【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種可降解防水防油包裝材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于功能材料和綠色化學(xué)品。
技術(shù)介紹
1、由于塑料帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，紙基包裝材料成為了國(guó)際上發(fā)展的主要方向。但是，由天然纖維素組成的紙張并不具有防水性和防油性，為此，紙基包裝材料通常需要涂布聚烯烴涂層，增強(qiáng)其疏水性。聚烯烴涂層在環(huán)境中不能生物降解，導(dǎo)致整個(gè)紙基包裝材料的降解性顯著下降。為解決該問(wèn)題，聚乳酸涂層應(yīng)用到紙基包裝材料上。但是，聚乳酸只能在堆肥條件下降解，在自然環(huán)境下降解非常緩慢，同樣影響整個(gè)紙基包裝材料的降解性。另外，聚烯烴涂層和聚乳酸涂層由于具有親油性，其防油性并不好，油可以逐漸滲透通過(guò)整個(gè)包裝材料。因此，發(fā)展環(huán)境友好的新型防水防油紙基包裝材料具有重要實(shí)用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了改善上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種可降解防水防油包裝材料的制備方法，所述方法包括：
2、(1)在紙基體的表面涂覆防油層材料的水溶液；或者將紙基體在防油層材料的水溶液中浸泡，得到表層含有防油層的紙基體；
3、(2)在步驟(1)得到材料的防油層表面涂覆防水層材料分散液，得到所述包裝材料。
4、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(1)中，所述紙基體包括天然生物質(zhì)纖維，所述天然生物質(zhì)纖維的含量高于60wt％；
5、優(yōu)選地，所述天然生物質(zhì)纖維為原紙、棉纖維、木纖維、竹纖維、草纖維、麻纖維或紙纖維中的至少一種。
6、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(1)中，所述防油層材料的水溶液是將防
7、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(1)中，所述防油層材料選自羧甲基纖維素鈉、羧甲基淀粉鈉、羥丙基甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、羥乙基淀粉、纖維素納米晶(cnc)、纖維素納米纖維(cnf)、親水性纖維素微納顆粒、淀粉納米晶(snc)、陽(yáng)離子淀粉、聚乙烯醇(pva)、預(yù)膠化淀粉或殼聚糖中的至少一種。
8、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(1)中，所述防油層材料的水溶液中，所述防油層材料的濃度為0.3-5.0wt％，優(yōu)選為0.5-3.0wt％。
9、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(1)還包括后處理步驟：將步驟(1)制備的產(chǎn)物加熱干燥，脫除大部分水。
10、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(2)中，所述防水層材料分散液是指將所述防水層材料溶于溶劑中，所述溶劑選自水、正己烷或乙醇等中的至少一種。
11、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(2)中，所述防水層材料選自木質(zhì)素、硅溶膠、二氧化硅納米顆粒、疏水性生物蠟、疏水性纖維素微納顆粒、丁基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、n-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、[3-(丁氨基)丙基]三甲氧基硅烷、1,6-雙(三甲氧基硅烷基)己烷、十八烷基三氯硅烷、十六烷基三氯硅烷、十二烷基三氯硅烷、三甲基氯硅烷、丁基三氯硅烷、己基三氯硅烷或癸基三氯硅烷中的至少一種。
12、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(2)中，所述防水層材料分散液中防水層材料的濃度為0.3-8.0wt％，優(yōu)選為0.5-5.0wt％。
13、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(2)還包括后處理步驟：將步驟(2)制備的產(chǎn)物加熱干燥。
14、根據(jù)本專利技術(shù)的技術(shù)方案，對(duì)涂覆的方式不作特別限定，例如噴涂。
15、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，所述疏水性生物蠟為鯨蠟、蜂蠟、羊毛蠟、蟻蠟、棕櫚蠟、木蠟或亞麻蠟中的至少一種。
16、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，所述親水性纖維素微納顆粒為：表面含有羥基、醛基、羧基或氨基中至少一種基團(tuán)的纖維素微納顆粒。
17、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，所述親水性纖維素微納顆粒的直徑為10nm-100μm。
18、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，所述親水性纖維素微納顆粒的制備采取如下2種方法之一：
19、第一種方法，其包括以下步驟：
20、(s1)將纖維素在溶劑中溶解，再采用沉淀劑凝固，得到表面含有羥基的纖維素微納顆粒水分散液；
21、(s2)將步驟(s1)中表面含有羥基的纖維素微納顆粒水分散液與高碘酸鈉混合，得到表面含有醛基或羧基的親水性纖維素微納顆粒；
22、(s3)將步驟(s2)中表面含有醛基或羧基的纖維素微納顆粒水分散液與胺類物質(zhì)混合，得到表面含有氨基的親水性纖維素微納顆粒；
23、第二種方法，其包括以下步驟：
24、(m1)將纖維素在溶劑中溶解，加入高碘酸鈉，再采用沉淀劑凝固，得到表面含有醛基或羧基的纖維素微納顆粒水分散液；
25、(m2)將步驟(m1)中表面含有醛基或羧基的纖維素微納顆粒水分散液與胺類物質(zhì)混合，得到表面含有氨基的親水性纖維素微納顆粒。
26、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(s1)或(m1)中，所述纖維素與溶劑的質(zhì)量比為1：8-100。
