CN115652692A - 一种复合纸塑包装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合纸塑包装材料及其制备方法,将可生物降解树脂、淀粉、混合均匀后经熔融挤出制成薄膜材料,然后通过涂布的方式与纸质层粘接得到;本发明制得的纸塑复合包装材料可生物降解,无毒无害,能替代传统的纸塑复合包装材料,通过添加由TiPMt、多孔碳负载的ZnO反应制得的抗菌剂,提高了材料的抑菌性和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域,尤其涉及一种复合纸塑包装材料及其制备方法。
背景技术
在大生产、大流通、大消费的今天,几乎不存在不包装的商品。在商品从生产厂家到消费地点、再到消费者手中的整个流通过程中,包装实现着保护产品、促进销售、方便储运、使用等功能。包装材料是用于制造包装容器和构成商品包装的材料总称,是形成商品包装的物质基础,是包装功能的物质载体,也是包装成本的主体之一,还是包装废弃之后的存在状态(即包装废弃后,在人们眼中已不再是容器,而是各种材料)。包装材料一般需要具有良好的机械性能、稳定性、阻隔(气体、水蒸气、香气等)性能、粘合性/热封性、易于加工性、印刷适性、以及可回收性或可生物降解性等。
随着环境污染的日益加剧和人们环保意识的逐渐增强,低碳、环保、节能已经成为全球关注的焦点。纸塑复合包装材料是一种以纸为基本结构材料,与另一种或一种以上薄膜材料,经过一次或多次复合工艺而组合在一起,从而构成一定功能的复合材料,同时具有纸张与塑料的优势,具有高强度、防水性好、外观漂亮等特点,是目前最流行的包装材料之一,被广泛应用于食品、日化、卫生用品等行业。
纸塑复合包装材料由于具有质轻、柔软、废料少、占有空间少、成本低、以及成本有效性高(单位重量包装的体积和重量)等优点,在世界范围内得到广泛重视和迅速发展。近年来,纸塑复合材料以其较强的机械性能和良好的阻隔性能等优点迅速占领包装市场,越来越多的食品如大米、干果、水果干等采用纸塑包装,这种包装在一定程度上能够减少白色污染,但是却没有完全避免内层塑料所带来的生态破坏。因此用一种生物可降解材料代替纸塑包装内层的塑料对生态环境有重要的意义。
CN112724624A公开了一种全生物降解纸塑复合材料及其制备方法,所述可降解纸塑复合材料的组成原料包括可降解聚合物80-90份、纳米碳酸钙20-40份、改性淀粉10-20份、四氢呋喃10-20份,山梨醇15-20份,稳定剂2-3份和增塑剂0.2-1份。本发明所述的复合材料具有优异的机械力学性能和耐水耐湿性,使用废弃后可完全降解无毒无害。本发明所述的制备方法过程简单,成本低廉,便于规模化生产。虽然该发明得到的纸塑复合材料可全生物降解,但是其本身不具有抗菌性能,限制了其在抗菌包装材料领域的应用。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是解决目前传统纸塑复合包装材料抗菌性能差的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种可生物降解的纸塑复合材料,将可生物降解树脂、淀粉、混合均匀后经熔融挤出制成薄膜材料,然后通过涂布的方式与纸质层粘接得到。本发明制得的纸塑复合包装材料可生物降解,无毒无害,能替代传统的纸塑复合包装材料,具有优良的力学性能、抗老化及抗菌性能。
为了实现上述发明目的,本发明采用了如下的技术方案:
一种复合纸塑包装材料,其制备方法如下:将薄膜材料涂覆于复合纸的表面得到复合纸塑包装材料。
优选的,所述复合纸塑包装材料,其制备方法如下:将薄膜材料在100-150℃下加热10-30min后均匀涂覆于复合纸的两面,涂覆的厚度各为1-2mm,然后在60℃下干燥30min得到复合纸塑包装材料。
所述薄膜材料,包括如下组分:可降解树脂、淀粉、增塑剂、抗氧剂、补强填料、硬脂酸、抗菌剂。
优选的,所述薄膜材料,包括如下重量份的组分:80-100份可降解树脂、20-30份淀粉、0.2-0.5份增塑剂、0.1-0.3份抗氧剂、10-20份补强填料、1-2份硬脂酸、0.1-0.3份抗菌剂。
