CN111718620A - 一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，旨在提供一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，该涂层辊涂于复合PE膜或者复合EVA膜上具有超疏性能、良好硬度、强度、耐磨性、良好的热封性能、不掉粉、不粘附酸奶等性能，尤其适合目前食品包装行业无需改造设备，采用现有的辊涂设备进行施工即可实现本发明的目的；其技术方案包括底涂层和面涂层，其中：所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂4‑12份，有机聚硅氮烷树脂2‑12份，氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物弹性体0.5‑4份，氯化聚丙烯树脂1‑2份，改性纳米颗粒5‑15份，氧化锌晶须2.5‑7.5份，催化剂0.25‑1份；混合有机溶剂50‑80份；所述的面涂层包括下述重量份的组分：低表面能物质5‑10份，乙醇90‑95份。

Description

一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层
技术领域
本发明公开一种耐磨超疏水纳米涂层，具体地说，是一种用于酸奶盖膜的不沾酸奶的食品级纳米涂层，属于食品级别的涂料技术领域。
背景技术
随着社会的进步和人民生活水平的提高，酸奶已经成为日常生活中不可或缺的健康饮品。
酸奶曾被誉为“人类历史上最伟大的食物”，还曾在20世纪末治愈了全球数百万儿童的厌食症。通常酸奶采用塑料杯进行灌装，杯盖采用铝箔复合膜作为封盖，由于酸奶粘度大，很容易吸附在杯壁和盖子上，所以很多人喝完酸奶会习惯性舔酸奶盖，舔着吃既不卫生又不雅观。而扔掉既可惜，又浪费，因此，市场迫切需要一种既具有良好热密封性能又不粘附酸奶的铝箔复合膜来解决这个问题。
众所周知，荷叶具有不完全不沾水的特性，主要在于表面的微纳米二元结构和蜡质材料的共同作用，形成超疏水不粘附污垢的的主要原因。超疏水是一种极端的润湿现象，一般来说，超疏水是指液滴在固体表面的接触角大于150°，且滚动角小于10°的现象。也就是说，当水滴放置再超疏水表面时，会呈现出近似圆球形，而当表面稍微倾斜时，会立即滚落。构筑超疏水的表面通常有两种方法：一种是在物体表面先构筑一个微米结构涂层，然后在其表面再构筑一个纳米结构涂层，从而获得一个超疏水的表面结构；另外一种方法是在物体表面直接构筑一个微-钠结构，然后用低表面能物质进行修饰，从而获得一个超疏水的表面结构。无论采用哪种方法，都希望获得一个有足够强度的耐磨涂层，才具有实际的推广和使用价值。
中国专利CN 106115072A描述了一种不沾型酸奶包装材料的制备方法，该方法首先制得磁铁胶体，用水解缩合法包覆一层二氧化硅制得磁性纳米粒，再将聚乙烯醇和聚四氟乙烯经柠檬酸酯化改性，辅以制得的磁性纳米粒，涂覆在铝箔纸上形成不粘膜，在磁场作用下使纳米粒上浮至膜层表面，形成突触，经食用型蜂蜡辅助，干燥后即得不沾型酸奶包装材料。该技术在涂装到包装材料上，需要施加磁场作用，使纳米颗粒上浮至膜层表面，才具有不粘附酸奶效果，此外，该涂层需要在40-50℃放置过夜，而目前生产铝箔复合膜的生产厂商均采用辊涂设备，不具备磁场功能，同时辊涂对涂料干燥时间普遍要求在1-3分钟内固化，在应用上具有极大困难，不具备实际使用和推广价值，此外该制备方法没有描述涂敷在铝箔上的不粘膜是否会影响热封性能。
中国专利CN105295582B描述一种酸奶不沾盖专用胶乳及其制备方法和应用，采用特定配方和工艺，使制得的胶乳有很好的阻隔性能，延长了酸奶的保质期，而且具有良好的防水性能，解决了酸奶容易沾粘酸奶盖的问题。而该发明专利未透露涂装于铝箔复合膜上多长时间固化，是否影响后续的铝箔复合膜与杯盖的热封性能。同时该发明专利描述的涂层最高的疏水角度为135°的单涂层，这么低的疏水角度对于不粘附酸奶具有非常大的难度，也不具有太大的实用价值，同样，该专利描述的不粘盖专用乳胶涂层没有提及是否会影响热封性能。
传统的超疏水超疏油，一般采用底涂层和面涂层复配的双结构涂层体系，面涂层和低涂层之间结合力差，没有硬度和强度，稍微用力摩擦或者震动，面涂层就很容易成粉末状被刮掉或脱落，从而丧失超疏水超疏油特性，而掉粉一直以来是超疏水超疏油涂层难以大面积推广的重要原因，尤其是辊涂在酸奶的密封盖上，如果存在掉粉，终端用户将非常难以接受。
此外，在市场上流通的酸奶制品通常是将酸奶填充在塑料或者纸质聚乙烯材质的杯身中，开口部位用热封盖膜进行密封。这类产品每天要生产几十万包以上，因此需要控制每杯酸奶的所需的热封时间，通常需要在1-3秒完成热封。
因此用在酸奶盖膜上的涂层必须具备以下几个特点，才可以大批量的使用。
1)所用材料属于食品级，能通过美国FDA和德国LFGB认证
2)在热封层的表面涂敷不粘附涂层，不能影响原有热封层的热封性能和热封强度，热封时间要控制在1-3秒内完成。
