本發(fā)明屬于包裝材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種防霉保鮮改性聚乙烯醇涂布膜的制備方法。
背景技術(shù)：
：保鮮膜是一種塑料包裝制品，通常以乙烯為母料通過聚合反應(yīng)制成，主要用于微波爐食品加熱、冰箱食物保存、生鮮及熟食包裝等場合，在家庭生活、超市賣場、賓館飯店及工業(yè)生產(chǎn)的食品包裝領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。根據(jù)所用材料及添加塑化劑不同，保鮮膜分為多種類型，可適用于不同的場合。保鮮膜以其方便、經(jīng)濟(jì)、美觀的特點(diǎn)受到了人們的青睞。然而，由于在生產(chǎn)過程中普遍添加了塑化劑，保鮮膜對人體健康的影響也受到了人們的關(guān)注。為增加涂布膜的保鮮防霉性能，通常在涂布膜膜上進(jìn)行涂布各種功能性乳液涂布來實(shí)現(xiàn)保鮮防霉的作用，或者采取阻隔性能優(yōu)異的膜材料，例如采取聚乙烯醇（pva），聚乙烯醇因其具有杰出的阻隔性能，環(huán)保(燃燒后只為水及二氧化碳)，且聚乙烯醇涂層具有同其他包裝薄膜一樣的印刷性能及復(fù)合性能而逐漸引起廣泛重視。因其可大幅度提高保質(zhì)期、保鮮性而被廣泛用于月餅、蛋糕、堅(jiān)果以及茶葉等食品的包裝中。在聚乙烯醇涂布過程中，由于聚乙烯醇涂層與薄膜基材粘結(jié)力不夠，需要預(yù)先涂布一層聚氨酯底涂，再涂布聚乙烯醇面涂，由于涂布速度為100-300m/min，經(jīng)過烘箱(烘箱溫度為110-130℃)時(shí)間非常短(2-6s)，發(fā)現(xiàn)聚氨酯分子與基材活性基團(tuán)以及聚乙烯醇分子的交聯(lián)不充分，導(dǎo)致聚乙烯醇涂層脫落而造成阻氧性能不穩(wěn)定，所以涂布后不能直接使用。聚乙烯醇涂布產(chǎn)品在完成涂布工序后一般需要進(jìn)行后固化，所謂后固化是將涂布產(chǎn)品置于一定的溫度濕度環(huán)境下放置一段時(shí)間。后固化的主要目的是讓聚氨酯分子鏈與基材上活性基團(tuán)以及聚乙烯醇分子鏈進(jìn)一步交聯(lián)完全，確保聚乙烯醇涂層的阻氧性能穩(wěn)定。由于聚乙烯醇分子中含有大量的羥基，可與環(huán)境中水分子結(jié)合，導(dǎo)致其涂層發(fā)粘，所以，在固化過程中，溫度濕度的控制非常重要。若溫度濕度太高，濕熱狀態(tài)下，聚乙烯醇涂層與空氣中水分子結(jié)合很快而導(dǎo)致發(fā)粘。cn103042811b公開了一種聚乙烯醇涂布膜的后固化方法來解決聚乙烯醇涂布膜后固化問題，采取控制固化室內(nèi)的溫度調(diào)為35-45℃，濕度調(diào)為<30％，保持24-48小時(shí)的技術(shù)手段來解決聚乙烯醇涂布膜后固化問題；但是此種方法也是治標(biāo)不治本，仍然需要長時(shí)間的后固化時(shí)間，從而延長了生產(chǎn)周期。而且聚乙烯醇薄膜可以被細(xì)菌作為碳源和能源利用的乙烯基聚合物，在細(xì)菌和酶的作用下，46天可降解75%，屬于一種生物可降解高分子材料，但這也是聚乙烯醇薄膜材料的缺點(diǎn)，即抗菌性能差；而且在空氣濕度較大的環(huán)境下聚乙烯醇薄膜容易產(chǎn)生降解，其阻氣性急劇下降；另外聚乙烯醇在涂布過程中易結(jié)塊，對設(shè)備和生產(chǎn)工藝要求較為苛刻。所以開發(fā)一種既能實(shí)現(xiàn)保鮮、又能夠?qū)崿F(xiàn)抗菌性，同時(shí)能夠在濕度較大的環(huán)境下使用的、能夠方便生產(chǎn)的聚乙烯醇（pva）涂布膜具有重要的意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種防霉保鮮改性聚乙烯醇（pva）涂布膜的制備方法，本發(fā)明制備的改性聚乙烯醇（pva）涂布膜不僅具有優(yōu)異的阻隔性能，實(shí)現(xiàn)保鮮效果；而且能夠在濕度較大的環(huán)境下長時(shí)間使用而不產(chǎn)生霉菌；并且聚乙烯醇涂布膜生產(chǎn)方便，無需特殊生產(chǎn)設(shè)備和苛刻生產(chǎn)條件。