优选的,所述可降脂树脂为聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或多种。
优选的,所述淀粉为选自马铃薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉、大米淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉中的一种。
进一步优选的,所述淀粉为改性马铃薯淀粉,其制备方法如下:
将50-100g马铃薯淀粉分散于50-60mL 0.1-0.5mol/L Na2CO3水溶液中;加入4-6g三偏磷酸钠,在30-40℃下反应1-2h;然后用0.5-1mol/L的盐酸调节体系的pH值为7-9;加入5-8g乙酸酐,在30-40℃下反应1-2h;然后用0.5-1mol/L的盐酸调节体系的pH值为6-7;冷却至室温,过滤;收集滤渣;滤渣用水洗涤2-3次后在30-50℃下干燥20-24h后加至50-100mL玉米油中,在100-120℃下反应3-5h后冷却至室温,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗涤2-3次后在30-50℃下干燥20-24h得到改性马铃薯淀粉。
淀粉是一种广泛存在于自然植物中天然高分子材料,具有产量大、价格低廉、优异的生物可降解和生物相容性的优点。将淀粉填充到薄膜材料中可显著降低其成本,同时并不影响其生物可降解性。但是淀粉固有的吸水性导致复合材料的机械性能和阻隔水的性能能较差,难以满足日常使用要求。发明人对淀粉进行改性,使其吸水性能大大的降低,并且能在制备薄膜材料时有效地对聚乳酸树脂进行增塑,进而提高材料的力学性能。
优选的,所述增塑剂为甘油。
优选的,所述抗氧剂为丁基羟基茴香醚、季戊四醇双亚磷酸酯中的一种。
优选的,所述补强填料为黄麻纤维、竹纤维、秸秆纤维中的一种或多种。
优选的,所述抗菌剂的制备方法如下:
将25-35g六水合硝酸锌、30-33g对苯二甲酸溶解于500-800mL N,N-二甲基甲酰胺中,在60-80℃下搅拌10-30min后转移至高压反应釜中于150-200℃下反应70-72h;反应完毕后,冷却至室温,过滤,收集固体物;固体物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤2-3次后在60-80℃在干燥20-24h后在氮气气氛下于500-700℃下碳化1-2h得到多孔碳负载的ZnO,即为抗菌剂。
进一步优选的,所述抗菌剂的制备方法,包括如下步骤:
1)将25-35g六水合硝酸锌、30-33g对苯二甲酸溶解于500-800mL N,N-二甲基甲酰胺中,在60-80℃下搅拌10-30min后转移至高压反应釜中于150-200℃下反应70-72h;反应完毕后,冷却至室温,过滤,收集固体物;固体物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤2-3次后在60-80℃在干燥20-24h后在氮气气氛下于500-700℃下碳化1-2h得到多孔碳负载的ZnO;
2)将8-13g钠基蒙脱土加入到100-200mL 20-30wt%十六烷基三甲基溴化铵中,在60-100℃下搅拌8-10h;冷却,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗2-3次后在60-80℃下干燥6-8h后加入至150-200mL 5-10wt%的乙醇水溶液中;然后以1-2滴/秒的滴加速度滴加30-40g 30-50wt%钛酸正丁酯的乙醇溶液,在室温下搅拌5-7h得到混合溶液;向混合溶液中以1-2滴/秒的滴加速度滴加80-120mL水,然后在室温下静置20-24h;在2000-4000rpm转速下离心5-10min;收集沉淀物;沉淀物用无水乙醇洗涤2-3次后在400-600℃下煅烧2-4h得到TiPMt;
3)将10-15g多孔碳负载的ZnO、3-5g TiPMt分散到150-200mL75-99wt%甲醇水溶液中,在功率为120-200W、频率为10-20kHz、室温条件下以1000-3000rpm的搅拌速度超声处理10-20min;过滤收集沉淀物,将沉淀物在60-80℃下干燥6-8h得到抗菌剂。
