CN108503932A - 一种用于制造薄膜或吸塑片材的保鲜粒子及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制造薄膜或吸塑片材的保鲜粒子，由如下质量百分数配比的原料制成：载体树脂30％～45％、天然沸石粉25％～40％、ZSM‑5分子筛3％～10％、二氧化硅1％～5％、氧化锌1％～3％、天然海藻糖0.5％～2％、偶联剂0.1％～1.5％、热稳定剂2％～6％、分散剂0.5％～3％。本发明保鲜粒子可添加到PE、PP、PS、EVA、EPS等树脂中制备出具有吸收有害气体作用的保鲜薄膜或吸塑片材制品。利用本发明制得的保鲜薄膜或吸塑片材制品可持续有效的吸附果蔬在储运过程中产生的乙烯和二氧化碳等有害气体，控制袋内结露，杀菌抑菌，减少细菌滋生，抑制果蔬的后熟，可显著延长果蔬的保质期。

Description

一种用于制造薄膜或吸塑片材的保鲜粒子及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料包装材料技术领域，涉及一种用于制造薄膜或吸塑片材的保鲜粒子及其制备方法，尤其涉及用于制造包装水果、蔬菜的薄膜或吸塑片材的保鲜粒子。
背景技术
目前，部分市售果蔬塑料保鲜膜通过调节氧气和二氧化碳的透过率起到一定的保鲜作用，也有一些保鲜膜则是通过水蒸气调节抑制细菌滋生繁殖来保鲜，但是现有的保鲜膜只具备呼吸功能而缺乏吸收有害气体的能力，导致其真正的保鲜效果并不是很理想，也有部分保鲜膜由于成本过高难以推广，还有部分保鲜膜由于保质期较短无法满足市场需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的保鲜膜、吸塑制品其保鲜效果不足，提供一种保鲜粒子及其制备方法，该保鲜粒子与相应的塑料粒子混合制成的保鲜薄膜或吸塑制品可显著延长采摘后果蔬的保质期，且成本低廉，加工方法简单，易推广。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于制造薄膜或吸塑片材的保鲜粒子，它是由载体树脂、天然沸石粉、ZSM-5分子筛、二氧化硅、氧化锌、天然海藻糖、偶联剂、分散剂、热稳定剂为原料制成；各原料按如下质量百分数配比：载体树脂30％～45％、天然沸石粉25％～40％、ZSM-5分子筛3％～10％、二氧化硅1％～5％、氧化锌1％～3％、天然海藻糖0.5％～2％、偶联剂0.1％～1.5％、热稳定剂2％～6％、分散剂0.5％～3％。
优选的，各原料按如下质量百分数配比：载体树脂35％～45％、天然沸石粉35％～40％、ZSM-5分子筛5％～10％、二氧化硅1％～5％、氧化锌1％～3％、天然海藻糖1％～2％、偶联剂0.5％～1.5％、热稳定剂2％～6％、分散剂1％～2.5％。
所述的载体树脂是PE、PP、PS、EVA、EPS、K树脂和SBS的一种或两种以上任意比例的混合物。
所述的天然沸石粉为具有多孔结构的纳米级天然斜发沸石粉，优选粒径为30～80nm的斜发沸石粉。
所述的ZSM-5分子筛为纳米级ZSM-5分子筛，粒径优选为10～100nm；硅铝比为25～30。
所述的二氧化硅为食品级二氧化硅，粒径为纳米级，优选为30～80nm。
所述的氧化锌为纳米氧化锌，优选粒径为30～80nm的氧化锌。
所述的天然海藻糖为蓝藻或海藻的提取物，经过加工至纳米级，优选为30～100nm。天然海藻糖呈水溶性，具有优良的生物活性，可作为水分调节剂。
所述的偶联剂为环氧基硅烷偶联剂。偶联剂是保鲜粒子中不可缺少的重要组分。利用分子极性一端与沸石粉等粉体结合而非极性一端与树脂高分子链结合，使保鲜薄膜或吸塑片材具有较好的拉伸强度。
所述的热稳定剂为N-苯基马来酰亚胺，用于保持造粒过程中成分的稳定性。
所述的分散剂为硬酯酸盐，能使沸石粉等粉体均匀地分散到树脂中。
本发明所述的保鲜粒子的制备方法，包括以下步骤：
