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一种用于纸基包装材料的高阻水性环保乳液及其制备方法和应用
成果领域: 新材料
推广方式: 技术转让
成果归属企业: 肇庆学院
成果鉴定时间:
成果介绍
(1)技术背景 在纸、塑料、金属、玻璃四大支柱包装材料中,纸制品的增长最快,纸的价格最便宜,既可回收再利用或作植物肥料,又可净化环境。纸张主要由天然植物纤维组成,纤维通过氢键相互连接,因具有亲水性和多孔性,导致纸张和纸板材料通常具有很强的吸液性,大大限制了纸基材料在包装领域的使用。传统的水性苯丙乳液存在着耐水性不够好且成膜易开裂等现象,现有技术的含巯基有机硅大分子改性剂存在合成成本高、不利于环境保护及乳化效果欠佳等缺陷。如何提高纸基包装材料的阻水性,这成为本领域要解决的问题。(2)发明内容 本成果选取甲基丙烯酸月桂酯作为单体,利用丙三醇三缩水甘油醚作为后交联剂进行交联反应,将聚合反应得到的线性高分子转变成更紧密的网状结构,经聚合和交联反应后得到的乳液产品具有阻水性能优异的特点。另外,本发明使用十七醇聚氧乙烯醚单磷酸酯为乳化剂,相比现有技术中常用复合乳化剂,不仅大大提高了乳化性能,而且具有显著的低毒性和低刺激性,适用于纸基包装材料用涂层的制备。本成果提供一种用于纸基包装材料的高阻水性环保乳液的制备方法,该制备方法具有乳化效果好,环保且条件温和的优点,能够形成紧密的网状结构,大大提高乳液的阻水性能;提供一种用于纸基包装材料的高阻水性环保乳液,该乳液具有阻水性能优异的特点;提供一种高阻水性环保乳液在纸基包装材料的应用;提供一种纸基包装材料,该纸基包装材料应用高阻水性环保乳液,具有阻水性能优异,绿色环保的优点。因此,本研究有助于用生物降解的纸包装材料取代不可生物降解的塑料,在包装领域具有广阔的应用潜力。(3)成果制作步骤以丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、苯乙烯和甲基丙烯酸为反应单体,有机硅偶联剂KH151为改性剂,十七醇聚氧乙烯醚单磷酸酯为乳化剂,进行加热乳化制得预乳化液,然后将预乳化液与引发剂过硫酸铵进行聚合反应,并以丙三醇三缩水甘油醚为后交联剂,同时以碱作为催化剂,进行交联反应,制得用于纸基包装材料的高阻水性环保乳液。(4)成果实施例 ①涂层实验装置 ②目标乳液合成路线 ③贮存稳定性试验 ③涂层效果图 当基材纸上涂层重量为3.01gsm时,吸水率从89.23g/m2显著下降到3.15 g/m2,纸的反面20分钟内没有渗水现象,该涂层表现出优异的防水性能。此外,该涂层还具有储存稳定性高、机械稳定性好、抗粘附性和在低于360.3°C温度下耐久性等优点。在100mg/L测试浓度下,该涂层乳液没有急性毒性风险,可安全应用于纸质包装材料。因此,本研究有助于用生物降解的纸包装材料取代不可生物降解的塑料,在包装领域具有广阔的应用潜力。
成果应用案例介绍
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