本發(fā)明屬于紙漿模塑食品包裝防水防油領(lǐng)域，具體涉及到一種食品包裝用紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的制備及使用方法。

背景技術(shù)：

1、“禁/限塑令”政策實施力度的持續(xù)加大，推動了我國綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，開發(fā)環(huán)境友好型生物質(zhì)材料已經(jīng)成為當前綠色包裝行業(yè)發(fā)展的重要方向。紙漿模塑制品采用植物纖維作為原料，具有儲量豐富、可回收利用、完全自然可降解、成本低等優(yōu)點。植物纖維原料經(jīng)配漿、打/磨漿、調(diào)漿等過程，在紙漿模塑成型機上通過真空抽吸成型，再經(jīng)熱壓干燥、整形，切邊等工藝獲得最終具有特定幾何空腔的包裝制品。作為真正的綠色包裝材料，是可替代石油基包裝材料最理想的選擇。

2、但傳統(tǒng)紙漿模塑制品存在防水、防油能力差的缺點，導致其無法完全替代塑料類食品包裝。這主要與纖維本身及其成型后內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，天然植物纖維通過紙漿模塑工藝成型后為三維纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，纖維之間存在很多空隙；同時纖維素上存在大量羥基，導致紙漿模塑制品對空氣、水和油脂的阻隔能力較差。

3、通常的解決方式有兩種：一種是在紙漿模塑制品生產(chǎn)過程中，通過漿內(nèi)添加防水防油劑進行解決；另一種方式是通過表面噴涂防水防油劑對紙漿模塑表面進行處理。傳統(tǒng)漿內(nèi)添加采用含氟類防油劑，近幾年含氟類防水防油劑逐步退出市場，漿內(nèi)添加只能采用無氟類助劑，這種方式對無氟類助劑的需求量大、成本高且效果較差；而表面處理方式需要額外增加噴涂設(shè)備，且存在表面助劑分布均勻性差、噴涂的殘余助劑回收難、表面處理效率低等問題。因此開發(fā)新的紙漿模塑工藝適配的無氟防水防油劑成為行業(yè)亟待解決的熱點問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種綠色環(huán)保的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的制備及使用方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種紙漿模塑制品用無氟防水防油劑，包括如下質(zhì)量分數(shù)的組分：去離子水50-90份、分散劑0.5-5份、丙烯酸丁酯1-5份、片狀功能材料2-10份，改性mfc0.1-1份。

