CN108192229A - 一种用于食品的包装材料制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于食品的包装材料制备工艺，该工艺采用将聚苯乙烯树脂、三羟甲基丙烷三酯、脱乙酰甲壳素、亚甲基二萘磺酸钠与抗氧化剂、偶联剂进行搅拌混合得到初级混合物，再将聚酞胺纤维、硫代二丙酸二月桂酯、有机硅凝胶、麝香草酚和无水乙醇混合，超声分散后加入聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇，在氮气保护下保温反应得到改性复合材料，最后将二者共同加入真空混炼机，再加入辛烯基琥珀酸淀粉酯、椰油酸二乙醇酰胺、增塑剂制得真空混炼产物，并将其加入双螺杆挤出机挤出造粒，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。制备而成的包装材料，其降解效果好且强度高，在食品包装中具有良好的应用前景。

Description

一种用于食品的包装材料制备工艺
技术领域
本发明涉及包装材料这一技术领域，特别涉及到一种用于食品的包装材料制备工艺。
背景技术
食品包装材料是指包装、盛放食品或者食品添加剂用的纸、竹、木、金属、搪瓷、陶瓷、塑料、橡胶、天然纤维、化学纤维、玻璃等制品和直接接触食品或者食品添加剂的涂料。对于食品的包装材料，无毒性是最基本要求，由于和食材直接接触，具有毒性的材料会危害人体健康。阻断性能，也是食品包装材料的主要性能，防止外界环境对食材造成影响，阻断性从性能上包括阻氧性、阻湿性、阻光性、阻气味性等。耐高温性能、耐低温性能也是食品包装材料的理想性能。随着中国经济高速发展以及人民生活质量的提高，对微波食品、休闲食品及冷冻食品等方便食品的需求量将不断增加，这将直接带动相关食品包装的需求，中国食品与包装机械业在今后的一段长时间内将维持正增长。目前中国包装工业的总产值已达到7000亿元人民币，并保持年均增速在16％的水平。
塑料包装是近现代出现的食品包装材料，当今使用极为广泛，塑料包装材质不仅性能良好，而且便于加工生产运输和携带。我国现在用于食品包装的塑料多达16种，例如PE、PP、PS、PET、PA、PVDC、EVA、PVA、EVOH、PVC、离子键树脂等。其中具有高阻氧的材料由有PVA、EVOH、PVDC、PET和PA等，高阻湿的材料有PVDC、PP、PE等。各种塑料的单体分子结构不同，聚合度不同，添加剂的种类和数量不同，性能也不同。塑料包装材料的主要特性是：第一，密度小，比强度高，可以获得较高的包装得率。第二，大多数塑料的耐化学性好，有良好的耐酸，耐碱，耐各类有机溶剂，长期放置，不发生氧化。第三，成型容易，所需成型能耗低于钢铁等金属材料。第四，具有良好的透明性，易着色性。第五，具有良好的强度，单位重量的强度性能高，耐冲击，易改性。第六，加工成本低。第七，绝缘性优。虽然塑料包装材料有着上述优势，但因大量使用给环境带来了不小的污染，造成了严重的社会问题。虽然目前开发出了多种可降解塑料材料，但在强度、耐受性等方面还存在着诸多不足，制约了在食品包装上的大规模使用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于食品的包装材料制备工艺，该工艺采用将聚苯乙烯树脂、三羟甲基丙烷三酯、脱乙酰甲壳素、亚甲基二萘磺酸钠与抗氧化剂、偶联剂进行搅拌混合得到初级混合物，再将聚酞胺纤维、硫代二丙酸二月桂酯、有机硅凝胶、麝香草酚和无水乙醇混合，超声分散后加入聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇，在氮气保护下保温反应得到改性复合材料，最后将二者共同加入真空混炼机，再加入辛烯基琥珀酸淀粉酯、椰油酸二乙醇酰胺、增塑剂制得真空混炼产物，并将其加入双螺杆挤出机挤出造粒，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。制备而成的包装材料，其降解效果好且强度高，在食品包装中具有良好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于食品的包装材料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将聚苯乙烯树脂50-60份、三羟甲基丙烷三酯18-22份、脱乙酰甲壳素6-8份、亚甲基二萘磺酸钠2-4份加入搅拌机中进行搅拌，在搅拌的同时缓慢加入抗氧化剂3-5份、偶联剂3-5份，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间为20-40分钟，得到初级混合物；
(2)将聚酞胺纤维12-18份、硫代二丙酸二月桂酯8-10份、有机硅凝胶8-10份、麝香草酚1-3份和无水乙醇180-200份混合，超声分散后得到超声分散混合液，随后向超声分散混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮10-12份、山梨醇6-10份，升温至60-80℃，在氮气保护下保温反应12小时，反应结束后冷却至室温并过滤，过滤产物用无水乙醇洗涤2-4次，真空干燥后得到改性复合材料；
