一种防油涂料及其制备方法、防油纸及其制备方法与流程

1.本技术涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种防油涂料及其制备方法、防油纸及其制备方法。


背景技术：

2.无氟防油纸是用非氟类化合物(丙烯酸-丙烯酸酯共聚物)涂布的食品用特种纸，因其符合fda(food and drug administration，食品药品监督管理局)安全健康标准以及可完全降解的特性，是高端食品包装的重要材料之一。但是，相对于含氟类的防油纸，同等涂布量下无氟防油涂层的表面张力高于氟类防油涂层，所以造成防油纸防油效果下降。因此，尽管无氟防油纸安全可降解，但生产的厂家并不多，市场占有率也比较小，如何生产高防油等级的无氟防油纸仍是防油纸生产厂家的亟待解决的问题。
3.当前提升无氟防油纸防油性能的常规或习知的方法有以下两种：
4.1)增大无氟防油剂的涂布量，提升纸张涂层的厚度和封闭性。无氟防油剂作为一种水性涂料，在涂布过程中容易渗入纸张内部，使纸张表面受热形成的致密防油层厚度降低，从而降低了防油效果。尽管增加涂布量能提升防油等级，但产品的成本也水涨船高，同一防油等级，无氟防油纸的成本可能是含氟防油纸的2-3倍。
5.2)预涂硅油层，硅油的表面张力最接近氟化物，使用硅油预涂布能使无氟防油剂无法渗入纸张内而提高其利用率，促使纸张防油等级提升。但是，硅油涂布方式相对复杂，需要特定设备涂布；同时硅油价格昂贵，产品成本相对较高。


技术实现要素：

6.本技术主要解决的技术问题是提供一种防油涂料及其制备方法、防油纸及其制备方法，以使防油涂料能够在实现优秀的防油效果的同时降低生产成本。
7.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是提供一种防油涂料，所述防油涂料包括以下按重量份计的原料：淀粉，10～30份；改性聚乙烯醇，10～30份；丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，40～70份。
8.为解决上述技术问题，本技术采用的又一个技术方案是提供一种防油涂料的制备方法，所述防油涂料的制备方法包括以下步骤：准备以下按重量份计的原料：淀粉，10～30份；改性聚乙烯醇，10～30份；丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，40～70份；将所述淀粉和所述改性聚乙烯醇按原料配比在60-75℃充分混溶，冷却至30-45℃后再按原料配比加入所述丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，获得所述防油涂料。
9.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是提供一种防油纸，所述防油纸的涂层所使用的涂料为上述的防油涂料。
10.为解决上述技术问题，本技术采用的又一个技术方案是提供一种防油纸的制备方法，所述防油纸的制备方法包括以下步骤：分别制备防油原纸和防油涂料；其中，所述防油涂料为上述的防油涂料；使用所述防油涂料对所述防油原纸进行涂布，获取所述防油纸。
11.其中，所述防油原纸的制备方法包括：准备以下按重量份计的原料：硫酸盐漂白针叶木，5～20份；硫酸盐漂白阔叶木，80～95份；将所有原料按原料配比混合并进行两段打浆，得到打浆后的浆料；对所述打浆后的浆料进行配浆，得到配浆后的浆料；对所述配浆后的浆料依次进行上网脱水成形、压榨、干燥、压光，形成所述防油原纸。
12.其中，所述将所有原料按原料配比混合并进行两段打浆，得到打浆后的浆料的步骤包括：将所述硫酸盐漂白针叶木和所述硫酸盐漂白阔叶木按原料配比混合并进行第一段打浆；加入打浆助剂并进行第二段打浆，得到打浆后的浆料。
13.其中，所述第一段打浆的打浆浓度为8-12％；和/或，所述第一段打浆采用锥形磨浆机打浆至20-30
°
sr。
14.其中，所述第二段打浆的打浆浓度为3-5％；和/或，所述第二段打浆采用单盘磨浆机打浆至38-42
°
sr。
