[发明专利]低定量超疏水包装纸及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低定量超疏水包装纸及其制备方法，包括包装原纸、疏水涂层、微米结构涂层和纳米结构涂层；所述疏水涂层由低熔点蜡质构成；所述微米结构涂层由高熔点蜡质构成；所述纳米结构涂层由改性纳米二氧化硅构成。包装原纸分别经过蜡质乳液涂布、改性二氧化硅涂布后经软辊压光得到；混合蜡质呈现微米颗粒状态可以充分填充纸页表面纤维的间隙；同时疏水纳米二氧化硅颗粒填充在纤维与微米蜡质之间，构成疏水的微纳结构，这样能够显著提高纸页疏水性能，提高接触角降低滚动角度；整个制作过程操作简单，能耗较低，环境友好，不涉及含氟化学品或有机溶剂。具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种纸质包装材料的制作方法，具体涉及一种低定量超疏水包装纸及其制备方法。

背景技术

纸是日常生活中常见的和不可缺少的物质，超疏水纸是水的静态接触角大于150°，滑动角小于10°的表面，自然界中存在许多超疏水现象，包括许多植物叶面、禽类羽毛、昆虫翅膀等。这些动植物的表面不仅覆盖着有疏水性的油脂和蜡质，同时具有自净、防雪、防腐等特性，在工业生产和人们的日常生活有着巨大的应用前景。

纸包装行业是包装业中发展最为迅速的领域之一，有着较大的发展空间，被认定为最有前途的绿色包装材料之一。而纸张的主要化学成分是纤维素和半纤维素，属于大分子多糖，其结构亲水性较强，比较容易从周围的环境中吸取水分，从而导致纸板的强度下降，这样一来作为包装材料的纸和纸板的物理强度和化学性能稳定性较差，因此许多超疏水的新的制备方法相应提出，如氟化纳米二氧化硅，含氟长链硅氧烷等可用于纸张表面涂布，或者自由基聚合，等离子体刻蚀后在进行氟化反应等可用于纸张表面疏水改性。改善纸质包装材料的手段主要有便面徒步和复合防水层两种。

但是，复合防水层虽然表面性能良好，但一旦水从接缝处渗入纸质包装，就会使材料软化，失去了防水的功能。且增加复合层不仅成本高，对于后续材料的回收也会增加工序。表面涂布只需要在普通纸质包装材料表面通过涂布设备增加一层防水的表层，因此工艺简单。常见的手段包括施胶，光油涂布等，而施胶多用松香胶，纸张获得的防水性能有限，涂布不均匀，厚度不均一会造成防水性能的不稳定，光油涂布也只能部分提高防水性能，难以满足日益提高的防水要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种低定量超疏水包装纸及其制备方法，克服现有技术的缺陷，采用复合涂层且通过添加纳米结构图层进一步提高纸张疏水性能和有效防水周期。

本发明所采用的技术方案为：

低定量超疏水包装纸，其特征在于：

包括包装原纸、疏水涂层、微米结构涂层和纳米结构涂层；

所述疏水涂层由低熔点蜡质构成；

所述微米结构涂层由高熔点蜡质构成；

所述纳米结构涂层由改性纳米二氧化硅构成；

疏水涂层、微米结构涂层和纳米结构涂层的质量比为（6-8）：2：1，总涂层定量3-8g/m²。

所述的低定量超疏水包装纸的制备方法，其特征在于：

包括以下步骤：

（1）混合蜡质乳液的配制：

先配制1.0-2.0 g / L 的CTAB溶液并加热到75-85℃，加入到均质器；将两种或两种以上具有不同熔点蜡质进行热融混合，加热温度高于最低熔点蜡质的温度，低于最高熔点蜡质的温度，形成部分固体-部分液体状态；热融混合蜡质加入上述均质器中，控制75-85℃、搅拌速度2000-3000 r/min、搅拌时间30-60min，停止加热继续搅拌10-20min，搅拌速度500-800 r/min，形成微米级蜡质颗粒乳液，浓度为6-10 wt%，冷却到室温备用；

（2）蜡质乳液涂布：