(3)将初级混合物和改性复合材料共同加入真空混炼机，同时加入辛烯基琥珀酸淀粉酯6-8份、椰油酸二乙醇酰胺5-9份、增塑剂3-5份，在真空环境下升温至160-200℃，保温反应50-60分钟，得到真空混炼产物；
(4)将真空混炼产物加入双螺杆挤出机挤出造粒，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。
进一步的，所述步骤(1)中的抗氧化剂选自烷基化苯酚、2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、焦亚硫酸钠中的任意一种。
进一步的，所述步骤(1)中的偶联剂选自异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯、间甲基苯甲酰氯中的任意一种。
进一步的，所述步骤(2)中超声分散的功率为250-350W，超声时间为30-40分钟。
进一步的，所述步骤(3)中的增塑剂选自乙酰柠檬酸三己酯、己二酸二辛酯、环氧脂肪酸甲酯中的任意一种。
进一步的，所述步骤(4)中双螺杆挤出机的机筒温度分别为：第一阶段135-155℃，第二阶段140-160℃，第三阶段185-195℃，第四阶段为190-210℃，模头温度为200-210℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明的用于食品的包装材料制备工艺采用将聚苯乙烯树脂、三羟甲基丙烷三酯、脱乙酰甲壳素、亚甲基二萘磺酸钠与抗氧化剂、偶联剂进行搅拌混合得到初级混合物，再将聚酞胺纤维、硫代二丙酸二月桂酯、有机硅凝胶、麝香草酚和无水乙醇混合，超声分散后加入聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇，在氮气保护下保温反应得到改性复合材料，最后将二者共同加入真空混炼机，再加入辛烯基琥珀酸淀粉酯、椰油酸二乙醇酰胺、增塑剂制得真空混炼产物，并将其加入双螺杆挤出机挤出造粒，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。制备而成的包装材料，其降解效果好且强度高，在食品包装中具有良好的应用前景。
(2)本发明采用了聚苯乙烯树脂、三羟甲基丙烷三酯、脱乙酰甲壳素、亚甲基二萘磺酸钠这几种原料与改性复合材料共同混炼，对用于食品的包装材料进行了有效的改性，虽然这些材料并非首次应用于用于包装材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的用于食品的包装材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
(1)将聚苯乙烯树脂50份、三羟甲基丙烷三酯18份、脱乙酰甲壳素6份、亚甲基二萘磺酸钠2份加入搅拌机中进行搅拌，在搅拌的同时缓慢加入烷基化苯酚3份、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯3份，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间为20分钟，得到初级混合物；
(2)将聚酞胺纤维12份、硫代二丙酸二月桂酯8份、有机硅凝胶8份、麝香草酚1份和无水乙醇180份混合，超声分散后得到超声分散混合液，超声分散的功率为250W，超声时间为30分钟，随后向超声分散混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮10份、山梨醇6份，升温至60℃，在氮气保护下保温反应12小时，反应结束后冷却至室温并过滤，过滤产物用无水乙醇洗涤2次，真空干燥后得到改性复合材料；
(3)将初级混合物和改性复合材料共同加入真空混炼机，同时加入辛烯基琥珀酸淀粉酯6份、椰油酸二乙醇酰胺5份、乙酰柠檬酸三己酯3份，在真空环境下升温至160℃，保温反应50分钟，得到真空混炼产物；
(4)将真空混炼产物加入双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的机筒温度分别为：第一阶段135℃，第二阶段140℃，第三阶段185℃，第四阶段为190℃，模头温度为200℃，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。
制得的用于食品的包装材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
(1)将聚苯乙烯树脂55份、三羟甲基丙烷三酯20份、脱乙酰甲壳素7份、亚甲基二萘磺酸钠3份加入搅拌机中进行搅拌，在搅拌的同时缓慢加入2-叔丁基-4-甲氧基苯酚4份、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯4份，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间为30分钟，得到初级混合物；