现有技术中,纳米氧化锌、纳米二氧化钛均是光催化型杀菌剂,具有比表面积大、粒径小、反应位点多、生物安全性好等优点,能通过金属元素的缓释作用于微生物,破坏蛋白质分子的空间构象,影响生物膜和酶的功能,导致微生物的生理代谢受阻,从而使微生物死亡或者发生功能性障碍达到抑菌的效果。然而纳米氧化锌、纳米二氧化钛由于纳米效应容易团聚,大大减少了其活性位点,进而导致其抗菌效果降低。发明人通过在多孔碳上原位生长ZnO获得了分散性较好的纳米氧化锌;然后用十六烷基三甲基溴化铵对钠基蒙脱土进行功能化,并在蒙脱土的夹层中水解生成带正电的水合钛溶胶颗粒以支撑蒙脱土的层间距,通过离子交换,多孔碳负载的ZnO被TiO2和蒙脱土形成的载体TiPMt吸收,并很好的分散在TiPMt上,获得高分散性、具有更多作用位点的纳米氧化锌,并且多孔碳、蒙脱土等载体对细菌的吸附性能更有利于纳米氧化锌、纳米二氧化钛作用于细菌,进而提高了基体材料的抗菌性能;并且暴露出更多作用位点的纳米氧化锌能在制备薄膜材料的过程中能更好的与其它材料进行交联,从而获得了力学性能更好的薄膜材料。
本发明还公开了所述薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:按配方称取各原料,将可降解树脂、淀粉、增塑剂、抗氧剂、补强填料、相容剂混合后,再经挤出机熔融挤出制得薄膜材料。
优选的,所述薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:按配方称取各原料,将可降解树脂、淀粉、增塑剂、抗氧剂、补强填料、硬脂酸加入到高速混合机中在转速为650-800rpm、65-85℃条件下混合搅拌15-20min得到混合物料;再将混合物料加入至双螺杆挤出机中经熔融挤出成型制得薄膜材料。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:本发明所用原料成本低廉、可完全降解,不会造成任何环境污染,有利于大规模推广应用;通过添加特殊的抗菌剂,使得产品具有很好的抑菌效果和抗拉强度;本发明制得的抗菌剂多孔碳负载的ZnO被TiO2和蒙脱土形成的载体TiPMt吸收,能很好的分散在TiPMt上,获得高分散性、具有更多作用位点的纳米氧化锌,并且多孔碳、蒙脱土等载体对细菌的吸附性能更有利于纳米氧化锌、纳米二氧化钛作用于细菌,提高了基体材料的抗菌性能,并且暴露出更多作用位点的纳米氧化锌能很好地与其他材料进行交联,同时也提高了材料的力学性能。
具体实施方式
为免赘述,以下实施例中用到的物品若无特别说明则均市售产品,用到的方法若无特别说明则均为常规方法。
本发明所用部分原料来源如下:
聚L-乳酸,型号为shuer,熔点为175-185℃,武汉曙尔生物科技有限公司。
马铃薯淀粉,山东富禾生物科技有限公司。
玉米油,品牌鲁花,山东鲁花基团有限公司。
甘油,含量为99.7%,密度为1.26g/cm3,南通润丰石油化工有限公司。
丁基羟基茴香醚,含量为99%,熔点为48-63℃,江苏久佳生物科技有限公司。
黄麻纤维,含杂率为1.5%,纤维长度为100mm,东莞市祺胜五金有限公司。
钠基蒙脱土,含量为90%,粒径为600目,白度为80,灵寿县嘉硕建材加工有限公司。
钛酸正丁酯,密度为1g/cm3,粘度为90mpa·s,滨州双沣化工有限公司。
六水合硝酸锌,纯度为99.998%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
纳米ZnO,含量为99%,粒径为30nm,南京保克特新材料有限公司。
纳米TiO2,纯度为99.9%,粒径≤10nm,比表面积为200-300m2/g,广州宏武材料科技有限公司。
实施例1
一种复合纸塑包装材料,其制备方法如下:将薄膜材料在120℃下加热20min后均匀涂覆于复合纸的两面,涂覆的厚度各为1mm,然后在60℃下干燥30min得到复合纸塑包装材料。
