[發明專利]基于包裝基材的綠色阻隔納米纖維素涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202110962520.0
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113817359A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 雷婉青;裴慧;方長青;李淑慧;周星
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C09D101/04
• 分類號: C09D101/04;C08B15/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 徐瑤

本發明公開的一種基于包裝基材的綠色阻隔納米纖維素涂層，按重量百分比，由以下組分組成：印刷包裝廢紙0.2％～0.86％、脫墨劑0.04％～0.17％、質量濃度為55％～63％的硫酸15.61％～63.91％、去離子水34.32％～83.97％、包裝基材0.36％～0.96％，上述組分重量百分比之和為100％。還提供了綠色阻隔納米纖維素涂層的制備方法，該方法實現印刷包裝廢紙的再生資源化，開拓基于包裝基材的功能性可降解納米纖維素涂層的生產途徑。

技術領域

本發明屬于廢棄物回收再利用和有機納米材料提取及涂層制備領域，具體涉及一種基于包裝基材的綠色阻隔納米纖維素涂層，還涉及一種基于包裝基材的綠色阻隔納米纖維素涂層的制備方法。

背景技術

包裝是實現商品價值和使用價值的一種手段，與人們的生活密切相關。近年來，包裝行業得到迅速發展。包裝材料，作為包裝的重要組成部分，直接影響產品的質量、展示效果、貨架壽命等。塑料，因質輕、耐用、成本低、加工方便、生產技術成熟等優點，在包裝材料中得到廣泛應用，例如常見的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。對于塑料包裝而言，透明性是進行產品展示的前提條件，阻隔性則與產品的貨架壽命密切相關。因此，對于包裝基材透明性、阻隔性等的研究是開發高性能包裝基材的重要研究方向。塑料包裝雖給生活帶來了便利，然而，它的不可降解性也產生了嚴重的環境生態問題。因此，對于阻隔性綠色透明包裝材料的研發意義重大。

纖維素作為自然界中含量最豐富的天然碳水化合物聚合物，具有可再生、可生物降解、安全性高等特點。處于納米尺度的纖維素，即納米纖維素，作為一種納米級生物質基高分子材料，除了具有纖維素的特性外，還擁有獨特的宏觀理化性質，例如，納米尺寸效應、高透明度、高彈性模量、無毒、生物相容性等，被廣泛應用于生物醫學、復合材料、食品包裝等各個領域。納米纖維素富含羥基，極易形成分子內與分子間氫鍵，在氫鍵的驅動下，納米纖維可進行自組裝形成納米纖維素薄膜。納米纖維素薄膜，是一種無毒、可降解、透明度高、阻隔性優異的天然高分子材料，因此，在制備阻隔性可降解材料方面具有巨大的前景。

本專利以印刷包裝廢紙為原料制備納米纖維素，通過簡單的物理靜置涂覆法，實現基于包裝基材的綠色阻隔納米纖維素涂層的制備，既達到了廢紙再生資源化的目的，又提供了一種生產綠色阻隔納米纖維素涂層的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于包裝基材的綠色阻隔納米纖維素涂層，該涂層透明度高，具有良好的氧氣及水蒸氣阻隔性。

本發明的另一個目的是提供一種基于包裝基材的綠色阻隔納米纖維素涂層的制備方法，該方法實現印刷包裝廢紙的再生資源化，開拓基于包裝基材的功能性可降解納米纖維素涂層的生產途徑。

本發明所采用的技術方案是，一種基于包裝基材的綠色阻隔納米纖維素涂層，按重量百分比由以下組分組成：印刷包裝廢紙0.2％～0.86％、脫墨劑0.04％～0.17％、質量濃度為55％～63％的硫酸15.61％～63.91％、去離子水34.32％～83.97％、包裝基材0.36％～0.96％，上述組分重量百分比之和為100％。

本發明的特征還在于，

印刷包裝廢紙為辦公室A4紙、白卡紙或瓦楞紙。

包裝基材為PE、PP或PET。

本發明所采用的另一個技術方案是，一種基于包裝基材的綠色阻隔納米纖維素涂層的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，按重量百分比分別稱取以下組分：印刷包裝廢紙0.2％～0.86％、脫墨劑0.04％～0.17％、質量濃度為55％～63％的硫酸15.61％～63.91％、去離子水34.32％～83.97％、包裝基材、0.36％～0.96％，上述組分重量百分比之和為100％；