15.其中，所述打浆助剂为原料的纤维绝干量的10％-20％；和/或，所述打浆助剂包括丙烯酸木薯淀粉、丙烯酸玉米淀粉、丙烯酸大豆淀粉、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或多种。
16.其中，所述对所述打浆后的浆料进行配浆，得到配浆后的浆料的步骤包括：将所述打浆后的浆料泵入配浆池，并加入烷基烯酮二聚体浆料、阳离子聚丙烯酰胺浆料和淀粉浆料，进行除气消泡后得到所述配浆后的浆料；其中，所述配浆后的浆料的上网浓度为0.5％-1％；所述烷基烯酮二聚体浆料的用量为4-12kg/t；所述阳离子聚丙烯酰胺浆料的用量为6-12kg/t；所述淀粉浆料的用量为6-15kg/t。
17.其中，所述干燥的方式为采用扬克式大烘缸干燥或红外干燥。
18.其中，所述防油涂料保持温度在30-45℃进行使用；和/或，所述使用所述防油涂料对所述防油原纸进行涂布，获取所述防油纸的步骤包括：通过涂布机在所述防油原纸上使用所述防油涂料进行刮刀涂布，依次经过干燥、压光、卷取后形成所述防油纸。
19.本技术的有益效果是：区别于现有技术，本技术提供一种防油涂料及其制备方法、防油纸及其制备方法，该防油涂料包括以下按重量份计的原料：淀粉，10～30份；改性聚乙烯醇，10～30份；丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，40～70份。丙烯酸-丙烯酸酯共聚物具有较好的防油效果，但价格昂贵，本技术的防油涂料由低成本的淀粉、改性聚乙烯醇和高成本丙烯酸-丙烯酸酯共聚物复配而成，生产成本大幅度降低，而通过在丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中加入具有较好成膜性的改性聚乙烯醇与淀粉，提升膜层的阻隔性能，保证达到较优的防油效果；另外，配制得到的高效无氟无硅防油涂料，在防油原纸上少量涂布，能形成致密的防油膜层，以实现优秀的防油效果的同时降低防油涂料的使用成本。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本技术防油涂料的制备方法一实施方式的流程示意图；
22.图2是本技术防油纸的制备方法一实施方式的流程示意图；
23.图3是本技术防油纸的制备方法中关于防油原纸的制备方法一实施方式的流程示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本技术保护的范围。
25.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
26.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
27.应当理解，本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其他任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28.本技术所提供的防油涂料包括以下按重量份计的原料：淀粉，10～30份；改性聚乙烯醇，10～30份；丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，40～70份。
29.区别于现有技术，本技术的防油涂料由低成本的淀粉、改性聚乙烯醇和高成本丙烯酸-丙烯酸酯共聚物复配而成，生产成本大幅度降低，而通过在丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中加入具有较好成膜性的改性聚乙烯醇与淀粉，提升膜层的阻隔性能，保证达到较优的防油效果；另外，配制得到的高效无氟无硅防油涂料，在防油原纸上少量涂布，能形成致密的防油膜层，以实现优秀的防油效果的同时降低防油涂料的使用成本。
30.对应地，本技术提供了一种防油涂料的制备方法，以制备上述的防油涂料。
31.具体地，请参阅图1，图1是本技术防油涂料的制备方法一实施方式的流程示意图，在该实施方式中，所述防油涂料的制备方法包括以下步骤：
32.步骤s11：准备以下按重量份计的原料：淀粉，10～30份；改性聚乙烯醇，10～30份；丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，40～70份。
