[发明专利]一种包装纸用防油涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包装纸，特别是涉及一种天然可降解的包装纸用防油涂层及其制备方 法。

背景意义

随着经济发展和生活水平的提高，人们对包装纸的需求也急剧增长，同时也越来越重 视这些包装纸的安全性、功能性和环境友好性。衡量纸质包装材料的两个重要因素是：纸 张强度和纸张的阻隔性能(油、水阻隔性)。牛皮纸内部结构疏松，具有很多空隙，机械强 度差，油、水、气阻隔性能不好，因此，一般需要表面施胶或涂布的方法改善纸张的阻隔 性能和物理性能。

目前，应用于表面施胶的化学助剂大体可分为合成聚合物和天然高分子两类。合成聚 合物类助剂可赋予纸张优异的性能，包括烷基烯酮二聚体(AKD)、石蜡、聚乙烯醇(PVA)、聚 丙烯酰胺(PAM)、硅酮聚合物、苯乙烯类共聚物、聚氨酯及氟碳聚合物等产品。含氟化合物 具有优异的耐油脂渗透性能，还有良好的耐热性、耐气候性和气密性。但是，其加工性能 和成膜性差，浆内添加量较大、留着率低，成本高。同时，许多研究发现，最常用的含氟 防油剂在受热时形成了全氟辛磺酰胺(PFOSE)。已有研究表明，PFOSE是具有中等毒性的肝 致癌物，有使脂肪代谢紊乱、能量代谢障碍、儿童正常骨化延迟和脂质过氧化作用，给人 类健康带来潜在危害。

为了应对日益严峻的环境问题以及食品安全问题，国内外防油纸的生产开始关注可降 解的天然可降解高分子材料，如聚乙烯醇、纤维素、淀粉、壳聚糖、蛋白等。

发明内容

本发明目的在于提供了一种用于包装纸防油防水涂层及其制备方法，所制的涂层符合 安全要求，价格便宜，适应面广，性质稳定，效果良好。

淀粉作为天然高分子多糖，种类丰富，来源广泛，淀粉葡萄糖单元的游离羟基能够与 其他基团发生取代反应，生成种类丰富的淀粉衍生物。本发明以淀粉(包括马铃薯淀粉或 木薯淀粉)为原料，利用次氯酸钠氧化降解，有机酸酐疏水改性，所得的疏水改性淀粉在 用作纸张的表面施胶剂时，在降低纸张的吸油性和提高纸张表面强度方面尤其有效。从成 本及应用效果两方面综合考虑，通过表面施胶的方法，改善包装纸在一定湿度条件下的吸 水和吸油性，在保证纸张强度的基础上达到提高原纸防油和抗水性的目的，同时该涂层又 具有生物可降解性。

氧化作用使淀粉颗粒的链状结构发生了降解，越小的颗粒在表面施胶时就越容易从纸 张表面渗透到纸张内部，而渗透到纸张内部的氧化淀粉可以增加纤维间的氢键结合，使氢 键结合面积增大，增加纸张抗张强度和撕裂强度，同时淀粉羟基和纸张纤维在纸张表面交 织成均匀且密实的膜，降低液体的渗透。

本发明的表面施胶组合物可以用于各种纤维素纤维和非纤维素纤维以及它们的混合物 制备的纸张和纸板的表面施胶，同时还包括软木或硬木纤维素纤维，所述纤维可使用包括 漂白和非漂白的硫酸盐(硫酸盐浆)、漂白或非漂白的苏打、中性亚硫酸盐、木屑、化学木 屑和这些纤维的结合物。除此之外，也可使用人造丝、再生纤维型的合成纤维素纤维和各 种来源的回收废纸。

滑石粉、二氧化钛、碳酸钙和硅藻土等颜料和填料也可以与该涂层混合添加到要表面 施胶的纸张产品中。消泡剂、防腐剂还有其他施胶化合物也都能和所描述的表面施胶混合 物混合使用。

本发明的目的具体通过下述技术方案实现：

一种用于包装纸防油防水涂层的制备方法，包括以下步骤：

1)高羧基氧化淀粉的制备：将原淀粉与水混合调成质量浓度为10‐40％的淀粉悬浮液， 淀粉悬浮液的pH值调节至7‐9，反应温度控制在20‐50℃，滴入与淀粉葡萄糖单元的摩尔 比为0.005‐0.4的碱金属次氯酸盐，检测不到氯气时，加入3％的氢氧化钠使pH上升到9‐12， 再继续反应0‐90min，用稀盐酸中和反应混合物至pH值达5.0‐6.0；而后再对产物脱水、洗 涤，最后干燥得高羧基氧化淀粉；

2)氧化淀粉疏水改性：将氧化淀粉配成20‐40％的淀粉乳，用氢氧化钠溶液控制淀粉 乳的pH值在7‐10，添加淀粉干基质量1‐12％的有机酸酐进行反应，反应3‐6小时后，用稀 盐酸溶液调节溶液的pH值为5‐7，然后洗涤、干燥、过筛，得到氧化疏水改性淀粉；

3)包装纸防油涂层的制备：

将氧化疏水改性淀粉配成质量浓度为8‐24％的淀粉悬浮液，搅拌，将初步搅拌好的淀 粉悬浮液置于65‐95℃下糊化10‐30min，然后将已经糊化好的淀粉糊液置于恒温水浴中保 温，备用；