专利名称：提高纸制品疏水和疏油性组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种疏水和疏油性组合物，特别涉及赋予纸制包装材料及制品和纸制一次性餐具优异的拒水、拒油性的疏水和疏油性组合物及其制备方法。
背景技术：
塑料包装材料及制品和塑料一次性餐具对环境的影响已引起人们的广泛关注，有些方面已经限制其使用。纸制包装材料及制品和纸制一次性餐具是一种新兴高档材料，它环保，可以印刷，并有一定的拒水性。且耐折、耐磨，可回收再生利用，对环境无污染，是替代塑料的理想材料。近年来纸制包装材料及制品和一次性餐具已风行发达国家，在我国也得到广泛的重视。
纸制包装材料及制品和一次性餐具强度较差，耐水、耐油性低，使用时间稍长就会产生渗透现象，特别是接触对油性物品的材料。
表面涂布和施胶工艺已给纸制品带来显而易见的优点，包括制品强度的增加、纸制品外观和印刷质量的提高等。在表面涂布和施胶中人们已注意到了耐水和耐油性能，并有文章和专利披露利用改性淀粉、液体石蜡等组分改善纸制品的拒水、拒油性能。尽管不同的材料对不同的纸制品的性能有改善，但人们还是在不断的寻找更有效的阻挡水和油脂的方法。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种提高纸制品疏水和疏油性组合物，以解决目前纸制品及纸制包装材料等强度差，耐水、耐油性低，使用时间稍长就会产生渗透现象的问题。
本发明的再一目的是提供一种提高纸制品疏水和疏油性组合物的制备方法。
本发明采取在涂布材料中加入有机氟乳液或在上光油中加入有机氟乳液，能够有效的提高纸制品及纸制包装材料和一次性餐具的耐水、耐油性。
本发明的提高纸制品疏水和疏油性组合物，其由固体含量和水组成，以重量份计的固体含量组成包括填料或填料和颜料 50～100份粘合剂1～20份有机氟树脂乳液1～10份可交联石蜡乳液0.5～15份流变改性剂0.05～5份其中颜料的加入量≤10％填料和颜料总量；水的加入量是足以维持所需固体的含水量，固体含量通常占组合物重量的20％～80％。
本发明组合物的固体含量中可进一步加入润滑剂、分散剂、消泡剂等。
所述的填料包括高岭土、碳酸钙、瓷土、硅藻土、硫酸钡、滑石粉或它们的任意混合物。
所述的颜料包括二氧化钛或立德粉等。
所述的粘合剂可以是淀粉及其改性物、大豆蛋白、酪蛋白、聚醋酸乙烯酯、苯乙烯丁二烯胶乳、丙烯酸胶乳或它们的任意混合物等。
所述的有机氟树脂乳液为丙烯酸氟烃酯类树脂乳液，它具有极低的表面张力，表现出优异的疏水性和疏油性。有机氟树脂乳液的表面张力很低，其润湿性和渗透力好，可以在各种不同物质的表面很容易润湿和铺展。在溶剂(水)挥发后可形成微观不连续的膜，使其宏观上具有优异的拒水拒油性，在微观上还具有制品的可书写和印刷性。
所述的有机氟树脂乳液可为丙烯酸氟烃酯类树脂乳液，如美国3M公司的Scotchgard FC、杜邦公司的Zepel、日本大金工业株式会社的Unidyne TG、旭硝子公司的Asahigard AG或汽巴的Oleophobol C等。
所述的流变改性剂可以是藻酸钠、羧甲基纤维素或高粘度羟乙基纤维素等。
本发明的提高纸制品疏水和疏油性组合物的制备方法是将50～100份的填料或填料和颜料制备成水浆液，高速搅拌，在转入低速搅拌的同时加入1～20份的粘合剂，1～10份的有机氟树脂乳液，0.5～15份的可交联石蜡乳液，0.05～5份的流变改性剂，最后加水稀释，使其固含量为20％～80％。
本发明组合物在使用时可根据本领域人员需要加入一些润滑剂、分散剂、消泡剂等，以消除组合物中填料或颜料的分散不均匀等缺陷。
本发明的组合物可通过各种方法将涂料组合物涂布到纸张或纸版表面上，以便得到一定的涂覆量，然后干燥形成最终的纸制品。对于将涂料组合物涂布到纸表面上，可使用本领域熟知的各种方法。最常用的如用气刀涂布机、拖刀涂布机、倒置式刮刀涂布机、辊式涂布机等方法。本发明所述的纸制品包括各种包装用纸纸板，一次性餐具用纸版等可能接触水和油脂的纸制品。
本发明组合物中由于使用了有机氟树脂乳液，使组合物中的有机氟树脂乳液在纸制品表面形成不连续分散，使纸制品在宏观上具有优异的拒水拒油性，在微观上还具有孔隙结构，以保证纸的可书写和印刷性。
具体实施例方式
实施例1，以重量份计。