33.步骤s12：将所述淀粉和所述改性聚乙烯醇按原料配比在60-75℃充分混溶，冷却至30-45℃后再按原料配比加入所述丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，获得所述防油涂料。
34.在一实施例中，防油涂料制备好后，保温在30-45℃以便于进行涂布使用。
35.区别于现有技术，本技术的防油涂料的制备方法中，将低成本的淀粉、改性聚乙烯醇和高成本丙烯酸-丙烯酸酯共聚物复配而得到防油涂料，使得防油涂料的制备成本大幅度降低，而通过在丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中加入具有较好成膜性的改性聚乙烯醇与淀粉，可以提升膜层的阻隔性能，使得制备的防油涂料具有较优的防油效果；另外，配制得到的防
油涂料为高效无氟无硅防油涂料，在防油原纸上少量涂布就能形成致密的防油膜层，使得采用该防油涂料制备的防油纸可以实现优秀的防油效果的同时，还能降低防油涂料的使用量，降低成本。
36.本技术还提供一种防油纸，该防油纸的涂层所使用的涂料为上述的防油涂料。具体请参阅上述防油涂料相关实施例的内容。
37.区别于现有技术，本技术的防油纸的涂层所使用的防油涂料，由低成本的淀粉、改性聚乙烯醇和高成本丙烯酸-丙烯酸酯共聚物复配而成，生产成本大幅度降低，而通过在丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中加入具有较好成膜性的改性聚乙烯醇与淀粉，可以提升防油涂料作为防油纸的防油膜层的阻隔性能，保证达到较优的防油效果；另外，防油涂料为高效无氟无硅防油涂料，只需要在防油原纸上进行少量涂布就能形成致密的防油膜层，使得防油纸可以实现优秀的防油效果的同时，还能降低防油涂料的使用量，降低成本。
38.对应地，本技术提供了一种防油纸的制备方法，以制备上述的防油纸。
39.具体地，请参阅图2，图2是本技术防油纸的制备方法一实施方式的流程示意图，在该实施方式中，所述防油纸的制备方法包括以下步骤：
40.步骤s21：分别制备防油原纸和防油涂料。其中，所述防油涂料为上述的防油涂料。
41.步骤s22：使用所述防油涂料对所述防油原纸进行涂布，获取所述防油纸。
42.本实施例中关于防油涂料的制备方法请参阅上述防油涂料的制备方法相关实施例的内容，在一实施例中，所述防油涂料保持温度在30-45℃进行使用。
43.在一实施例中，上述步骤s22具体可以包括：通过涂布机在所述防油原纸上使用所述防油涂料进行刮刀涂布，依次经过干燥、压光、卷取后形成所述防油纸。
44.具体地，防油涂料的涂布量可以为2-3g/m2，本技术所提供的防油涂料，通过在丙烯酸-丙烯酸酯共聚物中加入具有较好成膜性的改性聚乙烯醇与淀粉，使得防油涂料作为防油纸的防油膜层具有较高的阻隔性能，且只需要在防油原纸上进行少量涂布就能形成致密的防油膜层，使得防油纸可以实现优秀的防油效果的同时，还能降低防油涂料的使用成本。
45.本实施例中关于防油原纸的制备方法，请参阅图3，图3是本技术防油纸的制备方法中关于防油原纸的制备方法一实施方式的流程示意图，在一实施方式中，所述防油原纸的制备方法包括以下步骤：
46.步骤s31：准备以下按重量份计的原料：硫酸盐漂白针叶木，5～20份；硫酸盐漂白阔叶木，80～95份。
47.步骤s32：将所有原料按原料配比混合并进行两段打浆，得到打浆后的浆料。
48.在一实施例中，上述步骤s32可以包括：将所述硫酸盐漂白针叶木和所述硫酸盐漂白阔叶木按原料配比混合并进行第一段打浆；加入打浆助剂并进行第二段打浆，得到打浆后的浆料。
49.具体地，可以取硫酸盐漂白针叶木5-20份，硫酸盐漂白阔叶木80-95份混合并进行两段打浆，第一段打浆的打浆浓度可以为8-12％，可以采用锥形磨浆机打浆至20-30
°
sr，将原料纤维进行分丝帚化；第二段打浆的打浆浓度可以为3-5％，打浆过程中加入打浆助剂，采用单盘磨浆机打浆，保证打浆助剂能与纤维充分接触，打浆度可以在38-42
°
sr。
50.在一实施例中，第二段打浆阶段所添加的打浆助剂的量为原料的纤维绝干量的
10％-20％。