3)在热封层的表面涂敷的不粘附涂层，具有耐摩擦，不掉粉等特点，不能影响食品的安全性能
4)在热封层的表面涂敷的不粘附涂层具有良好的超疏性能(疏水角度大于150°，滚动角度小于10°)，能够真的不粘附酸奶(无论是含油性成分的酸奶还是不含油性成分的酸奶)
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，该涂层辊涂于复合PE膜或者复合EVA膜上具有超疏性能、良好硬度、强度、耐磨性、良好的热封性能、不掉粉、不粘附酸奶等性能，尤其适合目前食品包装行业无需改造设备，采用现有的辊涂设备进行施工即可实现本发明的目的。
为此，本发明提供的技术方案是这样的：
一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，包括底涂层和面涂层，其中：
所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂4-12份，有机聚硅氮烷树脂2-12份，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体0.5-4份，氯化聚丙烯树脂1-2份，改性纳米颗粒5-15份，氧化锌晶须2.5-7.5份，催化剂0.25-1份；混合有机溶剂50-80份；
所述的面涂层包括下述重量份的组分：低表面能物质5-10份，乙醇90-95份。
进一步的，上述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，所述的改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂为
Figure BDA0002578395240000031
53021。
进一步的，上述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，所述的有机聚硅氮烷树脂为1500RC。
进一步的，上述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，所述的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体为SEBS。
进一步的，上述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，所述的氯化聚丙烯树脂为氯化聚丙烯cpp521。
进一步的，上述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，所述的混合有机溶剂为醋酸丁酯和醋酸乙酯混合物。
进一步的，上述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，所述的催化剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
进一步的，上述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，所述的改性纳米颗粒的通过下属方法制得的：
1)将2-4g纳米颗粒、65-75g乙醇、8-12g水置于容器，采用超声波分散5-70min，标记为A1组分；
2)
Figure BDA0002578395240000032
MTES溶于15-25g乙醇中，搅拌15-20分钟，充分溶解，标记为A2组分；
3)将A1和A2混合后，转移到带有加热装置和热电偶的四颈烧瓶中，加热升温至45℃后，继续加入0.6g乙酸水溶液，恒温在45℃，继续反应6H，得到硅烷改性纳米颗粒。
进一步的，上述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，所述的纳米颗粒为二氧化硅或者纳米二氧化钛或纳米氧化铝
进一步的，上述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，所述的低表面能物质为聚二甲基硅氧烷或氨丙基三乙氧基硅烷或六甲基二硅氮烷或甲基三乙氧基硅烷。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下技术优点：
1、本发明提供的技术方案底涂层构筑有硬度的微纳粗糙凹凸表面结构，硬度控制在HB-H之间，平均粗糙度(Rz)控制在600-700纳米之间，凹凸结构之间的平均距离(Sm)在800-1500纳米之间，具有非常好的耐磨性能，不掉粉。
2、本发明提供的技术方案面涂层采用低表面能物质对底涂层进行化学修饰后，最终的涂层表面具有完全不掉粉的特点，同时表面涂层的疏水角度大于150°，疏油角度大于145°；
3、本发明提供的技术方案由底涂(有硬度的底涂)+面涂(无固体颗粒，透明液体)相结合，可以获得高耐磨性、不掉粉的超疏水超疏油纳米涂层，能广泛应用于食品包装行业；
4、本发明提供的技术方案底涂采用微米级别氧化物、纳米级别的氧化物和树脂一起构筑有硬度的粗糙表面，平均粗糙度(Rz)控制在600-700纳米之间，凹凸结构之间的平均距离(Sm)在800-1500纳米之间，从而解决了传统超疏水超疏油产品没有硬度和耐磨的缺点，大幅度提升最终复合涂层的使用寿命和扩宽了应用场景。