所述薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:将100g聚-L-乳酸、25g改性马铃薯淀粉、0.2g丁基羟基茴香醚、15g黄麻纤维、1.5g硬脂酸、0.3g抗菌剂加入到高速混合机中在转速为700rpm、70℃条件下混合搅拌15min得到混合物料;再将混合物料加入至双螺杆挤出机中经熔融挤出成型制得薄膜材料;所述挤出机的转速为220rpm,挤出机的温度为:一区温度为210℃,二区温度为215℃,三区温度为220℃,四区温度为225℃,五区温度为210℃。
所述改性马铃薯淀粉的制备方法,包括如下步骤:将60g马铃薯淀粉分散于60mL0.3mol/L Na2CO3水溶液中;加入4g三偏磷酸钠,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为8.5;加入6g乙酸酐,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为6.5;冷却至室温,过滤;收集滤渣;滤渣用水洗涤3次后在40℃下干燥24h后加至100mL玉米油中,在110℃下反应4h后冷却至室温,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗涤3次后在40℃下干燥24h得到改性马铃薯淀粉。
所述抗菌剂的制备方法如下:
将29.5g六水合硝酸锌、31.3g对苯二甲酸溶解于600mL N,N-二甲基甲酰胺中,在70℃下搅拌20min后转移至高压反应釜中于180℃下反应72h;反应完毕后,冷却至室温,过滤,收集固体物;固体物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤3次后在60℃在干燥24h后在氮气气氛下于管式炉中在600℃下碳化2h得到多孔碳负载的ZnO,即为抗菌剂。
实施例2
一种复合纸塑包装材料,其制备方法如下:将薄膜材料在120℃下加热20min后均匀涂覆于复合纸的两面,涂覆的厚度各为1mm,然后在60℃下干燥30min得到复合纸塑包装材料。
所述薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:将100g聚-L-乳酸、25g改性马铃薯淀粉、0.2g丁基羟基茴香醚、15g黄麻纤维、1.5g硬脂酸、0.3g抗菌剂加入到高速混合机中在转速为700rpm、70℃条件下混合搅拌15min得到混合物料;再将混合物料加入至双螺杆挤出机中经熔融挤出成型制得薄膜材料;所述挤出机的转速为220rpm,挤出机的温度为:一区温度为210℃,二区温度为215℃,三区温度为220℃,四区温度为225℃,五区温度为210℃。
所述改性马铃薯淀粉的制备方法,包括如下步骤:将60g马铃薯淀粉分散于60mL0.3mol/L Na2CO3水溶液中;加入4g三偏磷酸钠,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为8.5;加入6g乙酸酐,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为6.5;冷却至室温,过滤;收集滤渣;滤渣用水洗涤3次后在40℃下干燥24h后加至100mL玉米油中,在110℃下反应4h后冷却至室温,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗涤3次后在40℃下干燥24h得到改性马铃薯淀粉。
所述抗菌剂的制备方法如下:
1)将29.5g六水合硝酸锌、31.3g对苯二甲酸溶解于600mL N,N-二甲基甲酰胺中,在70℃下搅拌20min后转移至高压反应釜中于180℃下反应72h;反应完毕后,冷却至室温,过滤,收集固体物;固体物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤3次后在60℃在干燥24h后在氮气气氛下于管式炉中在600℃下碳化2h得到多孔碳负载的ZnO;
2)将10.2g钠基蒙脱土加入到150mL 30wt%十六烷基三甲基溴化铵水溶液中,在80℃下搅拌8h;冷却,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗3次后在60℃下干燥8h后加入至150mL10wt%的乙醇水溶液中;然后以1滴/秒的滴加速度滴加35g 40wt%钛酸正丁酯的乙醇溶液,在室温下搅拌6h得到混合溶液;向混合溶液中以1滴/秒的滴加速度滴加100mL水,然后在室温下静置24h;在3000rpm转速下离心5min;收集沉淀物;沉淀物用无水乙醇洗涤3次后置于马弗炉中在500条件℃下煅烧3h得到TiPMt;
