【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于紙質(zhì)包裝，具體涉及一種阻水紙袋及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，以及消費(fèi)者對于產(chǎn)品包裝安全性與功能性要求的提升，傳統(tǒng)的塑料包裝逐漸暴露出越來越多的問題，如難以降解，會造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，而以紙張為基礎(chǔ)的紙袋包裝材料結(jié)合了紙張?zhí)烊豢苫厥绽玫膬?yōu)點(diǎn)，是一種更加環(huán)保且高效的替代方案。
2、但是普通紙袋不具備防水性，在遇水之后容易開裂或者破碎，使其強(qiáng)度下降，容易損壞。為了解決這一問題，最常見的方法是在紙張表面施加一層或者多層具有防水功能的涂層，從而阻止水分滲透。但是發(fā)現(xiàn)通過這種方法得到的防水紙袋，在應(yīng)用過程中由于防水涂層作用，包裝內(nèi)部的產(chǎn)品尤其是食品或者果實(shí)，在長期儲存過程中的蒸發(fā)的水汽難以透出，空氣難以進(jìn)行交換，容易造成內(nèi)部產(chǎn)品變質(zhì)，不利于產(chǎn)品干燥，也不適用于一些需要保持一定濕度和防止霉變的食品包裝中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種阻水紙袋及其制備方法與應(yīng)用，以解決紙袋不具備防水性以及難以平衡透氣性的問題。
2、本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種阻水紙袋，包括紙張層和阻水層，所述阻水層在紙袋內(nèi)側(cè)；所述阻水層包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：
4、丙烯酸?20～30份；
5、甲基丙烯酸甲酯?20～35份；
6、長鏈烷基丙烯酸酯?10～15份；
7、二乙烯基苯?5～10份；
8、改性聚硅氧烷?5～
9、乳化劑?1～2份；
10、引發(fā)劑?0.5～1.5份；
11、緩沖劑?2～4份；
12、去離子水?40～60份；
13、所述改性聚硅氧烷包含有亞胺鍵。
14、優(yōu)選的，乳化劑包括琥珀酸酯銨鹽、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種的組合。
15、優(yōu)選的，引發(fā)劑包括過硫酸鈉、過硫酸銨和過氧化氫中的一種或多種的組合。
16、優(yōu)選的，紙張層的原料包括牛皮紙、白卡紙和黑卡紙中的一種。
17、優(yōu)選的，緩沖劑為碳酸氫鈉。
18、通過采用上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的阻水紙袋的阻水層中，利用多種丙烯酸類單體進(jìn)行復(fù)配，可以幫助形成機(jī)械強(qiáng)度更好的阻水層，有利于提高阻水紙袋的使用壽命。
19、其中丙烯酸類單體包括有長鏈烷基丙烯酸酯，長烷基鏈段能夠幫助在聚合反應(yīng)過程中形成一層密集排列的疏水屏障，能夠有效阻止水分子與阻水層內(nèi)部相接觸，從而提高紙袋的阻水性，并且，阻水層中還添加有改性聚硅氧烷，改性聚硅氧烷本身具有非常低的表面能，能夠協(xié)同長鏈烷基丙烯酸酯構(gòu)建更加有效的水分子傳輸障礙。長鏈烷基之間會發(fā)生纏繞交織，形成類似網(wǎng)絡(luò)狀的結(jié)構(gòu)，改性聚硅氧烷交織在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，不僅可以調(diào)控該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且能夠填充到形成的丙烯酸酯阻水層內(nèi)部的孔隙中，從而提高阻水層的致密性，增強(qiáng)阻水層抵抗外界水分侵入的能力，得到阻水性強(qiáng)的阻水紙袋。
20、更進(jìn)一步的，改性聚硅氧烷中含有亞胺鍵，亞胺鍵作為一種動態(tài)鍵，可以使阻水層內(nèi)部形成微孔結(jié)構(gòu)和開放式的通道，可以保證氣體分子的順利通過，而不影響對液體水的阻擋作用，而且長鏈烷基丙烯酸酯的長烷基鏈能夠保持阻水層良好的柔韌性，更有利于阻水層內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)的形成以及適應(yīng)亞胺鍵的自我調(diào)整能力，可以有效修復(fù)阻水層在使用過程中可能出現(xiàn)的細(xì)微損傷。
21、同時，在阻水層中還包括有二乙烯基苯，給阻水層引入了一定的碳碳雙鍵，從而可以提高阻水層的交聯(lián)性，幫助形成更加致密但是并非完全封閉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而可以在有效阻擋水分的同時允許空氣分子相對自由地通過，從而得到阻水性良好并且具有一定透氣性的阻水紙袋。
22、優(yōu)選的，改性聚硅氧烷的原料包括質(zhì)量比為1：（0.1～0.2）：（0.05～0.1）的八甲基環(huán)四硅氧烷、氨基硅烷和苯甲醛。
23、優(yōu)選的，氨基硅烷包括氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷中一種或多種的組合。
24、優(yōu)選的，改性聚硅氧烷按照以下方法制備得到：
25、將八甲基環(huán)四硅氧烷和氨基硅烷混合后，加入水和催化劑，在惰性氣體氣氛中，升高溫度至90～105℃，反應(yīng)4～5h，然后經(jīng)過減壓蒸餾得到預(yù)聚物；將預(yù)聚物和苯甲醛添加到溶劑中，攪拌反應(yīng)4～6h，經(jīng)過干燥、離心分離和沉淀得到改性聚硅氧烷。
26、優(yōu)選的，催化劑包括二甲基亞砜和四甲基氫氧化銨五水化物中的一種或兩種的組合。
27、優(yōu)選的，惰性氣體氣氛包括氮?dú)鈿夥蘸蜌鍤鈿夥罩械囊环N。
28、優(yōu)選的，溶劑包括二氯甲烷和甲苯中的一種。
29、通過采用上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)經(jīng)過開環(huán)水解預(yù)聚合之后在硅氧烷鏈上引入氨基，隨后與苯甲醛的醛基之間反應(yīng)得到動態(tài)亞胺鍵，使聚硅氧烷具有了一定的動態(tài)共價特性，可以在受到外界作用時，通過亞胺鍵的形成和斷裂調(diào)整自身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一定程度上可以提升得到的阻水紙袋的使用壽命。