(2)将聚酞胺纤维15份、硫代二丙酸二月桂酯9份、有机硅凝胶9份、麝香草酚2份和无水乙醇190份混合，超声分散后得到超声分散混合液，超声分散的功率为300W，超声时间为35分钟，随后向超声分散混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮11份、山梨醇8份，升温至70℃，在氮气保护下保温反应12小时，反应结束后冷却至室温并过滤，过滤产物用无水乙醇洗涤3次，真空干燥后得到改性复合材料；
(3)将初级混合物和改性复合材料共同加入真空混炼机，同时加入辛烯基琥珀酸淀粉酯7份、椰油酸二乙醇酰胺7份、己二酸二辛酯4份，在真空环境下升温至180℃，保温反应55分钟，得到真空混炼产物；
(4)将真空混炼产物加入双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的机筒温度分别为：第一阶段145℃，第二阶段150℃，第三阶段190℃，第四阶段为200℃，模头温度为205℃，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。
制得的用于食品的包装材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
(1)将聚苯乙烯树脂60份、三羟甲基丙烷三酯22份、脱乙酰甲壳素8份、亚甲基二萘磺酸钠4份加入搅拌机中进行搅拌，在搅拌的同时缓慢加入焦亚硫酸钠5份、间甲基苯甲酰氯5份，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间为40分钟，得到初级混合物；
(2)将聚酞胺纤维18份、硫代二丙酸二月桂酯10份、有机硅凝胶10份、麝香草酚3份和无水乙醇200份混合，超声分散后得到超声分散混合液，超声分散的功率为350W，超声时间为40分钟，随后向超声分散混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮12份、山梨醇10份，升温至80℃，在氮气保护下保温反应12小时，反应结束后冷却至室温并过滤，过滤产物用无水乙醇洗涤4次，真空干燥后得到改性复合材料；
(3)将初级混合物和改性复合材料共同加入真空混炼机，同时加入辛烯基琥珀酸淀粉酯8份、椰油酸二乙醇酰胺9份、环氧脂肪酸甲酯5份，在真空环境下升温至200℃，保温反应60分钟，得到真空混炼产物；
(4)将真空混炼产物加入双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的机筒温度分别为：第一阶段155℃，第二阶段160℃，第三阶段195℃，第四阶段为210℃，模头温度为210℃，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。
制得的用于食品的包装材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
(1)将三羟甲基丙烷三酯20份、脱乙酰甲壳素7份、亚甲基二萘磺酸钠3份加入搅拌机中进行搅拌，在搅拌的同时缓慢加入2-叔丁基-4-甲氧基苯酚4份、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯4份，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间为30分钟，得到初级混合物；
(2)将聚酞胺纤维15份、硫代二丙酸二月桂酯9份、有机硅凝胶9份、麝香草酚2份和无水乙醇190份混合，超声分散后得到超声分散混合液，超声分散的功率为300W，超声时间为35分钟，随后向超声分散混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮11份、山梨醇8份，升温至70℃，在氮气保护下保温反应12小时，反应结束后冷却至室温并过滤，过滤产物用无水乙醇洗涤3次，真空干燥后得到改性复合材料；
(3)将初级混合物和改性复合材料共同加入真空混炼机，同时加入辛烯基琥珀酸淀粉酯7份、椰油酸二乙醇酰胺7份、己二酸二辛酯4份，在真空环境下升温至180℃，保温反应55分钟，得到真空混炼产物；
(4)将真空混炼产物加入双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的机筒温度分别为：第一阶段145℃，第二阶段150℃，第三阶段190℃，第四阶段为200℃，模头温度为205℃，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。
制得的用于食品的包装材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
