CN1223618C - 一次性纸餐具胶乳涂料的制备及其涂布方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一次性纸餐具胶乳涂料的制备及其涂布方法，采用种子乳液聚合方法制备，先将5-20%的包括偏二氯乙烯(VDC)混合单体一次性加入反应釜内进行“种子”聚合，然后在“种子上”采用半连续乳液聚合法进行聚合。采用本发明的方法制备的聚偏二氯乙烯共聚胶乳涂料成膜后，具有对水汽、氧气等的高阻隔性，耐油、耐热、不粘米饭、馒头等粘性食物，无毒无臭，且有保鲜、保味作用；非常适合用作纸浆类植物纤维制成的纸餐具的涂料。

Description

一次性纸餐具胶乳涂料的制备及其涂布方法
技术领域
本发明涉及一种共聚物的制备方法和使用方法，具体是指一次性纸餐具涂布用聚偏二氯乙烯共聚胶乳(PVDC)涂料的制备方法及其涂布方法。
背景技术
曾经风行一时的一次性发泡塑料餐具，随着全球对白色污染的日益关注，已逐渐被禁用。目前，取代一次性发泡塑料餐具的环保型餐具主要有两大类：一类是采用可降解塑料材料压制而成的餐具，另一类是由纸浆类植物纤维压制而成的纸餐具。用普通纸浆生产的纸餐具，不能直接接触多汁食物及饮料。因为，食物的汤汁或饮料会溶解纸中的残留处理剂，使食物或饮料产生异味，同时，当汤汁或饮料被纸吸收后，还会造成餐具渗漏或变形破损。为了克服上述缺点，人们采用在纸餐具的表面用塑料膜复合及涂布蜡、PE膜等涂料的办法来加以解决。但这类纸餐具大多不耐高温或易粘米饭、馒头等粘性食物，有的还会影响食物或饮料的原味，而且产品成本高。涂布PE膜的纸餐具使用后由于纸塑难以分离，基本上没有回收利用价值，造成资源的浪费。
另外，目前，纸餐具的涂布方法一般是先将涂料涂布在整卷生产纸餐具的纸上，然后将涂布过的纸裁剪成纸餐具的形状大小制成产品，剪裁下来边角料则作为废料处理掉，造成浪费和成本增加。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种一次性纸餐具胶乳涂料的制备方法，从而获得一种耐高温、耐油、无毒、不粘食物、不影响食物和饮料味道，且成本低、无污染、使用方便的纸餐具涂料。
本发明的另一个目的是提供一种一次性纸餐具涂料的涂布方法，尤其是用本发明的方法制备的一次性纸餐具胶乳涂料的涂布方法。
本发明的目的主要是通过下述技术方案实现的。
一种一次性纸餐具胶乳涂料的制备方法，具体步骤如下：
1.先将釜料去离子水70份、有机过氧化物0.0035份、亚铁盐0.00023份、乙酸0.018份、烷基苯磺酸钠1.0份加入耐压反应釜中，用氮气彻底置换；将釜内物料加热，同时搅拌；当温度升至55℃时，一次性加入5-20％重量份的混合单体，混合单体包括：(a)偏二氯乙烯(VDC)，它占单体总量的80-94重量百分比，(b)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类，它占单体总量的1-15重量百分比，(c)丙烯腈或甲基丙烯腈，它占单体总量的1-10重量百分比，(d)具有功能基团羧基的丙烯酸或甲基丙烯酸，它占单体总量的0.5-5重量百分比，同时搅拌，并以连续的不变的速度将引发剂(a)和(b)用计量泵打入釜内；釜内温度保持55℃，压力0.1Mpa，直至压力下降并保持不变时，胶乳种子聚合完成；
2.随后，以连续的不变的速度将剩下的80-95％重量份所述的混合单体和剩下所述的乳化剂、所述的引发剂(a)和(b)分别同时打入釜内，反应时间为15小时，温度保持55±2℃，压力保持0.1±0.02Mpa；混合单体和乳化剂打完后，继续打入所述的引发剂(a)和(b)约1小时，当压力下降到不变时胶乳聚合反应结束；将釜内物料温度升至65℃，用真空气提法脱除残留单体3小时；将釜内物料降温至35℃，将表面张力用烷基磺酸钠溶液调至40mN/m以下，最后，用100目以上不锈钢丝网过滤出料；
作为优选，所述混合单体：单体(a)偏二氯乙烯(VDC)占单体总量最好是85-92重量百分比；单体(b)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类占单体总量最好是2-8重量百分比；单体(c)丙烯腈或甲基丙烯腈占单体最好是3-6重量百分比；单体(d)具有功能基团羧基的丙烯酸或甲基丙烯酸占单体总量最好是1-4重量百分比；
