CN113043699A - 一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及降解包装膜技术领域，尤其涉及一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，该包装膜按重量份计由以下原料组成：聚乳酸200～300份、PBAT 100～120份、PLA 20～30份、二氧化钛5～10份、植物淀粉80～90份、增强剂2～4份、吐温‑80 3～5份、纤维素膜15～25份、邻苯二甲酸酯3～6份、润滑剂6～8份、避光剂6～8份和防水助剂7～9份，且其制备方法包括以下步骤：S1、按量称取各个原料，备用；S2、将聚乳酸、PBAT、PLA、二氧化钛和植物淀粉倒入搅拌反应釜，开始以500～750r/min的低速搅拌4～6min。本发明不仅能够有效地提高对紫外线的吸收能力，而且能够进一步的提高该包装膜的阻水性能。
Description
技术领域
本发明涉及降解包装膜技术领域，尤其涉及一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜。
背景技术
目前市场上巧克力复合包装膜袋采用PET、聚乙烯、聚丙烯等石油基材料作为印刷膜和避光膜，此种材料最大弊端是不可降解，并且石油储量有限，属于非再生能源。废弃后形成白色污染，需要上百年才能崩解为微塑料，微塑料污染地下水、海洋、土壤，最终对人类持续发展产生不利影响。
另外，在包装膜的日常使用中，如果长时间被太阳光中的紫外线照射，很容易使其表面出现老化现象，而且为了保证包装膜内巧克力的完好，需要保证其防水性能，以免令巧克力溶化。
因此，我们提出了一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜。
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸200～300份、PBAT 100～120份、PLA 20～30份、二氧化钛5～10份、植物淀粉80～90份、增强剂2～4份、吐温-80 3～5份、纤维素膜15～25份、邻苯二甲酸酯3～6份、润滑剂6～8份、避光剂6～8份和防水助剂7～9份。
优选的，所述植物淀粉选用玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉及高支链淀粉中的任何一种。
优选的，所述润滑剂选用液体石蜡、聚氧乙烯蜡或微晶蜡中的任何一种，增强剂选用乙二醇和丙三醇的混合剂，且其混合质量比为1:3。
优选的，所述避光剂由水杨酯苯酯为原料，固色剂DUR为增强助剂，并辅以硅烷偶联剂KH560制备而成，其中，水杨酯苯酯、固色剂DUR和硅烷偶联剂KH560的质量比为3:2:1。
优选的，所述避光剂的制备方法为：将水杨酯苯酯和固色剂DUR混合并加入适量水，混匀后继续添加硅烷偶联剂KH560，并搅拌至完全融合，随后对其在75℃的温度下进行水浴加热15～25min后，即得避光剂。
优选的，所述防水助剂由聚丙烯酸钠阻水树脂和疏水助剂按2:1的质量比混合而成，其中，疏水助剂为1-酰胺丁基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
优选的，所述1-酰胺丁基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[CH2CONHBuEIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，分层后，将下层离子液体用去离子水洗去氯离子，再于85℃高真空状态下干燥后，即得1-酰胺丁基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、按量称取各个原料，备用；
S2、将聚乳酸、PBAT、PLA、二氧化钛和植物淀粉倒入搅拌反应釜，开始以500～750r/min的低速搅拌4～6min；
S3、然后加入称好的增强剂、吐温-80、邻苯二甲酸酯、润滑剂、避光剂和防水助剂，并以900～1200r/min的高速搅拌8～12min后，再转入500～750r/min的低速搅拌8～12min，放料后，即得混合物；
S4、将S3中得到的混合物挤出机于95～120℃的温度下造粒，得粒状的半成品，再在140～150℃的温度下经吹膜机吹膜制得包装膜；