按配方称取各原料；先将天然沸石粉、ZSM-5分子筛、二氧化硅、氧化锌、天然海藻提取物和偶联剂加入到高速搅拌机内，于90～120℃下高速搅拌10～30分钟进行活化处理；再依次加入分散剂、热稳定剂和载体树脂继续搅拌6～10分钟，混合均匀后倒入双螺杆挤出机中，180℃～240℃温度下经过熔融混炼后挤出造粒，干燥得到保鲜粒子。其中，所述的高速搅拌机的转速不低于3000r/min；造粒的温度不低于载体树脂软化点温度+20℃。
本发明的另一个目的是提供所述的保鲜粒子在制备薄膜或吸塑片材中的应用；所述的应用为将所述的保鲜粒子添加到树脂中制备出保鲜薄膜或吸塑片材。所述的保鲜粒子与树脂的重量比为1:8～10；所述的树脂为PE、PP、PS、EVA、EPS等树脂。
和现有技术相比，本发明的有益效果：
发明人实践发现斜发沸石粉、ZSM-5分子筛、二氧化硅、氧化锌和天然海藻糖中的任何一种单独使用均不具备明显的保鲜效果。本发明保鲜粒子以斜发沸石粉、ZSM-5分子筛、纳米级二氧化硅和纳米氧化锌、天然海藻糖作为主体成分，上述5种物质协同作用，发挥出极强的气体吸附性和离子交换功能，可以强力吸附果蔬在采后贮存过程中产生的乙烯、二氧化碳等有害气体，延缓后熟，有效延长果蔬的保质期，同时由于天然海藻糖具有高活性成分，可以有效调节果蔬在贮存过程中产生的水蒸气，抑制细菌滋生，防止腐烂。
采用本发明制成的保鲜薄膜或吸塑片材即可显著延长果蔬的保鲜期，果蔬无需使用添加剂或涂蜡、喷洒、浸泡等前置处理方式，产品无毒、无害、无辐射，亦无其他副作用，同时也不改变传统的果蔬包装使用方法，可大规模推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐明本发明的技术方案。发明人发现采用本发明所述粒径的原料均能实现本发明的保鲜效果。
实施例1
称取35kg天然斜发沸石粉(粒径为80nm)，8kg ZSM-5分子筛(粒径为80nm)，3kg二氧化硅(粒径为80nm)，1kg氧化锌(粒径为80nm)，1kg天然海藻糖(粒径为100nm)，0.5kg的环氧基硅烷偶联剂Z6040加入到高速搅拌机内，于110℃下3000r/min高速搅拌10分钟进行活化处理；再依次加入2kg硬酯酸钙、2.5kg N-苯基马来酰亚胺和40kg低密度聚乙烯树脂(LDPE，软化点温度为180℃)继续搅拌10分钟，混合均匀后倒入双螺杆挤出机中，180℃温度下经过熔融混炼后，经造粒设备210℃挤出造粒，干燥，即得保鲜粒子，保鲜粒子总重93kg。
制得的保鲜粒子与低密度聚乙烯树脂LDPE按照重量比1:8混合，熔融吹胀得到保鲜薄膜或吸塑片材。
制得的保鲜薄膜热封成保鲜袋，和普通保鲜袋在同等条件下做应用实验。
采购一批樱桃，分装成两份，每份各2.5公斤，分别放入普通薄膜袋和本实施例保鲜袋，扎紧袋口，置于室温(15～20℃)下存放。目测观察和品尝口感，见表1。
表1保鲜过程中樱桃的保鲜状态和口感变化
储存时间(天) 普通保鲜袋中樱桃状态 本实施例保鲜袋中樱桃状态
第3天 无明显变化 无明显变化
第5天 硬度下降明显 无明显变化
第7天 甜度下降明显，表皮皱缩 无明显变化
第10天 霉菌多，失去商品价值 无明显变化，颜色略深
实施例2
实施例1制得的保鲜粒子与低密度聚乙烯树脂LDPE按照重量比1:8混合，熔融吹胀得到吸塑片材。制得的塑料片材经吸塑后制成保鲜盒，和普通吸塑盒在同等条件下做应用实验。
将樱桃分装成两份，每份2.5公斤，分别放入普通吸塑盒和本实施例保鲜盒，盖好盖子，置于室温(15～20℃)下存放。目测观察和品尝口感，见表2。
表2保鲜过程中樱桃的保鲜状态和口感变化
储存时间(天) 普通吸塑盒樱桃中樱桃状态 本实施例保鲜盒中樱桃状态
第3天 无明显变化 无明显变化
第5天 硬度下降明显 无明显变化
第7天 甜度下降明显，表皮皱缩 无明显变化
第10天 霉菌多，失去商品价值 无明显变化，颜色略深
实施例3