作为优选，所述的乳化剂为占单体总量3.2重量百分比的烷基苯磺酸钠；
作为优选，所述的引发剂(a)为占单体总量0.23重量百分比的有机过氧化物；所述的引发剂(b)为占单体总量0.12重量百分比的雕白粉。
一种一次性纸餐具胶乳涂料的涂布方法，具体步骤如下：
(1).将胶乳涂料倒入固定在旋转台上的纸餐具内；
(2).使旋转台高速旋转，将纸餐具内盛有的涂料甩出去，直至甩掉全部多余的涂料；
(3).取下纸餐具，将其放入烘箱内烘干。
作为优选，所述的烘箱为温度110℃带循环风的烘箱。
本发明采用种子乳液共聚法制备聚偏二氯乙烯共聚胶乳(PVDC)涂料，制备分两步进行：1.制备胶乳种子；2.在胶乳种子上聚合。因此，本发明有下述的特点：
1.采用种子乳液聚合方法制备，先将5-20％的混合单体一次性加入反应釜内进行所谓“种子”聚合，然后在此种子上进行“种子上”的聚合，有利于控制胶乳微粒的数量及尺寸大小，以保证胶乳微粒直径均匀和足够大。
2.在“种子上”的聚合采用半连续乳液聚合法进行聚合，以连续的不变的速度添加混合单体、乳化剂、引发剂以控制胶乳微粒的成长，提高了胶乳的稳定性和成膜性能。
3.采用本发明的方法制备的聚偏二氯乙烯共聚胶乳涂料成膜后，具有对水汽、氧气等的高阻隔性，耐油、耐热，不粘米饭、馒头等粘性食物；无毒无臭，且有保鲜、保味作用。因此，它非常适合用作纸浆类植物纤维制成的纸餐具的涂料，尤其是用作盛装米饭和馒头等粘性食物纸质快餐盒的涂料。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1，混合单体由共聚单体偏二氯乙烯(VDC)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯腈(AN)、丙烯酸(AA)预先混合组成，胶乳涂料组份配方如下：
    组分     重量百分比
釜料     去离子水有机过氧化物亚铁盐     700.00350.00023
  乙酸烷基苯磺酸钠     0.0181.0
混合单体   VDCBAANAA     86.75.05.03.3
乳化剂   去离子水烷基苯磺酸钠     16.03.2
引发剂(a)(b)   去离子水有机过氧化物去离子水雕白粉     7.00.237.00.12
先将釜料加入10升不锈钢耐压反应釜中，用氮气彻底置换。将釜内物料加热升温至55℃，同时伴随搅拌。当温度升至55℃时，一次性加入混合单体的10％重量份，同时伴随搅拌，并以连续的不变的速度将引发剂(a)、(b)用计量泵打入釜内，温度保持55℃，压力0.1Mpa，此时种子乳液聚合反应开始，直至压力开始下降并保持不变时，胶乳种子聚合完成。
随后，以连续的不变的速度将剩下的90％重量份的混合单体、乳化剂、引发剂(a)、(b)分别同时打入釜内。反应时间15小时，温度保持55±2℃，压力保持0.1±0.02MPa将混合单体和乳化剂打完。继续打入引发剂约1小时，当压力下降到不变时胶乳聚合反应结束。将釜内物料温度升至65℃，用真空气提法脱除残留单体3小时。将釜内物料降温至35℃，将表面张力用烷基磺酸钠溶液调至40mN/m以下。用100目以上不锈钢丝网过滤出料。获得的胶乳物理指标如下：
含固量(％)                    50±2
表面张力(mN/m)                ≤40
粘度(mPa·S)                  ≤70
pH                            1～3
密度(g/cm3)                  1.20～1.30
实施例2：重复实施例1，有以下不同点：
混合单体组成                  重量百分比(％)
    VDC                             90
    BA                              6
    AN                              3
    AA                              1
获得的胶乳同样适合一次性纸餐具的表面涂布。