5、本发明提供的技术方案双涂层体系具有良好的热封性能，涂覆在复合PE膜或者复合EVA膜上不影响原有的热封性能，在压力0.3-0.4MPa下，热封温度从165-220℃，时间在1-3秒，热密封性开封强度在5-8N，符合目前食品包装行业现状，不需要增加或更换现有设备，有利于快速应用和推广。
6、本发明提供的技术方案底涂层只要在50-70℃60-90秒即可固化，面涂层在50-70℃60-90秒即可固化，食品包装行业现有设备和工艺完全适用，有利于食品包装材料厂大批量工业化生产。
附图说明
图1是本发明提供的不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层效果试验。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的权利要求作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围之内所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求保护范围之内。
以下实施例中除特别说明外，均为本领域中的常规实验方法和操作步骤。
原材料：
AEROSIL A200，纳米二氧化硅，生产商：德国赢创
AEROXIDE P25，纳米二氧化钛，生产商：德国赢创
AEROXIDE Alu C，纳米氧化铝，生产商：德国赢创
Figure BDA0002578395240000051
MTES(甲基三乙氧基硅烷)，生产商：德国赢创
乙醇，试剂级，生产商：广州化工
纳米粉体的改性处理
纳米级二氧化硅A200改性由以下步骤制成：将3gA200、70g乙醇、10g水，采用超声波分散1小时，标记为A1组分；
Figure BDA0002578395240000052
MTES溶于20g乙醇中，搅拌15-20分钟，充分溶解，标记为A2组分；将A1和A2混合后，转移到带有加热装置和热电偶的四颈烧瓶中，加热升温至45℃后，继续加入0.6g乙酸水溶液(0.6g乙酸+10g水)，恒温在45℃，继续反应6H，得到硅烷改性二氧化硅，标记为SiP1。
纳米二氧化钛AEROXIDE P25改性由以下步骤制成：将3g AEROXIDE P25、70g乙醇、10g水，采用超声波分散1小时(室温)，标记为A1组分；
Figure BDA0002578395240000053
MTES溶于20g乙醇中，搅拌15-20分钟，充分溶解，标记为A2组分；将A1和A2混合后，转移到带有加热装置和热电偶的四颈烧瓶中，加热升温至45℃后，继续加入0.6g乙酸水溶液(0.6g乙酸+10g水)，恒温在45℃，继续反应6H，得到硅烷改性二氧化硅，标记为TiP2。
纳米氧化铝AEROXIDE Alu C改性由以下步骤制成：将3gA200、70g乙醇、10g水，采用超声波分散1小时(室温)，标记为A1组分；
Figure BDA0002578395240000054
MTES溶于20g乙醇中，搅拌15-20分钟，充分溶解，标记为A2组分；将A1和A2混合后，转移到带有加热装置和热电偶的四颈烧瓶中，加热升温至45℃后，继续加入0.6g乙酸水溶液(0.6g乙酸+10g水)，恒温在45℃，继续反应6H，得到硅烷改性二氧化硅，标记为AlP3。
实施例1
本发明提供的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，包括底涂层和面涂层，其中：
每100g所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂
Figure BDA0002578395240000055
53021 8g，有机聚硅氮烷树脂1500RC 5g，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体SEBS 0.5g，氯化聚丙烯树脂cpp521 1g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.25g，改性纳米颗粒TiP25g，四针状氧化锌晶须2.5g，醋酸丁酯18.75g，醋酸乙酯56g。
每100g所述的面涂层包括下述重量份的组分：聚二甲基硅氧烷5g，乙醇95g。
实施例2
本发明提供的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，包括底涂层和面涂层，其中：
每100g所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂
Figure BDA0002578395240000061
