[发明专利]一种提升PET食品包装喷墨涂层紫外性能的纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种提升PET食品包装喷墨涂层紫外性能的纳米材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、二氧化硅包覆氧化锌ZnO@SiO₂的制备；步骤二、颜料ZnO@SiO₂的分散液的制备；步骤三、喷墨涂层涂布液的制备与涂布。本发明以量子点ZnO为核，SiO₂为壳，制备得到一种耐UV‑A紫外光纳米粒子，并以其为颜料，PET薄膜为基材，聚乙烯醇为胶粘剂，得到一种具有优异的耐紫外性能、良好的喷墨性能、可以屏蔽大部分UV‑A紫外光的PET食品包装薄膜。本发明制备得到的ZnO@SiO₂纳米粒子相比于商用的SiO₂具有较高的孔隙率，这就大大提高了涂层的吸墨性能。

技术领域

本发明涉及一种耐UV-A紫外光的PET食品包装喷墨涂层的纳米材料的制备方法。

背景技术

目前，大气层中臭氧层被严重破坏，大量有害紫外线直射地球表面，对人们的生活造成了各种不可估量的危害。紫外线是来源于太阳的辐射，其波长范围为200~400 nm，其中290 nm以下的高能短波能几乎被大气全部吸收，而最终到达地面的紫外线其波长约为290~400 nm，其中290~320 nm的紫外线仅占到达地面紫外线总量的8%，大部分为UV-A（320~ 400nm）波段的紫外线。

我们日常生活中所使用的各种透明PET食品包装袋都不是很合格，被紫外线直射，会使得食品变质，对我们的身体健康造成严重伤害，它们对紫外线的透射率好坏直接影响着我们的身体健康。为了解决这一问题，现代社会出现了各类紫外屏蔽剂，紫外屏蔽问题成为了当代科学界热议的话题，紫外屏蔽剂具有了广阔的应用前景。

目前紫外屏蔽剂主要分为有机屏蔽剂和无机屏蔽剂两种。有机屏蔽剂的屏蔽性能会随着紫外光的照射而逐渐下降并且具有较强的毒性，这将会从本质上影响薄膜的紫外屏蔽性能。而无机紫外屏蔽剂如二氧化钛、氧化锌等，具有优异的紫外屏蔽性能，但会出现光催化降解的现象，导致包装涂层性能下降，特别是长时间光照后会使包装薄膜表面喷墨打印的字样图像等变得模糊，影响包装材料的应用。并且这些无机紫外屏蔽剂不具有喷墨打印所需的吸墨性，进一步限制了材料的应用。

发明内容

为了解决现有的透明PET食品包装薄膜耐UV-A紫外光性能差以及喷墨打印性能差的问题，本发明提供了一种提升PET食品包装喷墨涂层紫外性能的纳米材料的制备方法。本发明以量子点ZnO为核，SiO₂为壳，制备得到一种耐UV-A紫外光纳米粒子，并以其为颜料，PET薄膜为基材，聚乙烯醇为胶粘剂，得到一种具有优异的耐紫外性能、良好的喷墨性能、可以屏蔽大部分UV-A紫外光的PET食品包装薄膜。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种提升PET食品包装涂层紫外性能的纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、量子点氧化锌溶液的制备：

（1）无水醋酸锌（Zn(Ac)₂）的溶解：取1 mol的Zn(Ac)₂，将其分散于30~50mL的无水乙醇中，逐渐升温至75~80℃，分散溶解2~3h；

（2）氢氧化钠（NaOH）的溶解：取1~3 mol的NaOH，将其分散于10~30mL的无水乙醇中，在480W的功率下进行超声10~20min，直至NaOH溶解；

（3）将步骤（1）中的Zn(Ac)₂溶液与步骤（2）中的NaOH溶液按照摩尔比1:1~3的比例进行混合，并置于室温下搅拌，反应1.5~3 h；

步骤二、二氧化硅包覆氧化锌（ZnO@SiO₂）的制备：

（1）按照Zn原子与Si原子摩尔比1:1~3的比例将正硅酸乙酯加入到正在搅拌的量子点氧化锌溶液中，随后按照正硅酸乙酯与水的摩尔比为1:4~8的比例将水加入其中；