專利名稱：食品包裝用膠乳及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種膠乳，尤其是食品包裝用膠乳及其制備方法和應用，屬于新型高分子材料領域。
背景技術：
聚偏二氯乙烯(PVDC)是一種無毒無味、安全可靠的高阻隔性材料，聚偏二氯乙烯(PVDC)膠乳在食品包裝中已得到了廣泛的應用，除具有塑料的一般性能外，還具有耐油性、耐腐蝕性、保味性以及優異的防潮、防霉、可直接與食品進行接觸等性能，同時還具有優良的印刷性能。專利CN1535814A公開一種PVDC層壓復合耐高溫蒸煮食品包裝膜，中間層PVDC(偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物薄膜)分別通過雙組分聚氨酯型無溶劑粘接劑與兩側的兩層相連，主要解決食品包裝膜的高阻隔、透明型、耐高溫的問題。專利CN101306743A公開一種牛奶包裝膜，外層薄膜為聚偏二氯乙烯薄膜，粘合劑為單、雙組分聚氨酯型溶劑或無溶劑粘合齊IJ中的其中一種，內側的薄膜為黑白聚乙烯薄膜，主要解決材料易吸水、阻隔性低等問題。上述現有技術中的食品包裝材料均為多層復合結構，在涂布層與基層間需設置粘合劑層，以保證制得的包裝薄膜不變形、不開裂，存在生產工藝復雜、設備要求高，產品價格高等問題。現有技術均未提出一種食品包裝用膠乳，在涂布食品包裝基材時只需涂布該膠乳，即可使食品包裝具有高阻隔性、耐油性、耐腐蝕性、保味性、防潮、防霉、可直接與食品進行接觸等性能。本發明膠乳涂布食品包裝時，無需涂布底膠，大大降低了食品包裝生產成本，且避免現有聚氨酯底膠帶來的環境污染問題；同時本發明膠乳具有穩定性好，長期貯存不破乳，涂布量小，易涂布，單體殘留量低，制造簡單等優點
發明內容
針對現有技術中存在的以上技術問題，本發明提供一種可涂布于聚丙烯薄膜上的食品包裝用膠乳及其制備方法和應用，其穩定性好、長期貯存不破乳、涂布量小、易涂布，可替代原有溶劑型聚氨酯底膠，安全性好、環保，可直接涂布于薄膜基材上，無需涂布底膠，大大節約食品包裝生產成本；該膠乳制備方法簡單，生產條件可控；由其涂布的食品包裝薄膜，具有高阻隔性、耐油性、耐腐蝕性、保味性、防潮、防霉、可直接與食品進行接觸、阻燃等性能。本發明是通過以下技術方案實現的食品包裝用膠乳，由以下反應原料通過乳液聚合方式共聚而成，反應原料及重量份為(I)單體混合物50份，所述單體混合物包括占混合單體總重量89-91%的偏二氯乙烯、占混合單體總重量4-6%的丙烯酸-2-乙基己酯、占混合單體總重量O. 3-0. 7%的丙烯腈和占混合單體總重量4-6%的甲基丙烯酸；(2)引發劑，所述引發劑包括有機過氧化物O. 04-0. 12份和甲醛合次硫酸氫鈉O. 04-0. 12 份;
(3)種子聚合乳化劑，所述種子聚合乳化劑包括選自磺酸鈉類化合物中的任意一種O. 06份和MA-80 (化學名為磺基琥珀酸甲基異丁基甲酯鹽，或稱為丁二酸二己酯磺酸鈉)O. 14 份；(4)混合乳化劑，所述混合乳化劑包括C0PS-1 (化學名為2-烯丙基醚-3-羥基丙烷-1-磺酸鈉)0. 6份和2A-1乳化劑(化學名為烷基二苯醚二磺酸鹽，商品名為D0WFAX8390，或為 D0WFAX30599) O. 5 份；(5)助劑，所述助劑包括醋酸銨O. 012份和氯化亞鐵O. 0005份。優選地，所述引發劑中有機過氧化物為叔丁基過氧化氫；所述種子聚合乳化劑中磺酸鈉類化合物為十二烷基苯磺酸鈉。本發明還提供所述食品包裝用膠乳的制備方法，采用種子聚合方法制備，具體制備步驟包括(I)混合單體配制將所述偏二氯乙烯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈混合后攪拌2h，備用；(2)混合乳化劑配制將所述C0PS-1、2A_1乳化劑、甲基丙烯酸混合后，加水稀釋至10份，高速攪拌混勻，備用；(3)引發劑配制將所述兩種引發劑分別稀釋至質量百分濃度為2%，備用；(4)種子聚合反應將去離子水或軟水32份、所述助劑、所述種子聚合乳化劑加入反應釜中，封釜，用氮氣置換3次，抽真空，吸入占步驟I配制好的混合單體總重量5%的混合單體，冷分散O. 5h，升 溫至47°C，以8kg/48h的速度連續泵入配制好的引發劑，控制反應溫度為55°C，當壓力降至O. 01-0. 03MPa時，種子聚合結束，得到種子膠乳；(5)乳液聚合以16h加完的速度連續泵入步驟2配制好的混合乳化劑、步驟I制得的剩余的混合單體，當壓力降至O -O. OlMPa時，反應結束，加微晶石蠟，抽真空，底閥不打開脫吸lh，溫度升至70°C保持lh，底閥微開，脫吸2h，然后加入O.1MPa的水蒸汽，過濾，得到共聚乳液。本發明還提供所述食品包裝用膠乳在涂覆食品包裝薄膜中的應用。