3)将13.5g多孔碳负载的ZnO、4.5g TiPMt分散到180mL 99wt%甲醇水溶液中,在功率为150W、频率为20kHz、室温条件下以2000rpm的搅拌速度超声处理15min;过滤收集沉淀物,将沉淀物在80℃下干燥6h得到抗菌剂。
对比例1
一种复合纸塑包装材料,其制备方法如下:将薄膜材料在120℃下加热20min后均匀涂覆于复合纸的两面,涂覆的厚度各为1mm,然后在60℃下干燥30min得到复合纸塑包装材料。
所述薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:将100g聚-L-乳酸、25g改性马铃薯淀粉、0.2g丁基羟基茴香醚、15g黄麻纤维、1.5g硬脂酸、0.3g纳米ZnO加入到高速混合机中在转速为700rpm、70℃条件下混合搅拌15min得到混合物料;再将混合物料加入至双螺杆挤出机中经熔融挤出成型制得薄膜材料;所述挤出机的转速为220rpm,挤出机的温度为:一区温度为210℃,二区温度为215℃,三区温度为220℃,四区温度为225℃,五区温度为210℃。
所述改性马铃薯淀粉的制备方法,包括如下步骤:将60g马铃薯淀粉分散于60mL0.3mol/L Na2CO3水溶液中;加入4g三偏磷酸钠,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为8.5;加入6g乙酸酐,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为6.5;冷却至室温,过滤;收集滤渣;滤渣用水洗涤3次后在40℃下干燥24h后加至100mL玉米油中,在110℃下反应4h后冷却至室温,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗涤3次后在40℃下干燥24h得到改性马铃薯淀粉。
对比例2
一种复合纸塑包装材料,其制备方法如下:将薄膜材料在120℃下加热20min后均匀涂覆于复合纸的两面,涂覆的厚度各为1mm,然后在60℃下干燥30min得到复合纸塑包装材料。
所述薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:将100g聚-L-乳酸、25g改性马铃薯淀粉、0.2g丁基羟基茴香醚、15g黄麻纤维、1.5g硬脂酸、0.3g纳米TiO2加入到高速混合机中在转速为700rpm、70℃条件下混合搅拌15min得到混合物料;再将混合物料加入至双螺杆挤出机中经熔融挤出成型制得薄膜材料;所述挤出机的转速为220rpm,挤出机的温度为:一区温度为210℃,二区温度为215℃,三区温度为220℃,四区温度为225℃,五区温度为210℃。
所述改性马铃薯淀粉的制备方法,包括如下步骤:将60g马铃薯淀粉分散于60mL0.3mol/L Na2CO3水溶液中;加入4g三偏磷酸钠,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为8.5;加入6g乙酸酐,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为6.5;冷却至室温,过滤;收集滤渣;滤渣用水洗涤3次后在40℃下干燥24h后加至100mL玉米油中,在110℃下反应4h后冷却至室温,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗涤3次后在40℃下干燥24h得到改性马铃薯淀粉。
对比例3
一种复合纸塑包装材料,其制备方法如下:将薄膜材料在120℃下加热20min后均匀涂覆于复合纸的两面,涂覆的厚度各为1mm,然后在60℃下干燥30min得到复合纸塑包装材料。