51.在一实施例中，打浆助剂可以是丙烯酸木薯淀粉、丙烯酸玉米淀粉、丙烯酸大豆淀粉、羧甲基纤维素钠(cmc)、羟丙基甲基纤维素(hpmc)、羟乙基纤维素(hec)、聚乙烯醇(pva)、聚乙二醇(peg)中的一种或多种。可以理解的是，在打浆的过程中加入一定量的打浆助剂，有利于纤维分丝帚化，打浆助剂与纤维上的部分羟基结合，在抄造成原纸后能提升其封闭性、平滑度及紧度。
52.步骤s33：对所述打浆后的浆料进行配浆，得到配浆后的浆料。
53.在一实施例中，上述步骤s33可以包括：将所述打浆后的浆料泵入配浆池，并加入烷基烯酮二聚体浆料、阳离子聚丙烯酰胺浆料和淀粉浆料，进行除气消泡后得到所述配浆后的浆料。
54.具体地，可以将步骤s32所得的打浆后的浆料泵入配浆池，然后分别加入烷基烯酮二聚体(akd)浆料，加入阳离子聚丙烯酰胺(cpam)浆料，加入淀粉浆料，除气消泡，精筛，得到配浆后的浆料，配浆后的浆料的上网浓度可以控制在0.5％-1％。其中，烷基烯酮二聚体浆料的用量可以为4-12kg/t；阳离子聚丙烯酰胺浆料的用量可以为6-12kg/t；淀粉浆料的用量可以为6-15kg/t。
55.步骤s34：对所述配浆后的浆料依次进行上网脱水成形、压榨、干燥、压光，形成所述防油原纸。
56.具体地，可以将步骤s33所得的配浆后的浆料上网脱水成形、压榨、干燥，干燥的方式可以为扬克式大烘缸、红外干燥，然后进行压光，最终得到防油原纸。
57.区别于现有技术，本技术的防油纸的制备方法采用两段式打浆并添加辅助打浆助剂，第一段打浆过程可以破坏纤维的初生壁和次生壁，使纤维分丝出大量的微细纤维，暴露出更多的羟基；第二段打浆过程加入辅助打浆助剂，与纤维上的羟基作用，提升微细纤维的润胀程度，纤维快速润胀后，在水的高剪切力作用下纤维快速分丝帚化。在抄造过程中，因为打浆助剂具有较多的羟基，其能与纤维形成牢固的氢键，也能与自身形成致密的膜，填补纤维与纤维间的空隙，所以能提升纸张的封闭性、平滑度和紧度。由于防油原纸具有较好的封闭性，使得在防油原纸上进行少量涂布防油涂料就能形成致密的防油膜层，所制得的防油纸可以实现优秀的防油效果的同时，还能降低防油涂料的使用成本。
58.为便于对本技术实施例进行理解，本技术提供了以下非限制性实施例，对本技术作进一步的详细说明。
59.实施例1
60.取硫酸盐漂白针叶木5份、硫酸盐漂白阔叶木95份混合打浆，第一段打浆的打浆浓度为8％，采用锥形磨浆机打浆至25
°
sr，将纤维进行分丝帚化；第二段打浆的打浆浓度为3％，打浆过程中加入打浆助剂约为纤维绝干的10％，打浆助剂为丙烯酸木薯淀粉50份、羟丙基甲基纤维素45份、聚乙二醇5份，采用单盘磨浆机，保证打浆助剂能与纤维充分接触，打浆度在40
°
sr。在配浆池加入4kg/t的烷基烯酮二聚体浆料，加入6kg/t的阳离子聚丙烯酰胺浆料，加入8kg/t的淀粉浆料，除气消泡，上网浓度控制在0.5％。
61.经干燥压榨后得到原纸，并在原纸上用无氟的防油涂料进行涂布，其中，采用防油涂料形成的无氟防油涂层为：取淀粉10份、改性聚乙烯醇20份在60℃混合，冷却至35℃加入70份丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，在35℃保温涂布，涂布量2.0g/m2。之后，经后干燥、压光、卷
曲获得成纸。
62.实施例2
63.取硫酸盐漂白针叶木15份、硫酸盐漂白阔叶木85份混合打浆，第一段打浆的打浆浓度为10％，采用锥形磨浆机打浆至30
°
sr，将纤维进行分丝帚化；第二段打浆的打浆浓度为5％，打浆过程中加入打浆助剂约为纤维绝干的20％，打浆助剂为丙烯酸玉米淀粉50份、羧甲基纤维素30份、聚乙烯醇20份，采用单盘磨浆机，保证打浆助剂能与纤维充分接触，打浆度在38
°
sr。在配浆池加入12kg/t的烷基烯酮二聚体浆料，加入8kg/t的阳离子聚丙烯酰胺浆料，加入10kg/t的淀粉浆料，除气消泡，上网浓度控制在0.8％。
64.经干燥压榨后得到原纸，并在原纸上用无氟的防油涂料进行涂布，其中，采用防油涂料形成的无氟防油涂层为：取淀粉15份、改性聚乙烯醇30份在60℃混合，冷却至40℃加入55份丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，在40℃保温涂布，涂布量2.5g/m2。之后，经后干燥、压光、卷曲获得成纸。
