CN110756415B - 一种防水超滑铝箔及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防水超滑铝箔及其制备方法与应用,所述防水超滑铝箔与水的接触角为108°~110°,水滴在所述铝箔表面完整滑移,其是将聚二甲基硅氧烷共价接枝到氧化后的铝箔表面上而制得的。本发明的防水超滑铝箔制备方法简单,操作简便,成本低廉,生产效率高,所得铝箔粘附性低,水滴在其表面能够实现完整滑移,采用这种铝箔烘烤肉质食物,铝箔表面几乎无肉质粘附物,且涂层中未采用任何含氟修饰剂,在食品包装和烘烤领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂层及其制备技术,具体地说是涉及一种防水超滑铝箔及其制备方法与应用。
背景技术
随着人民生活水平的提高和生活节奏的加快,食品的供应方式也发生了很大的变化。家用铝箔适用于食品保鲜、烧烤、航空、酒店配餐和厨房保洁,在食物烹饪中用于冷冻、保鲜、烘烤等具有十分良好的作用,例如,可用铝箔包裹食物存放于冰箱或冷冻柜内,能保持其原有形状,可避免肉类、青菜、水果的水分流失,并且还能防止味道的外泄和混入,既卫生又方便。
由于铝箔熔点较高,加热到660℃以上才会熔化,因此,铝箔是烘烤时包裹食物的理想材料。在烘烤的时候可以采用铝箔包裹豆芽菜、马铃薯、甘薯、肉类等,以免它们烧焦造成致癌物质,并且干净卫生,还可以保持原有的风味。然而,金属铝会影响脑部的发展,因此,现有铝箔表面都设置有涂层,以避免金属铝的释出。当前市面上大多数的铝箔都存在烘烤时易粘附的问题,肉质食物粘附在铝箔上不仅影响食物的流失,而且影响铝箔的重复使用性。因此,开发一种具有防水、防油性和低黏附性能的超滑铝箔具有非常重要的实用意义。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种防水超滑铝箔,以解决现有铝箔易粘附肉质食物的问题。
本发明的目的之二是提供前述防水超滑铝箔的制备方法。
本发明的目的之三是提供前述防水超滑铝箔的应用。
本发明的目的之一是这样实现的:
一种防水超滑铝箔,其与水的接触角为108° ~ 110°,水滴在所述铝箔表面实现完整滑移,其是将聚二甲基硅氧烷(PDMS)共价接枝到氧化后的铝箔表面上而制得的。
具体地,所述防水超滑铝箔采用如下方法制得:
(a)将干净的铝箔采用60~100℃热水处理20~50min,得到氧化后的铝箔;
(b)将聚二甲基硅氧烷涂覆至氧化后的铝箔表面,加热,得到具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔;
(c)清洗具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔,干燥,即得防水超滑铝箔。
步骤(a)中,优选地,热水的温度为60~80℃,更优选80℃;处理时间为30~40min;更优选30min。
步骤(b)中,将聚二甲基硅氧烷涂覆至氧化后的铝箔表面的涂覆方式可以采用旋涂、喷涂或浸渍等方式,优选采用旋涂或喷涂。
步骤(b)中,加热温度为100~140℃,加热时间为2~6min;优选地,加热温度为120~140℃,加热时间为3~5min;更优选地,在120℃烘箱中加热6min,或者,在140℃烘箱中加热2min。
本发明的目的之二是这样实现的:
一种防水超滑铝箔的制备方法,包括如下步骤:
(a)将干净的铝箔采用60~100℃热水处理20~50min,得到氧化后的铝箔;
(b)将聚二甲基硅氧烷涂覆至氧化后的铝箔表面,加热,得到具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔;
(c)清洗具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔,干燥,即得防水超滑铝箔。
步骤(a)中,可以采用乙醇清洗铝箔,干燥后得到干净的铝箔。
步骤(a)中,优选地,热水的温度为60~80℃,更优选80℃;处理时间为30~40min;更优选30min。
步骤(b)中,将聚二甲基硅氧烷涂覆至氧化后的铝箔表面的涂覆方式可以采用旋涂、喷涂或浸渍等方式,优选采用旋涂或喷涂。
步骤(b)中,加热温度为100~140℃,加热时间为2~6min;优选地,加热温度为120~140℃,加热时间为3~5min;更优选地,在120℃烘箱中加热6min,或者,在140℃烘箱中加热2min。
