專利名稱：一次性紙餐具膠乳涂料的制備及其涂布方法
技術(shù)領(lǐng)域：
曾經(jīng)風(fēng)行一時(shí)的一次性發(fā)泡塑料餐具，隨著全球?qū)Π咨廴镜娜找骊P(guān)注，己逐漸被禁用。目前，取代一次性發(fā)泡塑料餐具的環(huán)保型餐具主要有兩大類一類是采用可降解塑料材料壓制而成的餐具，另一類是由紙漿類植物纖維壓制而成的紙餐具。用普通紙漿生產(chǎn)的紙餐具，不能直接接觸多汁食物及飲料。因?yàn)?，食物的湯汁或飲料?huì)溶解紙中的殘留處理劑，使食物或飲料產(chǎn)生異味，同時(shí)，當(dāng)湯汁或飲料被紙吸收后，還會(huì)造成餐具滲漏或變形破損。為了克服上述缺點(diǎn)，人們采用在紙餐具的表面用塑料膜復(fù)合及涂布蠟、PE膜等涂料的辦法來(lái)加以解決。但這類紙餐具大多不耐高溫或易粘米飯、饅頭等粘性食物，有的還會(huì)影響食物或飲料的原味，而且產(chǎn)品成本高。涂布PE膜的紙餐具使用后由于紙塑難以分離，基本上沒(méi)有回收利用價(jià)值，造成資源的浪費(fèi)。
另外，目前，紙餐具的涂布方法一般是先將涂料涂布在整卷生產(chǎn)紙餐具的紙上，然后將涂布過(guò)的紙裁剪成紙餐具的形狀大小制成產(chǎn)品，剪裁下來(lái)邊角料則作為廢料處理掉，造成浪費(fèi)和成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種一次性紙餐具膠乳涂料的制備方法，從而獲得一種耐高溫、耐油、無(wú)毒、不粘食物、不影響食物和飲料味道，且成本低、無(wú)污染、使用方便的紙餐具涂料。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種一次性紙餐具涂料的涂布方法，尤其是用本發(fā)明的方法制備的一次性紙餐具膠乳涂料的涂布方法。
本發(fā)明的目的主要是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種一次性紙餐具膠乳涂料的制備方法，具體步驟如下1.先將釜料去離子水70份、有機(jī)過(guò)氧化物0.0035份、亞鐵鹽0.00023份、乙酸0.018份、烷基苯磺酸鈉1.0份加入耐壓反應(yīng)釜中，用氮?dú)鈴氐字脫Q；將釜內(nèi)物料加熱，同時(shí)攪拌；當(dāng)溫度升至55℃時(shí)，一次性加入5-20％重量份的混合單體，混合單體包括(a)偏二氯乙烯(VDC)，它占單體總量的80-94重量百分比，(b)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯類，它占單體總量的1-15重量百分比，(c)丙烯腈或甲基丙烯腈，它占單體總量的1-10重量百分比，(d)具有功能基團(tuán)羧基的丙烯酸或甲基丙烯酸，它占單體總量的0.5-5重量百分比，同時(shí)攪拌，并以連續(xù)的不變的速度將引發(fā)劑(a)和(b)用計(jì)量泵打入釜內(nèi)；釜內(nèi)溫度保持55℃，壓力0.1Mpa，直至壓力下降并保持不變時(shí)，膠乳種子聚合完成；2.隨后，以連續(xù)的不變的速度將剩下的80-95％重量份所述的混合單體和剩下所述的乳化劑、所述的引發(fā)劑(a)和(b)分別同時(shí)打入釜內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間為15小時(shí)，溫度保持55±2℃，壓力保持0.1±0.02Mpa；混合單體和乳化劑打完后，繼續(xù)打入所述的引發(fā)劑(a)和(b)約1小時(shí)，當(dāng)壓力下降到不變時(shí)膠乳聚合反應(yīng)結(jié)束；將釜內(nèi)物料溫度升至65℃，用真空氣提法脫除殘留單體3小時(shí)；將釜內(nèi)物料降溫至35℃，將表面張力用烷基磺酸鈉溶液調(diào)至40mN/m以下，最后，用100目以上不銹鋼絲網(wǎng)過(guò)濾出料；作為優(yōu)選，所述混合單體單體(a)偏二氯乙烯(VDC)占單體總量最好是85-92重量百分比；單體(b)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯類占單體總量最好是2-8重量百分比；單體(c)丙烯腈或甲基丙烯腈占單體最好是3-6重量百分比；單體(d)具有功能基團(tuán)羧基的丙烯酸或甲基丙烯酸占單體總量最好是1-4重量百分比；作為優(yōu)選，所述的乳化劑為占單體總量3.2重量百分比的烷基苯磺酸鈉；作為優(yōu)選，所述的引發(fā)劑(a)為占單體總量0.23重量百分比的有機(jī)過(guò)氧化物；所述的引發(fā)劑(b)為占單體總量0.12重量百分比的雕白粉。
一種一次性紙餐具膠乳涂料的涂布方法，具體步驟如下(1).將膠乳涂料倒入固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的紙餐具內(nèi)；(2).使旋轉(zhuǎn)臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)，將紙餐具內(nèi)盛有的涂料甩出去，直至甩掉全部多余的涂料；(3).取下紙餐具，將其放入烘箱內(nèi)烘干。
作為優(yōu)選，所述的烘箱為溫度110℃帶循環(huán)風(fēng)的烘箱。
