本发明涉及造纸技术领域，特别涉及一种表面施胶剂及其制备方法。
背景技术：
保鲜纸是一种用于包装和存储食品的纸制品，便于贮藏、运输、和销售等过程中实现食品的保鲜，尤其是果蔬等生鲜食品，使用保鲜纸可以避免食品因空气、水分等外界环境因素的作用而变质，有利于延长保质期，因此，本领域技术人员一直致力于提高保鲜纸保鲜抑菌效果的研究。
保鲜纸在制备过程中，通常会在其表面涂布表面施胶剂。现有的表面施胶剂是苯乙烯酯类共聚合成的新一代产品，能与淀粉进行有效结合，赋予淀粉涂层良好的交联强度和抗水性能，进而使纸张具备良好的抗水性能。
然而，一方面，目前关于表面施胶剂的研究大多以提高纸张抗水性能、环亚强度和挺度方面为主，少数关于保鲜效果的研究一般是在现有的表面施胶剂中添加抗菌剂，然而这种方式保鲜效果有限，且不利于食品的长期储存；另一方面，保鲜纸的防霉保鲜也主要针对纸张材料本身加以改进。因此，如何从表面施胶剂的角度使保鲜纸能够长效防霉保鲜，延长食品的保质期是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明提供一种表面施胶剂及其制备方法，以解决现有表面施胶剂无法使保鲜纸具备长效防霉保鲜效果的技术问题。
第一方面，本发明提供一种表面施胶剂，按重量百分比包括以下组分：
主体成分20％-40％；
多孔树脂5％-15％；
防霉剂1％-15％；
缓释剂0.2％-4％；
助剂0.5％-2％；
余量为水。
可选地，各组分的重量百分比为：
主体成分40％；
多孔树脂15％；
防霉剂15％；
缓释剂4％；
助剂2％；
水24％。
可选地，所述主体成分包括以下重量份的组分：
硅氧烷30-40份；
阳离子单体4-6份；
丙烯酸酯类单体15-30份；
交联单体1-5份；
苯乙烯75-78份；
分散剂15-30份；
浓度为25wt％的乳化剂水溶液0.5-1.5份；
浓度为20wt％的引发剂水溶液0.5-1.5份；
去离子水700-800份。
可选地，所述多孔树脂的孔径为1-10nm，粒度为100-200nm。
可选地，所述防霉剂按重量百分比包括以下组分：
丙酸钙20％-45％；
维生素c钠40％-60％；
其他防霉物质15％-40％。
可选地，所述其他防霉物质包括辣椒素、花椒素、姜辣素、儿茶素、柠檬酸、大蒜素、壳聚糖、山梨酸、姜黄根醇、香樟精油、中药提取物、孟宗竹提取物、日柏醇和乳酸链球菌素中的至少一种。
可选地，所述其他防霉物质包括双乙酸钠、山梨酸钾/钠、柠檬酸钾/钠、抗坏血酸钠/钾、水杨酸钠、异维生素c钠、卡松、十二烷基丙氨酸、尼泊金甲/乙酸、溶菌酶中的至少一种。
可选地，所述缓释剂为溴硝醇。
可选地，所述助剂为消泡剂。
第二方面，本发明还提供一种表面施胶剂制备方法，所述方法包括以下步骤：
将主体成分加入反应釜中，加水搅拌，以100-300r/min的转速搅拌5-15min；
向所述反应釜中加入助剂，以200-400r/min的转速搅拌30-60min；
将缓释剂混入防霉剂中，然后再加入多孔树脂，溶于水，得到混合溶液；
采用滴加的方式，向所述反应釜中滴加所述混合溶液，滴定时间为1-2h，并以800-1000r/min的转速进行搅拌；
滴定完成后，保持转速不变，继续搅拌1-2h后出料，得到所述表面施胶剂。
由以上技术方案可知，本发明提供的一种表面施胶剂及其制备方法，所述表面施胶剂按重量百分比包括以下组分：主体成分20％-40％、多孔树脂5％-15％、防霉剂1％-15％、缓释剂0.2％-4％、助剂0.5％-2％、余量为水。制备时，将主体成分加入反应釜中，加水搅拌，然后加入助剂搅拌，将缓释剂混入防霉剂中，然后再加入多孔树脂，溶于水，得到混合溶液，再将混合溶液滴加到反应釜中，此时，多孔树脂的孔隙中填充有缓释剂，缓释剂里包裹防霉剂，达到缓慢释放的效果。本发明的表面施胶剂具有良好的阻隔性，不仅能阻隔氧气、水等因素，还能有效阻隔细菌对食品的不利影响，保鲜纸喷涂本发明的表面施胶剂后，能够长时间保持对食品霉菌的抑制，实现延长食品保质期的目的。
