CN113520921A - 一种植物成膜剂的配方及制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物成膜剂的配方，涉及成膜技术领域，其原料包括白蜂蜡、湿胶、氢化共聚物、聚甲基硅倍半氧烷、去离子水、成膜助剂和辅助剂，其中辅助剂包括防腐剂、乳化剂、引导剂、交联剂；本发明还公开了一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1初步融合；S2二次融合；S3三次融合；(1)本发明中的成膜剂以白蜂蜡和湿胶为主体，要达到同样的效果本发明中的成膜组份较少，这样一是使其更易进行多种成膜剂的组合，提升了其适配性；(2)本发明中的成膜剂组合采用的是以天然植物为主体，能做到环境友好，更加绿色环保；(3)本发明给出了一种三次融合的成膜剂制备工艺，与白蜂蜡和湿胶本身的性质适配，工艺效率高。
Description
技术领域
本发明涉及成膜技术领域，尤其涉及一种植物成膜剂的配方及一种植物成膜剂的制备工艺。
背景技术
一切能够形成连续薄膜的聚合物，都可以称为成膜剂。成膜剂通过调节感光液，使感光液易于涂布和流平，提高感光层和版基的黏附性以及感光层的光化学反应速度，这些都有利于感光液在版基上形成固着的膜层。对于这种成膜剂的工作要求为：成膜剂必须能够很好地与感光性物质混合，且与感光性物质具有相同的可溶性，包括水溶性、碱溶性、有机溶剂溶性等。
在现有技术中，对这种成膜剂还提出了多种别的功能性要求，具体还是根据其应用场合来区分的，比如应用在化妆品领域，需要成膜剂具备一定的润度，不影响化妆品本身的保湿性；比如在油基钻井液等液态物中，还要求成膜剂具备一定的耐温能力和拒水能力；比如在涂料领域，大多数情况下要求成膜剂具备一定的耐温及其他功能性。因此在实际使用中，成膜剂的配方和功能都是需要适应改进的。
成膜剂的组分中，目前含括较多的还是蛋白成膜剂、丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂、聚氨酯成膜剂、硝酸纤维成膜剂等，有时候一种成膜剂不能满足功能需要的时候，还可以将两三种成膜剂混合使用以达到效果。在现有技术中，如公开号为CN109966905A的发明中公开了纯天然植物型净味除醛成膜剂，其利用的就是植物提取物(银杏提取液、贯叶连翘提取液和少部分糯米胶)来实现成膜效果，植物提取物应用于成膜剂存在的好处很明显，一是环保绿色，二就是其加工较为简单，能利用天然植物存在的成膜组分，来降低配方的复杂程度，三是即便是混合使用的情况下，这种成膜剂仍然会在混合使用的成膜剂中存在较大的优势，一般不会出现互相排斥。
植物成膜剂在这方面的优势使其的研究和发展得到利用。在现有技术中，还有多个发明，比如CN106748232A公开的一种富硒植物源增效生物复合成膜剂及其制备方法或者CN110623867A公开的一种具有美白去渍效果的牙齿美白组合物及其制备方法，这两者也分别给出部分植物成膜剂的配方思路。但其关键点都在于成膜剂的应用上，得到的成膜剂本身兼容性有所欠缺。因此在植物成膜剂的配方和其效果这方面尚可继续改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的植物成膜剂配方少，且成膜剂在兼容性上有所不足的缺点，而提出的一种植物成膜剂的配方及一种植物成膜剂的制备工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种植物成膜剂的配方，其原料包括白蜂蜡、湿胶、氢化共聚物、聚甲基硅倍半氧烷、去离子水、成膜助剂和辅助剂，其中辅助剂包括防腐剂、乳化剂、引导剂、交联剂。
优选的，湿胶为糯米胶和植物淀粉胶中的一种。
优选的，氢化共聚物为苯乙烯和甲基苯乙烯中的一种。
优选的，其原料按照质量百分比包括5-10份白蜂蜡、15-20份湿胶、15-20份氢化共聚物、5-8份聚甲基硅倍半氧烷、3-5份成膜助剂和10-20份辅助剂，其余为去离子水。
优选的，白蜂蜡和湿胶的质量比为0.30-0.56。
优选的，防腐剂为阿拉伯胶溶解物、琼脂低聚糖、融解水果酵素、中草药提取物中的一种。
优选的，阿拉伯胶溶解物包括苹果提取液、红提提取液、橘子提取液；琼脂低聚糖为海藻提取物；中草药提取物包括蒜素、紫苏叶提取物、连翘提取物。