(1)将聚苯乙烯树脂55份、脱乙酰甲壳素7份、亚甲基二萘磺酸钠3份加入搅拌机中进行搅拌，在搅拌的同时缓慢加入2-叔丁基-4-甲氧基苯酚4份、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯4份，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间为30分钟，得到初级混合物；
(2)将聚酞胺纤维15份、硫代二丙酸二月桂酯9份、有机硅凝胶9份、麝香草酚2份和无水乙醇190份混合，超声分散后得到超声分散混合液，超声分散的功率为300W，超声时间为35分钟，随后向超声分散混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮11份、山梨醇8份，升温至70℃，在氮气保护下保温反应12小时，反应结束后冷却至室温并过滤，过滤产物用无水乙醇洗涤3次，真空干燥后得到改性复合材料；
(3)将初级混合物和改性复合材料共同加入真空混炼机，同时加入辛烯基琥珀酸淀粉酯7份、椰油酸二乙醇酰胺7份、己二酸二辛酯4份，在真空环境下升温至180℃，保温反应55分钟，得到真空混炼产物；
(4)将真空混炼产物加入双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的机筒温度分别为：第一阶段145℃，第二阶段150℃，第三阶段190℃，第四阶段为200℃，模头温度为205℃，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。
制得的用于食品的包装材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
(1)将聚苯乙烯树脂55份、三羟甲基丙烷三酯20份、亚甲基二萘磺酸钠3份加入搅拌机中进行搅拌，在搅拌的同时缓慢加入2-叔丁基-4-甲氧基苯酚4份、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯4份，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间为30分钟，得到初级混合物；
(2)将聚酞胺纤维15份、硫代二丙酸二月桂酯9份、有机硅凝胶9份、麝香草酚2份和无水乙醇190份混合，超声分散后得到超声分散混合液，超声分散的功率为300W，超声时间为35分钟，随后向超声分散混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮11份、山梨醇8份，升温至70℃，在氮气保护下保温反应12小时，反应结束后冷却至室温并过滤，过滤产物用无水乙醇洗涤3次，真空干燥后得到改性复合材料；
(3)将初级混合物和改性复合材料共同加入真空混炼机，同时加入辛烯基琥珀酸淀粉酯7份、椰油酸二乙醇酰胺7份、己二酸二辛酯4份，在真空环境下升温至180℃，保温反应55分钟，得到真空混炼产物；
(4)将真空混炼产物加入双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的机筒温度分别为：第一阶段145℃，第二阶段150℃，第三阶段190℃，第四阶段为200℃，模头温度为205℃，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。
制得的用于食品的包装材料的性能测试结果如表1所示。
对比例4
(1)将聚苯乙烯树脂55份、三羟甲基丙烷三酯20份、脱乙酰甲壳素7份加入搅拌机中进行搅拌，在搅拌的同时缓慢加入2-叔丁基-4-甲氧基苯酚4份、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯4份，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间为30分钟，得到初级混合物；
(2)将聚酞胺纤维15份、硫代二丙酸二月桂酯9份、有机硅凝胶9份、麝香草酚2份和无水乙醇190份混合，超声分散后得到超声分散混合液，超声分散的功率为300W，超声时间为35分钟，随后向超声分散混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮11份、山梨醇8份，升温至70℃，在氮气保护下保温反应12小时，反应结束后冷却至室温并过滤，过滤产物用无水乙醇洗涤3次，真空干燥后得到改性复合材料；
(3)将初级混合物和改性复合材料共同加入真空混炼机，同时加入辛烯基琥珀酸淀粉酯7份、椰油酸二乙醇酰胺7份、己二酸二辛酯4份，在真空环境下升温至180℃，保温反应55分钟，得到真空混炼产物；
(4)将真空混炼产物加入双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的机筒温度分别为：第一阶段145℃，第二阶段150℃，第三阶段190℃，第四阶段为200℃，模头温度为205℃，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。
