本發(fā)明涉及一種具有雙疏表面的復(fù)合紙和復(fù)合塑料膜包裝材料制備方法，屬于包裝材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

表面潤濕性是固體材料表面的一項重要特征，通常以接觸角來表征液體對固體的潤濕程度，固體表面與水的接觸角大于90°時稱為疏水表面，大于150°時稱為超疏水表面。固體表面與油的接觸角大于90°時稱為疏油表面，大于150°時稱為超疏油表面。雙疏表面是指與水和油的接觸角都大于90°的表面，雙疏表面具有防水、防霧、防雪、防污染、抗粘連、抗氧化、防腐蝕等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、軍工、建筑、交通、紡織、醫(yī)療、防腐及日常生活等領(lǐng)域，因此得到了廣泛的研究，對雙疏表面和超雙疏表面提出了很多技術(shù)制備方法，然而，目前多數(shù)技術(shù)都存在對設(shè)備和工藝要求過高，不適合大面積雙疏表面的制備等問題，限制了雙疏表面的工業(yè)化應(yīng)用。

本專利申請?zhí)岢鲆环N通過涂布小球，然后再在小球?qū)颖砻嫱坎季哂械捅砻婺艿挠袡C(jī)硅樹脂或含氟樹脂的辦法保護(hù)形成的微納米表面粗糙結(jié)構(gòu)，解決了大面積工業(yè)化制備和雙疏水表面的耐久性問題。用本專利申請獲得的復(fù)合紙和復(fù)合塑料膜沒達(dá)到超疏水和超疏油的性能標(biāo)準(zhǔn)，但水接觸角和油接觸角接近超雙疏的性能，用作包裝液態(tài)或膏狀物質(zhì)時，液態(tài)和膏狀被包裝物質(zhì)在雙疏面上的粘附幾乎沒有，粘附量很小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本專利申請?zhí)岢鲆环N具有雙疏表面的復(fù)合紙和復(fù)合塑料膜包裝材料制備方法，具體的步驟：

步驟一，將直徑為0.01-50微米的小球均勻分散在液態(tài)膠粘劑中制備涂布液， 在紙張和塑料膜表面均勻涂布一層直徑為0.01-50微米的小球，經(jīng)過干燥固化后，小球附著在紙張或塑料膜表面，形成微納米粗糙結(jié)構(gòu)表面；

步驟二，在小球?qū)颖砻嫱坎季哂械捅砻婺艿挠袡C(jī)硅樹脂或含氟樹脂溶液，熱或光固化后形成厚度為30至500nm的低表面能膜層，保護(hù)形成的微納米粗糙結(jié)構(gòu)；

步驟三，將制備的復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜放置7-10天，松弛應(yīng)力；

步驟四，將制備的復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜用作液態(tài)物質(zhì)或膏狀物質(zhì)包裝材料，液態(tài)和膏狀被包裝物質(zhì)從包裝中很容易取出，被包裝的液態(tài)或膏狀物質(zhì)在雙疏表面層附著量很少。

圖1是本專利申請?zhí)岢龅膹?fù)合紙和復(fù)合塑料膜包裝材料的結(jié)構(gòu)示意圖，1是常用紙和塑料膜，稱為基材層；2是涂布液固化后粘附小球的膠層；3是固化后形成小球?qū)?，表面具有微納米粗糙結(jié)構(gòu)；4是涂布形成的低表面能層，該低表面能層厚度均勻，涂布低表面能層后，復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜表面仍保持原來小球形成的微納米粗糙結(jié)構(gòu)。

圖2是本專利申請中小球在紙張或塑料膜基材表面具有代表性的分布示意圖之一，復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜表面的掃描電鏡照片。5是涂布的小球密集堆。小球密集堆在基材表面隨機(jī)分布，小球密集堆與推之間的間距30-200微米。

圖3是本專利申請中小球在紙張或塑料膜基材表面具有代表性的分布示意圖之一，復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜表面的掃描電鏡照片。6是涂布的小球。小球在基材表面均勻分布，覆蓋了整個基材。

圖4是本專利申請中小球在紙張或塑料膜基材表面具有代表性的分布示意圖之一，復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜表面的掃描電鏡照片。7是涂布的小球。采用了大小不同的小球，小球覆蓋了整個基材。

圖5是本專利申請中納米尺寸二氧化硅小球在紙張或塑料膜基材表面具有 代表性的分布示意圖之一，復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜表面的掃描電鏡照片，8是涂布的小球。小球覆蓋了整個基材。