附图说明
图1为本发明实施例示出的一种表面施胶剂制备方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
本实施例提供一种表面施胶剂，按重量百分比包括以下组分：主体成分20％、多孔树脂5％、防霉剂1％、缓释剂0.2％、助剂0.5％、水73.3％。
如图1所示，本发明实施例一还提供一种表面施胶剂制备方法，包括如下步骤：
步骤s101：将主体成分加入反应釜中，加水搅拌，以100-300r/min的转速搅拌5-15min；
步骤s102：向所述反应釜中加入助剂，以200-400r/min的转速搅拌30-60min；
步骤s103：将缓释剂混入防霉剂中，然后再加入多孔树脂，溶于水，得到混合溶液；
步骤s104：采用滴加的方式，向所述反应釜中滴加所述混合溶液，滴定时间为1-2h，并以800-1000r/min的转速进行搅拌；
步骤s105：滴定完成后，保持转速不变，继续搅拌1-2h后出料，得到所述表面施胶剂。
多孔树脂具有很强的吸附能力，其孔隙中填充有缓释剂，缓释剂里包裹防霉剂，达到缓慢释放的效果，多孔树脂的孔径为1-10nm，粒度为100-200nm。实验结果表明，多孔树脂的孔径为1-10nm，粒度为100-200nm时，表面施胶剂的抑菌保鲜效果最好，作用时间更加长效持久，可以有效延长食品的保质期。
其中，所述主体成分包括以下重量份的组分：硅氧烷35份；阳离子单体5份；丙烯酸酯类单体20份；交联单体4份；苯乙烯75份；分散剂20份；浓度为25wt％的乳化剂水溶液1份；浓度为20wt％的引发剂水溶液1份；去离子水750份。
所述防霉剂按重量百分比包括以下组分：丙酸钙30％，维生素c钠50％，其他防霉物质20％。其他防霉物质为山梨酸钾。
丙酸钙是酸型食品防腐剂，在酸性条件下，产生游离丙酸，具有抗菌作用，其抑菌作用受环境ph值的影响，在ph值5.0时霉菌的抑制作用最佳，ph值6.0时抑菌能力明显降低，最小抑菌浓度为0.01％。在酸性介质(淀粉、含蛋白质和油脂物质)中对各类霉菌、革兰氏阴性杆菌或好氧芽孢杆菌有较强的抑制作用，还可以抑制黄曲霉素的产生，而对酵母菌无害，对人畜无害，无毒副作用。是食品、酿造、饲料、中药制剂诸方面的一种新型、安全、高效的食品与饲料用防霉剂。
维生素c钠通常用作食物的抗氧化剂，阻隔氧气，保护食物免受氧化损伤而变质，进而有利于提高食品的保质期。
山梨酸钾能有效地抑制霉菌，酵母菌和好氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖，其抑止发育的作用比杀菌作用更强，从而达到有效地延长食品的保存时间，并保持原有食品的风味。
所述缓释剂为溴硝醇，能够控制防霉剂的释放速度，减少或避免防霉剂的峰谷波动，从而使防霉剂能平缓持续地发挥功效，能够长时间保持对食品霉菌的抑制，实现延长食品保质期的目的。
所述助剂为消泡剂，也称消沫剂，是在食品或工业加工过程中降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的添加剂。消泡剂主要有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷等7种。
与现有技术相比，本实施例提供的表面施胶剂其主体成分具有良好的抗水性和环压强度，通过多孔树脂具有很强的吸附能力，其孔隙中填充有缓释剂，缓释剂里包裹防霉剂，防霉剂除了具有良好的抑菌防霉效果，还添加了具有强抗氧化功效的维生素c钠，因此本实施例提供的表面施胶剂具有良好的阻隔性，不仅能阻隔氧气、水，还能有效阻隔细菌对食品的不利影响，保鲜纸喷涂本发明的表面施胶剂后，能够长时间保持对食品霉菌的抑制，实现延长食品保质期的目的。
需要说明的是，下述其他实施例中，表面施胶剂的制备方法与本实施例一所述的方法相同，参照实施例一的方法即可，此外，各实施例之间表面施胶剂组分相同的部分可相互参照，下文不再赘述。