S5、将制得的包装膜与纤维素膜无溶剂复合，于36～40℃的温度下熟化38～58小时，最后再在膜的表面涂布冷封胶，冷却成型后即得可生物降解包装膜。
优选的，所述搅拌反应釜中的整个混料过程中物料温度控制在50℃以下。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明在生产包装膜的过程中，向其中添加避光剂，通过对水杨酯苯酯进行性能的增强，使得其吸收紫外线的波长范围扩大，从而能够有效地提高该包装膜的抗紫外线老化的性能。
2、本发明在生产包装膜的过程中，向其中添加疏水助剂，通过对聚丙烯酸钠阻水树脂进行复配，使得该包装膜的防水能力大大的提高。
综上所述，本发明不仅能够有效地提高对紫外线的吸收能力，而且能够进一步的提高该包装膜的防水性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸200～300份、PBAT 100～120份、PLA 20～30份、二氧化钛5～10份、植物淀粉80～90份、增强剂2～4份、吐温-80 3～5份、纤维素膜15～25份、邻苯二甲酸酯3～6份、润滑剂6～8份、避光剂6～8份和防水助剂7～9份。
植物淀粉选用玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉及高支链淀粉中的任何一种，优选为小麦淀粉；润滑剂选用液体石蜡、聚氧乙烯蜡或微晶蜡中的任何一种，优选为液体石蜡；增强剂选用乙二醇和丙三醇的混合剂，且其混合质量比为1:3。
避光剂由水杨酯苯酯为原料，固色剂DUR为增强助剂，并辅以硅烷偶联剂KH560制备而成，其中，水杨酯苯酯、固色剂DUR和硅烷偶联剂KH560的质量比为3:2:1；且避光剂的制备方法为：将水杨酯苯酯和固色剂DUR混合并加入适量水，混匀后继续添加硅烷偶联剂KH560，并搅拌至完全融合，随后对其在75℃的温度下进行水浴加热15min后，即得避光剂。
防水助剂由聚丙烯酸钠阻水树脂和疏水助剂按2:1的质量比混合而成，其中，疏水助剂为1-酰胺丁基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺；其中，1-酰胺丁基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[CH2CONHBuEIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，分层后，将下层离子液体用去离子水洗去氯离子，再于85℃高真空状态下干燥后，即得1-酰胺丁基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、按量称取各个原料，备用；
S2、将聚乳酸、PBAT、PLA、二氧化钛和植物淀粉倒入搅拌反应釜，开始以600r/min的低速搅拌5min；
S3、然后加入称好的增强剂、吐温-80、邻苯二甲酸酯、润滑剂、避光剂和防水助剂，并以1000r/min的高速搅拌10min后，再转入630r/min的低速搅拌10min，放料后，即得混合物；
S4、将S3中得到的混合物挤出机于105℃的温度下造粒，得粒状的半成品，再在145℃的温度下经吹膜机吹膜制得包装膜；
S5、将制得的包装膜与纤维素膜无溶剂复合，于38℃的温度下熟化48小时，最后再在膜的表面涂布冷封胶(冷封胶型号为TD441)，冷却成型后即得可生物降解包装膜。
其中，搅拌反应釜中的整个混料过程中物料温度控制在50℃以下。
实施例1：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸200份、PBAT 100份、PLA 20份、二氧化钛5份、小麦淀粉80份、增强剂2份、吐温-80 3份、纤维素膜15份、邻苯二甲酸酯3份、液体石蜡6份、避光剂6份和防水助剂7份。
实施例2：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸250份、PBAT 110份、PLA 25份、二氧化钛8份、小麦淀粉85份、增强剂3份、吐温-80 4份、纤维素膜20份、邻苯二甲酸酯5份、液体石蜡7份、避光剂7份和防水助剂8份。
实施例3：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸300份、PBAT 120份、PLA 30份、二氧化钛10份、小麦淀粉90份、增强剂4份、吐温-80 5份、纤维素膜25份、邻苯二甲酸酯6份、液体石蜡8份、避光剂8份和防水助剂9份。