称取30kg天然斜发沸石粉(粒径为80nm)，7kg ZSM-5分子筛(粒径为80nm)，2kg二氧化硅(粒径为80nm)，2kg氧化锌(粒径为80nm)，1.5kg天然海藻糖(粒径为100nm)，1kg环氧基硅烷偶联剂Z6040加入到高速搅拌机内，在高速搅拌机内于110℃下高速搅拌10分钟进行活化处理，转速3000r/min，再依次加入1kg硬酯酸钙、3.5kgN-苯基马来酰亚胺和30kg低密度聚乙烯树脂继续搅拌10分钟，混合均匀后倒入双螺杆挤出机中，180℃温度下经过熔融混炼后，经造粒设备220℃挤出造粒，干燥，即得保鲜粒子，保鲜粒子总重78kg。
制得的保鲜粒子与低密度聚乙烯树脂按照重量比1:9混合，熔融吹胀得到保鲜薄膜。制得的保鲜薄膜热封成保鲜袋，和普通保鲜袋在同等条件下做应用实验。采购一批黄瓜，每份10根，分别放入普通薄膜袋和本实施例保鲜袋，扎紧袋口，置于室温(15～20℃)下存放。目测观察，见表3。
表3保鲜袋保鲜过程中黄瓜的保鲜状态和口感变化
实施例4
制得的保鲜粒子与低密度聚乙烯树脂按照重量比1:9混合，制成吸塑片材。制得的塑料片材经吸塑后制成保鲜盒，和普通吸塑盒在同等条件下做应用实验。将黄瓜分成两份，每份2根，切片，分别放入普通吸塑盒和本实施例保鲜盒，盖好盖子，置于室温(15～20℃)下存放。目测观察，见表4。
表4保鲜盒保鲜过程中黄瓜的保鲜状态和口感变化
储存时间(天) 普通吸塑盒中黄瓜片状态 本实施例保鲜盒中黄瓜片状态
第1天 切口处失水无光泽 无明显变化
第2天 变软，体积收缩，失水更明显 无明显变化
第3天 失去香味，色泽暗淡，体积收缩加重 无明显变化

Claims (10)

1.一种用于制造薄膜或吸塑片材的保鲜粒子，其特征在于所述的保鲜粒子由载体树脂、沸石粉、ZSM-5分子筛、二氧化硅、氧化锌、天然海藻糖、偶联剂、分散剂、热稳定剂为原料制成；各原料按如下质量百分数配比：载体树脂30％～45％、天然沸石粉25％～40％、ZSM-5分子筛3％～10％、二氧化硅1％～5％、氧化锌1％～3％、天然海藻糖0.5％～2％、偶联剂0.1％～1.5％、热稳定剂2％～6％、分散剂0.5％～3％。
2.根据权利要求1所述的保鲜粒子，其特征在于各原料按如下质量百分数配比：载体树脂35％～45％、沸石粉35％～40％、ZSM-5分子筛5％～10％、二氧化硅1％～5％、氧化锌1％～3％、天然海藻糖1％～2％、偶联剂0.5％～1.5％、热稳定剂2％～6％、分散剂1％～2.5％。
3.根据权利要求1所述的保鲜粒子，其特征在于所述的载体树脂是PE、PP、PS、EVA、EPS、K树脂和SBS的一种或两种以上任意比例的混合物。
4.根据权利要求1所述的保鲜粒子，其特征在于所述的沸石粉纳米级斜发沸石粉；所述的ZSM-5分子筛为纳米级ZSM-5分子筛，硅铝比为25～30。
5.根据权利要求1所述的保鲜粒子，其特征在于所述的二氧化硅为食品级二氧化硅，粒径为纳米级；所述的氧化锌为纳米氧化锌；所述的天然海藻糖为纳米级天然海藻糖。
6.根据权利要求1所述的保鲜粒子，其特征在于所述的偶联剂为环氧基硅烷偶联剂；所述的热稳定剂为N-苯基马来酰亚胺；所述的分散剂为硬酯酸盐。
7.权利要求1所述的保鲜粒子的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
按配方称取各原料；先将天然沸石粉、ZSM-5分子筛、二氧化硅、氧化锌、天然海藻糖和偶联剂加入到高速搅拌机内，于90～120℃下高速搅拌10～30分钟进行活化处理；再依次加入分散剂、热稳定剂和载体树脂继续搅拌6～10分钟，混合均匀后倒入双螺杆挤出机中，180℃～240℃温度下经过熔融混炼后挤出造粒，干燥得到保鲜粒子。
8.根据权利要求7所述的保鲜粒子的制备方法，其特征在于所述的高速搅拌机的转速不低于3000r/min；造粒的温度不低于载体树脂软化点温度+20℃。
9.权利要求1所述的保鲜粒子在制备薄膜或吸塑片材中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于将所述的保鲜粒子添加到树脂中制备出保鲜薄膜或吸塑片材；所述的保鲜粒子与树脂的重量比为1:8～10；所述的树脂为PE、PP、PS、EVA、EPS。
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