一种不粘物包装膜及其制备方法与流程

本发明涉及一种聚合物薄膜新材料的制备方法，具体地说，是一种不粘物包装膜及其制备方法。

背景技术：

1、我国经济蓬勃发展，食品行业也日益兴旺，引起了人们对食品关注点的变化。除了传统的食品安全、营养和风味等问题外，如今食品包装的角色日益凸显。黏性液态食品，如番茄酱、果酱和蜂蜜等，以其流体性质成为人们日常餐桌上的常客。然而，消费者在食用过程中常常面临一个问题，即食品往往会粘附在包装材料的表面，给食用体验带来不便，同时也导致了食品的浪费。因此，需要开发一种能够不沾物并且仍然具有良好性能的新型食品包装膜材料，以克服此问题。

2、自然界中的某些植物叶表面具有超疏水性质和自清洁功能，最典型的便是荷叶表面形成的“荷叶自洁效应”。荷叶表面的超疏水性质是由其微观结构和表面化学成分共同作用的结果。这种特殊的表面性质使得水珠在荷叶表面滚动并迅速滑落，同时带走表面上的污染物，从而保持荷叶清洁。

3、荷叶表面的超疏水性主要是由两个因素造成的：微观结构和表面化学成分。

4、微观结构：荷叶表面有一种微观的多级结构，通常描述为“蜡纸”结构。这种结构由微小的柔软微毛组成，这些微毛之间形成了微小的空隙。这些微观结构减小了表面与水接触的区域，使得水珠几乎不与表面直接接触，而是悬浮在微毛之间。这种特殊的结构降低了表面张力对水珠的影响，使得水珠更容易滚动并迅速离开表面。

5、表面化学成分：荷叶表面覆盖着一层蜡质物质。这种蜡质物质使得荷叶表面具有疏水性质，水珠在表面无法扩展，而是以近似球形的形状存在。这种表面化学成分进一步降低了水与荷叶表面的黏附力，有助于水珠在表面上迅速滑动。

6、制备仿荷叶表面的方法主要涉及两个方面：微观结构的制备和表面化学成分的涂覆。目前常见的仿荷叶表面的制备技术可分为微观结构的制备；表面化学成分的涂覆以及自组装技术。目前,已用不少方法来制备仿荷叶表面。包括刻蚀法、相分离和自组装法、水热法、化学沉积和电沉积法、溶胶-凝胶法、静电纺丝法、碳纳米管法、模板法等方法。尽管制备超疏水表面的方法有很多,但上述方法都成本高昂，具有很大的局限性，产业化前景不明朗。

技术实现思路

1、本发明正是针对现有技术中存在的各种不足之处，提供了一种不粘物包装膜及其制备方法。

2、本发明为达到上述目的，是通过这样的技术方案来实现的：

3、本发明公开了一种不粘物包装膜，不粘物包装膜包括从下至上的基材层、含聚合物微珠的胶黏剂层和纳米微晶蜡层。

4、本发明还公开了一种不粘物包装膜的制备方法，制备步骤如下：

5、1)将胶黏剂层原料和聚合物微珠充分混合，形成含有聚合物微珠的胶黏剂层，以溶剂调节含有聚合物微珠的胶黏剂层的适当粘度，涂布在基材层表面，干燥后获得含聚合物微珠的胶黏剂层；

6、2)随后，将改性蜡溶(熔)液通过喷头，喷涂在所得含聚合物微珠的胶黏剂层上，固化过程中形成纳米微晶结构，即为纳米微晶蜡层，最后获得具有纳米微晶蜡层的复合膜结构，即为不粘物包装膜。