实施例二
本实施例提供一种表面施胶剂，按重量百分比包括以下组分：主体成分30％、多孔树脂10％、防霉剂8％、缓释剂2.1％、助剂1.3％、水48.6％。
其中，所述主体成分包括以下重量份的组分：硅氧烷35份；阳离子单体5份；丙烯酸酯类单体20份；交联单体4份；苯乙烯75份；分散剂20份；浓度为25wt％的乳化剂水溶液1份；浓度为20wt％的引发剂水溶液1份；去离子水750份。
多孔树脂的孔径为1-10nm，粒度为100-200nm。
所述防霉剂按重量百分比包括以下组分：丙酸钙30％，维生素c钠50％，其他防霉物质20％。其他防霉物质为山梨酸钾。
所述缓释剂为溴硝醇，所述助剂为消泡剂。
实施例三
本实施例提供一种表面施胶剂，按重量百分比包括以下组分：主体成分40％、多孔树脂15％、防霉剂15％、缓释剂4％、助剂2％、水24％。
其中，所述主体成分包括以下重量份的组分：硅氧烷35份；阳离子单体5份；丙烯酸酯类单体20份；交联单体4份；苯乙烯75份；分散剂20份；浓度为25wt％的乳化剂水溶液1份；浓度为20wt％的引发剂水溶液1份；去离子水750份。
多孔树脂的孔径为1-10nm，粒度为100-200nm。
所述防霉剂按重量百分比包括以下组分：丙酸钙30％，维生素c钠50％，其他防霉物质20％。其他防霉物质为山梨酸钾。
所述缓释剂为溴硝醇，所述助剂为消泡剂。
分别将实施例一～实施例三所述表面施胶剂涂布于保鲜纸上(表面施胶剂的用量相同)，将得到的三种保鲜纸与现有的普通保鲜纸进行杀菌保鲜效果的测试，分别用四种保鲜纸对苹果进行密封包装，四种保鲜纸的尺寸形状一致，四颗完好的苹果成熟度、重量等均保持一致，且处于完全一致的测试环境中(温度20℃、相对湿度60％)，则得到的试验结果如下表1所示：
表1
由表1的数据结果可知，现有保鲜纸在10天后已经出现一定的变质，20％的苹果表皮变色是氧化和细菌作用的结果，产生轻微的酒精味是因为苹果包装后进行无氧呼吸，苹果体内产生酵母菌，在酵母菌是一种发酵素，会分解苹果内的碳水化合物进而产生酒精和二氧化碳，现有保鲜纸在试验环境条件下的保质期为10天。而本发明实施例一、实施例二和实施例三相较于现有保鲜纸，保质期均有所提高，且保质期依次递增，这是由于表面施胶剂内的主体成分、多孔树脂、防霉剂和缓释剂逐渐递增，防霉剂能够更长效持久地抑菌和杀菌，抗氧化能力和阻隔能力作用时间更长的结果。此外，由于山梨酸钾能够有效抑制酵母菌的活性，因此实施例一～实施例三的测试过程中苹果基本没有产生酒精味。实施例三对应的表面施胶剂的保质期可达到20天，相对于现有包装纸来说，大大提高了食品的保质期，其保鲜效果更加有效和持久。
实施例四
本实施例提供一种表面施胶剂，按重量百分比包括以下组分：主体成分40％、多孔树脂15％、防霉剂15％、缓释剂4％、助剂2％、水24％。
其中，所述主体成分包括以下重量份的组分：硅氧烷35份；阳离子单体5份；丙烯酸酯类单体20份；交联单体4份；苯乙烯75份；分散剂20份；浓度为25wt％的乳化剂水溶液1份；浓度为20wt％的引发剂水溶液1份；去离子水750份。
多孔树脂的孔径为1-10nm，粒度为100-200nm。
所述防霉剂按重量百分比包括以下组分：丙酸钙30％，维生素c钠50％，其他防霉物质20％。其他防霉物质包括双乙酸钠、山梨酸钠、柠檬酸钾/钠、抗坏血酸钠/钾、水杨酸钠、异维生素c钠、卡松、十二烷基丙氨酸、尼泊金甲/乙酸、溶菌酶中的至少一种。
双乙酸钠主要靠分解的分子态乙酸起抗菌作用，其对细菌和霉菌有良好的抑制能力。
山梨酸钠是一种食品添加剂，具有安全性好、防腐性能高效以及较高的抗菌性能，对细菌、霉菌、酵母菌均有抑制作用，特别是防霉效果良好，被广泛用于食品、饮料、化妆品和医药等方面。
柠檬酸钾在食品工业中用作缓冲剂、螯合剂、稳定剂、抗氧化剂、乳化剂、调味剂等。可用于乳及乳制品、果冻、果酱、肉类、罐装水凝胶点心，干酪的乳化、柑橘等食品的保鲜。