本發(fā)明采用種子乳液共聚法制備聚偏二氯乙烯共聚膠乳(PVDC)涂料，制備分兩步進(jìn)行1.制備膠乳種子；2.在膠乳種子上聚合。因此，本發(fā)明有下述的特點(diǎn)1.采用種子乳液聚合方法制備，先將5-20％的混合單體一次性加入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行所謂“種子”聚合，然后在此種子上進(jìn)行“種子上”的聚合，有利于控制膠乳微粒的數(shù)量及尺寸大小，以保證膠乳微粒直徑均勻和足夠大。
2.在“種子上”的聚合采用半連續(xù)乳液聚合法進(jìn)行聚合，以連續(xù)的不變的速度添加混合單體、乳化劑、引發(fā)劑以控制膠乳微粒的成長(zhǎng)，提高了膠乳的穩(wěn)定性和成膜性能。
3.采用本發(fā)明的方法制備的聚偏二氯乙烯共聚膠乳涂料成膜后，具有對(duì)水汽、氧氣等的高阻隔性，耐油、耐熱，不粘米飯、饅頭等粘性食物；無(wú)毒無(wú)臭，且有保鮮、保味作用。因此，它非常適合用作紙漿類植物纖維制成的紙餐具的涂料，尤其是用作盛裝米飯和饅頭等粘性食物紙質(zhì)快餐盒的涂料。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例1，混合單體由共聚單體偏二氯乙烯(VDC)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯腈(AN)、丙烯酸(AA)預(yù)先混合組成，膠乳涂料組份配方如下組分 重量百分比釜料 去離子水 70有機(jī)過(guò)氧化物 0.0035亞鐵鹽 0.00023
乙酸0.018烷基苯磺酸鈉1.0混合單體VDC 86.7BA 5.0AN 5.0AA 3.3乳化劑 去離子水16.0烷基苯磺酸鈉3.2引發(fā)劑(a) 去離子水7.0有機(jī)過(guò)氧化物0.23(b) 去離子水7.0雕白粉 0.12先將釜料加入10升不銹鋼耐壓反應(yīng)釜中，用氮?dú)鈴氐字脫Q。將釜內(nèi)物料加熱升溫至55℃，同時(shí)伴隨攪拌。當(dāng)溫度升至55℃時(shí)，一次性加入混合單體的10％重量份，同時(shí)伴隨攪拌，并以連續(xù)的不變的速度將引發(fā)劑(a)、(b)用計(jì)量泵打入釜內(nèi)，溫度保持55℃，壓力0.1Mpa，此時(shí)種子乳液聚合反應(yīng)開(kāi)始，直至壓力開(kāi)始下降并保持不變時(shí)，膠乳種子聚合完成。
隨后，以連續(xù)的不變的速度將剩下的90％重量份的混合單體、乳化劑、引發(fā)劑(a)、(b)分別同時(shí)打入釜內(nèi)。反應(yīng)時(shí)間15小時(shí)，溫度保持55±2℃，壓力保持0.1±0.02MPa將混合單體和乳化劑打完。繼續(xù)打入引發(fā)劑約1小時(shí)，當(dāng)壓力下降到不變時(shí)膠乳聚合反應(yīng)結(jié)束。將釜內(nèi)物料溫度升至65℃，用真空氣提法脫除殘留單體3小時(shí)。將釜內(nèi)物料降溫至35℃，將表面張力用烷基磺酸鈉溶液調(diào)至40mN/m以下。用100目以上不銹鋼絲網(wǎng)過(guò)濾出料。獲得的膠乳物理指標(biāo)如下含固量(％)50±2表面張力(mN/m)≤40粘度(mPa·S) ≤70pH1～3密度(g/cm3) 1.20～1.30實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)混合單體組成 重量百分比(％)VDC 90BA 6AN 3AA 1獲得的膠乳同樣適合一次性紙餐具的表面涂布。
實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)混合單體組成重量百分比(％)VDC 88BA6MAN 5MAA 1獲得的膠乳同樣適合一次性紙餐具的表面涂布。
實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例1，不同點(diǎn)為制備種子的混合單體量占混合單體總量的5％，而隨后打入的混合單體量占混合單體總量的95％，所獲得的膠乳同樣適合一次性紙餐具的表面涂布。
本發(fā)明一次性紙餐具膠乳涂料的涂布方法的實(shí)施例將紙餐具固定在一旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，將用本發(fā)明制備方法所獲得的膠乳涂料倒入紙餐具內(nèi)，倒入量約為紙餐具容積的二分之一或三分之二，然后，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)，將紙餐具內(nèi)盛有的涂料甩出去，直至甩掉全部多余的涂料，旋轉(zhuǎn)時(shí)間約2～5秒鐘；于是在紙餐具的內(nèi)表面上涂上一層薄薄的涂層，而甩出去的涂料通過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的接盤回收循環(huán)再使用。最后取下紙餐具將其放入110℃帶循環(huán)風(fēng)的烘箱內(nèi)烘干，時(shí)間約2分鐘。紙餐具涂膜的厚度可以通過(guò)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度和膠乳的含固量來(lái)控制。本發(fā)明的涂布方法具有操作方便，節(jié)省涂料，涂層均勻等特點(diǎn)。
