[发明专利]一种绿色可持续制备无氟拒水拒油纸浆模塑的方法及应用

说明书

本发明涉及一种绿色可持续制备无氟拒水拒油纸浆模塑的方法及应用，本发明中拒水拒油剂具有优异的拒水拒油效果，用于纸浆模塑产品表面涂布能满足其拒水拒油需求，同时对95±5℃的热水和热油也具有极强的拒水拒油效果及良好的持久性能。该方法所需要的原料简单易得，制备方法简单易行，成本低廉且环保，并对人体无毒害，同时拒水拒油效果优异，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于功能性材料领域，特别涉及一种绿色可持续制备无氟拒水拒油纸浆模塑的方法及应用。

背景技术

随着全球30多个国家和地区明确立法或出台政策限制塑料的生产销售使用及禁止部分领域塑料的生产销售和使用，全球至少76个国家限制一次性塑料制品使用，全球限塑禁塑已成大势。我国最早也在2008年1月份就提出了《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》的限塑令，限制塑料制品的生产销售及使用；全世界各国对一次性塑料产品的限制和禁用呈只增不减的态势，在这样的情形下，纸浆模塑由于成本低、可降解的优势，成为了合适的塑料替代材料。

纸浆模塑是一种立体造纸技术。它是以废纸为原料，在模塑机上由特殊的模具塑造出的一定形状的纸制品。它具有四大优势：原料为废纸，包括板纸、废纸箱纸、废白边纸等，来源广泛；其制作过程由制浆、吸附成型、干燥定型等工序完成，对环境无害；可以回收再生利用；体积比发泡塑料小，可重叠，交通运输方便，是典型的绿色环保包装产品。由于纸浆模塑内部存在大量孔隙，因此存在易吸水、易吸油、透气性高等不足，大大影响着纸浆模塑制品的使用领域。虽然在纸浆模塑成型过程中会添加一定的化学剂如松香等，但对改善纸浆模塑拒水拒油和阻隔空气性能仍是非常有限的。通过流延机在纸张表面涂覆一层连续致密的聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇等塑料薄膜使纸浆模塑产品具有良好的拒水拒油性能是一种有效的方法，但是塑料层和基底层难以分离且涂覆的塑料薄膜无法在自然界中降解，因此仍然无法完全解决塑料污染问题。目前主要使用C8类含氟拒水拒油剂来解决纸浆模塑产品不拒水不拒油的问题，由于C8类含氟长碳链拒水拒油剂在生产和使用过程中会产生全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)，这两种物质具有生物累积性和难以降解性，并且仅仅低剂量即会引起生物的各种重大疾病，因此欧盟、美国、加拿大等各国已经限制了C8类拒水拒油剂的使用，近年来3M、日本大金、旭硝子等公司已经从C8拒水拒油剂转到C6乃至C4拒水拒油剂的生产，但这只是降低了危害性，本质上仍然属于含氟拒水拒油剂。目前市场上完全无氟拒水拒油剂几乎空白，尤其高温下无氟拒水拒油更加难以实现，大大限制了工业化应用，全球大量龙头企业正致力于完全无氟拒水拒油产品的研发，率先掌握无氟拒水拒油关键技术，有利于在未来全球纸塑行业立于领先地位。淋膜塑料层及含氟拒水拒油剂具有难以降解且对环境和人体有危害的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种绿色可持续制备无氟拒水拒油纸浆模塑的方法及应用，以克服现有技术中纸浆模塑拒水拒油性差的缺陷。

本发明的一种无氟拒水拒油组合物，所述组合物包括拒油剂、拒水剂；其中，按重量百分比，拒油剂组分包括：壳聚糖3-4％，乙酸2-3％、水94-95％；按重量百分比，拒水剂组分包括：硬脂酸2.5-10％，乙醇90-97.5％。

所述壳聚糖脱乙酰化程度为95％以上。

本发明的一种无氟拒水拒油材料，所述材料负载权利要求1所述无氟拒水拒油组合物。

本发明的一种所述无氟拒水拒油材料的制备方法，包括：

(1)将乙酸、水混合，得到乙酸溶液，然后将壳聚糖溶于乙酸溶液中，得到拒油剂；

(2)将硬脂酸溶于乙醇，得到拒水剂；

(3)基底表面涂布步骤(1)拒油剂，干燥，得到拒油材料；

(4)将步骤(3)的拒油材料表面涂布步骤(2)的拒水剂，干燥，得到无氟拒水拒油材料。

上述制备方法的优选方式如下：