一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1初步融合；将白蜂蜡加热到70℃，呈熔融态，在144r/min的转速下搅拌白蜂蜡，再往里加入氢化共聚物和聚甲基硅倍半氧烷，完成初步融合，冷却至室温，得到固态的一次混合物；S2二次融合；将湿胶分多次加入熔融后的一次混合物中，继续升温值(105±3)℃，加入部分辅助剂，搅拌速度为72r/min，得到粘稠乳液状的二次混合物，保温30-60min；S3三次融合；在二次混合物中加入去离子水和成膜助剂，经高压均质机在20-40Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入辅助剂后过滤出料，得到产品。
优选的，在S2二次融合的步骤中，将一次混合物在30-35℃条件下保温，在加工取用时，加热到120℃完成熔融，再加入湿胶。
优选的，在S3三次融合的步骤中，加入防腐剂再进行过滤出料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明中的成膜剂以白蜂蜡和湿胶为主体，要达到同样的效果本发明中的成膜组份较少，这样一是使其更易进行多种成膜剂的组合，提升了其适配性；
(2)本发明中的成膜剂组合采用的是以天然植物为主体，能做到环境友好，更加绿色环保；
(3)配合本发明中的配方结构，本发明给出了一种三次融合的成膜剂制备工艺，与白蜂蜡和湿胶本身的性质适配，通过三次融合划分白蜂蜡和湿胶的混合状态，工艺效率高。
附图说明
图1为本发明实施例一至实施例五得到的产品成膜速度和成膜厚度测试表；
图2为白蜂蜡和湿胶的比例对产品成膜速度的影响；
图3为白蜂蜡和湿胶的比例对产品成膜厚度的影响。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
利用植物天然提取物来制造成膜剂，首先考虑的就是那些本身就具备成膜性质的天然物质，比如蜡和胶，在工业中倾向于采用树脂实现相同的效果，由此考虑使用蜂蜡，这种蜡质偏食用性质，天然无害，且其本身就具备极好的凝固性，考虑到成膜问题，这种蜡质不能占大比例，且反而要将其稀释，再使用一种较好的食物胶与其配合。
现有技术中采用糯米胶(也称江米胶，是用纯天然糯米或江米为原料，经过糯米净化、研磨、干燥等十二道工序而形成的环保胶黏剂)，这种胶体的好处就是适应范围广，在耐水性和低温贮藏上存在更大的优势；这种湿胶包括糯米胶和淀粉胶，在对拒水性要求较强的应用情况下，采用糯米胶较为合适，反之则是植物淀粉胶。
一种植物成膜剂的配方，其原料包括白蜂蜡、湿胶、氢化共聚物、聚甲基硅倍半氧烷、去离子水、成膜助剂和辅助剂，其中辅助剂包括防腐剂、乳化剂、引导剂、交联剂。根据使用场合的不同，加入不同的辅助剂来保证成膜剂的成型，适应不同的需求。
一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1初步融合；将白蜂蜡加热到70℃，呈熔融态，在144r/min的转速下搅拌白蜂蜡，再往里加入氢化共聚物和聚甲基硅倍半氧烷，完成初步融合，冷却至室温，得到固态的一次混合物；S2二次融合；将湿胶分多次加入熔融后的一次混合物中，继续升温值(105±3)℃，加入部分辅助剂，搅拌速度为72r/min，得到粘稠乳液状的二次混合物，保温30-60min；S3三次融合；在二次混合物中加入去离子水和成膜助剂，经高压均质机在20-40Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入辅助剂后过滤出料，得到产品。
在S2二次融合的步骤中，将一次混合物在30-35℃条件下保温，在加工取用时，加热到120℃完成熔融，再加入湿胶。
在S3三次融合的步骤中，加入防腐剂再进行过滤出料。
为了保证蜂蜡的使用可靠性，以下对蜂蜡的性状进行分析：(1)蜂蜡在常温下呈固体状态，具有蜜、粉的特殊香味，颜色有淡黄、中黄或暗棕色及白色不等，断面呈微小颗粒的结晶状，咀嚼粘牙，嚼后呈白色，无油脂味，其比重为0.954-0.964，熔点为62～67℃，微溶于乙醇，不溶于水，但在特定条件下，蜂蜡可以和水形成乳浊液；(2)基于以上基础性质，分析蜂蜡在高温的贮藏能力，300℃时蜂蜡成烟，分解成二氧化碳、乙酸等挥发性物质，那么蜂蜡的保守可耐温度为250-270℃之间，可以判断其工作性状是可靠的；(3)蜂蜡的主要化学成分为烷醇和烷酸形成的酯类且占比70％-72％、游离脂肪酸且占比为14％-15％、以饱和烃为主的烃类且占比12％，还包括部分游离脂肪醇类、水和矿物质以及少量的黄酮类、维生素、色素等；从成分来说，其完全满足作为成膜剂的能力，但是需要削弱其在常温下的凝固性，增强其成膜能力，因此加入湿胶是很合适的，因此采用糯米胶和植物淀粉胶。