4、上述分散劑為cmc、陽離子淀粉、pva、海藻酸鈉中的任意一種。

5、上述片狀功能材料為滑石粉、高嶺土、云母粉、氧化鎂中的一種或幾種。

6、上述改性mfc為烷基烯酮二聚體、硅烷系列或聚酰胺多胺-表氯醇樹脂改性的微纖絲中的一種。

7、上述改性微纖絲長徑比為50～200。

8、上述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的制備與使用方法，包括以下步驟：

9、a1.將片狀功能材料與固體分散劑顆粒均勻混合，并加入去離子水，恒溫攪拌均勻得到混合液；

10、a2.將a1得到的混合液與丙烯酸丁酯攪拌混合并進行超聲波分散，得到組分a；

11、a3.將紙漿在纖維疏解器的作用下疏解成纖維懸浮液，置于成漿池；

12、a4.將改性的mfc進行稀釋，并使用超聲波分散均勻成組分b，置于助劑調(diào)配池；

13、a5.將組分a倒入成漿池，與成漿池中的紙漿纖維混合均勻，通過真空吸漿成型方式得到濕胚1；

14、a6.在持續(xù)真空抽吸前提下，將濕胚1轉(zhuǎn)移至助劑調(diào)配池進行單面浸漬抽吸，得到濕胚2；

15、a7.將得到的濕胚2置于熱壓模具中進行熱壓干燥得到成品。

16、上述步驟a1中所述的恒溫溫度條件為：80～95℃，時間30～60min。

17、上述步驟a2中所述的攪拌條件為：5～20min；所述超聲波分散條件為：超聲波頻率40khz，超聲時間5～10min。

18、上述步驟a3中所述的疏解條件為：纖維疏解器轉(zhuǎn)速3000rpm，疏解時間10～20min，纖維懸浮液濃度0.02～0.5％。

19、上述步驟a4中所述的改性mfc稀釋后濃度0.01～0.05％；所述超聲波分散條件為：超聲波頻率50khz，超聲時間5～10min。

20、上述步驟a5中所述的吸漿成型條件為：真空度0.04～0.06mpa，吸漿時間為40～90s。

21、上述步驟a6中所述的單面浸漬抽吸條件為：真空度為0.06～0.08mpa，抽吸時間為30～60s。

22、上述步驟a7中所述的熱壓條件為：上模140～150℃，下模160～190℃，熱壓壓力0.5～0.8mpa，時間90～180s。

23、本發(fā)明主要有以下有益效果：

24、1.本發(fā)明所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑采用無氟原材料，安全環(huán)保，不會對人體產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)，是一種健康環(huán)保的防水防油劑。

25、2.本發(fā)明所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的制備方法操作簡單，使用方法新穎便捷，可在不增加設(shè)備的前提下有層次、高效率的提高紙漿模塑的防水防油性能，助劑用量少，節(jié)約生產(chǎn)成本。

26、3.本發(fā)明所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的防油等級為最高級12，水接觸角大于120°，cobb吸水值小于10g/m2，95℃熱水、熱油條件下放置60min無陰滲、無滲漏、不變形，具有優(yōu)良的防水防油效果；同時紙漿模塑制品的抗張強度大于58kn/m，挺度大于70mn·m，摩擦損失小于5g/m2，對紙漿模塑制品的機械強度、表觀性能均有顯著提升。

技術(shù)特征：

1.一種紙漿模塑制品用無氟防水防油劑，其特征在于，由以下組分和質(zhì)量百分比制成：去離子水50-90份、分散劑0.5-5份、丙烯酸丁酯1-5份、片狀功能材料2-10份，改性mfc0.1-1份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑，其特征在于，所述改性mfc長徑比為50～200。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的使用方法，其特征在于，步驟a1中所述的恒溫條件為：80～95℃，時間30～60min。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的使用方法，其特征在于，步驟a2中所述的攪拌條件為：5～20min；所述超聲波分散條件為：超聲波頻率40khz，超聲時間5～10min。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的使用方法，其特征在于，步驟a3中所述疏解條件為：纖維疏解器轉(zhuǎn)速3000rpm，疏解時間10～20min，纖維懸浮液濃度0.02～0.5％。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的使用方法，其特征在于，步驟a4中所述改性mfc稀釋后濃度0.01～0.05％；所述超聲波分散條件為：超聲波頻率50khz，超聲時間5～10min。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的使用方法，其特征在于，步驟a5中所述的吸漿成型條件為：真空度0.04～0.06mpa，吸漿時間40～90s。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的使用方法，其特征在于，步驟a6中所述的單面浸漬抽吸條件為：真空度0.06～0.08mpa，吸漿時間30～60s。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的使用方法，其特征在于，步驟a7中所述的熱壓條件為：上模140～150℃，下模160～190℃，熱壓壓力0.5～0.8mpa，時間90～180s。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種紙漿模塑制品用無氟防水防油劑的制備及使用方法，屬于紙漿模塑防水防油領(lǐng)域。本發(fā)明采用傳統(tǒng)紙漿模塑真空抽吸成型工藝，通過兩步添加無氟防水防油助劑使其在紙漿模塑結(jié)構(gòu)內(nèi)部與成品表面有層次、高效的發(fā)揮優(yōu)勢。本發(fā)明制備的無氟防水防油劑包括組分A和組分B，漿內(nèi)添加組分A，通過真空抽吸得到紙漿模塑濕胚1；針對濕胚1進行單面浸漬抽吸組分B，通過控制時間與真空度來調(diào)控組分B的用量，得到濕胚2；濕胚2經(jīng)熱壓干燥得到具有高效防水防油紙漿模塑產(chǎn)品。本發(fā)明的無氟防水防油劑在紙漿模塑制品的結(jié)構(gòu)內(nèi)部與表面進行了精細設(shè)計，成本低、環(huán)境友好，特別適用于食品包裝用紙漿模塑領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：程蕓,張紅杰,侯磊磊,陳鈴華,郭玉倩,蘇艷群,王比松
受保護的技術(shù)使用者：中國制漿造紙研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30