上述实施例1～3均通过下述步骤进行制备包装膜，具体过程如下：
S1、按量称取各个原料，备用；
S2、将聚乳酸、PBAT、PLA、二氧化钛和植物淀粉倒入搅拌反应釜，开始以600r/min的低速搅拌5min；
S3、然后加入称好的增强剂、吐温-80、邻苯二甲酸酯、润滑剂、避光剂和防水助剂，并以1000r/min的高速搅拌10min后，再转入630r/min的低速搅拌10min，放料后，即得混合物；
S4、将S3中得到的混合物挤出机于105℃的温度下造粒，得粒状的半成品，再在145℃的温度下经吹膜机吹膜制得包装膜；
S5、将制得的包装膜与纤维素膜无溶剂复合，于38℃的温度下熟化48小时，最后再在膜的表面涂布冷封胶，冷却成型后即得可生物降解包装膜。
试验一：包装膜对紫外线吸收能力的测定
对比例1：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸200份、PBAT 100份、PLA 20份、二氧化钛5份、小麦淀粉80份、增强剂2份、吐温-80 3份、纤维素膜15份、邻苯二甲酸酯3份、液体石蜡6份和防水助剂7份。
对比例2：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸250份、PBAT 110份、PLA 25份、二氧化钛8份、小麦淀粉85份、增强剂3份、吐温-80 4份、纤维素膜20份、邻苯二甲酸酯5份、液体石蜡7份和防水助剂8份。
对比例3：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸300份、PBAT 120份、PLA 30份、二氧化钛10份、小麦淀粉90份、增强剂4份、吐温-80 5份、纤维素膜25份、邻苯二甲酸酯6份、液体石蜡8份和防水助剂9份。
上述对比例1～3均通过下述步骤进行制备包装膜，具体过程如下：
S1、按量称取各个原料，备用；
S2、将聚乳酸、PBAT、PLA、二氧化钛和植物淀粉倒入搅拌反应釜，开始以600r/min的低速搅拌5min；
S3、然后加入称好的增强剂、吐温-80、邻苯二甲酸酯、润滑剂和防水助剂，并以1000r/min的高速搅拌10min后，再转入630r/min的低速搅拌10min，放料后，即得混合物；
S4、将S3中得到的混合物挤出机于105℃的温度下造粒，得粒状的半成品，再在145℃的温度下经吹膜机吹膜制得包装膜；
S5、将制得的包装膜与纤维素膜无溶剂复合，于38℃的温度下熟化48小时，最后再在膜的表面涂布冷封胶，冷却成型后即得可生物降解包装膜。
参照例1：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸200份、PBAT 100份、PLA 20份、二氧化钛5份、小麦淀粉80份、增强剂2份、吐温-80 3份、纤维素膜15份、邻苯二甲酸酯3份、液体石蜡6份、避光剂6份和防水助剂7份。
参照例2：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸250份、PBAT 110份、PLA 25份、二氧化钛8份、小麦淀粉85份、增强剂3份、吐温-80 4份、纤维素膜20份、邻苯二甲酸酯5份、液体石蜡7份、避光剂7份和防水助剂8份。
参照例3：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸300份、PBAT 120份、PLA 30份、二氧化钛10份、小麦淀粉90份、增强剂4份、吐温-80 5份、纤维素膜25份、邻苯二甲酸酯6份、液体石蜡8份、避光剂8份和防水助剂9份。
上述参照例1～3中，避光剂仅为水杨酯苯酯，且均通过下述步骤进行制备包装膜，具体过程如下：
S1、按量称取各个原料，备用；
S2、将聚乳酸、PBAT、PLA、二氧化钛和植物淀粉倒入搅拌反应釜，开始以600r/min的低速搅拌5min；
S3、然后加入称好的增强剂、吐温-80、邻苯二甲酸酯、润滑剂、避光剂和防水助剂，并以1000r/min的高速搅拌10min后，再转入630r/min的低速搅拌10min，放料后，即得混合物；
S4、将S3中得到的混合物挤出机于105℃的温度下造粒，得粒状的半成品，再在145℃的温度下经吹膜机吹膜制得包装膜；
S5、将制得的包装膜与纤维素膜无溶剂复合，于38℃的温度下熟化48小时，最后再在膜的表面涂布冷封胶，冷却成型后即得可生物降解包装膜。