53021 6g，有机聚硅氮烷树脂1500RC 2g，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体SEBS 4g，氯化聚丙烯树脂cpp521 2g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷1g，改性纳米颗粒AlP3 10g，四针状氧化锌晶须7.5g，醋酸丁酯18.75g，醋酸乙酯53.5g。
每100g所述的面涂层包括下述重量份的组分：聚二甲基硅氧烷5g，乙醇95g。
实施例3
本发明提供的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，包括底涂层和面涂层，其中：
每100g所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂
Figure BDA0002578395240000062
53021 7g，有机聚硅氮烷树脂1500RC 4g，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体SEBS 2g，氯化聚丙烯树脂cpp521 0.5g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5g，改性纳米颗粒AlP310g，四针状氧化锌晶须6g，醋酸丁酯18.75g，醋酸乙酯51.25g。
每100g所述的面涂层包括下述重量份的组分：六甲基二硅氮烷5g，乙醇95g。
实施例4
本发明提供的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，包括底涂层和面涂层，其中：
每100g所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂
Figure BDA0002578395240000063
53021 5g，有机聚硅氮烷树脂1500RC 8g，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体SEBS 1g，氯化聚丙烯树脂cpp521 1.5g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.75g，改性纳米颗粒SiP19g，四针状氧化锌晶须5.5g，醋酸丁酯21.75g，醋酸乙酯47.5g。
每100g所述的面涂层包括下述重量份的组分：氨丙基三乙氧基硅烷5g，乙醇95g。
实施例5
本发明提供的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，包括底涂层和面涂层，其中：
每100g所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂
Figure BDA0002578395240000064
53021 4g，有机聚硅氮烷树脂1500RC 3g，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体SEBS 1.5g，氯化聚丙烯树脂cpp521 1.2g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5g，改性纳米颗粒TiP2 9g，四针状氧化锌晶须7g，醋酸丁酯22.75g，醋酸乙酯51.05g。
每100g所述的面涂层包括下述重量份的组分：聚二甲基硅氧烷7g，乙醇93g。
实施例6
本发明提供的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，包括底涂层和面涂层，其中：
每100g所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂
Figure BDA0002578395240000071
53021 5g，有机聚硅氮烷树脂1500RC 12g，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体SEBS 2.5g，氯化聚丙烯树脂cpp521 0.8g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷1g，改性纳米颗粒AlP38g，四针状氧化锌晶须6.5g，醋酸丁酯14.2g，醋酸乙酯50g。
每100g所述的面涂层包括下述重量份的组分：氨丙基三乙氧基硅烷10g，乙醇90g。
实施例7
本发明提供的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，包括底涂层和面涂层，其中：
每100g所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂
Figure BDA0002578395240000072
53021 8g，有机聚硅氮烷树脂1500RC 5g，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体SEBS 2g，氯化聚丙烯树脂cpp521 1g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.25g，改性纳米颗粒SiP110g，四针状氧化锌晶须5g，醋酸丁酯18.75g，醋酸乙酯50g。
