[发明专利]一种无氟防水防油食品级涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无氟防水防油食品级涂料及其制备方法，该涂料由以下组分和质量百分比制成：改性聚乙烯醇3％‑5％、棕榈蜡5％‑15％、乳化剂1.5％‑6.5％、复配水性聚合物树脂25％‑35％、甘油0.5％‑1.5％和去离子水37％‑65％。该涂料具有良好的防水防油特性，应用在纸张后具备理想的防水防油性能，改善纸质材料防油防水性能的不足，能够替代淋膜纸，尤其是取代防水防油剂中的含氟聚合物，而且该涂料是无氟共聚物，环保、易于自然降解，解决含氟涂料危害健康、淋膜纸难以回收、影响环境的问题，同时解决食品安全隐患问题，有利于普及推广应用。

技术领域

本发明属于食品包装和涂料领域，具体涉及一种涂布在纸质食品包装上的防水防油食品级涂料及其制备方法。

背景技术

伴随着经济的飞速发展，环保意识的增强，纸包装成为用于餐饮、食品包装等领域最大的包装材料。由于要与含油、含脂或含水的食品接触，因此纸包装必须具备防水、防油和防渗透的能力。

为了获得防水防油的效果，目前大部分食品包装纸是在纸上淋涂一层很薄聚乙烯塑料，形成一层连续致密的有机高分子薄膜，使油水不能通过保护层，从而达到防水防油的目的。高端的也有采用硅油纸进行包装的，硅油纸具有三层构造，第一层底纸，第二层是淋膜，第三层是硅油。这类高分子有些含有双酚A，在接触高温食品时可能释放有害物质，且这类高分子材料也无法在自然界降解，回收利用难度大，回收成本高，存在环境污染问题。

除了淋膜，现在多在抄纸过程中添加入极少量的防水防油剂或在纸表面涂上一层有防水防油性能的涂料，降低纸张表面张力，可以赋予纸质基材以防水防油性能，而且还不影响纸制品的循环利用。虽然防水防油效果优异，但是这类防水防油剂通常为包含全氟烷基基团的聚合物，存在生物累积性强、难降解的缺陷，尤其是长期与食品接触，长对人体有很强的致毒性，而且淋膜纸难以回收，易于污染环境，应用范围极其有限。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种纸张防水防油用无氟共聚物及其涂料的制备方法，针对现有技术中的缺陷，合成一种无氟共聚物，使其在制备成乳液，应用在纸张后具备理想的防水防油性能，能够替代淋膜纸，解决含氟涂料危害健康、淋膜纸难以回收、影响环境的问题。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种无氟防水防油食品级涂料，涂料均匀涂布于普通纸表面，具备优异的防水防油性能，满足食品包装的要求。本发明提供的涂料由以下组分和质量百分比制成：

改性聚乙烯醇3％-5％；

棕榈蜡5％-15％；

乳化剂1.5％-6.5％；

复配水性聚合物树脂25％-35％；

甘油0.5％-1.5％；

去离子水37％-65％。

进一步地，所述改性聚乙烯醇采用聚合度为1700～1800的聚乙烯醇进行耐水改性制成，优选方案为：所述改性聚乙烯醇是由聚乙烯醇与柠檬酸、谷氨酸进行耐水改性反应制成。

进一步地，所述棕榈蜡为食品级天然植物蜡。

进一步地，所述复配水性聚合物树脂由水性聚氨酯树脂和聚丙烯酸酯的复合制成。

进一步地，所述水性聚氨酯树脂和聚丙烯酸酯的复配比值为0.3～2。

一种无氟防水防油食品级涂料的制备方法，包括以下步骤：

a.取适量的乳化剂加入去离子水，加热制得混合溶液；

b.向混合溶液加入棕榈蜡，继续加热升温并高速搅拌乳化，得到乳液；

c.将乳液加热升温并向乳液中缓慢加入改性聚乙烯醇，待改性聚乙烯醇完全溶解之后，加入甘油，搅拌均匀；