一种无氟防油包装纸及其制备方法与流程

本发明涉及包装纸领域，具体是一种无氟防油包装纸及其制备方法。

背景技术：

1、随着限塑令的推广，纸基材料越来越多地被应用在包装领域，虽然纸基材料源于天然植物纤维，但是因自身性能限制使其应用于包装领域时存在不足，比如阻隔性有限，防油效果不佳等。

2、目前市场主要采用将防水、防油材料涂布或淋膜在纸张表面，从而提高纸张的防水或防油性，常用的纸张防水材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等，防油材料应用最多的是含氟防油剂，所用防水材料大多为石油基聚合物，在自然界中难以降解，在焚烧时会释放出有毒有害的物质，所用含氟防油剂在自然环境中会氧化降解，生成具有生物累积性的羧酸盐、全氟羧酸，从而危害人体健康与自然环境。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无氟防油包装纸及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种无氟防油包装纸的制备方法，包括以下步骤：

4、s1：将纸浆纤维打浆，配置成纸浆纤维悬浮液，依次加入碳酸钙、复合淀粉，抄纸，压榨，干燥，得到原纸；

5、s2：用大豆分离蛋白、复合淀粉、金针菇多糖、复合氧化锌制备防油涂料；

6、s3：将防油涂料涂覆在原纸表面，得到一种无氟防油包装纸。

7、进一步的，纸浆纤维的组成为针叶木浆与蔗渣浆以质量比3：2复配得到。

8、进一步的，步骤s1中打浆的工作条件为：打浆疏解至浆浓为7-9％，打浆度为58-64°sr，纸浆纤维悬浮液中纸浆纤维的浓度为0.6-0.8％。

9、进一步的，步骤s1中抄纸的工作条件为：用纸页成型器抄造定量为60g/m2的手抄片；压榨的工作条件为：压力为0.5mpa，时间为5min。

10、进一步的，以质量份数计，原纸的组成为：复合淀粉4-6份、碳酸钙10-12份、纸浆纤维78-84份。

11、进一步的，复合淀粉的制备包括以下步骤：

12、1)将玉米淀粉、去离子水混合，在90-95℃保温1-2h，制得玉米淀粉糊液；

13、2)将十八烷基胺、盐酸、去离子水混合，在90-95℃保温30min，得到十八烷基胺盐溶液；将冰乙酸、去离子水、棕榈酸混合，加热至90℃保温20-30min，得到棕榈酸盐溶液；

14、3)将十八烷基胺盐溶液与玉米淀粉糊液混合，升温至95℃保温20-30min，加入棕榈酸与玉米淀粉糊液混合液，自然冷却，冷冻干燥，得到复合淀粉。

15、进一步的，金针菇多糖的制备包括以下步骤：

16、将金针菇粉、去离子水混合，75-80℃保温4-5h，离心，加入正丁醇与三氯甲烷的混合液，静置10min，离心，加入95％乙醇溶液沉淀，过滤，用截留分子质量4kda的透析袋透析，冷冻干燥，得到金针菇多糖。

17、进一步的，防油涂料中大豆分离蛋白、复合淀粉、金针菇多糖的质量比为1：2：1；复合氧化锌与大豆分离蛋白的质量比为2-3％。

18、进一步的，复合氧化锌的制备包括以下步骤：

19、(1)将六水合硝酸锌、六水合硝酸钴、甲醇混合，加入二甲基咪唑与甲醇的混合液，在55-60℃保温20-30min，然后在18-30℃保温22-24h，离心，用甲醇洗涤3-5次，干燥，得到金属基有机框架；

20、(2)将金属基有机框架升温至340℃煅烧1h，用硫代乙酰胺作为硫源，对煅烧后的金属基有机框架进行100℃回流硫化，升温至380℃煅烧1h，得到复合氧化锌。

21、本发明的有益效果：

22、本发明提供一种无氟防油包装纸及其制备方法，制备的无氟防油包装纸，绿色环保，具有高阻隔性与机械强度的同时，兼具优秀的防水性、防油性、抗菌性。

23、现有防油包装纸直接以蔗渣浆为原料制备，虽然绿色环保，变废为宝，但是制备的包装纸存在机械强度差等问题，本发明采用针叶木浆部分代替蔗渣浆，通过控制质量比，在纸浆中引入复合淀粉，从而增加纤维间交织能力，减少细小组分的过多流失，复合淀粉的引入不仅可以提供较多的纤维氢键结合，同时在高温热压环境下会产生黏合剂作用，有效增加包装纸的紧度，进一步提升其机械强度，从而有助于降低油和水的渗透速率，赋予包装纸高阻隔性。本发明不仅充分利用了蔗渣等废弃的植物纤维资源，而且完全可降解，符合现行绿色生产要求。