制得的用于食品的包装材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-3和对比例1-4的制得的用于食品的包装材料分别进行3个月降解率、弯曲强度、拉伸强度这几项性能测试。
表1
本发明的用于食品的包装材料制备工艺采用将聚苯乙烯树脂、三羟甲基丙烷三酯、脱乙酰甲壳素、亚甲基二萘磺酸钠与抗氧化剂、偶联剂进行搅拌混合得到初级混合物，再将聚酞胺纤维、硫代二丙酸二月桂酯、有机硅凝胶、麝香草酚和无水乙醇混合，超声分散后加入聚乙烯吡咯烷酮、山梨醇，在氮气保护下保温反应得到改性复合材料，最后将二者共同加入真空混炼机，再加入辛烯基琥珀酸淀粉酯、椰油酸二乙醇酰胺、增塑剂制得真空混炼产物，并将其加入双螺杆挤出机挤出造粒，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。制备而成的包装材料，其降解效果好且强度高，在食品包装中具有良好的应用前景。并且，本发明采用了聚苯乙烯树脂、三羟甲基丙烷三酯、脱乙酰甲壳素、亚甲基二萘磺酸钠这几种原料与改性复合材料共同混炼，对用于食品的包装材料进行了有效的改性，虽然这些材料并非首次应用于用于包装材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的用于食品的包装材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于食品的包装材料制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚苯乙烯树脂50-60份、三羟甲基丙烷三酯18-22份、脱乙酰甲壳素6-8份、亚甲基二萘磺酸钠2-4份加入搅拌机中进行搅拌，在搅拌的同时缓慢加入抗氧化剂3-5份、偶联剂3-5份，搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间为20-40分钟，得到初级混合物；
(2)将聚酞胺纤维12-18份、硫代二丙酸二月桂酯8-10份、有机硅凝胶8-10份、麝香草酚1-3份和无水乙醇180-200份混合，超声分散后得到超声分散混合液，随后向超声分散混合液中加入聚乙烯吡咯烷酮10-12份、山梨醇6-10份，升温至60-80℃，在氮气保护下保温反应12小时，反应结束后冷却至室温并过滤，过滤产物用无水乙醇洗涤2-4次，真空干燥后得到改性复合材料；
(3)将初级混合物和改性复合材料共同加入真空混炼机，同时加入辛烯基琥珀酸淀粉酯6-8份、椰油酸二乙醇酰胺5-9份、增塑剂3-5份，在真空环境下升温至160-200℃，保温反应50-60分钟，得到真空混炼产物；
(4)将真空混炼产物加入双螺杆挤出机挤出造粒，将得到的颗粒料冷却至室温，过夜陈化，得到成品包装材料。
2.根据权利要求1所述的用于食品的包装材料制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的抗氧化剂选自烷基化苯酚、2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、焦亚硫酸钠中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的用于食品的包装材料制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的偶联剂选自异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯、间甲基苯甲酰氯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的用于食品的包装材料制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中超声分散的功率为250-350W，超声时间为30-40分钟。
5.根据权利要求1所述的用于食品的包装材料制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的增塑剂选自乙酰柠檬酸三己酯、己二酸二辛酯、环氧脂肪酸甲酯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的用于食品的包装材料制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)中双螺杆挤出机的机筒温度分别为：第一阶段135-155℃，第二阶段140-160℃，第三阶段185-195℃，第四阶段为190-210℃，模头温度为200-210℃。
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CN106084524A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 铜陵方正塑业科技有限公司 高韧性食品袋及其制备方法
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