CN112341771A - 一种环保可降解面膜包装材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保可降解面膜包装材料，包括以下重量份的组分：淀粉30‑40份、聚乳酸50‑60份、植物抗菌剂2‑6份、草珊瑚纤维5‑10份、改性竹纤维8‑15份、甘油3‑5份、分散剂0.1‑0.5份、热稳定剂0.1‑1份和抗水解剂0.1‑0.5份。本发明中的面膜包装材料具有优异的阻隔性，安全环保，无毒无味，易于降解且成本低。

Description

一种环保可降解面膜包装材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及化妆品包装材料技术领域，具体涉及一种环保可降解面膜包装材料及其制备方法。

背景技术

面膜已成为美容市场越来越占据主动地位的品类，面膜使用方法简单，既节省护理时间，又可以轻松享受美容院式的护理，实现对肌肤的快速有效护理。对于现代女性快节奏的生活模式来说，面膜更易于让她们所接受。市售的面膜大多是由面膜包装材料制备的包装袋最为面膜的载体，对其进行包装制成的成品。

但是，现有的面膜包装材料大多采用塑料材料，首先，由于塑料包装材料中添加的各种化学添加剂以改善其使用性能，在特定的条件下，如遇到高温、光照或化学接触，塑料包装材料中的的低分子物质会发生降解反应，进而从材料中析出、迁移至与其直接接触的面膜中，影响面膜质量，消费者长期使用类似产品后，皮肤可能会出现过敏反应，甚至诱发其他疾病；其次，所采用的的塑料包装材料在使用完时，难以回收及降解，容易对环境造成污染，随着人们环境保护意识的提高，虽然也出现很多可降解的塑料材料，但是不能达到完全降解，而且降解时间和周期比较长，回收利用成本较高。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种环保可降解面膜包装材料，其阻隔性能好，安全环保，无毒无味，易于降解且成本低。此外，本发明还提供一种环保可降解面膜包装材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种环保可降解面膜包装材料，包括以下重量份的组分：淀粉30-40份、聚乳酸50-60份、植物抗菌剂2-6份、草珊瑚纤维5-10份、改性竹纤维8-15份、甘油3-5份、分散剂0.1-0.5份、热稳定剂0.1-1份和抗水解剂0.1-0.5份。

优选地，还包括纳米氧化锌1-3份。添加纳米氧化锌使得最终制备的材料具备抗静电性能的同时还能增加材料抗化学品侵蚀和阻隔性，使包装袋内的面膜更加稳定，延长面膜的保质期。

优选地，所述植物抗菌剂由板蓝根提取物、青竹叶提取物、芦荟提取物中的一种或几种的混合粉末溶解至水中制成。

优选地，所述草珊瑚纤维由草珊瑚提取物与粘胶纺丝液制成，其中草珊瑚提取物与粘胶纺丝液的质量比为1:(10-12)。

优选地，所述分散剂为硬脂酸单甘油酯、三乙基己基磷酸或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。通过添加分散剂与甘油配合作用，可使得植物抗菌剂、草珊瑚纤维和改性竹纤维在淀粉和聚乳酸中分散均匀，获得性能较为一致的成品，且后续加工过程更加容易进行。

优选地，抗水解剂为异氰酸酯类或碳化二亚胺类，优选为1，6-己二异氰酸酯。热稳定剂为钙锌热稳定剂、抗氧化剂1010或抗氧化剂168。在聚乳酸中引入了热稳定剂和抗水解剂，改善了聚乳酸的热稳定性和耐水解性，扩大了材料的应用领域。

优选地，所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、高链淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉的一种或几种混合物，所述淀粉中水分含量为0.5-1％。聚乳酸是由糖质类植物得到的乳酸经缩聚或丙交酯开环聚合而得。

本发明的第二方面，提供一种上述环保可降解面膜包装材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将淀粉烘干至水分含量为0.5-1％，向其中加入甘油，在高速混合机内混合均匀，进行塑化，塑化温度为140℃-160℃，塑化时间为1-2h；

