[发明专利]环保型一次性植物纤维餐饮具涂饰剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保型一次性植物纤维餐饮具涂饰剂及其制备方法。

长期以来，餐饮业广泛使用的白色泡沫塑料餐饮具，因其不能生物降解，造成严重的环境公害。为保护人类生态环境，国家环保局宣布于2000年7月1日起全面禁止使用一次性泡沫塑料餐具。研究开发环保型一次性植物纤维，如稻草、玉米杆、高梁杆、甘蔗渣、谷糠等，餐饮具应运而生。该类餐饮具易生物降解，不会造成环境污染，但以植物纤维为原料制造成型的餐饮具不耐热水、热油(GB18006.1-1999规定为95±5℃)，无使用价值。为解决此问题，需在此类餐饮具表面涂喷一层聚合物--涂饰剂。现有的涂饰剂主要有聚丙烯酸酯类乳液、苯-丙聚合物乳液、醋-丙共聚物乳液、聚偏氯乙烯乳液等等。其中，聚偏氯乙烯乳液是以水为介质，加入非离子和阴离子乳化剂、引发剂及偏氯乙烯单体及其它一些改性单体在高压反应釜中进行日夜聚合而成。由于偏氯乙烯单体为极易挥发的液体，对设备要求比较高，所得的聚偏氯乙烯乳液涂饰膜具有极佳的气密性，良好的耐热水、耐热油性，但由于带有氯原子，因此该涂膜的光热稳定性极差。在高温和光照下极易发黄，影响到涂饰产品的外表美观，并且由于聚合工艺的局限性，所制得的聚偏氯乙烯乳液的稀释稳定性极差，加水稀释后极易凝聚沉淀，以致于使用该乳液时很容易堵塞喷嘴，给用户带来麻烦和浪费。

常规乳液聚合是将所有单体一起混合均匀或一起预乳化后，取其中一部分进行种子聚合，其余部分进行滴加，所以其聚合各工艺段的各单体配比是一致的。

本发明的目的是提供一种环保型一次性植物纤维餐饮具涂饰剂，该涂饰剂除具有现有涂饰剂的优点外，还具有不变黄，水稀释稳定性、流动性好的优点。

本发明的另一目的是提供上述涂饰剂的制备方法。

本发明提供的环保型一次性植物纤维餐饮具涂饰剂是以丙烯酸系单体为原料，以及按单体用量计重量百分数的下列组分制备的：

引发剂               0.3--2％

阴离子乳化剂         0.3--2％

非离子乳化剂       0.5--3％  

PH调节剂           0.6--3.0％

交联剂             10--10％

软水               适量

其中丙烯酸单体由软单体和硬单体组成，软、硬单体占单体总量的重量百分数分别为25--50％和50--75％。

引发剂可选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵。

阴离子乳化剂可选自十二醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基磺基琥珀酸钠、十二烷基二苯醚、二磺酸钠。非离子表面活性剂可选自仲辛基酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚。通过阴离子乳化剂和非离子的配比，使乳化体系HLB值在14左右。

PH调节剂可选磷酸氢二钠、碳酸氢钠。PH调节剂使种子乳液体系呈弱碱性。

交联剂可选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟丙酯等。使用交联剂加以改性，以便增加胶膜的耐水、耐热性能。

丙烯酸系软单体可选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯。

丙烯酸系硬单体可选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯。

进一步的改进是在原料中还加入改性单体，如丙烯睛、醋酸乙烯，其用量为总单体量的0--15％。

本发明还可使用有机酸以提高交联单体活性，其用量占单体量的0.2-5％。主要可用的有机酸有丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、顺丁烯二酸等。

本发明还可采用加入相对羧基量的摩尔百分比为2.5--12.5％的多价金属离子溶液，如醋酸锌水溶液。目的是提高胶膜的耐水、耐热水性能。

本发明提供了一种与常规的乳液聚合工艺不同的制备方法。其包括如下步骤：

(1)聚合单体预乳化步骤：将软、硬及改性单体按1∶1-2∶0-0.2的重量配比，并加入乳化剂和软水进行预乳化；

(2)种子聚合：将种子聚合用软、硬及改性单体按1∶2--4∶0--0.5的重量配比，以软水为介质，并加入乳化剂和PH调节剂进行种子预乳化后，加入引发剂进行种子聚合；

(3)将上(1)步中得到的预乳化液滴加到(2)中得到的种子聚合液中，分阶段加入引发剂溶液进行乳液聚合反应，得到所需产品。