步骤(c)中,采用溶剂清洗具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔,所述溶剂为聚二甲基硅氧烷可以溶于其中的有机溶剂,优选地,所述溶剂为乙醇、丙酮、正己烷等。
步骤(c)中,优选地,将清洗后的铝箔置于50℃的烘箱中干燥;还可以采用自然干燥等方式。
本发明的目的之三是这样实现的:
前述防水超滑铝箔在食品包装、烘烤领域的应用。
本发明通过将聚二甲基硅氧烷(PDMS)共价接枝到氧化后的铝箔表面上制得了防水超滑铝箔,该铝膜粘附性低,水滴在铝箔表面能够实现完整滑移,表面超滑,采用这种铝箔烘烤肉质食物,铝箔表面几乎无肉质粘附物。
本发明的铝箔制备方法简单,操作简便,成本低廉,生产效率高,且所制备的铝箔涂层中未采用任何含氟修饰剂,在食品包装和烘烤领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是市购纯铝箔的直观视图。
图2是市购纯铝箔的扫描电镜图。
图3是实施例1所得铝箔的直观视图。
图4是实施例1所得铝箔的扫描电镜图,图(b)是图(a)的局部放大图。
图5是实施例1所得铝箔在空气中疏水的接触角图。
图6是水滴在实施例1所得铝箔表面滑动的过程图,a~d为水滴经过不同位置时的示意图。
图7是实施例2所得铝箔在空气中疏水的接触角图。
图8是实施例3所得铝箔在空气中疏水的接触角图。
图9是对比例1所得铝箔的直观视图。
图10是对比例2所得铝箔在空气中疏水的接触角图(a)及改变铝箔倾角水滴不能滑动的示意图(b)。
图11是对比例3所得铝箔在空气中疏水的接触角图(a)及改变铝箔倾角水滴不能滑动的示意图(b)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的阐述,下述实施例仅作为说明,并不以任何方式限制本发明的保护范围。
在下述实施例中未详细描述的过程和方法是本领域公知的常规方法,实施例中所用试剂均为分析纯或化学纯,且均可市购或通过本领域普通技术人员熟知的方法制备。下述实施例均实现了本发明的目的。
对市购的铝箔采用乙醇清洗干净,干燥,通过肉眼、扫描电镜观察其表面的形貌,分别如图1、2所示。
实施例1
将铝箔用乙醇清洗干净并干燥,得到干净的铝箔;将干净的铝箔在80℃热水中处理30min,得到氧化后的铝箔;采用旋涂方式将PDMS涂覆至氧化后的铝箔表面,之后放入140℃烘箱中加热2min,得到具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔;待具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔冷却后,用乙醇清洗,置于50℃烘箱中干燥,即得防水超滑铝箔。
对所得防水超滑铝箔通过肉眼、扫描电镜观察其表面的形貌,分别如图3~4所示。从图3可以看出,与市购的铝箔相比,所得防水超滑铝箔表面的色泽、机械性能均未发生变化,但表面更为光滑;从图4可以看出,所得铝箔的微观表面具有明显的褶皱形貌,说明PDMS接枝到了铝箔表面。
对所得铝箔进行粘附性测试:将所得铝箔用透明胶带反复进行粘附和揭开,胶带可以很轻松地从铝箔表面脱落,说明其具有很低的粘附性能。
对所得铝箔进行防水性能测试:将超滑铝箔放置于空气中,当水接触铝箔的时候,铝箔与水的接触角为110°,如图5所示,具有良好的防水性能。同时,如图6所示,水滴还可以在表面滑动,实现完整的滑移,且无任何残留水滴,证明所得铝箔具有超滑、抗粘附性能。
对所得铝箔进行实用性能测试:采用所得防水超滑铝箔包裹肉片,在200~300℃进行烘烤,所得防水超滑铝箔表面依然保持干净清爽,而市购的纯铝箔表面粘附了很多肉沫,证明所得防水超滑铝箔可以抵抗肉质的粘附,在食物烘烤领域具有很强的实用性能。
实施例2
将干净的铝箔在60℃热水中处理50min,得到氧化后的铝箔;采用喷涂方式将PDMS涂覆至氧化后的铝箔表面,之后放入120℃烘箱中加热4min,得到具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔;待具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔冷却后,用乙醇清洗,置于50℃烘箱中干燥,即得防水超滑铝箔。
对所得铝箔进行防水性能测试:将超滑铝箔放置于空气中,当水接触铝箔的时候,铝箔与水的接触角为109°,如图7所示。
实施例3