7、作为进一步地改进，本发明所述的聚合物微珠为聚苯乙烯微珠、聚乙烯微珠、聚丙烯微珠和聚乳酸微珠中的任意一种，其粒径大小为5-50μm。

8、作为进一步地改进，本发明所述的聚合物微珠为聚苯乙烯微珠，粒径为10-30μm。

9、作为进一步地改进，本发明所述的胶黏剂层原料和聚合物微珠的重量比为1:0.1-1.0的比例充分混合。

10、作为进一步地改进，本发明所述的改性蜡是硅烷改性聚乙烯蜡或者硅烷改性聚丙烯蜡。

11、作为进一步地改进，本发明所述的改性蜡的施涂定量为0.1-20g/m2。

12、作为进一步地改进，本发明所制得的不粘物包装膜表面在疏水性实验中，接触角大于160°，滚动角小于5°。

13、本发明的有益效果如下：

14、1、本发明提供了一种不粘物包装膜的制备方法，是通过在基材层表面构建出荷叶仿生结构制备而得。本发明采用了聚合物微珠构建了复合膜表面的微纳米结构。聚合物微珠成本极其低廉，特别是聚苯乙烯微珠，因此本发明具有优良的成本优势。此外，聚合物微珠的密度与胶黏剂的密度基本一致，特别是聚苯乙烯微珠与常规胶黏剂体系具有天然的相似相溶性，在混合涂布过程中可以不对现有涂布设备造成冲击，极大降低了涂布生产成本。第三，聚合物微珠在加热后，同样具有良好的热熔粘结性能，这极大有利于复合膜后续的热封包装方法，进一步降低生产成本。第四，聚合物微珠粒径均一，极其容易在基材层表面分散均匀，形成均匀可控的微纳米结构，有效改善了不粘物包装膜的超疏水性能。第五，聚合物微珠的球形结构和光滑表面都可以极大减少复合膜与粘稠物质的接触面积，进一步改善不粘物包装膜的超疏水性能。

15、2、本发明中采用聚合物微珠与胶黏剂制备得到了具有微纳米结构的粗糙表面结构，进一步采用了硅烷改性聚乙烯蜡或者硅烷改性聚丙烯蜡对上述粗糙表面进一步改性降低表面张力。硅烷改性聚乙烯蜡或者硅烷改性聚丙烯蜡，通过硅烷改性显著降低了聚乙烯蜡或者聚丙烯蜡的表面张力，改善了疏水性，提高了机械强度。本发明中，将硅烷改性聚乙烯蜡或者硅烷改性聚丙烯蜡通过喷涂的方法施涂在含聚合物微珠的胶黏剂层表面上，蜡溶(熔)液在接触到上述粗糙表面后，通过快速降温或者固化过程，使得硅烷改性蜡快速发生结晶，形成疏松的纳米微晶结构，最后获得具有纳米微晶蜡层的复合膜结构。硅烷改性蜡的超低表面能结合具有微纳米结构的粗糙表面结构，得到了具有优异超疏水性能的不粘物包装膜。

16、3、本发明的这种方法具有工艺简单，成本低廉的优点，得到了具有优异超疏水性能的不粘物包装膜，在疏水性实验中，接触角大于170°，滚动角小于3°。而一般超疏水的定义为接触角大于150°,滚动角小于10°。

技术特征：

1.一种不粘物包装膜，其特征在于，所述的不粘物包装膜包括从下至上的基材层、含聚合物微珠的胶黏剂层和纳米微晶蜡层。

2.一种权利要求1所述的不粘物包装膜的制备方法，其特征在于，所述的制备步骤如下：

3.根据权利要求2所述的不粘物包装膜的制备方法，其特征在于，所述的聚合物微珠为聚苯乙烯微珠、聚乙烯微珠、聚丙烯微珠和聚乳酸微珠中的任意一种，其粒径大小为5-50μm。

4.根据权利要求3所述的不粘物包装膜的制备方法，其特征在于，所述的聚合物微珠为聚苯乙烯微珠，粒径为10-30μm。

5.根据权利要求2所述的不粘物包装膜的制备方法，其特征在于，所述的胶黏剂层原料和聚合物微珠的重量比为1:0.1-1.0的比例充分混合。

6.根据权利要求2所述的不粘物包装膜的制备方法的制备方法，其特征在于，所述的改性蜡是硅烷改性聚乙烯蜡或者硅烷改性聚丙烯蜡。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的不粘物包装膜的制备方法，其特征在于，所述改性蜡的施涂定量为0.1-20g/m2。

8.根据权利要求7所述的不粘物包装膜的制备方法，其特征在于，所制得的不粘物包装膜表面在疏水性实验中，接触角大于160°，滚动角小于5°。

技术总结
本发明公开了一种不粘物包装膜及其制备方法，不粘物包装膜包括从下至上的基材层、含聚合物微珠的胶黏剂层和纳米微晶蜡层，包括将胶黏剂层原料和聚合物微珠充分混合，形成含有聚合物微珠的胶黏剂层，以溶剂调节含有聚合物微珠的胶黏剂层的适当粘度，涂布在基材层表面，干燥后获得含聚合物微珠的胶黏剂层等步骤，本发明的这种方法具有工艺简单，成本低廉的优点，得到了具有优异超疏水性能的不粘物包装膜，在疏水性实验中，接触角大于170°，滚动角小于3°。而一般超疏水的定义为接触角大于150°,滚动角小于10°。

技术研发人员：陈凯朗,张钊明,樊建军,项坚强,季宗备
受保护的技术使用者：金华市伸华包装材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5