具体的，湿胶为糯米胶和植物淀粉胶中的一种。
具体的，氢化共聚物为苯乙烯和甲基苯乙烯中的一种。氢化共聚物本身应用较多的就是在化妆品领域，或是用作保鲜防腐的，其本身要用到食品中，多是用到起到保鲜作用的示范品，这样更为合适；这是一项现有技术中多有应用的配方成分，此处不再赘述。
具体的，防腐剂为阿拉伯胶溶解物、琼脂低聚糖、融解水果酵素、中草药提取物；阿拉伯胶溶解物包括苹果提取液、红提提取液、橘子提取液；琼脂低聚糖为海藻提取物；中草药提取物包括蒜素、紫苏叶提取物、连翘提取物。
本发明中采用的防腐剂原料为食品级的，其适用范围更广；其中阿拉伯胶溶解物酶溶解物质具备较强的抑菌特异性，尤其适用抑止大肠埃希菌，阿拉伯胶溶解物质在酸碱性标准下是合理的，而且在PH低于6时具备最強的抑菌特异性，现阶段，它与海外别的天然的防腐剂一起普遍用以酸菜、闲鱼等食品类的冷藏。蒜头中的蒜素和蒜素能合理抵御塞尔维亚人；紫苏叶提取液具备广谱抗菌功效，对各种各样革兰阴性杆菌和链球菌具备优良的抑制效果；莲翘提取液中的莲翘醇能合理抑止多种多样革兰氏阳性菌和阴性菌；融解水果酵素的作用更直接，其基本上是应用于高档食品饮品中的，因为其本身较为昂贵，能起到的抑菌效果也极佳。
乳化剂的使用常用于作工业(石油工业)破乳剂、金属等工业的清洗剂，或者是硅油相关制剂，采用乳化剂就较为合适；引导剂或者说引发剂，也常用于工业领域，交联剂也是常用配方，工业领域的应用较多。
成膜助剂在现有技术中也有应用，此处具体使用的是DPM、PNB与水的混合物，主要起到保护成膜的作用。
确定配方思路的情况下，以下给出配方的含量。
一种植物成膜剂的配方，其原料按照质量百分比包括5-10份白蜂蜡、15-20份湿胶、15-20份氢化共聚物、5-8份聚甲基硅倍半氧烷、3-5份成膜助剂和10-20份辅助剂，其余为去离子水。
由其配方及工艺得到以下五个实施例。
实施例一
一种植物成膜剂的配方，其原料按照质量百分比包括5份白蜂蜡、15份湿胶、15份氢化共聚物、5份聚甲基硅倍半氧烷、3份成膜助剂和10份辅助剂，其余为去离子水。
湿胶为糯米胶和植物淀粉胶中的一种。
氢化共聚物为苯乙烯和甲基苯乙烯中的一种。
防腐剂为阿拉伯胶溶解物、琼脂低聚糖、融解水果酵素、中草药提取物；阿拉伯胶溶解物包括苹果提取液、红提提取液、橘子提取液；琼脂低聚糖为海藻提取物；中草药提取物包括蒜素、紫苏叶提取物、连翘提取物。
一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1初步融合；将白蜂蜡加热到70℃，呈熔融态，在144r/min的转速下搅拌白蜂蜡，再往里加入氢化共聚物和聚甲基硅倍半氧烷，完成初步融合，冷却至室温，得到固态的一次混合物；S2二次融合；将湿胶分多次加入熔融后的一次混合物中，继续升温值106℃，加入部分辅助剂，搅拌速度为72r/min，得到粘稠乳液状的二次混合物，保温50min；S3三次融合；在二次混合物中加入去离子水和成膜助剂，经高压均质机在30Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入辅助剂后过滤出料，得到产品。
在S2二次融合的步骤中，将一次混合物在32℃条件下保温，在加工取用时，加热到120℃完成熔融，再加入湿胶。
在S3三次融合的步骤中，加入防腐剂再进行过滤出料。
实施例二
一种植物成膜剂的配方，其原料按照质量百分比包括10份白蜂蜡、20份湿胶、20份氢化共聚物、8份聚甲基硅倍半氧烷、5份成膜助剂和20份辅助剂，其余为去离子水。
湿胶为糯米胶和植物淀粉胶中的一种。
氢化共聚物为苯乙烯和甲基苯乙烯中的一种。
防腐剂为阿拉伯胶溶解物、琼脂低聚糖、融解水果酵素、中草药提取物；阿拉伯胶溶解物包括苹果提取液、红提提取液、橘子提取液；琼脂低聚糖为海藻提取物；中草药提取物包括蒜素、紫苏叶提取物、连翘提取物。