柠檬酸钠无毒安全、具有ph调节性能及良好的稳定性，因此可用于食品工业。柠檬酸钠用作食品添加剂，需求量最大，主要用作调味剂、缓冲剂、乳化剂、膨胀剂、稳定剂和防腐剂等。
抗坏血酸钠主要用作食品的抗氧化剂。
异维生素c钠，又名异vc钠、d-异抗坏血酸钠、赤藻糖酸钠，是一种食品保鲜、助色、抗氧、防腐剂。
卡松水溶液外观为浅琥珀色透明液体，气味温和，相对密度(20/4)1.19粘度(23)5.0mpa.s，凝固点-18-21.5，ph3.5-5.0，它易溶于水，低碳醇和乙二醇。最佳使用ph值4-8，ph>8时稳定性下降，室温下贮存一年，50℃贮存半年，活性下降很少，高温贮存活性下降，它可与阴离子、阳离子、非离子和各种离子型的乳化剂、蛋白质配伍，具有高效、无毒、抑菌杀菌广泛、持效性长的优点，且能溶于水，使用方便，可直接加入。
溶菌酶又称胞壁质酶或n-乙酰胞壁质聚糖水解酶，是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。主要通过破坏细胞壁中的n-乙酰胞壁酸和n-乙酰氨基葡糖之间的β-1，4糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合，与dna、rna、脱辅基蛋白形成复盐，使病毒失活。因此，该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。
实施例五
本实施例提供一种表面施胶剂，按重量百分比包括以下组分：主体成分40％、多孔树脂15％、防霉剂15％、缓释剂4％、助剂2％、水24％。
其中，所述主体成分包括以下重量份的组分：硅氧烷35份；阳离子单体5份；丙烯酸酯类单体20份；交联单体4份；苯乙烯75份；分散剂20份；浓度为25wt％的乳化剂水溶液1份；浓度为20wt％的引发剂水溶液1份；去离子水750份。
多孔树脂的孔径为1-10nm，粒度为100-200nm。
所述防霉剂按重量百分比包括以下组分：丙酸钙30％，维生素c钠50％，其他防霉物质20％。其他防霉物质为天然防霉物质提取物，包括辣椒素、花椒素、姜辣素、儿茶素、柠檬酸、大蒜素、壳聚糖、山梨酸、姜黄根醇、香樟精油、中药提取物、孟宗竹提取物、日柏醇和乳酸链球菌素中的至少一种。
所述缓释剂为溴硝醇，所述助剂为消泡剂。
辣椒素、花椒素、姜辣素、儿茶素、香樟精油、中药提取物、日柏醇、孟宗竹提取物具有良好的杀菌消毒的作用，可作为食品防腐剂。
柠檬酸的螯合作用和调节ph值的特性使其在食品加工、储存过程中能增加抗氧剂的性能，抑制酶活性，延长食品保质期。
大蒜素对新型隐球菌的杀菌速度最快，杀灭效果最好，大蒜素不仅能杀灭病菌，而且能较有效地杀灭包括黄曲霉、黑曲霉、烟曲霉等霉菌。大蒜素的抗霉作用在于能破坏霉菌的琉基酶功能，阻碍霉菌的新陈代谢。
壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，特别值得指出的是溶解后的溶液中含有氨基(nh2+)，这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抑制细菌活性，使其在医药、纺织和食品等领域有着广泛的应用。
山梨酸具有较高的抗菌性能，抑制霉菌的生长繁殖，通过抑制微生物体内的脱氢酶系统，达到抑制微生物的生长和起防腐作用，对霉菌、酵母菌和许多好气菌都有抑制作用。
姜黄根醇具有强力抗真菌和抗氧化作用，可用于食品的杀菌防霉。