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的的，一種防霉保鮮改性聚乙烯醇（pva）涂布膜的制備方法，包括以下步驟：1)改性聚乙烯醇涂布液的制備：a)將10g聚乙烯醇加入到200ml40%v乙醇的水溶液中，然后加入硅酸鎂鋰1.6g升溫至86℃以上攪拌分散0.5h得分散液；b)向分散液中加入離子型表面活性劑0.2g、1.4g1,6-萘二磺酸鈉升溫至回流加熱2h；c)降溫至40℃加入凝膠抗凝劑芐基氰乙基纖維素0.2g、涂布液穩(wěn)定劑鉬酸鋅0.4g高速剪切分散30min；d)降溫至室溫，過濾得改性聚乙烯醇涂布液；2)將改性聚乙烯醇涂布液采用鋼絲刮刀涂布法在基材單面或者雙面進(jìn)行涂布，然后再進(jìn)行烘干，得防霉保鮮改性聚乙烯醇（pva）涂布膜。優(yōu)選的，所述聚乙烯醇的分子量為12-15萬，醇解度為87%-89%，20℃下4%wt聚乙烯醇水溶液的粘度為3.6-4.0mpa.s；優(yōu)選的，所述硅酸鎂鋰為納米級粒徑，硅酸鎂鋰的比表面積（bet）為370-380m2/g，2%wt硅酸鎂鋰水的懸浮液ph為10.0-10.4；硅酸鎂鋰中二氧化硅的重量不低于60.2%；優(yōu)選的，所述離子型表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨或十二烷基磺酸鈉；本發(fā)明加入離子型表面活性劑提高了整個(gè)改性聚乙烯醇涂布液各組分的相容性，在涂布液的儲存過程中無明顯顆粒物析出。硅酸鎂鋰呈片狀晶體結(jié)構(gòu)，在水溶液中很容易分散開，在水溶液中形成無色的凝膠，使硅酸鎂鋰與聚乙烯醇具有很好的相容性；本發(fā)明以無機(jī)納米粒子硅酸鎂鋰對聚乙烯醇進(jìn)行改性，凝膠狀的硅酸鎂鋰能夠穩(wěn)定的分散在改性聚乙烯醇涂布液中；純的聚乙烯醇（pva）水溶液的粘度在室溫下及其不穩(wěn)定，一般隨時(shí)間延長而增長，低溫下pva水溶液的粘度增長很快，長時(shí)間低溫將變成膠凍，而本發(fā)明通過鉬酸鋅改性后的聚乙烯醇涂布液可在室溫或者低溫（10℃）下長時(shí)間粘度不發(fā)生明顯變化，解決了聚乙烯醇涂布液隨時(shí)間和溫度的變化而粘度增大，不利于涂布液的涂覆的缺點(diǎn)，延長了涂布液的保質(zhì)期。優(yōu)選的，所述基材厚度為35-80μm；改性聚乙烯醇涂布液在基材上涂布的量為0.4-0.8g/m2，涂布厚度為0.5-10μm；優(yōu)選的改性聚乙烯醇涂布液在基材上涂布的量為0.6-0.7g/m2，涂布厚度為4μm；當(dāng)改性聚乙烯醇涂布液在基材上的涂布量為0.6-0.7g/m2，薄膜的透氧率小于0.4cm3/(m-2.24h-1.0.1mpa-1)，水蒸氣透過量為2.1g.m-2.24h-1。優(yōu)選的，所述基材為bopp薄膜、pe薄膜或pet薄膜，優(yōu)選為bopp薄膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的防霉保鮮改性聚乙烯醇（pva）涂布膜具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)本發(fā)明制備的改性聚乙烯醇涂布液粘度穩(wěn)定、吸水性得到改進(jìn)，有效減小了聚乙烯醇涂布液隨時(shí)間和溫度的變化而粘度變大的弊端，有利于涂布液的涂覆；2)本發(fā)明制備的改性聚乙烯醇涂布液與基材具有良好的附著力，可直接在pet、bopp、pe等薄膜表面涂覆；3)本發(fā)明制備的改性聚乙烯醇涂布液與基材復(fù)合后的薄膜阻隔性能大大增強(qiáng)，改性聚乙烯醇涂布液在bopp基材上涂布的量為0.6-0.7g/m2，涂布厚度為4μm時(shí)阻隔性能最為優(yōu)異，氧氣透過率達(dá)到0.4cm3/(m-2.24h-1.0.1mpa-1)，水蒸氣透過量為2.1g.m-2.24h-1，所以具有優(yōu)異的防霉保鮮性能。