采用本發(fā)明方法制備的膠乳涂料涂布的紙餐具有涂膜光澤好，耐120℃油脂、經(jīng)沸水浸泡后無(wú)滲水、無(wú)異味，適宜盛裝冷、熱食物和飲料。
權(quán)利要求
1.一種一次性紙餐具膠乳涂料的制備方法，其特征在于(1).先將釜料去離子水70份、有機(jī)過(guò)氧化物0.0035份、亞鐵鹽0.00023份、乙酸0.018份、烷基苯磺酸鈉1.0份加入耐壓反應(yīng)釜中，用氮?dú)鈴氐字脫Q；將釜內(nèi)物料加熱，同時(shí)攪拌；當(dāng)溫度升至55℃時(shí)，一次性加入5-20％重量份的混合單體，混合單體包括(a)偏二氯乙烯(VDC)，它占單體總量的80-94重量百分比，(b)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯類，它占單體總量的1-15重量百分比，(c)丙烯腈或甲基丙烯腈，它占單體總量的1-10重量百分比，(d)具有功能基團(tuán)羧基的丙烯酸或甲基丙烯酸，它占單體總量的0.5-5重量百分比，同時(shí)攪拌，并以連續(xù)的不變的速度將引發(fā)劑(a)和(b)用計(jì)量泵打入釜內(nèi)；釜內(nèi)溫度保持55℃，壓力0.1Mpa，直至壓力下降并保持不變時(shí)，膠乳種子聚合完成；(2).隨后，以連續(xù)的不變的速度將剩下的80-95％重量份所述的混合單體和剩下所述的乳化劑、所述的引發(fā)劑(a)和(b)分別同時(shí)打入釜內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間為15小時(shí)，溫度保持55±2℃，壓力保持0.1±0.02Mpa；混合單體和乳化劑打完后，繼續(xù)打入所述的引發(fā)劑(a)和(b)約1小時(shí)，當(dāng)壓力下降到不變時(shí)膠乳聚合反應(yīng)結(jié)束；將釜內(nèi)物料溫度升至65℃，用真空氣提法脫除殘留單體3小時(shí)；將釜內(nèi)物料降溫至35℃，將表面張力用烷基磺酸鈉溶液調(diào)至40mN/m以下，最后，用100目以上不銹鋼絲網(wǎng)過(guò)濾出料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性紙餐具膠乳涂料的制備方法，其特征在于所述混合單體單體(a)偏二氯乙烯(VDC)占單體總量最好是85-92重量百分比；單體(b)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯類占單體總量最好是2-8重量百分比；單體(c)丙烯腈或甲基丙烯腈占單體最好是3-6重量百分比；單體(d)具有功能基團(tuán)羧基的丙烯酸或甲基丙烯酸占單體總量最好是1-4重量百分比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一次性紙餐具膠乳涂料的制備方法，其特征在于所述的乳化劑為占單體總量3.2重量百分比的烷基苯磺酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一次性紙餐具膠乳涂料的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑(a)為占單體總量0.23重量百分比的有機(jī)過(guò)氧化物；所述的引發(fā)劑(b)為占單體總量0.12重量百分比的雕白粉。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制備的膠乳涂料的涂布方法，其特征在于(1).將膠乳涂料倒入固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的紙餐具內(nèi)；(2).使旋轉(zhuǎn)臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)，將紙餐具內(nèi)盛有的涂料甩出去，直至甩掉全部多余的涂料；(3).取下紙餐具，將其放入烘箱內(nèi)烘干。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的膠乳涂料的涂布方法，其特征在于所述的烘箱為溫度110℃帶循環(huán)風(fēng)的烘箱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一次性紙餐具膠乳涂料的制備及其涂布方法，采用種子乳液聚合方法制備，先將5－20％的包括偏二氯乙烯(VDC)混合單體一次性加入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行“種子”聚合，然后在“種子上”采用半連續(xù)乳液聚合法進(jìn)行聚合。采用本發(fā)明的方法制備的聚偏二氯乙烯共聚膠乳涂料成膜后，具有對(duì)水汽、氧氣等的高阻隔性，耐油、耐熱、不粘米飯、饅頭等粘性食物，無(wú)毒無(wú)臭，且有保鮮、保味作用；非常適合用作紙漿類植物纖維制成的紙餐具的涂料。
文檔編號(hào)C08F2/24GK1523164SQ03150969
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2003年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者何祥麟, 許尚炎, 阮國(guó)富, 應(yīng)忠芳, 黃建, 季國(guó)華 申請(qǐng)人:東陽(yáng)市野風(fēng)塑膠有限公司