S2、将草珊瑚纤维和改性竹纤维混合并粉碎，粉碎后过60-200目筛，将筛分后的草珊瑚纤维和改性竹纤维恒温干燥，得到草珊瑚纤维和改性竹纤维的粉碎混合物；

S3、淀粉塑化后，向高速混合机中加入植物抗菌剂、草珊瑚纤维和改性竹纤维的粉碎混合物和分散剂继续搅拌40-60min，温度控制在150℃，

S4、随后向高速混合机中加入聚乳酸、热稳定剂和抗水解剂进行搅拌混合、分散、塑化，温度控制在150℃，搅拌混合时间为30min；

S5、将高速混合机中的混合物料投入至双螺杆挤出机中经过高温熔融挤出造粒、注塑、拉伸，即可得到环保可降解面膜包装材料，其中高温熔融挤出造粒时的温度为150-170℃。

通过将制备过程中温度控制在170℃以下，有效避免了加工温度过高对植物抗菌剂活性的影响，保证了材料具备抗菌活性。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的环保可降解面膜包装材料其主要组分为淀粉、聚乳酸、草珊瑚纤维和改性竹纤维，这些物质均来自于可再生资源，来源丰富，能够完全生物降解，绿色环保，生产成本低，制备的材料韧性强，强度高，热稳定性和耐水解优异，且具有高阻隔性，包装材料中组分的稳定，无化学迁移。配方中通过添加草珊瑚纤维和改性竹纤维，能够有效的增强材料的韧性和强度，同时草珊瑚纤维还具有良好的抑菌和抗菌作用；通过加入植物抗菌剂使得材料具有量很高的杀菌效果，兼具有抗菌时效性和长久性，并对环境友好，通过添加分散剂与甘油配合作用，可使得植物抗菌剂、草珊瑚纤维和改性竹纤维在淀粉和聚乳酸中分散均匀，获得性能较为一致的成品，且后续加工过程更加容易进行；在聚乳酸中引入了热稳定剂和抗水解剂，改善了聚乳酸的热稳定性和耐水解性。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明中环保可降解面膜包装材料的制备工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

一种环保可降解面膜包装材料，组分按质量份配比为：

淀粉32Kg、聚乳酸50Kg、植物抗菌剂3Kg、草珊瑚纤维5Kg、改性竹纤维12Kg、甘油3Kg、分散剂0.1Kg、热稳定剂0.1Kg和抗水解剂0.3Kg。

上述配方中，淀粉为高链淀粉。

植物抗菌剂的制备过程如下：芦荟提取物粉末加入到30-40℃的60mL水中，充分搅拌至粉末完全溶解，备用。

草珊瑚纤维由质量比为1:12的草珊瑚提取物与粘胶纺丝液制成。

改性竹纤维的制备方法如下：取氢氧化钠配置成浓度为3％的碱溶液，将竹纤维浸泡至用上述碱溶液1-2h，经清洗、干燥即得改性竹纤维。

分散剂为硬脂酸单甘油酯。抗水解剂为1，6-己二异氰酸酯。热稳定剂为市售钙锌热稳定剂。

制备方法如下：

S1、将淀粉烘干至水分含量为0.5-1％，向其中加入甘油，在高速混合机内混合均匀，进行塑化，塑化温度为140℃-160℃，塑化时间为1-2h；

S2、将草珊瑚纤维和改性竹纤维混合并粉碎，粉碎后过60-200目筛，将筛分后的草珊瑚纤维和改性竹纤维恒温干燥，得到草珊瑚纤维和改性竹纤维的粉碎混合物；

S3、淀粉塑化后，向高速混合机中加入植物抗菌剂、草珊瑚纤维和改性竹纤维的粉碎混合物和分散剂继续搅拌40-60min，温度控制在150℃，

S4、随后向高速混合机中加入聚乳酸、热稳定剂和抗水解剂进行搅拌混合、分散、塑化，温度控制在150℃，搅拌混合时间为30min；

S5、将高速混合机中的混合物料投入至双螺杆挤出机中经过高温熔融挤出造粒、注塑、拉伸，即可得到环保可降解面膜包装材料，其中高温熔融挤出造粒时的温度为150-170℃。

