CN112375490A - 一种疏水涂层液及其制备和涂布方法及应用 - Google Patents

一种疏水涂层液及其制备和涂布方法及应用 Download PDF

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Abstract

一种疏水涂层液及其制备和涂布方法及应用，其中，一种疏水涂层液包括固体颗粒，疏水性硅烷，pH调节剂和溶剂；所述固体颗粒和疏水性硅烷的质量比为(1.5‑6)：1；所述固体颗粒在疏水涂层液中的含量在15％以下，疏水涂层液的pH值为6.8‑7.2。本发明不仅仅能够提高有黏度产品中的防黏附效果，并且有效延长在有黏度产品中的防黏附的时长，达到长效不沾的效果。

Description

一种疏水涂层液及其制备和涂布方法及应用
技术领域
本发明涉及包装领域，具体涉及一种疏水涂层液及其制备和涂布方法。
背景技术
目前市面上有黏度的产品包括有诸如：杯装酸奶、利乐包装材料包装的酸奶、杯装奶酪、杯装酱料等。这些产品采用各种包装材料包装后，由于产品本身具有的黏附作用，使得其在包装上黏附，因此，拆开食用时，都存在黏附在包装材料上的情况，导致包装内的内容物无法被完全挤出，进而导致无法食用干净；并且在揭开包装的过程中，还存在包装内的内容物被污染导致浪费的情况，如：酸奶、奶酪或酱料等杯装产品在揭开包装上的盖膜时，黏附在盖膜上的产品容易被手弄脏，如果用舌头舔食既不卫生也不雅观，因此，黏附在盖膜内层的产品通常会被扔掉，从而造成食物浪费；同时手上黏附有产品时，还会导致使用不便的问题。
为了解决包装内容物黏附导致浪费以及使用不便的问题，市面上公开有在包装材料的内层上设计疏水材料的方式，即公开了采用“现有基材+疏水涂布液”的常规设置方式。但现有技术中的疏水涂布液仅仅只针对于有黏度的产品的短时效的防黏附效果，例如：保质期在一个月以内的酸奶、杯装奶酪、杯装酱料等，具体的，例如保质期一般是21天左右的常规低温酸奶，采用其进行应用时，具有较好的防黏附的效果，但在后期该防黏附的效果明显减弱。
同时，对于货架期较长的产品，例如随着酸奶需求的不断更新变化而在市面上陆续出现的保质期明显长于1个月的常温酸奶而言，采用现有技术中的疏水涂布液，其防黏附效果随着时间的增加而明显减弱，因此，并不能很好的达到更长时间不沾的效果。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的疏水涂布液并不能很好的延长对有黏度的产品的防黏附效果的缺陷，从而提供能够在更长时间内依然能保持较好的防黏附效果的一种疏水涂层液及其制备和涂布方法。
一种疏水涂层液，包括固体颗粒，疏水性硅烷，pH调节剂和溶剂；
所述固体颗粒和疏水性硅烷的质量比为(1.5-6)：1；所述固体颗粒在疏水涂层液中的含量在15％以下，疏水涂层液的pH值为6.8-7.2。
所述固体颗粒为二氧化硅、氧化锌、二氧化钛、碳酸钙中的至少一种；优选的，所述固体颗粒的粒径尺寸为200nm∽2000nm，优选的，固体颗粒的粒径尺寸为500nm∽2000nm。
所述疏水性硅烷为氨丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
所述pH调节剂为乙酸、盐酸、硫酸或柠檬酸中的至少一种。
所述溶剂为质量浓度高于90％的醇类物质；优选的，所述醇类物质为乙醇、异丙醇、正丁醇或正己醇中的至少一种。
所述固体颗粒在疏水涂层液中的含量为1-12％；优选的，所述固体颗粒在疏水涂层液中的含量为2-10％。
一种疏水涂层液的制备方法，包括将固体颗粒、疏水性硅烷、pH调节剂和溶剂混合均匀即可。
所述混合均匀的过程为：
在搅拌条件下，将固体颗粒与溶剂混合制成固体颗粒溶液；
将pH调节剂加入到固体颗粒溶液中分散获得分散液；
将疏水性硅烷按照10-20g/min的条件滴加到分散液中，滴加完成后再搅拌至少2h；
采用超声波进行震荡至少30min即可。
所述搅拌的条件为500∽1000r/min；所述震荡温度控制在35℃以下。
利用水浴控制震荡温度，震荡过程中水浴中水的更换频率为每15min/次。
一种疏水涂层液的涂布方法，包括：
将上述疏水涂层液或上述的制备方法制备得到的疏水涂层液涂布于基材上，干燥后即可。
所述疏水涂层液倾倒在涂布槽内，所述基材为卷膜，所述疏水涂层液利用涂布辊涂布在卷膜上；优选的，涂布并干燥后的干胶量为0.25g/m2-1.25g/m2；优选的，涂布并干燥后的干胶量为0.45g/m2-0.90g/m2。
所述涂布辊的线数为60-140线；所述涂布的速度为20-160m/min；涂布次数为1-6次。
所述干燥采用四截烘道烘干方式，第一道烘干的温度为40-60℃、第二道烘干的温度为60-80℃、第三道烘干的温度为60-90℃、第四道烘干的温度为90-120℃。
若固体颗粒的含量为1-2％时，涂布次数为4-6次，干胶量范围为0.25-0.65g/m2，
若固体颗粒的含量为3-8％时，涂布次数为2-4次，干胶量范围：0.33-1.05g/m2，