24、本发明复合淀粉为将玉米淀粉在水热条件下润胀、糊化，利用脂肪胺和脂肪酸两种配体，通过主客体识别与疏水相互作用，有选择性地引入特定官能团，构建与壳聚糖结构相似的复合淀粉，从而提高其在纸浆中分散的均匀性，利用复合淀粉中氢键、范德华力和物理缠结的多作用力，提升包装纸原纸的机械强度与高阻隔性。鉴于复合淀粉的溶性良好，将其作为助剂在防油涂料中添加，分布于网络结构中，提升防油涂料中结合力，从而降低纸张孔隙，大幅提升包装纸的疏水性。

25、在防油涂料中引入大豆分离蛋白、金针菇多糖、复合淀粉构建多重互穿交联网络，其中大豆蛋白具有高生物相容性，但是生成凝胶具有力学性能不足的缺点，而多羟基结构的高生物活性的金针菇多糖能有效改善大豆蛋白凝胶的机械强度，通过控制大豆分离蛋白、金针菇多糖、复合淀粉的质量比，构建稳定的防油涂层；用锌、钴离子与甲基咪唑合成金属有机骨架，通过热处理构建缺陷骨架，拓宽孔径结构，然后以硫代乙酰胺作为硫源，回流硫化生成具有相互连通的孔道结构、较高的孔隙率和大量暴露的活性中心的复合氧化锌，从而提高氧化锌与防油涂料中大豆分离蛋白、金针菇多糖、复合淀粉结合力度，其中复合氧化锌的引入在起到对防油涂料增韧的同时，有效改善防油涂料的抗菌、耐水性，从而提高包装纸的使用寿命。

技术特征：

1.一种无氟防油包装纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种无氟防油包装纸的制备方法，其特征在于，纸浆纤维的组成为针叶木浆与蔗渣浆以质量比3：2复配得到。

3.根据权利要求1所述的一种无氟防油包装纸的制备方法，其特征在于，步骤s1中打浆的工作条件为：打浆疏解至浆浓为7-9％，打浆度为58-64°sr，纸浆纤维悬浮液中纸浆纤维的浓度为0.6-0.8％。

4.根据权利要求1所述的一种无氟防油包装纸的制备方法，其特征在于，步骤s1中抄纸的工作条件为：用纸页成型器抄造定量为60g/m2的手抄片；压榨的工作条件为：压力为0.5mpa，时间为5min。

5.根据权利要求1所述的一种无氟防油包装纸的制备方法，其特征在于，以质量份数计，原纸的组成为：复合淀粉4-6份、碳酸钙10-12份、纸浆纤维78-84份。

6.根据权利要求1所述的一种无氟防油包装纸的制备方法，其特征在于，复合淀粉的制备包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种无氟防油包装纸的制备方法，其特征在于，金针菇多糖的制备包括以下步骤：

8.根据权利要求1所述的一种无氟防油包装纸的制备方法，其特征在于，防油涂料中大豆分离蛋白、复合淀粉、金针菇多糖的质量比为1：2：1；复合氧化锌与大豆分离蛋白的质量比为2-3％。

9.根据权利要求1所述的一种无氟防油包装纸的制备方法，其特征在于，复合氧化锌的制备包括以下步骤：

10.一种无氟防油包装纸，其特征在于，根据权利要求1-9中任一项所述制备方法制备得到。

技术总结
本发明涉及包装纸领域，具体是一种无氟防油包装纸及其制备方法，采用针叶木浆部分代替蔗渣浆，在纸浆中引入复合淀粉；复合淀粉为将玉米淀粉在水热条件下润胀、糊化，利用脂肪胺和脂肪酸两种配体，通过主客体识别与疏水相互作用，有选择性地引入特定官能团，构建与壳聚糖结构相似的复合淀粉；在防油涂料中引入大豆分离蛋白、金针菇多糖、复合淀粉构建多重互穿交联网络；用锌、钴离子与甲基咪唑合成金属有机骨架，通过热处理构建缺陷骨架，拓宽孔径结构，然后以硫代乙酰胺作为硫源，回流硫化生成具有相互连通的孔道结构、较高的孔隙率和大量暴露的活性中心的复合氧化锌。

技术研发人员：杨宝敬,王天舒
受保护的技术使用者：京准化工技术（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13