实施例2

一种环保可降解面膜包装材料，组分按质量份配比为：

淀粉30Kg、聚乳酸53Kg、植物抗菌剂2Kg、草珊瑚纤维6Kg、改性竹纤维15Kg、甘油3.6Kg、分散剂0.3Kg、热稳定剂0.5Kg、抗水解剂0.1Kg、纳米氧化锌1Kg。

上述配方中，淀粉为小麦淀粉。

植物抗菌剂的制备过程如下：将质量比为1：1的板蓝根提取物粉末和青竹叶提取物粉末加入到30-40℃的60mL水中，充分搅拌至粉末完全溶解，备用。

草珊瑚纤维由质量比为1:11的草珊瑚提取物与粘胶纺丝液制成。改性竹纤维的制备方法与实施例1中相同。

分散剂为三乙基己基磷酸。抗水解剂为1，6-己二异氰酸酯。热稳定剂为抗氧化剂1010。

制备方法如下：

S1、将淀粉烘干至水分含量为0.5-1％，向其中加入甘油，在高速混合机内混合均匀，进行塑化，塑化温度为140℃-160℃，塑化时间为1-2h；

S2、将草珊瑚纤维和改性竹纤维混合并粉碎，粉碎后过60-200目筛，将筛分后的草珊瑚纤维和改性竹纤维恒温干燥，得到草珊瑚纤维和改性竹纤维的粉碎混合物；

S3、淀粉塑化后，向高速混合机中加入植物抗菌剂、草珊瑚纤维和改性竹纤维的粉碎混合物、纳米氧化锌、分散剂继续搅拌40-60min，温度控制在150℃，

S4、随后向高速混合机中加入聚乳酸、热稳定剂和抗水解剂进行搅拌混合、分散、塑化，温度控制在150℃，搅拌混合时间为30min；

S5、将高速混合机中的混合物料投入至双螺杆挤出机中经过高温熔融挤出造粒、注塑、拉伸，即可得到环保可降解面膜包装材料，其中高温熔融挤出造粒时的温度为150-170℃。

实施例3

一种环保可降解面膜包装材料，组分按质量份配比为：

淀粉37Kg、聚乳酸60Kg、植物抗菌剂6Kg、草珊瑚纤维10Kg、改性竹纤维8Kg、甘油4.2Kg、分散剂0.5Kg、热稳定剂0.8Kg、抗水解剂0.2Kg、纳米氧化锌2.4Kg。

上述配方中，淀粉为玉米淀粉和木薯淀粉的混合物。

植物抗菌剂的制备过程如下：将质量比为1:2的板蓝根提取物粉末和芦荟提取物粉末加入到30-40℃的60mL水中，充分搅拌至粉末完全溶解，备用。

草珊瑚纤维由质量比为1:10.2的草珊瑚提取物与粘胶纺丝液制成。改性竹纤维的制备方法与实施例1中相同。

分散剂为硬脂酸单甘油酯。抗水解剂为1，6-己二异氰酸酯。热稳定剂为抗氧化剂168。

制备方法可参考实施例2。

实施例4

一种环保可降解面膜包装材料，组分按质量份配比为：

淀粉40Kg、聚乳酸58Kg、植物抗菌剂4Kg、草珊瑚纤维8Kg、改性竹纤维9Kg、甘油5Kg、分散剂0.15Kg、热稳定剂1Kg、抗水解剂0.5Kg、纳米氧化锌3Kg。

上述配方中，淀粉为玉米淀粉和高链淀粉的混合物。

植物抗菌剂的制备过程如下：将青竹叶提取物粉末加入到30-40℃的60mL水中，充分搅拌至粉末完全溶解，备用。

草珊瑚纤维由质量比为1:10的草珊瑚提取物与粘胶纺丝液制成。改性竹纤维的制备方法与实施例1中相同。

分散剂为硬脂酸单甘油酯、三乙基己基磷酸或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。抗水解剂为1，6-己二异氰酸酯。热稳定剂为市售钙锌热稳定剂。

制备方法可参考实施例2。

试验例

将实施例1至实施例4中制备得到的环保可降解面膜包装材料进行力学性能和阻隔性能测试。其中，拉伸强度按GB/T1040-1992测试；缺口冲击强度按GB/T1043-1993测试；阻隔性能测试采用YBB00392003进行阻隔性能测试，具体测试方法：透油性，在温度60℃±2℃条件下，放置72小时；乙醇透过量，在温度40℃±2℃条件下，放置7天；水蒸气透过量，在相对湿度为65％±5％和温度40℃±2℃条件下，放置14天。测试结果见表1。