本發明還提供涂覆所述食品包裝用膠乳的食品包裝薄膜。本發明乳液在混合乳化劑中加入了反應型乳化劑，改善了乳液的穩定性；進一步地，單體甲基中丙烯酸在乳液聚合階段與反應型乳化劑一同加入，由于丙烯酸水溶性好，其對乳化劑的包裹性好，制得的聚合物粒徑分布均勻，乳液穩定性好，可達到常溫下存放2年不破乳、無沉淀的效果。此外，制得的乳液膠粘性好，可在不涂布底膠的情況下，直接涂布于食品包裝薄膜等薄膜基材上，代替現有聚氨酯底膠。本發明制備方法中，采用了特定的加料時間和工藝控制參數，添加了助劑醋酸銨，使得制備的乳液具有良好的穩定性；進一步地，在真空脫吸步驟前，加入微晶石蠟，可起到消泡作用，改善真空脫吸效果，從而降低單體殘留量，且冷卻后微晶石蠟呈固態，能夠通過過濾進行回收利用。本發明可制得固含量約為50%的共聚膠乳，可涂布于聚丙烯薄膜上，用于食品包裝。該膠乳穩定性好、長期貯存不破乳、涂布量小、易涂布，安全性好、環保，大大節約食品包裝生產成本；該膠乳制備方法簡單，生產條件可控；由其涂布的食品包裝薄膜，具有高阻隔性、耐油性、耐腐蝕性、保味性、防潮、防霉、可直接與食品進行接觸、阻燃等性能。
制得的乳液可以用以下方法測定
權利要求
1.一種食品包裝用膠乳，其特征是該膠乳由以下反應原料通過乳液聚合方式共聚而成,反應原料及重量份為(1)單體混合物50份，所述單體混合物包括占混合單體總重量89-91%的偏二氯乙烯、 占混合單體總重量4-6%的丙烯酸-2-乙基己酯、占混合單體總重量O. 3-0. 7%的丙烯腈和占混合單體總重量4-6%的甲基丙烯酸；(2)引發劑，所述引發劑包括有機過氧化物O.04-0. 12份和甲醛合次硫酸氫鈉O.04-0. 12 份;(3)種子聚合乳化劑，所述種子聚合乳化劑包括選自磺酸鈉類化合物中的任意一種O.06 份和 MA-80 為 O. 14 份；(4)混合乳化劑，所述混合乳化劑包括C0PS-1為O.6份和2A-1乳化劑為O. 5份；(5)助劑，所述助劑包括醋酸銨O.012份和氯化亞鐵O. 0005份。
2.根據權利要求1所述的食品包裝用膠乳，其特征是所述引發劑中有機過氧化物為叔丁基過氧化氫。
3.根據權利要求1所述的食品包裝用膠乳，其特征是所述種子聚合乳化劑中磺酸鈉類化合物為十二烷基苯磺酸鈉。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的食品包裝用膠乳的制備方法，其特征在于采用種子聚合方法制備，具體制備步驟包括(1)混合單體配制將所述偏二氯乙烯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈混合后攪拌2h，備用；(2)混合乳化劑配制將所述C0PS-1、2A-1乳化劑、甲基丙烯酸混合后，加水稀釋至10 份，高速攪拌混勻，備用；(3)引發劑配制將所述兩種引發劑分別稀釋至質量百分濃度為2%，備用；(4)種子聚合反應將去離子水或軟水32份、所述助劑、所述種子聚合乳化劑加入反應釜中，封釜，用氮氣置換3次，抽真空，吸入占步驟I配制好的混合單體總重量5%的混合單體，冷分散O. 5h，升溫至47°C，以8kg/48h的速度連續泵入配制好的引發劑，控制反應溫度為55°C，當壓力降至O. 01-0. 03MPa時，種子聚合結束，得到種子膠乳；(5)乳液聚合以16h加完的速度連續泵入步驟2配制好的混合乳化劑、步驟I制得的剩余的混合單體，當壓力降至O -O. OlMPa時，反應結束，加微晶石蠟，抽真空，底閥不打開脫吸lh，溫度升至70°C保持lh，底閥微開，脫吸2h，然后加入O.1MPa的水蒸汽，過濾，得到共聚乳液。
5.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的食品包裝用膠乳在涂覆食品包裝薄膜中的應用。
6.涂覆根據權利要求1至3中任一權利要求所述的食品包裝用膠乳的食品包裝薄膜。
全文摘要
本發明公開了一種食品包裝用膠乳及其制備方法和應用，其以一定量的偏二氯乙烯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈和甲基丙烯酸為混合單體，選用特定的種子乳化劑和混合乳化劑，采用特定的種子乳液聚合方法制得。其可直接涂布于食品包裝薄膜基材上，無需涂布底膠，大大節約食品包裝生產成本。由其涂布的食品包裝薄膜，具有高阻隔性、耐油性、耐腐蝕性、保味性、防潮、防霉、可直接與食品進行接觸、阻燃等性能，且單體殘留量低。該膠乳穩定性優異。
文檔編號C08F220/18GK103044603SQ20121057230
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者方勇, 邢青濤 申請人:海南必凱水性涂料有限公司