一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1初步融合；将白蜂蜡加热到70℃，呈熔融态，在144r/min的转速下搅拌白蜂蜡，再往里加入氢化共聚物和聚甲基硅倍半氧烷，完成初步融合，冷却至室温，得到固态的一次混合物；S2二次融合；将湿胶分多次加入熔融后的一次混合物中，继续升温值106℃，加入部分辅助剂，搅拌速度为72r/min，得到粘稠乳液状的二次混合物，保温50min；S3三次融合；在二次混合物中加入去离子水和成膜助剂，经高压均质机在30Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入辅助剂后过滤出料，得到产品。
在S2二次融合的步骤中，将一次混合物在32℃条件下保温，在加工取用时，加热到120℃完成熔融，再加入湿胶。
在S3三次融合的步骤中，加入防腐剂再进行过滤出料。
以下主要调整白蜂蜡和湿胶的含量。
实施例三
一种植物成膜剂的配方，其原料按照质量百分比包括6份白蜂蜡、19份湿胶、18份氢化共聚物、6份聚甲基硅倍半氧烷、4份成膜助剂和16份辅助剂，其余为去离子水。
湿胶为糯米胶和植物淀粉胶中的一种。
氢化共聚物为苯乙烯和甲基苯乙烯中的一种。
防腐剂为阿拉伯胶溶解物、琼脂低聚糖、融解水果酵素、中草药提取物；阿拉伯胶溶解物包括苹果提取液、红提提取液、橘子提取液；琼脂低聚糖为海藻提取物；中草药提取物包括蒜素、紫苏叶提取物、连翘提取物。
一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1初步融合；将白蜂蜡加热到70℃，呈熔融态，在144r/min的转速下搅拌白蜂蜡，再往里加入氢化共聚物和聚甲基硅倍半氧烷，完成初步融合，冷却至室温，得到固态的一次混合物；S2二次融合；将湿胶分多次加入熔融后的一次混合物中，继续升温值106℃，加入部分辅助剂，搅拌速度为72r/min，得到粘稠乳液状的二次混合物，保温50min；S3三次融合；在二次混合物中加入去离子水和成膜助剂，经高压均质机在30Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入辅助剂后过滤出料，得到产品。
在S2二次融合的步骤中，将一次混合物在32℃条件下保温，在加工取用时，加热到120℃完成熔融，再加入湿胶。
在S3三次融合的步骤中，加入防腐剂再进行过滤出料。
实施例四
一种植物成膜剂的配方，其原料按照质量百分比包括8份白蜂蜡、18份湿胶、18份氢化共聚物、6份聚甲基硅倍半氧烷、4份成膜助剂和16份辅助剂，其余为去离子水。
湿胶为糯米胶和植物淀粉胶中的一种。
氢化共聚物为苯乙烯和甲基苯乙烯中的一种。
防腐剂为阿拉伯胶溶解物、琼脂低聚糖、融解水果酵素、中草药提取物；阿拉伯胶溶解物包括苹果提取液、红提提取液、橘子提取液；琼脂低聚糖为海藻提取物；中草药提取物包括蒜素、紫苏叶提取物、连翘提取物。
一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1初步融合；将白蜂蜡加热到70℃，呈熔融态，在144r/min的转速下搅拌白蜂蜡，再往里加入氢化共聚物和聚甲基硅倍半氧烷，完成初步融合，冷却至室温，得到固态的一次混合物；S2二次融合；将湿胶分多次加入熔融后的一次混合物中，继续升温值106℃，加入部分辅助剂，搅拌速度为72r/min，得到粘稠乳液状的二次混合物，保温50min；S3三次融合；在二次混合物中加入去离子水和成膜助剂，经高压均质机在30Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入辅助剂后过滤出料，得到产品。
在S2二次融合的步骤中，将一次混合物在32℃条件下保温，在加工取用时，加热到120℃完成熔融，再加入湿胶。
在S3三次融合的步骤中，加入防腐剂再进行过滤出料。
实施例五
一种植物成膜剂的配方，其原料按照质量百分比包括9份白蜂蜡、16份湿胶、18份氢化共聚物、6份聚甲基硅倍半氧烷、4份成膜助剂和16份辅助剂，其余为去离子水。
湿胶为糯米胶和植物淀粉胶中的一种。
氢化共聚物为苯乙烯和甲基苯乙烯中的一种。
防腐剂为阿拉伯胶溶解物、琼脂低聚糖、融解水果酵素、中草药提取物；阿拉伯胶溶解物包括苹果提取液、红提提取液、橘子提取液；琼脂低聚糖为海藻提取物；中草药提取物包括蒜素、紫苏叶提取物、连翘提取物。