取上述实施例1～3、对比例1～3以及参照例1～3中的可生物降解包装膜，使用紫外线测试仪对其分别在不同波长下进行紫外透射光谱测试，采用紫外透过率对其抗紫外线吸收能力进行记录：
由上述试验数据可知，实施例中制得的包装膜对紫外线吸收能力最强，其次为参照例中制得的包装膜，吸收能力最差的是对比例中制得的包装膜，且在波长200nm～320nm范围内的吸收能力最强，由此可见，避光剂的加入可以有效地改善包装膜对紫外线的吸收能力，从而提高其抗老化的性能。
试验二：包装膜防水性能的测定
对比例4：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸200份、PBAT 100份、PLA 20份、二氧化钛5份、小麦淀粉80份、增强剂2份、吐温-80 3份、纤维素膜15份、邻苯二甲酸酯3份、液体石蜡6份、避光剂6份和防水助剂7份。
对比例5：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸250份、PBAT 110份、PLA 25份、二氧化钛8份、小麦淀粉85份、增强剂3份、吐温-80 4份、纤维素膜20份、邻苯二甲酸酯5份、液体石蜡7份、避光剂7份和防水助剂8份。
对比例6：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸300份、PBAT 120份、PLA 30份、二氧化钛10份、小麦淀粉90份、增强剂4份、吐温-80 5份、纤维素膜25份、邻苯二甲酸酯6份、液体石蜡8份、避光剂8份和防水助剂9份。
上述对比例4～6均通过下述步骤进行制备包装膜，具体过程如下：
S1、按量称取各个原料，备用；
S2、将聚乳酸、PBAT、PLA、二氧化钛和植物淀粉倒入搅拌反应釜，开始以600r/min的低速搅拌5min；
S3、然后加入称好的增强剂、吐温-80、邻苯二甲酸酯、润滑剂和避光剂，并以1000r/min的高速搅拌10min后，再转入630r/min的低速搅拌10min，放料后，即得混合物；
S4、将S3中得到的混合物挤出机于105℃的温度下造粒，得粒状的半成品，再在145℃的温度下经吹膜机吹膜制得包装膜；
S5、将制得的包装膜与纤维素膜无溶剂复合，于38℃的温度下熟化48小时，最后再在膜的表面涂布冷封胶，冷却成型后即得可生物降解包装膜。
参照例4：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸200份、PBAT 100份、PLA 20份、二氧化钛5份、小麦淀粉80份、增强剂2份、吐温-80 3份、纤维素膜15份、邻苯二甲酸酯3份、液体石蜡6份、避光剂6份和聚丙烯酸钠阻水树脂7份。
参照例5：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸250份、PBAT 110份、PLA 25份、二氧化钛8份、小麦淀粉85份、增强剂3份、吐温-80 4份、纤维素膜20份、邻苯二甲酸酯5份、液体石蜡7份、避光剂7份和聚丙烯酸钠阻水树脂8份。
参照例6：
一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸300份、PBAT 120份、PLA 30份、二氧化钛10份、小麦淀粉90份、增强剂4份、吐温-80 5份、纤维素膜25份、邻苯二甲酸酯6份、液体石蜡8份、避光剂8份和聚丙烯酸钠阻水树脂9份。
上述参照例4～6中均通过下述步骤进行制备包装膜，具体过程如下：
S1、按量称取各个原料，备用；
S2、将聚乳酸、PBAT、PLA、二氧化钛和植物淀粉倒入搅拌反应釜，开始以600r/min的低速搅拌5min；
S3、然后加入称好的增强剂、吐温-80、邻苯二甲酸酯、润滑剂、避光剂和防水助剂，并以1000r/min的高速搅拌10min后，再转入630r/min的低速搅拌10min，放料后，即得混合物；
S4、将S3中得到的混合物挤出机于105℃的温度下造粒，得粒状的半成品，再在145℃的温度下经吹膜机吹膜制得包装膜；
S5、将制得的包装膜与纤维素膜无溶剂复合，于38℃的温度下熟化48小时，最后再在膜的表面涂布冷封胶，冷却成型后即得可生物降解包装膜。
取上述实施例1～3、对比例4～6以及参照例4～6中的包装膜，根据GB/T1034-1998的检测方法，将试样(即包装膜)置于23℃水中浸泡24小时，测量试样浸水前后重量的变化来表示其防水性能，并记录于下表：