27、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(s1)或(m1)中，所述溶劑選自離子液體、磷酸、氫氧化鈉水溶液、氫氧化鈉和尿素混合水溶液中至少一種；
28、其中，所述離子液體選自1-乙基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體、1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽離子液體、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體(amimcl)、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴鹽離子液體、1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體(bmimcl)、1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽離子液體、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽離子液體(emimac)、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽離子液體、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸酯鹽離子液體、3-甲基咪唑甲酸鹽離子液體、n-甲基吡啶甲酸鹽離子液體、1-乙基-3-甲基咪唑甲酸鹽離子液體或1-丁基-3-甲基咪唑甲酸鹽離子液體中至少一種。
29、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(s1)或(m1)中，所述沉淀劑選自水、乙醇或離子液體水溶液中至少一種。其中，對(duì)沉淀劑的含量不作特別限定，以使其能夠沉淀出表面含有醛基或羧基的纖維素微納顆粒即可。其中，所述離子液體水溶液的濃度為10-80wt％。
30、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(s3)或(m2)中，所述胺類物質(zhì)選自乙二胺、苯二胺、阿米酚、苯并胍胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、三亞乙基四胺、五乙烯六胺、二亞乙基三胺、二丙烯三胺、n-(3-氨基丙基)-n-甲基-1,3-丙二胺、2-甲基-1,2-丙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、2-羥基-1.3-二氨基丙烷、2,2-二甲基-1,3-丙二胺或聚乙烯亞胺中的至少一種。
31、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(s1)還包括后處理步驟，將制備的產(chǎn)物離心、洗滌。
32、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(s2)還包括后處理步驟，將制備的產(chǎn)物離心、洗滌。
33、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(s3)還包括后處理步驟，將制備的產(chǎn)物離心、洗滌。
34、根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方案，步驟(m1)還包括后處理步驟，將制備的產(chǎn)物離心、洗滌。
35、根本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種可降解防水防油包裝材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述紙基體包括天然生物質(zhì)纖維，所述天然生物質(zhì)纖維的含量高于60wt％；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述防油層材料的水溶液是將防水層材料溶于水中；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述防水層材料分散液是指將所述防水層材料溶于溶劑中，所述溶劑選自水、正己烷或乙醇中的至少一種；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述疏水性生物蠟為鯨蠟、蜂蠟、羊毛蠟、蟻蠟、棕櫚蠟、木蠟或亞麻蠟中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述親水性纖維素微納顆粒為：表面含有羥基、醛基、羧基或氨基中至少一種基團(tuán)的纖維素微納顆粒；
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述疏水性纖維素微納顆粒為：表面含有聚乳酸、脂肪酸酯、不飽和脂肪酸酯、肉桂酸酯或苯丙酸酯中至少一類基團(tuán)的纖維素微納顆粒；
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法制
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的包裝材料，其特征在于，所述防油層的厚度為小于500nm；
10.權(quán)利要求8或9所述的包裝材料在紙餐盒、紙杯或防水紙袋中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種可降解防水防油包裝材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述紙基體包括天然生物質(zhì)纖維，所述天然生物質(zhì)纖維的含量高于60wt％；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述防油層材料的水溶液是將防水層材料溶于水中；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述防水層材料分散液是指將所述防水層材料溶于溶劑中，所述溶劑選自水、正己烷或乙醇中的至少一種；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述疏水性生物蠟為鯨蠟、蜂蠟、羊毛蠟、蟻蠟、棕櫚蠟、木蠟或亞麻蠟中的至...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張金明，程耀輝，張軍，尹春春，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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