一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1初步融合；将白蜂蜡加热到70℃，呈熔融态，在144r/min的转速下搅拌白蜂蜡，再往里加入氢化共聚物和聚甲基硅倍半氧烷，完成初步融合，冷却至室温，得到固态的一次混合物；S2二次融合；将湿胶分多次加入熔融后的一次混合物中，继续升温值106℃，加入部分辅助剂，搅拌速度为72r/min，得到粘稠乳液状的二次混合物，保温50min；S3三次融合；在二次混合物中加入去离子水和成膜助剂，经高压均质机在30Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入辅助剂后过滤出料，得到产品。
在S2二次融合的步骤中，将一次混合物在32℃条件下保温，在加工取用时，加热到120℃完成熔融，再加入湿胶。
在S3三次融合的步骤中，加入防腐剂再进行过滤出料。
以上实施例三、实施例四、实施例五中白蜂蜡和湿胶的比例是在提升的，对这五个实施例得到的成膜剂，分别列为产品一、产品二、产品三、产品四、产品五，对这五种产品进行质量测定，主要看其在成膜速度、成膜厚度的区别，得到图1中的测试表。
参照图1，其中成膜厚度被分为三个级别，1级厚度在0.2-0.45mm之间，2级厚度在0.45-0.7mm之间，3级厚度在0.7-1.0mm之间。可以看出的是，在湿胶比重较大的情况下，成膜速度会降低，白蜂蜡比重较大的情况下，成膜厚度较大，图2和图3为白蜂蜡和湿胶的比例对成膜速度和成膜厚度的影响曲线表，如图2和图3所示，印证了上述总结。
具体的，白蜂蜡和湿胶的质量比为0.30-0.56。
上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的方案的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本公开理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (10)
1.一种植物成膜剂的配方，其特征在于，其原料包括白蜂蜡、湿胶、氢化共聚物、聚甲基硅倍半氧烷、去离子水、成膜助剂和辅助剂，其中辅助剂包括防腐剂、乳化剂、引导剂、交联剂。
2.根据权利要求1所述的一种植物成膜剂的配方，其特征在于，湿胶为糯米胶和植物淀粉胶中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种植物成膜剂的配方，其特征在于，氢化共聚物为苯乙烯和甲基苯乙烯中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种植物成膜剂的配方，其特征在于，其原料按照质量百分比包括5-10份白蜂蜡、15-20份湿胶、15-20份氢化共聚物、5-8份聚甲基硅倍半氧烷、3-5份成膜助剂和10-20份辅助剂，其余为去离子水。
5.根据权利要求4所述的一种植物成膜剂的配方，其特征在于，白蜂蜡和湿胶的质量比为0.30-0.56。
6.根据权利要求1所述的一种植物成膜剂的配方，其特征在于，防腐剂为阿拉伯胶溶解物、琼脂低聚糖、融解水果酵素、中草药提取物中的一种。
7.根据权利要求6所述的一种植物成膜剂的配方，其特征在于，阿拉伯胶溶解物包括苹果提取液、红提提取液、橘子提取液；琼脂低聚糖为海藻提取物；中草药提取物包括蒜素、紫苏叶提取物、连翘提取物。
8.一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1初步融合；将白蜂蜡加热到70℃，呈熔融态，在144r/min的转速下搅拌白蜂蜡，再往里加入氢化共聚物和聚甲基硅倍半氧烷，完成初步融合，冷却至室温，得到固态的一次混合物；
S2二次融合；将湿胶分多次加入熔融后的一次混合物中，继续升温值(105±3)℃，加入部分辅助剂，搅拌速度为72r/min，得到粘稠乳液状的二次混合物，保温30-60min；
S3三次融合；在二次混合物中加入去离子水和成膜助剂，经高压均质机在20-40Mpa下均质至冷却釜；在冷却釜内降温至40℃以下，加入辅助剂后过滤出料，得到产品。
9.根据权利要求8所述的一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，在S2二次融合的步骤中，将一次混合物在30-35℃条件下保温，在加工取用时，加热到120℃完成熔融，再加入湿胶。
10.根据权利要求8所述的一种植物成膜剂的制备工艺，其特征在于，在S3三次融合的步骤中，加入防腐剂再进行过滤出料。
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