若固体颗粒的含量为9-10％时，涂布次数为1-2次，干胶量范围：0.62-1.25g/m2，
若固体颗粒的含量为11-12％时，涂布次数为1次，干胶量范围：0.73-0.92g/m2。
本发明还包括上述疏水涂层液或者上述制备方法制备得到的疏水涂层液在有粘度产品中的应用。
所述有粘度产品为酸奶、奶酪或酱料。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供了一种疏水涂层液，其包括固体颗粒、疏水性硅烷、pH调节剂和溶剂，通过固体颗粒和疏水性硅烷的质量比的限制，并通过固体颗粒的含量以及涂层液pH值的优化，可以在应用到包装材料中后，在包装材料的内层表面形成适量的若干凸起，更好的避免有黏度产品在包装上的黏附，同时，通过疏水性硅烷将固体颗粒进行包覆，可以更有效避免有黏度产品长时间与涂层接触而陷于颗粒与颗粒之间的缝隙中而导致不沾失效，有效延长不沾失效时间；
其中，有黏度产品包括黏度低至4000cps的产品，以及黏度高至18000cps的产品，包括但不限于酸奶、果酱、奶酪、酱料等产品，极大地扩展本发明疏水涂层液的应用范围。
2、本发明中的疏水涂层液进一步限定了各个成分的组成和配比，通过各组成和固体颗粒的含量范围限制，结合涂布量的设置，尤其是将干胶量限定在0.62g/m2-0.84g/m2以内，通过上述各个条件的综合限制，可以用于制备出不沾期限延长到3月以上的不沾涂层，不沾效果更加优异。
3、本发明进一步提供了疏水涂层液的制备方法，该方法中进一步优化了震荡温度，使温度不超过35℃，该设置可以避免有机溶剂的挥发，增加固含量的精确度。
4、本发明进一步提供了该疏水涂层液的涂布方法，优选的将涂布后的干胶量设置在0.25g/m2-1.25g/m2范围内，可以达到较好的不沾效果，并且通过该干胶量的进一步限定，还可以将不沾期限延长到3个月，避免3个月内不沾效果失效的情况，同时也能避免不沾盖膜涂层中的颗粒出现掉粉的问题，效果十分显著。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
一种疏水涂层液，其原料组成如表1所示。
表1
Figure BDA0002795705170000061
上述表1中的二氧化硅溶液为采用10wt％的二氧化硅和90wt％的乙醇进行混合后制成的混合液，二氧化硅溶液的固含量为10％，即二氧化硅在二氧化硅溶液中的含量为10％，所述二氧化硅的粒径尺寸在500nm-2000nm之间。表1中的乙醇以及二氧化硅溶液中的乙醇均为浓度为99.9％的无水乙醇；乙酸溶液的质量浓度为2％，乙酸溶液中的溶剂为蒸馏水。即,本实施例中固体颗粒为二氧化硅，疏水性硅烷为聚二甲基硅氧烷，pH调节剂为乙酸。
以固含量3％的疏水涂层液为例，浓度为99.9％的乙醇为20.385kg，固含量为10％的二氧化硅溶液为9kg，浓度为2％的乙酸溶液为0.015kg，聚二甲基硅氧烷为0.6kg。
上述疏水涂层液的具体制备方法，包括：
⑴采用高速分散机，将乙醇和二氧化硅溶液用高速分散机均匀共混10min；
⑵加乙酸溶液，用高速分散机分散10min；
⑶再加聚二甲基硅氧烷，用蠕动泵滴定，滴定参数为：15g/min，滴定时间为40min；
⑷滴定结束，再高速分散3个小时；
⑸超声波震荡，1个小时，震荡过程中，每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高；
⑹形成不同固含量的疏水涂层液。
采用上述工艺制备得到的不同固含量的疏水涂层液进行盖膜的涂布，具体过程为：将疏水涂层液倾倒在涂布槽内，利用网线120线的涂布辊运转，将疏水涂层液涂布于盖膜卷膜上，涂布速度：60m/min，最后在四截烘道中进行烘干，四截烘道的烘干参数为50-70-80-100℃，烘干后制成不沾盖膜。
上述涂布过程重复1-6次后完成涂布操作，本发明中，上述涂布次数为过辊的数量，即，过1个辊，称为1次涂布。本实施例考察了不同涂布次数下不沾奶涂层在盖膜上的干胶量(g/m2)，该干胶量为涂布完成并干燥固化后每平方盖膜上增加的重量。
本实施例中上述不同固含量的疏水涂层液进行不同次数涂布后的干胶量如表2所示。
表2
Figure BDA0002795705170000071
Figure BDA0002795705170000081
采用上述制备得到的盖膜应用到黏度范围为13000-18000cps的杯装酸奶中检测其不沾效果，检测方法为：将封合后的奶左右、上下各摇晃10下，倒置5s，然后正置5s，撕开观察盖膜上沾奶情况；
检测结果：
3％固含量的疏水涂层液经过2次涂布获得的一种干胶量为0.33g/m2的不沾盖膜，其不沾效果有些差，沾奶面积为约70％：接触角120°，滚动角10°；静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静止放置3个月，不沾效果失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