每100g所述的面涂层包括下述重量份的组分：六甲基二硅氮烷8g，乙醇92g。
实施例1至实施例7中的不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层施工工艺：
杯盖膜(PE或者EVA)，先用底涂层进行辊涂预处理，涂布量控制在：1-2.5g/m2，在50-85℃烘烤60-90秒，收卷；然后用面涂层进行第2次辊涂处理，涂布量控制在：0.5-1.2g/m2，在50-85℃烘烤60-90秒，收卷；制备具有微纳结构不粘附酸奶的涂层。
测试方法：
1)硬度试验
测试仪器：三诺铅笔硬度计(型号：QHQ，产地：深圳)
测试方法：
用取样器从将涂有不粘涂层的盖膜样品的横、纵向分别裁取宽60mm、长70mm的试样，从较硬的铅笔(三菱)开始试验。将安装好的铅笔硬度计，轻轻放在待测物表面。用手指抓住滑轮两侧，以5-0cm/秒的速度，向前推10mm，一次即可，不可来回拖拉。以肉眼观察样本表面是否被刮伤？依铅笔硬度的顺序，由硬到软逐步测试，直到笔尖完全不会刮伤涂布表面为止。注意：笔尖造成的任何刮痕、破坏，都视为刮伤。按由硬到软的顺序来判断，第一支不会留下刮痕的铅笔(划线长度至少3mm)，就是最终的“铅笔硬度”。
2)耐磨性试验
测试仪器：Taber耐磨测试仪(型号：Taber5135，产地：美国)
测试方法：
用取样器从将涂有不粘涂层的盖膜样品的横、纵向分别裁取宽60mm、长70mm的试样，固定在测试台上，采用500g砝码，包覆超细纤维布，来回次数100次，进行耐磨测试。摩擦后的盖膜样品滴入1滴酸奶(大约0.5g)，再使水平的平台倾斜，能完全滚落为合格，使平台倾斜90°也不成滴滚落而只朝下流动时，则视为不合格
3)疏水角度试验
测试仪器：德菲诺/DEFNUO ZR-SDJ-01水滴接触角测量仪(型号：ZR-SDJ-01，产地:苏州)
测试方法：用取样器从将涂有不粘涂层的盖膜样品的横、纵向分别裁取宽60mm、长70mm的试样，测试纯水的接触角。
4)酸奶滚动角试验
测试仪器：德菲诺/DEFNUO ZR-SDJ-01水滴接触角测量仪(型号：ZR-SDJ-01，产地:苏州)
测试方法：用取样器从将涂有不粘涂层的盖膜样品的横、纵向分别裁取宽60mm、长70mm的试样，固定在测试台上，滴入1滴酸奶(大约0.5g)，再使水平的平台倾斜，能完全滚落为合格，使平台倾斜90°也不成滴滚落而只朝下流动时，则视为不合格
5)疏油角度试验
测试仪器：德菲诺/DEFNUO ZR-SDJ-01水滴接触角测量仪(型号：ZR-SDJ-01，产地:苏州)
测试方法：用取样器从将涂有不粘涂层的盖膜样品的横、纵向分别裁取宽60mm、长70mm的试样，测色拉油的接触角。
6)热封性开封强度测试
测试仪器：
薄膜拉力机_薄膜拉伸强度试验仪(型号：XLW兰光，产地：山东)
测试方法：
用取样器从将涂有不粘涂层的盖膜样品的横、纵向分别裁取宽60mm、长70mm的试样各5条，热封于装有酸奶的杯制品，热封温度：220℃，压力：0.4MPa，热封时间：2.5秒。
设置好工作参数后，设备自动测试并记录试样剥离过程中的力值，试验结束后报告最终的试验结果。测试结果在5-7.2N，视为合格，否则视为不合格
7)酸奶附着量测试：
测试仪器：
日本IDEX BF-25H简易型振动试验机(型号：BF-25H，产地：日本)
测试方法：
将涂有不粘涂层的PE酸奶盖膜热封于装有酸奶的杯制品，热封温度：220℃，压力：
0.4MPa，热封时间：2.5秒。采用设置工作条件：30Hz(1分钟内上下来回振动30次)、2.2mm振幅(上下方向)及加速度约1G的条件下，进行30分钟的的振动测试。然后用手指打开酸奶盖膜，并测试附着于盖膜上的酸奶重量，小于0.5g/cup为合格，0.5g/cup以上为不合格。
8)倒立试验
测试方法：
用取样器从将涂有不粘涂层的盖膜样品的横、纵向分别裁取宽60mm、长70mm的试样各5条，热封于装有酸奶的杯制品，热封温度：220℃，压力：0.4MPa，热封时间：2.5秒。
将热封的酸奶杯倒置(热封盖膜向下)，并放置24小时，然后让酸奶杯回到上下正常的状态下，撕开热封盖膜，并测试附着于盖膜上的酸奶重量，小于0.5g/cup为合格，0.5g/cup以上为不合格。
9)粗糙度试验
测试仪器：扫描探针显微镜(型号：BY1000，产地：广州)
测试方法：
用取样器从将涂有不粘涂层的盖膜样品的横、纵向分别裁取宽60mm、长70mm的试样各5条，对盖膜样品的表面中的任何5微米的区域的形态进行测量以计算表面的Rz和Sm。
测试结果如表1所述：
表1
Figure BDA0002578395240000091
Figure BDA0002578395240000101
为了更好的说明本发明提供的技术方案的优点，下面给出本申请提供的技术方案的对比试验及其对比试验数据。
对比试验例中底漆各个组分及其含量如表2所示，面漆与实施例1中的面漆及其含量一致。