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。聚乙烯醇的分子量為12-15萬，醇解度為87%-89%，20℃下4%wt聚乙烯醇水溶液的粘度為3.6-4.0mpa.s；硅酸鎂鋰為納米級粒徑，硅酸鎂鋰的比表面積（bet）為370-380m2/g，2%wt硅酸鎂鋰水的懸浮液ph為10.0-10.4；硅酸鎂鋰中二氧化硅的重量不低于60.2%；上述兩種原料符合以上標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才能使用。實(shí)施例1制備改性聚乙烯醇涂布液：a)將10g聚乙烯醇加入到200ml40%v乙醇的水溶液中，然后加入硅酸鎂鋰1.6g升溫至86℃以上攪拌分散0.5h得分散液；b)向分散液中加入十六烷基三甲基氯化銨0.2g、1.4g1,6-萘二磺酸鈉升溫至回流加熱2h；c)降溫至40℃加入凝膠抗凝劑芐基氰乙基纖維素0.2g、涂布液穩(wěn)定劑鉬酸鋅0.4g高速剪切分散30min；d)降溫至室溫，過濾得改性聚乙烯醇涂布液；對比例1與實(shí)施例1相比，改性聚乙烯醇涂布液制備過程除了不添加涂布液穩(wěn)定劑鉬酸鋅0.4g外其余均勻?qū)嵤├?完全相同。對實(shí)施例1和對比例1制備的改性聚乙烯醇涂布液進(jìn)行粘度隨時(shí)間的變化測試，研究改性聚乙烯醇涂布液粘度的穩(wěn)定性，結(jié)果如表1所示：表1涂布液粘度在恒溫條件下隨時(shí)間的變化以上結(jié)果表明，本發(fā)明實(shí)施例1制備的改性聚乙烯醇涂布液在10-30℃下粘度短時(shí)間內(nèi)不會發(fā)生明顯增大，適合在室溫在基材進(jìn)行涂覆；對比例1表明，本發(fā)明在改性聚乙烯醇涂布液的制備過程中，穩(wěn)定劑鉬酸鋅對粘度的控制起了重要作用。實(shí)施例2制備防霉保鮮改性聚乙烯醇（pva）涂布膜將實(shí)施例1制備的改性聚乙烯醇涂布液采用鋼絲刮刀涂布法在厚度為50微米的基材（pet、bopp、pe）單面進(jìn)行涂布，然后在50℃下進(jìn)行烘干5h，得防霉保鮮改性聚乙烯醇（pva）涂布膜，基材上涂布的量為0.4g/m2，涂布厚度為0.8μm；按照gb/t8808-1988中的方法測試其剝離強(qiáng)度（剝離時(shí)角度為180℃，在萬能電子拉力機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，拉伸速度300mm/min），結(jié)果如表2所示：表2涂布液在不同基材上的附著力-剝離強(qiáng)度基材剝離強(qiáng)度n/15mmpet7.23bopp14.16pe8.13以上試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的改性聚乙烯醇涂布液與pet、bopp或pe基材均具有較好的附著力，尤其是與bopp的附著力達(dá)到14.16n/15mm。以bopp為基材，以氣體透過量為參考指標(biāo)研究改性聚乙烯醇涂布液涂布量對透氣性能的影響(涂布結(jié)束后又復(fù)合了一層pe膜)，操作方法為gb1038-2000，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示：表3涂膜量與透過率的關(guān)系以上結(jié)果表明，改性聚乙烯醇涂布液的涂布量對制備出的涂布膜的阻隔性能具有重要影響，當(dāng)改性聚乙烯醇涂布液涂布量為0.6g/m2時(shí)（膜厚約4μm），阻隔性能達(dá)到最優(yōu)，優(yōu)異的阻隔性能能夠起到保鮮防霉的作用。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的實(shí)施方式做出各種改變、替換和變更。當(dāng)前第1頁12