本发明涉及包装技术领域，特别是涉及一种防霉保鲜涂层材料及其制备方法和应用。
背景技术：
在包装技术领域多采用真空包装或者在包装材料中添加防霉剂来保存食品，利用真空环境来防止食品发霉和变质。然而采用真空包装打包不方便，不适用于需经常取用的食品。在包装材料中添加防霉剂，其防霉性能不稳定。因此必须提供一种防霉性能较好且能够适用于非真空环境包装的防霉保鲜涂层材料及其制备方法和应用。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种防霉性能较好且能够适用于非真空环境包装的防霉保鲜涂层材料及其制备方法和应用。
一种防霉保鲜涂层材料，按重量份数计，包括以下组分：成膜树脂10～30份、溶剂10～60份、无机粉体1～5份、防霉剂0.5～6份及表面活性剂0.1～1份；其中所述成膜树脂选自丁苯乳液、丙烯酸酯乳液及聚氨酯乳液中的至少一种，所述无机粉体选自氧化锌及二氧化钛中的至少一种。
上述防霉保鲜涂层材料，采用该成膜树脂形成的涂层结构稳定性好，其本身对霉菌具有一定的阻隔作用；同时加入防霉剂和该无机粉体，该无机粉体可在光照条件下发生电子跃迁形成电子空穴对，从而对防霉剂杀灭霉菌起到催化促进作用，进而提高了涂层材料的防霉性能；采用溶剂和表面活性剂保证形成的防霉保鲜涂层材料均匀及流平性好，使得形成的涂层的结构和抑菌杀菌稳定。
该防霉保鲜涂层材料能有效在薄膜、纸、木材等片材上涂布，有效地起到防霉、抑菌杀菌的作用，其通用性强，应用范围广，特别适用于涂布在包装产品的内壁，形成具有防霉、抑菌杀菌的作用的包装材料。该包装材料能够适用于非真空环境包装，起到防止食品等发霉及变质的作用，无需真空打包，避免了采用真空包装打包不方便，不适用于需经常取用的食品的问题。
在其中一个实施例中，按重量份数计，所述成膜树脂为20～30份，所述溶剂为20～40份，所述无机粉体为2～4份，所述防霉剂为2～5份，所述表面活性剂为0.2～0.5份。
在其中一个实施例中，按重量份数计，所述成膜树脂为20～25份，所述溶剂为30～40份，所述无机粉体为3～4份，所述防霉剂为3～5份，所述表面活性剂为0.3～0.5份。
在其中一个实施例中，所述成膜树脂为丙烯酸酯乳液及聚氨酯乳液的混合物。
在其中一个实施例中，所述防霉剂选自异抗坏血酸盐及山梨酸盐中的至少一种，所述溶剂为水。
在其中一个实施例中，所述表面活性剂选自脂肪酸甘油酯、脂肪酸失水山梨醇酯及聚山梨酯中的至少一种。
上述防霉保鲜涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
提供原料，所述原料包括上述组分；
将所述原料的各组分混合均匀，得到所述防霉保鲜涂层材料。
在其中一个实施例中，所述将所述原料的各组分混合均匀得到所述防霉保鲜涂层材料的步骤具体包括以下步骤：
先将所述防霉剂与所述溶剂混合均匀，再依次加入所述无机粉体、所述表面活性剂及所述成膜树脂混合均匀，得到所述防霉保鲜涂层材料。
在其中一个实施例中，还包括对所述防霉保鲜涂层材料的细度控制步骤：控制所述防霉保鲜涂层材料的细度为10μm以下。
上述防霉保鲜涂层材料在制备包装材料中的应用。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式的防霉保鲜涂层材料，按重量份数计，包括以下组分：成膜树脂10～30份、溶剂10～60份、无机粉体1～5份、防霉剂0.5～6份及表面活性剂0.1～1份；其中成膜树脂选自丁苯乳液、丙烯酸酯乳液及聚氨酯乳液中的至少一种，无机粉体选自氧化锌及二氧化钛中的至少一种。
上述防霉保鲜涂层材料，采用该成膜树脂形成的涂层结构稳定性好，其本身对霉菌具有一定的阻隔作用；同时加入防霉剂和该无机粉体，该无机粉体可在光照条件下发生电子跃迁形成电子空穴对，从而对防霉剂杀灭霉菌起到催化促进作用，进而提高了涂层材料的防霉性能；采用溶剂和表面活性剂保证形成的防霉保鲜涂层材料均匀及流平性好，使得形成的涂层的结构和抑菌杀菌稳定。