在紙張和塑料膜表面均勻涂布的一層直徑為0.01-50微米的小球，小球材質(zhì)是聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯或玻璃或二氧化硅或二氧化鈦或氧化鋅或碳酸鈣或氧化鋁。

在小球?qū)颖砻嫱坎季哂械捅砻婺艿挠袡C(jī)硅樹脂或含氟樹脂溶液，固化后形成厚度為30至500nm的低表面能膜層，保護(hù)小球形成的微納米粗糙結(jié)構(gòu)不容易被破壞，而且進(jìn)一步提高了表面疏水疏油性能的耐久性。而且，低表面能膜層進(jìn)一步提高了復(fù)合紙和復(fù)合塑料膜對氧氣和水蒸汽的阻隔性。

紙張的材質(zhì)包括銅版紙、牛皮紙和各種卡紙、紙板；塑料膜的材質(zhì)包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚碳酸酯。

依靠微米或納米尺寸的小球形成的粗糙結(jié)構(gòu)以及表面的有機(jī)硅或含氟樹脂低表面能層，實現(xiàn)復(fù)合紙和復(fù)合塑料膜的低表面能面具有雙疏性能。水接觸角大于140°，水滾動角小于10°；用正十六烷進(jìn)行油接觸角測試，接觸角大于130°，油滾動角小于10°。

將制備的復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜用作液態(tài)物質(zhì)或膏狀物質(zhì)包裝材料，液態(tài)和膏狀被包裝物質(zhì)從包裝中很容易取出，包裝材料雙疏表面附著的液態(tài)或膏狀被包裝物質(zhì)的量很少。

該方法采用涂布方式在紙張或常用塑料膜表面涂布一層小球形成微納米粗糙結(jié)構(gòu)，然后在小球?qū)颖砻嬷苽湟粚拥捅砻婺苣けＷo(hù)小球形成的微納米粗糙結(jié)構(gòu)，克服了常用雙疏表面制備的工藝復(fù)雜，成本高難以工業(yè)化批量生產(chǎn)的缺陷以及表面微納米結(jié)構(gòu)在使用過程中容易被破壞而導(dǎo)致雙疏性質(zhì)不能持續(xù)保持的應(yīng)用缺陷，將之用作液態(tài)或膏狀物質(zhì)的包裝材料克服了常用包裝材料表面粘附 過多的被包裝液態(tài)或膏狀物質(zhì)的缺陷。

附圖說明

圖1是本專利申請?zhí)岢龅膹?fù)合紙和復(fù)合膜包裝材料的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1是基材層，2是涂布液固化后粘附小球的膠層，3是固化后形成小球?qū)樱?是低表面能層。

圖2是本專利申請中小球在紙張或塑料膜基材表面具有代表性的分布示意圖之一，復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜表面的掃描電鏡照片，圖中5是涂布的小球密集堆。

圖3是本專利申請中小球在紙張或塑料膜基材表面具有代表性的分布示意圖之一，復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜表面的掃描電鏡照片，6是涂布的小球。

圖4是本專利申請中小球在紙張或塑料膜基材表面具有代表性的分布示意圖之一，復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜表面的掃描電鏡照片，7是涂布的小球。

圖5是本專利申請中納米尺寸二氧化硅小球在紙張或塑料膜基材表面具有代表性的分布示意圖之一，復(fù)合紙或復(fù)合塑料膜表面的掃描電鏡照片，8是涂布的小球。

具體實施方式

下面用具體的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實施例1

用卷到卷方式在牛皮紙表面涂布一層直徑為10-30微米的聚甲基丙烯酸甲酯微球，微球在紙張表面的分布與圖2相近，固化后，在小球?qū)拥谋砻嬗猛坎挤椒ㄍ坎家粚右跃鄱谆柩跬闉橹饕M成的涂布液，在120℃，30秒固化，形成厚度約為200nm左右的低表面能層，室溫放置7天后，測試復(fù)合紙低表面能表面的的水接觸角143°，水滾動角為4°。用正十六烷測試油接觸角為140°，油滾動角為6°。在復(fù)合紙的紙面印刷圖文，然后分切制袋，用作中藥藥膏的包裝袋，復(fù)合紙的雙疏層接觸粘性中藥藥膏，使用中藥藥膏時，取出藥膏后，包 裝袋內(nèi)雙疏層幾乎不粘附被包裝的粘性中藥藥膏。