30、最重要的是，動態(tài)亞胺鍵能夠通過自身調(diào)節(jié)，在阻水層內(nèi)部形成部分微孔結(jié)構(gòu)和開放式通道，便于空氣分子可以順利通過，而且由于聚硅氧烷本身就具有低表面能和優(yōu)異的憎水性，可以有效阻止水分滲透進(jìn)入，保證阻水紙袋良好透氣性的同時不影響阻水層對水的阻擋作用。
31、優(yōu)選的，長鏈烷基丙烯酸酯包括丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯和丙烯酸異癸酯中的一種或多種的組合。
32、通過采用上述技術(shù)方案，長鏈烷基丙烯酸酯的烷基鏈較長，并且具有較強(qiáng)的非極性作用，在阻水組分涂布在紙張原料表面時會傾向向外遷移，并且在阻水層表面富集，使得阻水層呈現(xiàn)出較低的表面能，表現(xiàn)更好的阻水性，而且能夠與阻水層中的改性聚硅氧烷的硅氧鏈相互協(xié)同，構(gòu)建出密集排列的疏水屏障，有效實(shí)現(xiàn)對水分子的阻礙通過作用。而且長鏈烷基丙烯酸酯的加入能夠提升阻水層的柔韌性，有利于改性聚硅氧烷中的動態(tài)亞胺鍵能夠順利進(jìn)行自我調(diào)整，形成只用于空氣通過的微孔道，使得到的阻水紙袋在具有良好阻水性的同時，具有一定良好的透氣性。
33、同時，長鏈烷基丙烯酸酯的加入可以調(diào)節(jié)自身與其他組分間的相互作用，幫助改善阻水層與紙張層之間的結(jié)合，提高阻水層與紙張層之間的結(jié)合力，當(dāng)長鏈烷基丙烯酸酯的添加量減少時，這種結(jié)合作用也隨之下降，并且對阻水層阻水性能的提升作用也有所下降；而當(dāng)長鏈烷基丙烯酸酯的添加量增加時，不僅會導(dǎo)致阻水層的疏水性過大，阻水層的附著力大大下降，機(jī)械性能也會受到影響。而且還會使形成的疏水屏障過于密集，烷基鏈之間相互纏繞形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)排列也更為緊密，嚴(yán)重限制了其他組分之間的自由移動，還會給亞胺鍵形成的微孔結(jié)構(gòu)造成阻力，不利于氣體的交互。
34、第二方面，本專利技術(shù)提供了一種阻水紙袋的制備方法，包括以下工藝步驟：
35、s1.按相應(yīng)質(zhì)量份數(shù)稱取丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、長鏈烷基丙烯酸酯、二乙烯基苯、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種阻水紙袋，包括紙張層和阻水層，其特征在于，所述阻水層在紙袋內(nèi)側(cè)；所述阻水層包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻水紙袋，其特征在于，所述改性聚硅氧烷的原料包括質(zhì)量比為1：（0.1～0.2）：（0.05～0.1）的八甲基環(huán)四硅氧烷、氨基硅烷和苯甲醛。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻水紙袋，其特征在于，所述氨基硅烷包括氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷中一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻水紙袋，其特征在于，所述改性聚硅氧烷按照以下方法制備得到：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻水紙袋，其特征在于，所述長鏈烷基丙烯酸酯包括丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯和丙烯酸異癸酯中的一種或多種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻水紙袋，其特征在于，所述乳化劑包括琥珀酸酯銨鹽、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻水紙袋，其特征在于，所述引
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻水紙袋，其特征在于，所述紙張層的原料包括牛皮紙、白卡紙和黑卡紙中的一種。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項所述的阻水紙袋的制備方法，其特征在于，包括以下工藝步驟：
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項所述的阻水紙袋的應(yīng)用，其特征在于，所述阻水紙袋應(yīng)用于食品包裝、果實(shí)套袋和醫(yī)療機(jī)械包裝。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種阻水紙袋，包括紙張層和阻水層，其特征在于，所述阻水層在紙袋內(nèi)側(cè)；所述阻水層包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻水紙袋，其特征在于，所述改性聚硅氧烷的原料包括質(zhì)量比為1：（0.1～0.2）：（0.05～0.1）的八甲基環(huán)四硅氧烷、氨基硅烷和苯甲醛。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻水紙袋，其特征在于，所述氨基硅烷包括氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷中一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻水紙袋，其特征在于，所述改性聚硅氧烷按照以下方法制備得到：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻水紙袋，其特征在于，所述長鏈烷基丙烯酸酯包括丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚船，羅宇龍，文煥，譚昆，
申請(專利權(quán))人：湖南省長城銘泰新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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