一种无氟防油剂及防油纸的生产方法

本发明属于防油纸生产领域，特别涉及一种无氟防油剂及防油纸的生产方法。

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、随着人们对食品安全和环保意识的提高，对防油纸的需求日益增长。防油纸广泛应用于食品包装行业，特别是在快餐业和烘焙食品包装中。

3、传统防油纸通常采用含氟化合物作为防油剂，这些化合物虽然具有很好的防油性能，但因其潜在的环境和健康风险而受到越来越多的关注。含氟化合物(如全氟烷基物质pfas)难以降解，长期存在于环境中，可能会对人体健康造成不良影响。因此，寻找更安全、更环保的替代品成为当前研究的一个重要方向。

4、目前市场上已经有一些无氟防油剂，但它们往往存在防油性能不足、成本较高、物理性能指标差或者生产过程复杂等问题。例如，壳聚糖和海藻酸钠复配防油剂虽然能够达到与含氟防油剂相似的防油效果，但由于成本较高和处理过程中黏度过高而不利于大规模应用。采用常规纸张进行涂布，制得的防油纸物理性能方面存在不足，如抗张强度和平滑度低等。

5、羟丙甲纤维素(hpmc)作为一种可生物降解的高分子材料，在许多领域中得到了广泛应用，包括制药、化妆品和个人护理产品。hpmc具有良好的成膜性和稳定性，但其单独作为防油剂时的防油性能有限。

6、因此，急需克服现有防油纸存在的问题，如防油性能不佳、物理性能指标差等。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种无氟防油剂及防油纸的生产方法，通过新型无氟防油剂开发、优化原纸制备工艺、湿部化学品配方和多层涂布工艺，实现无氟环保可降解防油纸的生产，并且提高防油纸的机械强度。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供了一种无氟防油剂，包括：溶液a和溶液b，所述溶液a和溶液b的体积比1:0.3-0.5；

4、所述溶液a为海藻酸钠溶液，由如下质量百分数的原料组成：海藻酸钠1-2％，甘油2-3％，余为水；

5、所述溶液b为羟丙甲纤维素溶液，由如下质量百分数的原料组成：羟丙甲纤维素2-3％，甘油2-3％，余为水。

6、研究发现：海藻酸钠是一种天然多糖，来源广泛，具有良好的生物相容性和可降解性。它可以与羟丙甲纤维素、钙离子等协同作用，提高防油剂的整体性能。

7、本发明的第二个方面，提供了一种无氟防油剂的制备方法，包括：

8、将海藻酸钠、水、甘油混合均匀，得到海藻酸钠溶液，记为溶液a；

9、将羟丙甲纤维素、水、甘油混合均匀，得到羟丙甲纤维素溶液，记为溶液b；

10、将溶液a和溶液b混合均匀，得到无氟防油剂。

11、在一些实施方式中，所述海藻酸钠粘度为40-60cps，溶解温度为60-70℃，溶解时间30-60min；

12、在一些实施方式中，所述羟丙甲纤维素的黏度为6-10cps，溶解温度为80-90℃,溶解时间30-60min；

13、在一些实施方式中，所述溶液a和溶液b的混合温度为65-75℃，混合时间为30-60min。

14、本发明的第三个方面，提供了一种防油纸的生产方法，包括：

15、将针叶化学浆、阔叶化学浆、杨木化学机械浆、填料、阳离子淀粉、助留剂、增白剂、中性胶混合均匀，得到浆料，以所述浆料制备原纸；

16、将颜料、胶黏剂、抗水剂、流变剂、增稠剂、消泡剂、杀菌剂混合均匀，配制成底层涂料，采用所述底层涂料对原纸进行一次底层涂布；

17、采用cacl2溶液作为涂料，对一次底层涂布后的纸张进行二次底层涂布；

18、采用上述的无氟防油剂对二次底层涂布后的纸张进行面层涂布，即得。

19、需要说明的是，本发明对于针叶化学浆、阔叶化学浆、杨木化学机械浆的纸浆原料、制备工艺等并不作特殊的限定，上述浆料只需要符合打浆度和打浆浓度的要求，就可以满足本发明原纸和防油纸的生产要求。因此，在一些实施方式中，所述针叶化学浆打浆度为43-47°sr，打浆浓度为3.9-4.2％；