将干净的铝箔在100℃热水中处理20min,得到氧化后的铝箔;采用喷涂方式将PDMS涂覆至氧化后的铝箔表面,之后放入100℃烘箱中加热6min,得到具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔;待具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔冷却后,用乙醇清洗,自然干燥,即得防水超滑铝箔。
对所得铝箔进行防水性能测试:将超滑铝箔放置于空气中,当水接触铝箔的时候,铝箔与水的接触角为108°,如图8所示。
对比例1
将干净的铝箔在80℃热水中处理90min,得到氧化后的铝箔;采用旋涂方式将PDMS涂覆至氧化后的铝箔表面,之后放入140℃烘箱中加热2min,得到具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔;待具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔冷却后,用乙醇清洗,置于50℃烘箱中干燥,即得铝箔。
对所得铝箔进行肉眼观察,其直观视图如图9所示,从图中可以清楚看出,铝箔表面失去了原有的金属光泽,颜色变得黯淡,而且铝箔表面出现很多斑点。
对比例2
将干净的铝箔在60℃热水中处理50min,得到氧化后的铝箔;采用旋涂方式将PDMS涂覆至氧化后的铝箔表面,之后放入90℃烘箱中加热4min,得到具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔;待具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔冷却后,用乙醇清洗,置于50℃烘箱中干燥,即得具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔。
对所得铝箔进行防水性能测试:将铝箔放置于空气中,当水接触铝箔的时候,铝箔与水的接触角为75°,水滴在其表面不能实现滑动,如图10所示。
对比例3
将干净的铝箔在100℃热水中处理20min,得到氧化后的铝箔;采用旋涂方式将PDMS涂覆至氧化后的铝箔表面,之后放入180℃烘箱中加热6min,得到具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔;待具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔冷却后,用乙醇清洗,置于50℃烘箱中干燥,即得具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔。
对所得铝箔进行防水性能测试:将铝箔放置于空气中,当水接触铝箔的时候,铝箔与水的接触角为93°,水滴在其表面也不能实现滑动,如图11所示。
Claims (7)
1.一种防水超滑铝箔,其特征在于,所述铝箔与水的接触角为108° ~ 110°,水滴在所述铝箔表面实现滑移,其是将聚二甲基硅氧烷共价接枝到氧化后的铝箔表面上而制得的;
所述防水超滑铝箔的制备方法包括如下步骤:
(a)将干净的铝箔采用60~100℃热水处理20~50min,得到氧化后的铝箔;
(b)将聚二甲基硅氧烷涂覆至氧化后的铝箔表面,加热,使得聚二甲基硅氧烷共价接枝到氧化后的铝箔表面,得到具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔;步骤(b)中,加热温度为100~140℃,加热时间为2~6min;
(c)清洗具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔,干燥,即得防水超滑铝箔。
2.根据权利要求1所述的防水超滑铝箔,其特征在于,步骤(a)中,热水的温度为60~80℃;处理时间为30~40min。
3.根据权利要求1所述的防水超滑铝箔,其特征在于,步骤(b)中,将聚二甲基硅氧烷涂覆至氧化后的铝箔表面的方式为旋涂或喷涂。
4.根据权利要求1所述的防水超滑铝箔,其特征在于,步骤(b)中,加热温度为120~140℃,加热时间为3~5min。
5.根据权利要求1所述的防水超滑铝箔,其特征在于,步骤(c)中,采用溶剂清洗具有聚二甲基硅氧烷涂层的铝箔,所述溶剂为乙醇、丙酮或正己烷。
6.根据权利要求1所述的防水超滑铝箔,其特征在于,步骤(c)中,将清洗后的铝箔置于50℃的烘箱中干燥。
7.权利要求1所述的防水超滑铝箔在食品包装或烘烤领域的应用。
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