表1

根据表1中测试结果可知，实施例1至实施例4中环保可降解面膜包装材料韧性强，强度高，具有有益的阻隔性，且材料其主要组分为淀粉、聚乳酸、草珊瑚纤维和改性竹纤维，这些物质均来自于可再生资源，来源丰富，能够完全生物降解，绿色环保，生产成本低。

抗菌性能测试：采用贴膜法：按QB/T 2591-2003中“抗细菌性能试验方法”，以实施例1至实施例4中环保可降解面膜包装材料与供试菌在37℃条件下接触培养24小时后的抑菌率考察抗菌效果。

抗菌率计算公式为：R＝(B-C)/B×100％，式中，R为抗菌率；B为空白对照样品平均回收菌数；C为抗菌塑料平均回收菌数。

供试菌种：大肠杆菌、枯草杆菌和变形杆菌，市售。

本发明中，平均回收菌数均以1.44cm²固体培养基上的平均生长的菌落数目计算抗菌率，并取3次平行实验的平均值作为计数结果，得到表2所示结果。

表2

	大肠杆菌	枯草杆菌	变形杆菌
				实施例1	91.6％	96.4％	90.6％
实施例2	99.3％	99.9％	99.4％
				实施例3	98.5％	96.4％	97.8％
实施例4	98.2％	96.7％	96.9％

根据表2中测试结果可知，实施例1至4中的环保可降解面膜包装材料对于大肠杆菌、枯草杆菌和变形杆菌的抑制作用都比较明显，都达到了国家对抗菌材料抗菌率的规定(＞90％)。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种环保可降解面膜包装材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：淀粉30-40份、聚乳酸50-60份、植物抗菌剂2-6份、草珊瑚纤维5-10份、改性竹纤维8-15份、甘油3-5份、分散剂0.1-0.5份、热稳定剂0.1-1份和抗水解剂0.1-0.5份。

2.根据权利要求1所述的环保可降解面膜包装材料，其特征在于，还包括纳米氧化锌1-3份。

3.根据权利要求1或2所述的环保可降解面膜包装材料，其特征在于，所述植物抗菌剂由板蓝根提取物、青竹叶提取物、芦荟提取物中的一种或几种的混合粉末溶解至水中制成。

4.根据权利要求3所述的环保可降解面膜包装材料，其特征在于，所述草珊瑚纤维由草珊瑚提取物与粘胶纺丝液制成，其中草珊瑚提取物与粘胶纺丝液的质量比为1:(10-12)。

5.根据权利要求1所述的环保可降解面膜包装材料，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸单甘油酯、三乙基己基磷酸或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的环保可降解面膜包装材料，其特征在于，抗水解剂为异氰酸酯类或碳化二亚胺类。

7.根据权利要求1所述的环保可降解面膜包装材料，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、高链淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉中的一种或几种混合物，所述淀粉中水分含量为0.5-1％。

8.一种如权利要求1所述的环保可降解面膜包装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将淀粉烘干至水分含量为0.5-1％，向其中加入甘油，在高速混合机内混合均匀，进行塑化，塑化温度为140℃-160℃，塑化时间为1-2h；

S2、将草珊瑚纤维和改性竹纤维混合并粉碎，粉碎后过60-200目筛，将筛分后的草珊瑚纤维和改性竹纤维恒温干燥，得到草珊瑚纤维和改性竹纤维的粉碎混合物；

S3、淀粉塑化后，向高速混合机中加入植物抗菌剂、草珊瑚纤维和改性竹纤维的粉碎混合物和分散剂继续搅拌40-60min，温度控制在150℃，

S4、随后向高速混合机中加入聚乳酸、热稳定剂和抗水解剂进行搅拌混合、分散、塑化，温度控制在150℃，搅拌混合时间为30min；

S5、将高速混合机中的混合物料投入至双螺杆挤出机中经过高温熔融挤出造粒、注塑、拉伸，即可得到环保可降解面膜包装材料。

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