20、在一些实施方式中，所述阔叶化学浆打浆度为28-32°sr，打浆浓度为3.8-4.3％；

21、在一些实施方式中，所述杨木化学机械浆打浆度为35-37°sr，打浆浓度为3.4-3.6％。

22、在一些实施方式中，所述针叶化学浆、阔叶化学浆、杨木化学机械浆配比为20-30:50-60:20-30；

23、在一些实施方式中，所述填料为轻钙、纳米钙和硅藻土；所述轻钙、纳米钙和硅藻土的重量比为3-4:1:1，所述填料浓度为14-16％，用量为190-210kg/吨纸；

24、需要说明的是，“填料浓度为14-16％”是指：将填料配制成浓度为14-16％的溶液，再加入到浆料中。阳离子淀粉、助留剂、增白剂、中性胶的浓度含义与之相同。

25、在一些实施方式中，所述阳离子淀粉的浓度为2-3％，用量为10-11kg/吨纸；

26、在一些实施方式中，所述助留剂为阳离子聚丙烯酰胺或聚乙烯亚胺或聚二甲基二烯丙基氯化铵，浓度为2.3-2.7％，用量为0.2-0.3kg/吨纸；

27、在一些实施方式中，所述增白剂为四磺酸或六磺酸中的一种，用量为3-3.5kg/吨纸；

28、在一些实施方式中，所述中性胶为akd或阳离子松香胶，所述akd的浓度为15％，阳离子松香胶的浓度为35％，用量为10-15kg/吨纸。

29、在一些实施方式中，所述底层涂料由如下重量份的原料组成：颜料100份，胶黏剂10-12份，抗水剂0.4-0.6份，流变剂0.4-0.6份，增稠剂0.4-0.6份，消泡剂0.1-0.2份，杀菌剂0.1-0.2份；

30、在一些实施方式中，所述颜料为轻钙或瓷土；

31、在一些实施方式中，所述胶黏剂为羧基丁苯胶乳或丙烯酸乳液；

32、在一些实施方式中，所述抗水剂为碳酸锆钾、改性乙二醛、聚酰胺聚脲或碳酸锆铵；

33、在一些实施方式中，所述流变剂为改性丙烯酸；

34、在一些实施方式中，所述增稠剂为聚氨酯乳液、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺；

35、在一些实施方式中，所述消泡剂为聚醚、c18-c20高级脂肪醇或有机硅；

36、在一些实施方式中，所述杀菌剂为有机溴；

37、在一些实施方式中，一次底层涂布的涂布量为5-6g/m2。

38、在一些实施方式中，所述cacl2溶液的浓度为3-4％；

39、在一些实施方式中，二次底层涂布通过气刀涂布方式进行涂布，涂布量为2-4g/m2。

40、在一些实施方式中，面层涂布方式为刮刀涂布，控制涂布量为4-6g/m2，涂布温度60-65℃。

41、本发明的第四个方面，提供了上述的方法制备的防油纸。

42、本发明的第五个方面，提供了上述的无氟防油剂、上述的防油纸在食品包装行业中的应用，特别是在在快餐业和烘焙食品包装中。

43、本发明的有益效果

44、(1)本发明的防油剂不含氟，主要来源于海藻酸钠和羟丙甲纤维素，这两种原料分别由褐藻和纤维素制得，具有生物可降解性。

45、(2)本发明的防油纸的生产方法通过特定的浆料配比、涂布层的特定涂料及涂布工艺，获得的纸张不但具有良好的防油性能，还具有良好的松厚度、白度和机械强度。

46、(3)本发明的防油纸的定量在58-63g/m2，白度80-84％iso，不透明度>85％，平滑度105-115s，横向抗张强度1.8-1.9kn/m，纵向抗张强度3.7-4.0kn/m，防油等级≥9级。

47、(4)本发明制备方法简单、实用性强，易于推广。