一种纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂及其制备方法与使用方法

本发明属于纸浆模塑食品包装防水防油领域，具体涉及一种纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂及其制备方法与使用方法。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、纸浆模塑食品包装由于具有来源天然、绿色环保、安全卫生、易降解回收等优点，因此在食品包装领域越来越受到消费者和市场的青睐，但该包装产品主要由天然植物纤维构成，主要化学成分为亲水性纤维素和半纤维素，分子结构中存在大量的羟基，形成的结构疏松多孔，具有一定吸液性，对空气、水和油脂等物质的阻隔性能较弱，同时该包装产品存在着机械强度差的问题。

3、在纸浆模塑食品包装生产过程中在浆内添加防水防油剂，可以解决纸浆模塑食品包装中不耐水不耐油的缺点。含氟防油剂是应用最广泛的防油剂，但近年的研究发现，在其合成过程中使用的全氟或多氟烃基类物质(pfass)具有持久性极强和生物累积性强的特点，是一类具有全身多器脏毒性的环境污染物。因此，对于纸浆模塑食品包装领域，纸浆模塑的无氟防水防油剂成为行业亟待解决的热点问题。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明提供了一种纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂及其制备方法与使用方法。本发明中提供的无氟防水防油剂，各个组分通过氢键结合、接枝和交联，有效的提升了防水防油的性能，同时还提高了纸浆模塑成品的机械性能。

2、为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供一种纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂，其原料包括：

4、改性淀粉4.4～14.6份、淀粉酶0.02～0.073份、食用明胶10～20份、食用甘油3～6份、交联剂0.1～1份、壳聚糖0.3～2.2份、乙酸0.06～5份、去离子水59～73份、食品级增塑剂0.13～0.44份。

5、本发明的第二个方面，提供上述纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂的制备方法，所述制备方法包括：

6、(1)将改性淀粉溶于去离子水中，后加入淀粉酶，搅拌酶解一段时间，后进行保温灭活，得到混合溶液a；

7、(2)向食用明胶中加入食用甘油，加热搅拌至食用明胶完全溶解成均匀粘流状态，后加入交联剂和壳聚糖乙酸溶液，进行搅拌反应，反应完全后冷却得到混合溶液b；

8、(3)将混合溶液a和混合溶液b共混，后加入食品级增塑剂；混合均匀后获得纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂。

9、本发明的第三个方面，提供上述纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂的使用方法，所述使用方法包括：

10、将纸浆模塑干坯浸入上述纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂中，迅速捞出旋转去除多余无氟防水防油剂，热压烘干制得纸浆模塑成品。

11、本发明的有益效果在于：

12、(1)改性淀粉作为无氟防水防油剂最主要组分，酶解生成具有小尺寸的支链淀粉，能够有效深入纸浆模塑表面细孔，与纤维紧密结合；食用明胶具有高活性的侧链反应基团，能与纤维上大量的羟基和少量羧基等基团发生离子键和共价键结合，这些键的形成使得成纸纤维间的结合力增大，键能升高，从而使纸张的机械强度得以提高；交联剂含有丰富酚羟基，会与食用明胶基团产生交联反应，在食用明胶大分子之间生成紧密的网络结构，将分子间的空隙收紧，使水分子很难渗透过防油剂强化的模塑表面膜基质，曲折的通道使得水分子需要穿过较长的距离才能通过可食膜；壳聚糖与纤维素之间会形成氢键，氢键结合力强，同时壳聚糖成膜性好，进一步改善纸浆模塑性能；食品级增塑剂在纸浆模塑高温热压干燥过程中能够酯化中和余下羟基，降低模塑表面的亲水性能，同时加长了羟基侧链长度，增强了纸浆模塑的机械强度。

13、(2)本发明所述的纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂采用无氟原材料，安全环保，不会对人体产生有毒有害的物质，是一种健康环保的防水防油剂。

14、(3)本发明所述的纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂能达到良好的防水防油效果，且对模塑的机械强度有所提升。

技术特征：

1.一种纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂，其特征在于，原料包括：

2.如权利要求1所述的纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂，其特征在于，所述改性淀粉选自阳离子淀粉、阴离子淀粉、玉米淀粉或木薯淀粉中的一种或几种，优选为阳离子淀粉。

3.如权利要求1所述的纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂，其特征在于，所述交联剂选自核黄素、单宁、京尼平的一种或几种，优选为单宁。

4.如权利要求1所述的纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂，其特征在于，所述食品级增塑剂为乙酰化单双甘油脂肪酸酯。

5.一种权利要求1～4任一项所述的纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

6.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌酶解的温度为85～90℃，优选为88℃，酶解的时间为25～35min，优选为30min；

7.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加热搅拌的温度为55～65℃，优选为60℃；

8.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中加入食品级增塑剂后混合均匀的方法为：采用高压均质机在30bar压力下均质2～3遍。

9.一种权利要求5～8任一项所述的纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂的制备方法制备的纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括：

10.如权利要求9所述的使用方法，其特征在于，纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂利用水稀释后再进行利用，具体稀释的比例为1:2～5，优选为1:3；

技术总结
本发明属于纸浆模塑食品包装防水防油领域，具体涉及一种纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂及其制备方法与使用方法。本发明中纸浆模塑表面浸渍用无氟防水防油剂，其原料包括：改性淀粉4.4～14.6份、淀粉酶0.02～0.073份、食用明胶10～20份、食用甘油3～6份、交联剂0.1～1份、壳聚糖0.3～2.2份、乙酸0.06～5份、去离子水59～73份、食品级增塑剂0.13～0.44份。本发明中提供的无氟防水防油剂，各个组分通过氢键结合、接枝和交联，有效的提升了防水防油的性能，同时还提高了纸浆模塑成品的机械性能。

技术研发人员：丁其军,杨德远,柳竹青
受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15