由上表试验数据可知，实施例中制得的包装膜在浸泡24小时后，其吸水能力最低，其次为参照例中制得的包装膜，吸水能力最强的是对比例中制得的包装膜，由此可见，防水助剂的加入可以有效地降低包装膜对外部水分的吸收作用，从而保障包装膜内巧克力的保质期限。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，其特征在于，按重量份计由以下原料组成：聚乳酸200～300份、PBAT 100～120份、PLA 20～30份、二氧化钛5～10份、植物淀粉80～90份、增强剂2～4份、吐温-80 3～5份、纤维素膜15～25份、邻苯二甲酸酯3～6份、润滑剂6～8份、避光剂6～8份和防水助剂7～9份。
2.根据权利要求1所述的一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，其特征在于，所述植物淀粉选用玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉、小麦淀粉及高支链淀粉中的任何一种。
3.根据权利要求1所述的一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，其特征在于，所述润滑剂选用液体石蜡、聚氧乙烯蜡或微晶蜡中的任何一种，增强剂选用乙二醇和丙三醇的混合剂，且其混合质量比为1:3。
4.根据权利要求1所述的一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，其特征在于，所述避光剂由水杨酯苯酯为原料，固色剂DUR为增强助剂，并辅以硅烷偶联剂KH560制备而成，其中，水杨酯苯酯、固色剂DUR和硅烷偶联剂KH560的质量比为3:2:1。
5.根据权利要求4所述的一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，其特征在于，所述避光剂的制备方法为：将水杨酯苯酯和固色剂DUR混合并加入适量水，混匀后继续添加硅烷偶联剂KH560，并搅拌至完全融合，随后对其在75℃的温度下进行水浴加热15～25min后，即得避光剂。
6.根据权利要求1所述的一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，其特征在于，所述防水助剂由聚丙烯酸钠阻水树脂和疏水助剂按2:1的质量比混合而成，其中，疏水助剂为1-酰胺丁基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
7.根据权利要求6所述的一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜，其特征在于，所述1-酰胺丁基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将中间体[CH2CONHBuEIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，分层后，将下层离子液体用去离子水洗去氯离子，再于85℃高真空状态下干燥后，即得1-酰胺丁基-3-乙基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。
8.一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按量称取各个原料，备用；
S2、将聚乳酸、PBAT、PLA、二氧化钛和植物淀粉倒入搅拌反应釜，开始以500～750r/min的低速搅拌4～6min；
S3、然后加入称好的增强剂、吐温-80、邻苯二甲酸酯、润滑剂、避光剂和防水助剂，并以900～1200r/min的高速搅拌8～12min后，再转入500～750r/min的低速搅拌8～12min，放料后，即得混合物；
S4、将S3中得到的混合物挤出机于95～120℃的温度下造粒，得粒状的半成品，再在140～150℃的温度下经吹膜机吹膜制得包装膜；
S5、将制得的包装膜与纤维素膜无溶剂复合，于36～40℃的温度下熟化38～58小时，最后再在膜的表面涂布冷封胶，冷却成型后即得可生物降解包装膜。
9.根据权利要求8所述的一种新型可生物降解的巧克力包装用包装膜的制备方法，其特征在于，所述搅拌反应釜中的整个混料过程中物料温度控制在50℃以下。
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