实施例3：重复实施例1，有以下不同点：
混合单体组成                   重量百分比(％)
    VDC                             88
    BA                              6
    MAN                             5
    MAA                             1
获得的胶乳同样适合一次性纸餐具的表面涂布。
实施例4：重复实施例1，不同点为制备种子的混合单体量占混合单体总量的5％，而随后打入的混合单体量占混合单体总量的95％，所获得的胶乳同样适合一次性纸餐具的表面涂布。
本发明一次性纸餐具胶乳涂料的涂布方法的实施例：将纸餐具固定在一旋转台上，将用本发明制备方法所获得的胶乳涂料倒入纸餐具内，倒入量约为纸餐具容积的二分之一或三分之二，然后，使旋转台高速旋转，将纸餐具内盛有的涂料甩出去，直至甩掉全部多余的涂料，旋转时间约2～5秒钟；于是在纸餐具的内表面上涂上一层薄薄的涂层，而甩出去的涂料通过旋转台上的接盘回收循环再使用。最后取下纸餐具将其放入110℃带循环风的烘箱内烘干，时间约2分钟。纸餐具涂膜的厚度可以通过调节旋转速度和胶乳的含固量来控制。本发明的涂布方法具有操作方便，节省涂料，涂层均匀等特点。
采用本发明方法制备的胶乳涂料涂布的纸餐具有涂膜光泽好，耐120℃油脂、经沸水浸泡后无渗水、无异味，适宜盛装冷、热食物和饮料。

Claims (5)

1.一种一次性纸餐具胶乳涂料的制备方法，其特征在于：
(1).先将釜料去离子水70份、有机过氧化物0.0035份、亚铁盐0.00023份、乙酸0.018份、烷基苯磺酸钠1.0份加入耐压反应釜中，用氮气彻底置换；将釜内物料加热，同时搅拌；当温度升至55℃时，一次性加入5-20％重量份的混合单体，混合单体包括：(a)偏二氯乙烯，它占单体总量的80-94重量百分比，(b)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类，它占单体总量的1-15重量百分比，(c)丙烯腈或甲基丙烯腈，它占单体总量的1-10重量百分比，(d)具有功能基团羧基的丙烯酸或甲基丙烯酸，它占单体总量的0.5-5重量百分比，同时搅拌，并连续将引发剂有机过氧化物0.23份和引发剂雕白粉0.12份用计量泵打入釜内；釜内温度保持55℃，压力0.1Mpa，直至压力下降并保持不变时，胶乳种子聚合完成；
(2).随后，连续将剩下的80-95％重量份所述的混合单体、乳化剂、所述的引发剂有机过氧化物和雕白粉分别同时打入釜内，反应时间为15小时，温度保持55±2℃，压力保持0.1±0.02Mpa；混合单体和乳化剂打完后，继续打入所述的引发剂有机过氧化物和雕白粉约1小时，当压力下降到不变时胶乳聚合反应结束；将釜内物料温度升至65℃，用真空气提法脱除残留单体3小时；将釜内物料降温至35℃，将表面张力用烷基磺酸钠溶液调至40mN/m以下，最后，用100目以上不锈钢丝网过滤出料。
2.根据权利要求1所述的一次性纸餐具胶乳涂料的制备方法，其特征在于所述混合单体：单体(a)偏二氯乙烯占单体总量85-92重量百分比；单体(b)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类占单体总量2-8重量百分比；单体(c)丙烯腈或甲基丙烯腈占单体3-6重量百分比；单体(d)具有功能基团羧基的丙烯酸或甲基丙烯酸占单体总量1-4重量百分比。
3.根据权利要求1或2所述的一次性纸餐具胶乳涂料的制备方法，其特征在于所述的乳化剂为占单体总量3.2重量百分比的烷基苯磺酸钠。
4.一种根据权利要求1所述的方法制备的胶乳涂料的涂布方法，其特征在于：
(1).将胶乳涂料倒入固定在旋转台上的纸餐具内；
(2).使旋转台高速旋转，将纸餐具内盛有的涂料甩出去，直至甩掉全部多余的涂料；
(3).取下纸餐具，将其放入烘箱内烘干。
5.一种根据权利要求4所述的胶乳涂料的涂布方法，其特征在于所述的烘箱为温度110℃带循环风的烘箱。
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