该防霉保鲜涂层材料能有效在薄膜、纸、木材等片材上涂布，有效地起到防霉、抑菌杀菌的作用，其通用性强，应用范围广，特别适用于涂布在包装产品的内壁，形成本身具有防霉、抑菌杀菌的作用的包装材料。该包装材料能够适用于非真空环境包装，起到防止食品等发霉及变质的作用，无需真空打包，避免了采用真空包装打包不方便，不适用于需经常取用的食品的问题。
优选地，按重量份数计，成膜树脂为20～30份，溶剂为20～40份，无机粉体为2～4份，防霉剂为2～5份，表面活性剂为0.2～0.5份。在该配比内得到的防霉保鲜涂层材料的防霉、抑菌杀菌的作用更优。
更优选地，按重量份数计，成膜树脂为20～25份，溶剂为30～40份，无机粉体为3～4份，防霉剂为3～5份，表面活性剂为0.3～0.5份。
优选地，成膜树脂为丙烯酸酯乳液及聚氨酯乳液的混合物。更优选地，成膜树脂为丙烯酸酯乳液及聚氨酯乳液两种时，两者的重量比为1:1。如此综合了两者的优良性能，得到的防霉保鲜涂层的机械性能优良，坚硬耐磨，具有高耐候性、高丰满度、高弹性及高硬度的优点。
优选地，无机粉体为二氧化钛和氧化锌的混合物。优选地，无机粉体为重量比为1:1的二氧化钛和氧化锌。优选地，无机粉体的粒径为10μm以下。优选地，无机粉体为纳米无机粉体。
在其中一个实施例中，防霉剂选自异抗坏血酸盐及山梨酸盐中的至少一种。该类防霉剂为强氧化性的防霉剂，正是利用其强氧化性性能有效杀灭霉菌，且该类防霉剂安全无毒，防霉性能稳定，有效时间长。具体地，防霉剂选自异抗坏血酸钠及山梨酸钠中的至少一种。且该防霉剂的水溶性好。更优选地，异抗坏血酸盐为d-异抗坏血酸钠。
在其中一个实施例中，溶剂为水，采用水作溶剂，绿色环保。
在其中一个实施例中，表面活性剂选自脂肪酸甘油酯、脂肪酸失水山梨醇酯及聚山梨酯中的至少一种。采用该类非离子型表面活性剂，其不与其他组分发生化学反应，表面活性剂可使防霉剂在成膜树脂中分散更加均匀，有利于促进形成稳定的防霉保鲜涂层材料，且避免了加入表面活性剂对其他组分影响导致性能改变，而该类非离子型表面活性剂可显著改善防霉保鲜涂层材料的涂布流平性。
可以理解，在其他实施例中，防霉保鲜涂层材料还可包括乳化剂、防沉降剂等其他助剂。具体地，防沉降剂可为气相二氧化硅。
本发明还提供了一实施方式的防霉保鲜涂层材料的制备方法，包括以下步骤s1～s2。
步骤s1：提供原料，原料包括上述组分。
按重量份数计，原料包括以下组分：成膜树脂10～30份、溶剂10～60份、无机粉体1～5份、防霉剂0.5～6份及表面活性剂0.1～1份；其中成膜树脂选自丁苯乳液、丙烯酸酯乳液及聚氨酯乳液中的至少一种，无机粉体选自氧化锌及二氧化钛中的至少一种。
步骤s2：将原料的各组分混合均匀，得到防霉保鲜涂层材料。
在其中一个实施例中，步骤s2包括以下步骤：先将防霉剂与溶剂混合均匀，再依次加入无机粉体、表面活性剂及成膜树脂混合均匀，得到防霉保鲜涂层材料。
在其中一个实施例中，还包括对防霉保鲜涂层材料的细度控制步骤：控制防霉保鲜涂层材料的细度为10μm以下。对防霉保鲜涂层材料的细度控制步骤具体为：将防霉保鲜涂层材料置于砂磨机中，采用研磨介质研磨，采用细度板检测控制细度为10μm以下。具体地，研磨介质为玻璃珠、硅酸锆珠、氧化锆珠等。其中细度是指防霉保鲜涂层材料内颗粒的大小或分散的均匀程度，以微米来表示。
上述防霉保鲜涂层材料的制备方法，工艺简单，易于实现。得到的防霉保鲜涂层材料，采用该成膜树脂形成的涂层结构稳定性好，其本身对霉菌具有一定的阻隔作用；同时加入防霉剂和该无机粉体，该无机粉体可在光照条件下发生电子跃迁形成电子空穴对，从而对防霉剂杀灭霉菌起到催化促进作用，进而提高了涂层材料的防霉性能；采用溶剂和表面活性剂保证形成的防霉保鲜涂层材料均匀及流平性好，使得形成的涂层的结构和抑菌杀菌稳定。