3％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种干胶量为0.52g/m2的不沾盖膜，其不沾效果有些差，沾奶面积为约40％：接触角128°，滚动角13°；静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静止放置3个月，不沾效果失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
3％固含量的疏水涂层液经过4次涂布获得的一种干胶量为0.62g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为10％：接触角150°，滚动角5°；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
3％固含量的疏水涂层液经过5次涂布获得的一种干胶量为0.81g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为0％：接触角150°，滚动角5°；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
4％固含量的疏水涂层液经过2次涂布获得的一种干胶量为0.40g/m2的不沾盖膜，其不沾效果有些差，沾奶面积为约50％：接触角125°，滚动角12°；静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静止放置3个月，不沾效果失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
4％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种干胶量为0.64g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为10％：接触角150°，滚动角5°；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
4％固含量的疏水涂层液经过4次涂布获得的一种干胶量为0.84g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为0％：接触角150°，滚动角3°；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
5％固含量的疏水涂层液经过2次涂布获得的一种干胶量为0.45g/m2的不沾盖膜，其不沾效果有些差，沾奶面积为50％，接触角125°，滚动角12°；静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静止放置3个月，不沾效果失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
5％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种干胶量为0.68g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为10％：接触角150°，滚动角4°；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
5％固含量的疏水涂层液经过4次涂布获得的一种干胶量为0.95g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为0％：接触角150°，滚动角3°；静止放置3个月，不沾效果未失效；出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
6％固含量的疏水涂层液经过2次涂布获得的一种干胶量为0.50g/m2的不沾盖膜，其不沾效果有些差，沾奶面积为约40％：接触角128°，滚动角13°；静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静止放置3个月，不沾效果失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
6％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种干胶量为0.80g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为0％：接触角150°，滚动角3°；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