涂料配方为瓷土 100份苯乙烯丁二烯胶乳 10份日本旭硝子公司AG-710有机氟树脂乳液5份可交联石蜡乳液4份羧甲基纤维素 0.2份水适量将100份瓷土制成含固量为65％的水浆液，高速搅拌1小时，在转入低速搅拌并同时依次加入10份苯乙烯丁二烯胶乳、5份有机氟树脂乳液AG-710、4份可交联石蜡乳液、0.2份羧甲基纤维素，最后加水稀释，使其固含量为60％。
实施例2，以重量份计。
涂料配方为碳酸钙100份丙烯酸乳胶12份汽巴的Oleophobol C有机氟树脂乳液 8份可交联石蜡乳液2份高粘度羟乙基纤维 0.2份水适量将100份碳酸钙制成含固量为70％的水浆液，高速搅拌1小时，在转入低速搅拌并同时依次加入10份丙烯酸乳胶、8份有机氟树脂乳液OleophobolC、2份可交联石蜡乳液、0.2份高粘度羟乙基纤维，最后加水稀释，使其固含量为65％。
实施例3，以重量份计。
涂料配方为二氧化钛 50份淀粉 10份美国3M公司的Scotchgard FC有机氟树脂乳液 6份可交联石蜡乳液3份高粘度羟乙基纤维 0.2份水适量10份淀粉，以12％重量浓度将淀粉悬浮于冷水(20℃)中，然后用连续的蒸汽注射喷射熬煮使悬浮的淀粉分散，其中淀粉浆液以67psia的压力和148℃的温度泵入“熬煮室”的蒸汽流中。收集样品并冷却至65℃待用。同时将50份二氧化钛制成含固量为50％的水浆液，高速搅拌1小时，在转入低速搅拌并同时依次加入已制备好的淀粉浆液80份、8份有机氟树脂乳液Scotchgard FC、3份可交联石蜡乳液、0.2份高粘度羟乙基纤维，最后加水稀释，使其固含量为50％。
权利要求
1.一种提高纸制品疏水和疏油性组合物，其特征是所述的组合物由固体含量和水组成，以重量份计的固体含量组成包括填料或填料和颜料50～100份粘合剂 1～20份有机氟树脂乳液 1～10份可交联石蜡乳液 0.5～15份流变改性剂 0.05～5份其中颜料的加入量≤10％填料和颜料总量；水的加入量是足以维持所需固体的含水量，固体含量占组合物重量的20％～80％；所述的填料包括高岭土、碳酸钙、瓷土、硅藻土、硫酸钡、滑石粉或它们的任意混合物；所述的颜料包括二氧化钛或立德粉；所述的有机氟树脂乳液是丙烯酸氟烃酯类树脂乳液。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述的粘合剂是淀粉及其改性物、大豆蛋白、酪蛋白、聚醋酸乙烯酯、苯乙烯丁二烯胶乳、丙烯酸胶乳或它们的任意混合物。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述的流变改性剂是藻酸钠、羧甲基纤维素或高粘度羟乙基纤维素。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的组合物的制备方法，其特征是将50～100份的填料或填料和颜料制备成水浆液，高速搅拌，在转入低速搅拌的同时加入1～20份的粘合剂，1～10份的有机氟树脂乳液，0.5～15份的可交联石蜡乳液，0.05～5份的流变改性剂，最后加水稀释，使其固含量为20％～80％；所述的填料包括高岭土、碳酸钙、瓷土、硅藻土、硫酸钡、滑石粉或它们的任意混合物；所述的颜料包括二氧化钛或立德粉；所述的有机氟树脂乳液是丙烯酸氟烃酯类树脂乳液。
5.如权利要求4所述的方法，其特征是所述的粘合剂是淀粉及其改性物、大豆蛋白、酪蛋白、聚醋酸乙烯酯、苯乙烯丁二烯胶乳、丙烯酸胶乳或它们的任意混合物。
6.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的流变改性剂是藻酸钠、羧甲基纤维素或高粘度羟乙基纤维素。
全文摘要
本发明涉及一种提高纸制品疏水和疏油性组合物及其制备方法。将50～100份的填料或填料和颜料制备成水浆液，高速搅拌，在转入低速搅拌的同时加入1～20份的粘合剂，1～10份的有机氟树脂乳液，0.5～15份的可交联石蜡乳液，0.05～5份的流变改性剂，最后加水稀释，使其固含量为20％～80％。本发明组合物在使用时可根据本领域人员需要加入一些润滑剂、分散剂、消泡剂等。本发明组合物中由于使用了有机氟树脂乳液，使组合物中的有机氟树脂乳液在纸制品表面形成不连续分散，使纸制品在宏观上具有优异的拒水拒油性，在微观上还具有孔隙结构，以保证纸的可书写和印刷性。
文档编号D21H19/44GK1629399SQ2003101213
公开日2005年6月22日 申请日期2003年12月15日 优先权日2003年12月15日
发明者江雷, 刘必前, 李兰 申请人:中科纳米技术工程中心有限公司