所述薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:将100g聚-L-乳酸、25g改性马铃薯淀粉、0.2g丁基羟基茴香醚、15g黄麻纤维、1.5g硬脂酸加入到高速混合机中在转速为700rpm、70℃条件下混合搅拌15min得到混合物料;再将混合物料加入至双螺杆挤出机中经熔融挤出成型制得薄膜材料;所述挤出机的转速为220rpm,挤出机的温度为:一区温度为210℃,二区温度为215℃,三区温度为220℃,四区温度为225℃,五区温度为210℃。
所述改性马铃薯淀粉的制备方法,包括如下步骤:将60g马铃薯淀粉分散于60mL0.3mol/L Na2CO3水溶液中;加入4g三偏磷酸钠,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为8.5;加入6g乙酸酐,在35℃下反应2h;然后用0.5mol/L的盐酸调节体系的pH值为6.5;冷却至室温,过滤;收集滤渣;滤渣用水洗涤3次后在40℃下干燥24h后加至100mL玉米油中,在110℃下反应4h后冷却至室温,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗涤3次后在40℃下干燥24h得到改性马铃薯淀粉。
测试例1
抑菌性能测试:对实施例1-2、对比例1-3制得的复合纸塑包装材料进行抑菌性能检测,该试验在超净工作台的无菌条件下进行,具体过程如下:先用打孔器将抑菌防霉纸复合纸塑包装材料打孔得到直径为6mm的圆片并进行2h紫外灭菌,再分别吸取1mL浓度为1×105CFU/mL的大肠杆菌ATCC24265和金黄色葡萄球菌ATCC21600滴在对应的培养基上,用无菌玻璃涂布器涂布均匀,静置10min使菌液扩散完全。用灭菌后的镊子将圆片样品贴于培养皿的中心位置,37℃的培养箱中倒置培养24h,观察菌体生长情况并测量抑菌圈直径。每组样品做5个平行,取平均值,测试结果如表1所示:
表1复合纸塑包装材料的抑菌试验结果
抑菌圈直径越大,说明抑菌作用越强。从表1的实验结果可以看出,实施例2制得的复合纸塑包装材料具有最好的抑菌效果,而实施例2与其它实施例、对比例的区别在于添加了由TiPMt、多孔碳负载的ZnO反应制得的抗菌剂,造成这种现象可能的原因是通过离子交换,多孔碳负载的ZnO被TiO2和蒙脱土形成的载体TiPMt吸收,并很好的分散在TiPMt上,获得了高分散性、具有更多作用位点的纳米氧化锌,并且多孔碳、蒙脱土等载体对细菌的吸附性能更有利于纳米氧化锌、纳米二氧化钛作用于细菌,进而提高了基体材料的抗菌性能。
测试例2
力学性能测试:
抗拉强度测定:对实施例1-2、对比例1-3制得的复合纸塑包装材料进行抗拉强度的测定,测试步骤为:将包装材料样品裁剪成宽为15mm的长条状,设置夹距50mm,在温度为25℃、湿度为50%、拉伸速率为100mm/min条件下,使用电脑测控抗张实验机进行测试,每组样品平行测试6次,测试结果取平均值,抗拉强度计算公式如下:
Ts=F/S;Ts为抗拉强度,MPa;F为试样断裂时所承受的最大张力,N;S为试样的横截面积,m2。
测试结果如表2所示:
表2复合纸塑包装材料的抗拉强度测试结果
从表2的实验结果可以看出,实施例2制得的复合纸塑包装材料具有最好的力学性能,可能的原因是通过离子交换,多孔碳负载的ZnO被TiO2和蒙脱土形成的载体TiPMt吸收,并很好的分散在TiPMt上,使得ZnO暴露出更多的作用位点,暴露出更多作用位点的纳米氧化锌能在制备薄膜材料的过程中能更好的与其它材料进行交联,从而获得了力学性能更好的包装材料。
Claims (10)
1.一种复合纸塑包装材料,其特征在于,其制备方法如下:将薄膜材料涂覆于复合纸的表面得到复合纸塑包装材料。
2.如权利要求1所述的复合纸塑包装材料,其特征在于,其制备方法如下:将薄膜材料在100-150℃下加热10-30min后均匀涂覆于复合纸的两面,涂覆的厚度各为1-2mm,然后在60℃下干燥30min得到复合纸塑包装材料。
3.如权利要求1或2所述的复合纸塑包装材料,其特征在于,所述薄膜材料,包括如下组分:可降解树脂、淀粉、增塑剂、抗氧剂、补强填料、硬脂酸、抗菌剂。
4.如权利要求3所述的复合纸塑包装材料,其特征在于:所述可降脂树脂为聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯中的一种或多种。