制得的防霉保鲜涂层材料能有效在薄膜、纸、木材等片材上涂布，有效地起到防霉、抑菌杀菌的作用，因此其应用范围广，特别适用于涂布在包装产品的内壁，形成本身具有防霉、抑菌杀菌的作用的包装材料。该包装材料能够适用于非真空环境包装，起到防止食品等发霉及变质的作用，避免了采用真空包装打包不方便，不适用于需经常取用的食品的问题。
本发明还提供了上述防霉保鲜涂层材料在制备包装材料中的应用。
在其中一个实施例中，将上述防霉保鲜涂层材料涂覆于包装材料的本体上且经热处理形成防霉保鲜涂层，制得包装材料。
优选地，防霉保鲜涂层形成于包装材料的本体内壁。具体如可涂覆于常用的塑料包装袋的内壁，可理解，塑料包装袋的外壁也可涂覆有该涂层。
优选的，热处理的条件为于80～120℃处理12～15s。优选的，防霉保鲜涂层的厚度为0.5～10μm。
以下为具体实施例。
实施例1
一种防霉保鲜涂层材料，按重量份数计，包括以下组分：成膜树脂20份、溶剂40份、无机粉体3份、防霉剂5份及表面活性剂0.3份。其中成膜树脂为重量比为1:1的丙烯酸酯乳液及聚氨酯乳液，溶剂为水，无机粉体为二氧化钛，防霉剂为d-异抗坏血酸钠，表面活性剂为脂肪酸甘油酯。
上述防霉保鲜涂层材料的制备方法：提供上述组分的原料。先将防霉剂与溶剂混合均匀，再依次加入无机粉体、表面活性剂及成膜树脂混合均匀，得到防霉保鲜涂层材料。将防霉保鲜涂层材料置于砂磨机中，采用硅酸锆珠作为研磨介质研磨，采用细度板检测控制细度为9μm。
上述防霉保鲜涂层材料的应用：将防霉保鲜涂层材料涂敷于包装袋的本体上，再于100℃处理12s，得到包装材料，其中防霉保鲜涂层的厚度为5μm。
实施例2
一种防霉保鲜涂层材料，按重量份数计，包括以下组分：成膜树脂25份、溶剂30份、无机粉体4份、防霉剂3份及表面活性剂0.5份。其中成膜树脂为丙烯酸酯乳液，溶剂为水，无机粉体为重量比为1:1的二氧化钛和氧化锌，防霉剂为山梨酸钠，表面活性剂为聚山梨酯。
上述防霉保鲜涂层材料的制备方法：提供上述组分的原料。先将防霉剂与溶剂混合均匀，再依次加入无机粉体、表面活性剂及成膜树脂混合均匀，得到防霉保鲜涂层材料。将防霉保鲜涂层材料置于砂磨机中，采用硅酸锆珠作为研磨介质研磨，采用细度板检测控制细度为10μm。
上述防霉保鲜涂层材料的应用：将防霉保鲜涂层材料涂敷于包装袋的本体上，再于120℃处理14s，得到包装材料，其中防霉保鲜涂层的厚度为0.5μm。
实施例3
一种防霉保鲜涂层材料，按重量份数计，包括以下组分：成膜树脂30份、溶剂10份、无机粉体5份、防霉剂2份及表面活性剂0.2份。其中成膜树脂为丁苯乳液，溶剂为水，无机粉体为氧化锌，防霉剂为d-异抗坏血酸钠，表面活性剂为脂肪酸失水山梨醇酯。
上述防霉保鲜涂层材料的制备方法：提供上述组分的原料。先将防霉剂与溶剂混合均匀，再依次加入无机粉体、表面活性剂及成膜树脂混合均匀，得到防霉保鲜涂层材料。将防霉保鲜涂层材料置于砂磨机中，采用硅酸锆珠作为研磨介质研磨，采用细度板检测控制细度为9μm。
上述防霉保鲜涂层材料的应用：将防霉保鲜涂层材料涂敷于包装袋的本体上，再于80℃处理15s，得到包装材料，其中防霉保鲜涂层的厚度为10μm。
实施例4
实施例4的防霉保鲜涂层材料及其制备方法和应用，与实施例1基本相同，不同之处在于，成膜树脂为10份、溶剂为60份、无机粉体为1份、防霉剂为0.5份及表面活性剂为1份。
实施例5
实施例5的防霉保鲜涂层材料及其制备方法和应用，与实施例1基本相同，不同之处在于，成膜树脂为15份、溶剂为20份、无机粉体为2份、防霉剂为6份及表面活性剂为0.1份。
对比例1
对比例1的防霉保鲜涂层材料及其制备方法和应用，与实施例1基本相同，不同之处在于，成膜树脂为聚偏二氯乙烯。
对比例2
对比例2的防霉保鲜涂层材料及其制备方法和应用，与实施例1基本相同，不同之处在于，不含有无机粉体二氧化钛。
实施例1～5的防霉保鲜涂层材料，其形成的防霉保险涂层的稳定性及硬度等机械强度远高于对比例1～2的防霉保鲜涂层材料。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。