6％固含量的疏水涂层液经过4次涂布获得的一种干胶量为1.05g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为0％：接触角150°，滚动角3°；静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静止放置3个月，不沾效果失效；出现大面积掉粉情况。
7％固含量的疏水涂层液经过2次涂布获得的一种干胶量为0.66g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为10％：接触角150°，滚动角4°；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
7％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种干胶量为0.97g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为0％：接触角150°，滚动角3°；静止放置3个月，不沾效果未失效；出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
8％固含量的疏水涂层液经过2次涂布获得的一种干胶量为0.78g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为0％：接触角150°，滚动角3°；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
9％固含量的疏水涂层液经过1次涂布获得的一种干胶量为0.51g/m2的不沾盖膜，其不沾效果有些差，沾奶面积为约40％：接触角128°，滚动角13°；静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静止放置3个月，不沾效果失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
9％固含量的疏水涂层液经过2次涂布获得的一种干胶量为1.08g/m2的不沾盖膜，其不沾效果良好，沾奶面积为0％：接触角150°，滚动角3°；静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静止放置3个月，不沾效果失效；出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
因此，在0.62-0.84g/m2之间可以实现“应对高黏度酸奶”在3个月内的长效不沾，且不会出现“掉粉现象”，检测结果中的不失效指沾奶面积＜20％时，当沾奶面积≥20％时则被认定为失效。本实施例中的不沾盖膜不仅仅只适用于该黏度范围内的酸奶，对于相同粘度的酱料或者奶酪，其也能达到相当的效果。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中采用不同配比的原料进行制备，具体如下表3所示：
表3
原料 固含量4％ 固含量4％ 固含量4％
乙醇 58.92％ 58.44％ 57.92％
二氧化硅溶液 40％ 40％ 40％
聚二甲基硅氧烷 1％ 1.5％ 2％
乙酸溶液 0.08％ 0.06％ 0.08％
上述表3中的三种4％固含量的疏水涂层液分别经过3次涂布获得的一种不沾盖膜，三种不沾盖膜的不沾效果检测结果相同，效果如下：沾奶面积为10％，接触角150°，滚动角5°；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中采用不同种类的疏水涂层液的原料进行制备，具体如下表4所示：
表4
Figure BDA0002795705170000121
上述固体颗粒溶液中相应固体颗粒的固含量均为10％，固体颗粒溶液中采用的溶剂与相应编号中记载溶剂种类相同，pH调节剂的溶剂为蒸馏水，上述固体颗粒在疏水涂层液中的固含量均为5％。
上述疏水涂层液经过实施例1中相同的涂布方法进行3次涂布获得的一种不沾盖膜，其不沾效果均良好，具体为：
编号1的接触角150°，滚动角3°，沾奶面积为10％；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
编号2的接触角150°，滚动角3°，沾奶面积为10％；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
编号3的接触角150°，滚动角3°，沾奶面积为10％；静止放置3个月，不沾效果未失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
实施例4
本实施例采用上述实施例1中固含量为6％的配比，按照实施例1相同的工艺制备得到的疏水涂层液，然后进行盖膜的涂布，涂布具体过程为：将疏水涂层液倾倒在涂布槽内，利用网线120线的涂布辊运转，将疏水涂层液涂布于盖膜卷膜上，涂布速度：80m/min，最后在四截烘道中进行烘干，四截烘道的烘干参数为55-75-85-95°，涂布三次后获得干胶量为0.87g/m2的不沾盖膜。