乳酸链球菌素(nisin)，亦称乳酸链球菌肽，是乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由34个氨基酸残基组成，分子量约为3500da。乳酸链球菌素能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如乳杆菌、明串珠菌、小球菌、葡萄球菌、李斯特菌等，特别是对产芽孢的细菌如芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌有很强的抑制作用。由于乳酸链球菌素可抑制。食用后在人体的生理ph条件和α—胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，不会改变人体肠道内正常菌群以及产生如其它抗菌素所出现的抗性问题，更不会与其它抗菌素出现交叉抗性，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂。
相较于实施例三和实施例四，本实施例在防霉剂中加入了天然防霉物质提取物，使防霉剂在具有良好的抑菌防霉作用外，还能保证表面施胶剂释放的防霉抑菌物质不会对食品产生危害或不利影响，使用更加安全环保。
实施例六
本实施例提供一种表面施胶剂，按重量百分比包括以下组分：主体成分40％、多孔树脂15％、防霉剂15％、缓释剂4％、助剂2％、水24％。
其中，所述主体成分包括以下重量份的组分：硅氧烷35份；阳离子单体5份；丙烯酸酯类单体20份；交联单体4份；苯乙烯75份；分散剂20份；浓度为25wt％的乳化剂水溶液1份；浓度为20wt％的引发剂水溶液1份；去离子水750份。
多孔树脂的孔径为1-10nm，粒度为100-200nm。
所述防霉剂按重量百分比包括以下组分：丙酸钙45％，维生素c钠40％，其他防霉物质15％。其他防霉物质为天然防霉物质提取物，包括辣椒素、花椒素、姜辣素、儿茶素、柠檬酸、大蒜素、壳聚糖、山梨酸、姜黄根醇、香樟精油、中药提取物、孟宗竹提取物、日柏醇和乳酸链球菌素中的至少一种。
所述缓释剂为溴硝醇，所述助剂为消泡剂。
实施例七
本实施例提供一种表面施胶剂，按重量百分比包括以下组分：主体成分40％、多孔树脂15％、防霉剂15％、缓释剂4％、助剂2％、水24％。
其中，所述主体成分包括以下重量份的组分：硅氧烷35份；阳离子单体5份；丙烯酸酯类单体20份；交联单体4份；苯乙烯75份；分散剂20份；浓度为25wt％的乳化剂水溶液1份；浓度为20wt％的引发剂水溶液1份；去离子水750份。
多孔树脂的孔径为1-10nm，粒度为100-200nm。
所述防霉剂按重量百分比包括以下组分：丙酸钙20％，维生素c钠40％，其他防霉物质40％。其他防霉物质为天然防霉物质提取物，包括辣椒素、花椒素、姜辣素、儿茶素、柠檬酸、大蒜素、壳聚糖、山梨酸、姜黄根醇、香樟精油、中药提取物、孟宗竹提取物、日柏醇和乳酸链球菌素中的至少一种。
所述缓释剂为溴硝醇，所述助剂为消泡剂。
实施例六相较于实施例五降低了维生素c钠的重量百分比，相对提高了丙酸钙的重量百分比，因此杀菌防霉的功效有所提高，抗氧化能力相对减弱；实施例七中，其他防霉物质的含量最高，达到40％，由于其他防霉物质可包括多种不同的防霉剂，因此，可抑制更多种类细菌的活性，从而进一步提高表面活性剂的防霉、抑菌和保鲜效果，从而适用于更多种类食品的保鲜，延长食品的保质期。
由以上技术方案可知，本发明提供的一种表面施胶剂及其制备方法，所述表面施胶剂按重量百分比包括以下组分：主体成分20％-40％、多孔树脂5％-15％、防霉剂1％-15％、缓释剂0.2％-4％、助剂0.5％-2％、余量为水。制备时，将主体成分加入反应釜中，加水搅拌，然后加入助剂搅拌，将缓释剂混入防霉剂中，然后再加入多孔树脂，溶于水，得到混合溶液，再将混合溶液滴加到反应釜中，此时，多孔树脂的孔隙中填充有缓释剂，缓释剂里包裹防霉剂，达到缓慢释放的效果。本发明的表面施胶剂具有良好的阻隔性，不仅能阻隔氧气、水等因素，还能有效阻隔细菌对食品的不利影响，保鲜纸喷涂本发明的表面施胶剂后，能够长时间保持对食品霉菌的抑制，实现延长食品保质期的目的。
本申请实施例二～实施例七所述的各表面施胶剂的制备方法，可参照实施例一中的描述和说明，各实施例之间相同的部分可相互参照。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。