5.如权利要求3所述的复合纸塑包装材料,其特征在于:所述淀粉为选自马铃薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉、大米淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉中的一种。
6.如权利要求5所述的复合纸塑包装材料,其特征在于,所述淀粉为改性马铃薯淀粉,其制备方法如下:
将50-100g马铃薯淀粉分散于50-60mL 0.1-0.5mol/L Na2CO3水溶液中;加入4-6g三偏磷酸钠,在30-40℃下反应1-2h;然后用0.5-1mol/L的盐酸调节体系的pH值为7-9;加入5-8g乙酸酐,在30-40℃下反应1-2h;然后用0.5-1mol/L的盐酸调节体系的pH值为6-7;冷却至室温,过滤;收集滤渣;滤渣用水洗涤2-3次后在30-50℃下干燥20-24h后加至50-100mL玉米油中,在100-120℃下反应3-5h后冷却至室温,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗涤2-3次后在30-50℃下干燥20-24h得到改性马铃薯淀粉。
7.如权利要求3所述的复合纸塑包装材料,其特征在于:所述补强填料为黄麻纤维、竹纤维、秸秆纤维中的一种或多种。
8.如权利要求3所述的复合纸塑包装材料,其特征在于,所述抗菌剂制备方法如下:将25-35g六水合硝酸锌、30-33g对苯二甲酸溶解于500-800mL N,N-二甲基甲酰胺中,在60-80℃下搅拌10-30min后转移至高压反应釜中于150-200℃下反应70-72h;反应完毕后,冷却至室温,过滤,收集固体物;固体物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤2-3次后在60-80℃在干燥20-24h后在氮气气氛下于500-700℃下碳化1-2h得到多孔碳负载的ZnO,即为抗菌剂。
9.如权利要求3所述的复合纸塑包装材料,其特征在于,所述抗菌剂制备方法如下:1)将25-35g六水合硝酸锌、30-33g对苯二甲酸溶解于500-800mL N,N-二甲基甲酰胺中,在60-80℃下搅拌10-30min后转移至高压反应釜中于150-200℃下反应70-72h;反应完毕后,冷却至室温,过滤,收集固体物;固体物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤2-3次后在60-80℃在干燥20-24h后在氮气气氛下于500-700℃下碳化1-2h得到多孔碳负载的ZnO;
2)将8-13g钠基蒙脱土加入到100-200mL 20-30wt%十六烷基三甲基溴化铵中,在60-100℃下搅拌8-10h;冷却,过滤,收集滤饼,滤饼用水洗2-3次后在60-80℃下干燥6-8h后加入至150-200mL 5-10wt%的乙醇水溶液中;然后以1-2滴/秒的滴加速度滴加30-40g 30-50wt%钛酸正丁酯的乙醇溶液,在室温下搅拌5-7h得到混合溶液;向混合溶液中以1-2滴/秒的滴加速度滴加80-120mL水,然后在室温下静置20-24h;在2000-4000rpm转速下离心5-10min;收集沉淀物;沉淀物用无水乙醇洗涤2-3次后在400-600℃下煅烧2-4h得到TiPMt;
3)将10-15g多孔碳负载的ZnO、3-5g TiPMt分散到150-200mL 75-99wt%甲醇水溶液中,在功率为120-200W、频率为10-20kHz、室温条件下以1000-3000rpm的搅拌速度超声处理10-20min;过滤收集沉淀物,将沉淀物在60-80℃下干燥6-8h得到抗菌剂。
10.如权利要求3所述的复合纸塑包装材料,其特征在于,所述薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:按配方称取各原料,将可降解树脂、淀粉、增塑剂、抗氧剂、补强填料、相容剂混合后,再经挤出机熔融挤出制得薄膜材料。
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