采用此实施例制备得到的不沾盖膜应用到酸奶八连杯(黏度4000cps)中，检测结果为：⑴肉眼观察无大面积掉粉；⑵用市面上的酸奶八连杯做不沾效果测试，沾奶面积可达0％；⑶接触角150°、滚动角3°。(4)静置1个月，不沾效果未失效。
实施例5
本实施例采用上述实施例1中固含量为5％的配比，按照实施例1相同的工艺制备得到的疏水涂层液，然后进行盖膜的涂布，涂布具体过程为：将疏水涂层液倾倒在涂布槽内，利用网线120线的涂布辊运转，将疏水涂层液涂布于盖膜卷膜上，涂布速度：80m/min，最后在四截烘道中进行烘干，四截烘道的烘干参数为55-75-85-95℃，涂布2次后获得干胶量为0.45g/m2的不沾盖膜。
采用此实施例制备得到的不沾盖膜应用到酸奶八连杯(黏度4000cps)中，检测结果为：⑴肉眼观察无大面积掉粉；⑵用市面上的酸奶八连杯做不沾效果测试，沾奶面积可达0％；⑶接触角150°、滚动角5°。(4)静置1个月，不沾效果未失效。
但若采用本实施例中的不沾盖膜应用到黏度比较高(13000-18000cps)的酸奶中时，还是会出现沾奶，其沾奶效果类似3％固含量的疏水涂层液经过3次涂布获得的一种干胶量为0.52g/m2的不沾盖膜应用到本实施例的酸奶八连杯中时达到的不沾效果。
实施例6
本实施例与实施例3的区别在于，组成和配比不同，本实施例中的一种疏水涂层液，其固含量为2％，具体制备过程为：
1.将乙醇溶液(26.385kg，占比87.95％)和二氧化硅溶液(3kg，占比10％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
2.加乙酸溶液(0.015kg，占比0.05％)，用高速分散机，10min；
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.6kg，占比2％)，用蠕动泵滴定(参数：15g/min)，40min；
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
6.形成固含量为2％的疏水涂层液30kg。
其中，二氧化硅溶液中二氧化硅的质量浓度为20％。
采用与实施例1相同的涂布工艺获得不沾盖膜，涂布6次后获得干胶量为0.65g/m2的不沾盖膜。
采用此实施例制备得到的不沾盖膜应用到酸奶八连杯(黏度4000cps)中，检测结果为：⑴肉眼观察无大面积掉粉；⑵用市面上的酸奶八连杯做不沾效果测试，沾奶面积可达0％；⑶接触角150°、滚动角5°。(4)静置1个月，不沾效果未失效。
将此实施例制备得到的不沾盖膜应用到黏度范围为13000-18000cps的杯装酸奶中时，其效果与实施例1中固含量为4％的疏水涂层液涂布3次后获得干胶量为0.64g/m2的不沾盖膜效果相同。
实施例7
本实施例与实施例3的区别在于，组成和配比不同，本实施例中的一种疏水涂层液，其固含量为12％，具体制备过程为：
1.将乙醇溶液(11.076kg，占比36.92％)和二氧化硅溶液(18kg，占比60％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
2.加乙酸溶液(0.024kg，占比0.08％)，用高速分散机，10min；
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.9kg，占比3％)，用蠕动泵滴定，滴定参数：15g/min，时间40min；
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
6.形成固含量为12％的疏水涂层液30kg。
其中，二氧化硅溶液中二氧化硅的质量浓度为20％。
采用与实施例1相同的涂布工艺获得不沾盖膜，涂布1次后获得干胶量为0.77g/m2的不沾盖膜。
采用此实施例制备得到的不沾盖膜应用到酸奶八连杯(黏度4000cps)中，检测结果为：⑴肉眼观察无大面积掉粉；⑵用市面上的酸奶八连杯做不沾效果测试，沾奶面积可达0％；⑶接触角150°、滚动角4°。(4)静置1个月，不沾效果未失效。
将此实施例制备得到的不沾盖膜应用到黏度范围为13000-18000cps的杯装酸奶中时，其效果与实施例1中固含量为8％的疏水涂层液涂布2次后获得干胶量为0.78g/m2的不沾盖膜效果相同。
实施例8
本实施例与实施例3的区别在于，组成和配比不同，本实施例中的一种疏水涂层液，其固含量为12％，具体制备过程为：
1.将异丙醇溶液(11.076kg，占比36.92％)和二氧化钛溶液(18kg，占比60％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
2.加乙酸溶液(0.024kg，占比0.08％)，用高速分散机，10min；
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.9kg，占比3％)，用蠕动泵滴定，滴定参数：15g/min，时间40min；