表2
Figure BDA0002578395240000102
Figure BDA0002578395240000111
续表2
Figure BDA0002578395240000112
检测方法同实施例1-7相同，检测结果如下表3所示。
表3
Figure BDA0002578395240000113
Figure BDA0002578395240000121
本发明提供的技术基本的原理如下：
双涂层结构，利用底涂层中的纳米金属氧化物和微米金属氧化物构筑有硬度的粗糙表面凹凸结构，硬度控制在HB-F之间，平均粗糙度(Rz)控制在500-800纳米之间，最佳是在：600-700纳米之间，凹凸结构之间的平均距离(Sm)在800-1500纳米之间，最佳是在900-1100纳米之间。通过这样构筑一个有足够强度和耐磨性能的微纳结构，同时底涂层中混有改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂和增强热封性能的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体，这样可以获得既具有一定硬度的粗糙微纳凹凸结构的涂层，同时该涂层还具有良好热封性能。
另外，面涂层主要由食品级别的低表面能物质组成，可以对底涂层的表面进行化学修饰。底面结合从而获得不掉粉，有足够强度的耐磨超疏水超疏油涂层，疏水角度大于150°，疏油角度大于145°，硬度在HB-H之间，同时具有足够强度的热封涂层，其效果试验参见图1。

Claims (10)

1.一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，包括底涂层和面涂层，其中：
所述的底涂层包括下述重量份的组分：改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂4-12份，有机聚硅氮烷树脂2-12份，氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体0.5-4份，氯化聚丙烯树脂1-2份，改性纳米颗粒5-15份，氧化锌晶须2.5-7.5份，催化剂0.25-1份；混合有机溶剂50-80份；
所述的面涂层包括下述重量份的组分：低表面能物质5-10份，乙醇90-95份。
2.根据权利要求1所述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，所述的改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的热封树脂为
Figure FDA0002578395230000011
53021。
3.根据权利要求1所述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，所述的有机聚硅氮烷树脂为1500RC。
4.根据权利要求1所述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，所述的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物弹性体为SEBS。
5.根据权利要求1所述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，所述的氯化聚丙烯树脂为氯化聚丙烯cpp521。
6.根据权利要求1所述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，所述的混合有机溶剂为醋酸丁酯和醋酸乙酯混合物。
7.根据权利要求1所述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，所述的催化剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，所述的改性纳米颗粒的通过下属方法制得的：
1)将2-4g纳米颗粒、65-75g乙醇、8-12g水置于容器，采用超声波分散5-70min，标记为A1组分；
2)
Figure FDA0002578395230000012
MTES溶于15-25g乙醇中，搅拌15-20分钟，充分溶解，标记为A2组分；
3)将A1和A2混合后，转移到带有加热装置和热电偶的四颈烧瓶中，加热升温至45℃后，继续加入0.6g乙酸水溶液，恒温在45℃，继续反应6H，得到硅烷改性纳米颗粒。
9.根据权利要求1所述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，所述的纳米颗粒为二氧化硅或者纳米二氧化钛或纳米氧化铝。
10.根据权利要求1所述的一种不沾酸奶的耐磨食品级超疏水纳米涂层，其特征在于，所述的低表面能物质为聚二甲基硅氧烷或氨丙基三乙氧基硅烷或六甲基二硅氮烷或甲基三乙氧基硅烷。
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