實施例2

用卷到卷方式在12微米厚的聚乙烯醇薄膜表面涂布一層直徑為10-30微米的玻璃微球，微球在聚乙烯醇薄膜表面的分布與圖3相近，固化后，在小球?qū)拥谋砻嬗猛坎挤椒ㄍ坎家粚右远肆u基聚二甲基硅氧烷、正硅酸乙酯和含氫聚甲基硅氧烷為主要組成的乳液，在120℃，60秒固化，形成厚度約為300nm左右的低表面能層，室溫放置7天后，測試復(fù)合膜低表面能表面的水接觸角155°，水滾動角為4°。用正十六烷測試油接觸角為135°，油滾動角為8°。在復(fù)合膜的塑料面印刷圖文，然后分切制袋，用作牛奶的包裝袋，復(fù)合膜的雙疏面接觸牛奶，牛奶飲用完畢后，包裝袋內(nèi)雙疏面幾乎不粘附被包裝的牛奶。

實施例3

用卷到卷方式在12微米厚的聚丙烯薄膜表面涂布一層直徑為10-30微米的聚甲基丙烯酸甲酯微球，微球在聚丙烯薄膜表面的分布與圖4相近，固化后，在小球?qū)拥谋砻嬗猛坎挤椒ㄍ坎家粚右院辛鸹木鄱谆柩跬椤⒍肆u基聚二甲基硅氧烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、光引發(fā)劑、活性稀釋劑為主要組成的涂布液，在紫外光照下固化，形成厚度約為80nm左右的低表面能層，室溫放置10天后，測試復(fù)合膜低表面能表面的水接觸角151°，水滾動角為4°。用正十六烷測試油接觸角為146°，油滾動角為6°。在復(fù)合膜的塑料面印刷圖文，然后分切制袋，用作酸奶的包裝蓋膜，復(fù)合塑料膜的低表面能層接觸酸奶，撕開酸奶杯的蓋膜，酸奶杯蓋膜內(nèi)低表面能層表面幾乎不粘附被包裝的酸奶。

實施例4

用卷到卷方式在12微米厚的聚乙烯薄膜表面涂布一層直徑為10-30微米的聚甲基丙烯酸甲酯微球，微球在聚乙烯薄膜表面的分布與圖2相近，固化后，在小球?qū)拥谋砻嬗猛坎挤椒ㄍ坎家粚右院┧狨?、三氟丙基和烯基改性? 二甲基硅氧烷、甲氧基硅烷封端的聚甲基氫硅氧烷為主要組成的涂布液，在120℃，60秒固化，形成厚度約為250nm左右的低表面能層，室溫放置10天后，測試復(fù)合膜低表面能表面的水接觸角148°，水滾動角為8°。用正十六烷測試油接觸角為142°，油滾動角為5°。在復(fù)合膜的塑料面印刷圖文，然后分切制袋，用作果汁的包裝袋，復(fù)合塑料膜的低表面能層接觸果汁，飲用果汁后，包裝袋內(nèi)雙疏層表面幾乎不粘附被包裝的果汁。

實施例5

用卷到卷方式在12微米厚的聚乙烯醋酸乙烯酯薄膜表面涂布一層直徑為10-30納米的二氧化硅微球，微球在聚乙烯醋酸乙烯酯薄膜表面的分布與圖5相近，固化后，在小球?qū)拥谋砻嬗猛坎挤椒ㄍ坎家粚右砸蚁┗舛司鄱谆柩跬椤⒕奂谆鶜涔柩跬椤?，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷為主要組成的涂布液，在120℃，60秒固化，形成厚度約為150nm左右的低表面能層，室溫放置10天后，測試復(fù)合膜低表面能表面的水接觸角154°，水滾動角為6°。用正十六烷測試油接觸角為142°，油滾動角為5°。在復(fù)合膜的塑料面印刷圖文，然后分切制袋，用作酸奶的包裝蓋膜，復(fù)合膜的低表面能層接觸酸奶，撕開酸奶杯的蓋膜，酸奶杯蓋膜內(nèi)低表面能層幾乎不粘附被包裝的酸奶。

綜合以上的實施例，本申請?zhí)岢鲈诩垙埡退芰匣纳贤坎家粚有∏颍瑯?gòu)筑表面微納粗糙結(jié)構(gòu)，然后在小球?qū)颖砻嬷苽湟粚拥捅砻婺軐樱Ｗo(hù)表面微納粗糙結(jié)構(gòu)，提高表面雙疏性能的耐久性，同時易于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。以上實施例僅用于說明而非限制本專利申請的技術(shù)方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，對本專利申請的技術(shù)方案進(jìn)行各種變動和等效替換，比如更換材質(zhì)，將球形納米尺寸二氧化化硅更換成二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅粉體，而不背離本專利申請技術(shù)方案的原理和范圍，均應(yīng)涵蓋在本專利申請權(quán)利要求的范圍之中。