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
6.形成固含量为12％的疏水涂层液30kg。
采用与实施例1相同的涂布工艺获得不沾盖膜，涂布1次后获得干胶量为0.77g/m2的不沾盖膜。
采用此实施例制备得到的不沾盖膜应用到酸奶八连杯(黏度4000cps)中，检测结果为：⑴肉眼观察无大面积掉粉；⑵用市面上的酸奶八连杯做不沾效果测试，沾奶面积可达0％；⑶接触角150°、滚动角4°。(4)静置1个月，不沾效果未失效。
将此实施例制备得到的不沾盖膜应用到黏度范围为13000-18000cps的杯装酸奶中时，其效果与实施例1中固含量为8％的疏水涂层液涂布2次后获得干胶量为0.78g/m2的不沾盖膜效果相同。
实施例9
一种疏水涂层液，其固含量为12％，本实施例与实施例8的区别在于，制备工艺不同，具体的：
步骤5中，超声波震荡时间为1个小时，此步骤中不进行清水更换，致使震荡池的温度超过35℃。
此步骤虽然可以制备出疏水涂层液，但不能精确控制固体颗粒在疏水涂层液中的固含量，导致无法精确控制最终涂布后的干胶量范围。
实施例10
本实施例采用上述实施例7中固含量为12％的配比，按照实施例7相同的工艺制备得到的疏水涂层液，然后进行盖膜的涂布，涂布具体过程为：将疏水涂层液倾倒在涂布槽内，利用网线100线的涂布辊运转，将疏水涂层液涂布于盖膜卷膜上，涂布速度：80m/min，最后在四截烘道中进行烘干，四截烘道的烘干参数为55-75-85-95℃，涂布2次后获得干胶量为2.01g/m2的不沾盖膜。
采用此实施例制备得到的不沾盖膜应用到酸奶八连杯(黏度4000cps)中，检测结果为：⑴肉眼观察有大面积掉粉；⑵用市面上的酸奶八连杯做不沾效果测试，沾奶面积可达0％；⑶接触角160°；滚动角2°。(4)静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静置1个月，不沾效果失效。
将此实施例制备得到的不沾盖膜应用到黏度范围为13000-18000cps的杯装酸奶中时，检测结果为：⑴肉眼观察有大面积掉粉；⑵沾奶面积可达0％；⑶接触角155°；滚动角3°。(4)静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静置3个月，不沾效果失效。
实施例11
本实施例与实施例3的区别在于，原料组成配比不同，本实施例中该疏水涂层液的疏水性硅烷可复配使用(多种混合)，以制备固含量4％的疏水涂层液为例，如表5所示：
表5
原料 固含量4％
乙醇 58.92％
二氧化硅溶液 40％
丙基三甲氧基硅烷 0.5％
聚二甲基硅氧烷 0.5％
乙酸 0.08％
1.将乙醇溶液(17.676kg，占比58.92％)和二氧化硅溶液(12kg，占比40％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
2.加乙酸(0.024kg，占比0.08％)，用高速分散机，10min；
3.再加丙基三甲氧基硅烷(0.15kg，占比0.5％)和聚二甲基硅氧烷(0.15kg，占比0.5％)，用蠕动泵滴定(参数：15g/min)，40min；
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
6.形成固含量为4％的疏水涂层液30kg。
其中，二氧化硅溶液中二氧化硅的质量浓度为10％。
实施例12
本实施例与实施例3的区别在于，原料组成配比不同，本实施例中该疏水涂层液的pH调节剂可复配使用(多种混合)，以制备固含量4％的疏水涂层液为例，如表6所示：
表6
原料 固含量4％
乙醇 58.92％
二氧化硅溶液 40％
聚二甲基硅氧烷 1％
盐酸 0.04％
乙酸 0.04％
1.将乙醇溶液(17.676kg，占比58.92％)和二氧化硅溶液(12kg，占比40％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
2.加盐酸溶液(0.012kg，占比0.04％)和乙酸溶液(0.012kg，占比0.04％)，用高速分散机，10min；
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.3kg，占比1％)，用蠕动泵滴定(参数：15g/min)，40min；
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
6.形成固含量为4％的疏水涂层液30kg。
其中，二氧化硅溶液中二氧化硅的质量浓度为10％。
实施例13
本实施例与实施例3的区别在于，原料组成配比不同，本实施例中该疏水涂层液的醇类物质可复配使用(多种混合)，以制备固含量4％的疏水涂层液为例，如表7所示：
表7
原料 固含量4％
乙醇 35.352％
异丙醇 23.568％
二氧化硅溶液 40％
聚二甲基硅氧烷 1％
乙酸溶液 0.08％