65.实施例3
66.取硫酸盐漂白针叶木10份、硫酸盐漂白阔叶木90份混合打浆，第一段打浆的打浆浓度为12％，采用锥形磨浆机打浆至20
°
sr，将纤维进行分丝帚化；第二段打浆的打浆浓度为4％，打浆过程中加入打浆助剂约为纤维绝干的15％，打浆助剂为丙烯酸大豆淀粉50份、羟乙基纤维素40份、聚乙二醇10份，采用单盘磨浆机，保证打浆助剂能与纤维充分接触，打浆度在42
°
sr。在配浆池加入8kg/t的烷基烯酮二聚体浆料，加入12kg/t的阳离子聚丙烯酰胺浆料，加入12kg/t的淀粉浆料，除气消泡，上网浓度控制在1.0％。
67.经干燥压榨后得到原纸，并在原纸上用无氟的防油涂料进行涂布，其中，采用防油涂料形成的无氟防油涂层为：取淀粉30份、改性聚乙烯醇10份在60℃混合，冷却至45℃加入60份丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，在45℃保温涂布，涂布量3.0g/m2。之后，经后干燥、压光、卷曲获得成纸。
68.实施例4
69.取硫酸盐漂白针叶木10份、硫酸盐漂白阔叶木90份混合打浆，第一段打浆的打浆浓度为12％，采用锥形磨浆机打浆至25
°
sr，将纤维进行分丝帚化；第二段打浆的打浆浓度为5％，打浆过程中加入打浆助剂约为纤维绝干的15％，打浆助剂为丙烯酸木薯淀粉35份、丙烯酸玉米淀粉30份、丙烯酸大豆淀粉35份，采用单盘磨浆机，保证打浆助剂能与纤维充分接触，打浆度在42
°
sr。在配浆池加入8kg/t的烷基烯酮二聚体浆料，加入10kg/t的阳离子聚丙烯酰胺浆料，加入10kg/t的淀粉浆料，除气消泡，上网浓度控制在1.0％。
70.经干燥压榨后得到原纸，并在原纸上用无氟的防油涂料进行涂布，其中，采用防油涂料形成的无氟防油涂层为：取淀粉15份、改性聚乙烯醇20份在60℃混合，冷却至40℃加入65份丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，在40℃保温涂布，涂布量2.5g/m2。之后，经后干燥、压光、卷曲获得成纸。
71.对照组1
72.市面上购买的含氟防油纸，防油剂为：碳6型有机氟树脂。
73.对照组2
74.取硫酸盐漂白针叶木15份、硫酸盐漂白阔叶木85份混合打浆，第一段打浆的打浆浓度为8％，采用锥形磨浆机打浆至25
°
sr，将纤维进行分丝帚化；第二段打浆的打浆浓度为
3％，打浆过程中不加任何打浆助剂，采用单盘磨浆机，打浆度在40
°
sr。在配浆池加入4kg/t的烷基烯酮二聚体浆料，加入6kg/t的阳离子聚丙烯酰胺浆料，加入8kg/t的淀粉浆料，除气消泡，上网浓度控制在0.5％。
75.经干燥压榨后得到原纸，并在原纸上用涂料进行涂布，其中，涂料为丙烯酸-丙烯酸树脂共聚物，涂布量2.5g/m2。之后，经后干燥、压光、卷曲获得成纸。
76.针对上述实施例1至4及对照组1、对照组2所得到的防油纸，对纸样的紧度、平滑度和防油等级等项目进行检测，检测结果如下表所示：
[0077][0078]
注：采用gb/t 22805.2-2008进行对实例进行防油等级测试。
[0079]
由上表可以看出，本技术制备的防油纸，在打浆过程中加入打浆助剂后，原纸的紧度高(达到0.85-0.94g
·
m-3
)，平滑度好(达到72-86s)，远高于未加打浆助剂的原纸的紧度(0.76g
·
m-3
)和平滑度(51s)，由于打浆助剂富含羟基，有利于纤维分丝帚化，打浆助剂与纤维上的部分羟基结合，在抄造成原纸后能提升其封闭性，平滑度及紧度；经涂布后的防油纸的防油等级达到7-10级，优于对照组2的防油等级(5级)，由于原纸具有较好的封闭性，使防油涂料能形成致密的防油膜实现防油效果。另外，本技术所配置的防油涂料是由低成本的淀粉、改性聚乙烯醇和高成本丙烯酸-丙烯酸酯共聚物复配而成，生产成本大幅度降低，同时可以保证较优的防油效果。本技术所制备的防油纸的防油效果好(7-10级)，且不含氟不含硅，可以满足食品健康要求。
[0080]
以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。