1.将乙醇溶液(10.6056kg，占比35.352％)、异丙醇溶液(7.0704kg，占比23.568％)和二氧化硅溶液(12kg，占比40％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
2.加乙酸溶液(0.024kg，占比0.08％)，用高速分散机，10min；
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.3kg，占比1％)，用蠕动泵滴定(参数：15g/min)，40min；
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
6.形成固含量为4％的疏水涂层液30kg。
其中，二氧化硅溶液中二氧化硅的质量浓度为10％。溶剂为浓度为99.9％的无水乙醇和无水异丙醇。
实施例14
本实施例采用上述实施例10-12中固含量为4％的疏水涂层液进行盖膜的涂布，涂布具体过程为：将疏水涂层液倾倒在涂布槽内，利用网线120线的涂布辊运转，将疏水涂层液涂布于盖膜卷膜上，涂布速度：60m/min，最后在四截烘道中进行烘干，四截烘道的烘干参数为55-75-85-95℃，涂布4次后获得干胶量为0.84g/m2的不沾盖膜。
采用此实施例制备得到的不沾盖膜应用到酸奶八连杯(黏度4000cps)中，检测结果为：(1)肉眼观察无大面积掉粉；(2)接触角120°；滚动角5°；(3)用市面上的酸奶八连杯做不沾效果测试，沾奶面积为0％，不存在沾奶情况；(4)静止放置3个月时，不沾效果未失效。
将此实施例制备得到的不沾盖膜应用到黏度范围为13000-18000cps的杯装酸奶中时，其效果与实施例1中干胶量为0.84g/m2的不沾盖膜效果相同。
实施例15
本实施例采用上述实施例1中固含量为6％的配比，按照实施例1相同的工艺制备得到的疏水涂层液，然后进行盖膜的涂布，涂布具体过程为：将疏水涂层液倾倒在涂布槽内，利用网线120线的涂布辊运转，将疏水涂层液涂布于盖膜卷膜上，涂布速度：80m/min，最后在四截烘道中进行烘干，四截烘道的烘干参数为55-75-85-95℃，涂布1次后获得干胶量为0.19g/m2的不沾盖膜。
采用此实施例制备得到的不沾盖膜应用到酸奶八连杯(黏度4000cps)中，检测结果为：(1)肉眼观察无大面积掉粉；(2)接触角120°；滚动角15°；(3)用市面上的酸奶八连杯做不沾效果测试，沾奶面积可达40％，存在沾奶情况；(4)静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静止放置3个月，不沾效果失效；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
将此实施例制备得到的不沾盖膜应用到黏度范围为13000-18000cps的杯装酸奶中时，检测结果为：⑴肉眼观察有大面积掉粉；⑵沾奶面积可达85％；⑶接触角100°；滚动角20°。⑷静止放置14天内，不沾效果基本无衰减；静置3个月，不沾效果失效。
对比例1
本实施例与实施例1的区别在于，本对比例中疏水涂层液的原料组成和配比不同，其余均与实施例1相同，本对比例的组成如下表8所示：
表8
乙醇溶液 67.95％
二氧化硅溶液 30％
异丙醇 2％
甲基醇 0.05％
通过上述3％固含量的疏水涂层液，涂布4次后，所得干胶量为0.62g/m2，其效果为：
不沾效果良好：接触角150°；滚动角5°；放置14天时，不沾效果即有衰减情况；静止放置3个月，不沾效果存在失效情况；未出现掉粉(涂层固体脱落)现象。
对比例2
依照对比文件CN105835452A公开的防附着层方案，具体为：该文献第13页表1中的序号3的防附着层，在该文献中对酸奶的不沾效果最优(文献中用词为：最良)，但并未涉及酸奶黏度，因此采用相同的原料和配比配置出该防附着层后应用到本发明的高黏度酸奶(黏度13000-18000cps)中，静止放置14天，不沾效果有衰减，静止放置3个月，此序号3中所涉及的不沾效果具有失效情况。
对比例3
本实施例与实施例1的区别在于，本对比例中固体颗粒和疏水性硅烷的质量比为1:1，具体配比如下表9所示，其余均与实施例1相同。
表9
原料 固含量3％ 固含量4％ 固含量5％
乙醇 66.92％ 55.94％ 44.95％
二氧化硅溶液 30％ 40％ 50％
聚二甲基硅氧烷 3％ 4％ 5％
乙酸溶液 0.08％ 0.06％ 0.05％
通过上述疏水涂层液涂布后，通过测试发现，在聚二甲基硅氧烷过度的增加，会“填平”二氧化硅分子间的缝隙，导致二氧化硅的凸点作用失效，促使接触角和滚动角都会明显变化。其中，接触角只有70-90°，而滚动角为35-45°，未有不沾效果。
对比例4
本实施例与实施例1的区别在于，原料组成配比不同，本实施例中的一种疏水涂层液，其固含量为12％，具体制备过程为：
1.将异丙醇溶液(10.476kg，占比34.92％)和二氧化钛溶液(18kg，占比60％)混合，用高速分散机，均匀共混10min；
2.加乙酸溶液(0.624kg，占比2.08％)，用高速分散机，10min；
3.再加聚二甲基硅氧烷(0.9kg，占比3％)，用蠕动泵滴定，滴定参数：15g/min，时间40min；
4.滴定结束，再高速分散3个小时；
5.超声波震荡，1个小时(每15min换一次清水，防止震荡池的温度过高)；
6.形成固含量为12％的疏水涂层液30kg。
此时，涂层液呈酸性，涂布于基材上时，对包装的基材有腐蚀性，极大影响最终的涂布效果，无法达到长效不沾的效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (17)

1.一种疏水涂层液，其特征在于，包括固体颗粒，疏水性硅烷，pH调节剂和溶剂；
所述固体颗粒和疏水性硅烷的质量比为(1.5-6)：1；所述固体颗粒在疏水涂层液中的含量在15％以下，疏水涂层液的pH值为6.8-7.2。
2.根据权利要求1所述的疏水涂层液，其特征在于，所述固体颗粒为二氧化硅、氧化锌、二氧化钛、碳酸钙中的至少一种；优选的，所述固体颗粒的粒径尺寸为
Figure FDA0002795705160000011
，优选的，固体颗粒的粒径尺寸为
Figure FDA0002795705160000012
Figure FDA0002795705160000013
。
3.根据权利要求1所述的疏水涂层液，其特征在于，所述疏水性硅烷为氨丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的疏水涂层液，其特征在于，所述pH调节剂为乙酸、盐酸、硫酸和柠檬酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的疏水涂层液，其特征在于，所述溶剂为质量浓度高于90％的醇类物质；优选的，所述醇类物质为乙醇、异丙醇、正丁醇和正己醇中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一所述的疏水涂层液，其特征在于，所述固体颗粒在疏水涂层液中的含量为1-12％；优选的，所述固体颗粒在疏水涂层液中的含量为2-10％。
7.如权利要求1-6任一项所述疏水涂层液的制备方法，其特征在于，包括将固体颗粒、疏水性硅烷、pH调节剂和溶剂混合均匀即可。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合均匀的过程为：
在搅拌条件下，将固体颗粒与溶剂混合制成固体颗粒溶液；
将pH调节剂加入到固体颗粒溶液中分散获得分散液；
将疏水性硅烷按照10-20g/min的条件滴加到分散液中，滴加完成后再搅拌至少2h；
采用超声波进行震荡至少30min即可。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的条件为500∽1000r/min；所述震荡温度控制在35℃以下。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，利用水浴控制震荡温度，震荡过程中水浴中水的更换频率为每15min/次。
11.一种疏水涂层液的涂布方法，其特征在于，包括：
将权利要求1-6任一项所述疏水涂层液或权利要求7-10任一项所述的制备方法制备得到的疏水涂层液涂布于基材上，干燥后即可。
12.根据权利要求11所述的涂布方法，其特征在于，所述疏水涂层液倾倒在涂布槽内，所述基材为卷膜，所述疏水涂层液利用涂布辊涂布在卷膜上；优选的，涂布并干燥后的干胶量为0.25g/m2-1.25g/m2；优选的，涂布并干燥后的干胶量为0.45g/m2-0.90g/m2；进一步优选的，涂布并干燥后的干胶量为0.62g/m2-0.84g/m2。
13.根据权利要求12所述的涂布方法，其特征在于，所述涂布辊的线数为60-140线；所述涂布的速度为20-160m/min；涂布次数为1-6次。
14.根据权利要求11-13任一所述的涂布方法，其特征在于，所述干燥采用四截烘道烘干方式，第一道烘干的温度为40-60℃、第二道烘干的温度为60-80℃、第三道烘干的温度为60-90℃、第四道烘干的温度为90-120℃。
15.根据权利要求11-14任一所述的涂布方法，其特征在于，
若固体颗粒的含量为1-2％时，涂布次数为4-6次，干胶量范围为0.25-0.65g/m2，
若固体颗粒的含量为3-8％时，涂布次数为2-4次，干胶量范围：0.33-1.05g/m2，
若固体颗粒的含量为9-10％时，涂布次数为1-2次，干胶量范围：0.62-1.25g/m2，
若固体颗粒的含量为11-12％时，涂布次数为1次，干胶量范围：0.73-0.92g/m2。
16.采用权利要求1-6任一所述的疏水涂层液或者7-10任一所述的制备方法制备得到的疏水涂层液在有粘度产品中的应用。
17.根据权利要求16所述的涂布方法，其特征在于，所述有粘度产品为酸奶、奶酪或酱料。
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