专利名称：一种食品包装用无毒可视隔紫外隔热uv涂饰材料的制备方法
技术领域：
一种食品包装用无毒可视隔紫外隔热uv涂料的制备方法，涉及一种可用
于食品袋，食品塑料容器等包装场合的光固化可视隔紫外隔热涂层，属于包装
复合材料和光固化技术领域。
背景技术：
紫外线是一种波长100 400纳米的辐射线，日常生活中的紫外线主要来自 阳光，照明灯光。紫外光波长短、能量高，穿透力弱，容易被物体表面吸收转 化为内能，在材料的老化过程中紫外光起着重要的作用，大量的塑料、橡胶因 为紫外光使用寿命大大降低；油脂和含油脂食品中由于油脂的不饱和，脂肪酸 在光作用下极易氧化变质，而抗氧剂、保鲜剂等的大量加入对人体有害。因此 食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料的制备成为了研究的重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种食品包装用可视隔紫外隔热uv涂料的制备，选
用气象法制备的超细白炭黑(水合二氧化硅)，金属掺杂的二氧化锡纳米粉体配 以光敏低聚物复合制备一种具有无毒，隔紫外，隔热的紫外光固化涂料。
本发明的技术方案
一种食品包装用无毒可视隔紫外隔热uv涂料，各组分的组成及重量百分
比(％)如下
光敏低聚物 40 60
活性稀释剂 28 42
光引发剂 3 9
白炭黑 0.5 3
金属掺杂的二氧化锡纳米粉体 1 5
助剂 1 1.5
所述的光敏低聚物选用超支化聚酯丙烯酸酯类低聚物、超支化聚氨酯丙
烯酸酯类低聚物、环氧丙烯酸酯类低聚物、聚氨酯丙烯酸酯类低聚物、聚酯丙
烯酸酯类低聚物中的一种或几种，由江苏三木集团提供；
所述活性稀释剂选用超支化聚酯丙烯酸酯类低聚物、超支化聚氨酯丙烯 酸酯类低聚物、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙垸三丙烯酸酯、1，6-己二醇二 丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯中的二 种或几种，由上海南泽化工提供；所述光引发剂为二苯甲酮/胺体系、苯偶酰二縮酮、安息香乙醚、1-羟基-
环己基苯乙酮、a， a-二甲基-ci羟基苯乙酮、硫杂蒽酮类中的一种或几种，由 天津久日化学工业有限公司提供；
所述白炭黑为气象法制备，直径范围为5 20nm，由上海西盟化工有限公司 提供，经硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂进行表面改性处理过，硅烷偶联剂和钛酸 酯偶联剂由天扬化工厂提供；
所述金属掺杂的二氧化锡纳米粉体为固相合成法，液相共沉淀法及燃烧法 合成的一种或几种；所述金属为铁、锌、铝、锑中的一种或几种；
所述助剂包括润湿分散剂、防沉剂、流平剂及消泡剂。润湿分散剂为高分 子不饱和聚羧酸类或聚羧酸/胺的衍生物类；防沉剂为有机膨润土类或聚乙烯 蜡；流平剂为有机硅类或聚丙烯酸酯类；消泡剂为有机硅类。
所述食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料的制备方法
按照所述的各组分的组成及重量百分比，先在混合器中按所述配比加入组 分中的活性稀释剂、润湿分散剂搅拌混合均匀，边搅拌边逐渐加入经表面处理 过的白炭黑，通过转速为300 23000转/分的高速分散均质机分散均匀，加入 金属掺杂的二氧化锡纳米粉体，高速分散均匀，然后加入光敏低聚物、助剂中 的防沉剂、流平剂和消泡剂，再加入光引发剂继续搅拌混合，均匀分散，包装， 即制得食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料。
本发明的有益效果
本发明的食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂饰材料无毒无害，能够阻 隔日光中97%以上的紫外光及80%以上的红外线，具有透明、隔热、杀菌、不 易粘灰的功能。特别适于可视塑料食品包装袋、透明聚酯食品容器等，以便于 食品的保鲜、储存，延长食品的保质期，减少食品的变质浪费。本发明的食品 包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料不添加有机溶剂，采用超支化类低聚物制 备的涂料组分不用添加稀释剂，有利于环保，且施工方便，具有明显的环境效 益、社会效益及经济效益。
具体实施例方式
白炭黑的偶联处理
将购得的气象法制备的白炭黑加入其质量0.2%-1%的硅烷偶联剂或钛酸酯 偶联剂，加适量乙醇润湿、进行研磨分散表面改性处理。 实施例2
金属掺杂二氧化锡纳米粉体的制备
采用固相合成法制备金属掺杂二氧化锡纳米粉体按一定摩尔比分别称取
Fe304禾口 Sn02、 Al203禾口 Sn02、 ZnO和Sn02、 Sb2O3和SnO2，加入合适量的丙酮分散、球磨、烘干，于600 110(TC煅烧，得到淡蓝色到深蓝色不等的粉体。 采用液相共沉淀法制备金属掺杂二氧化锡纳米粉体按一定摩尔比分别称 取Fe304和Sn02、 AI2O3和Sn02、 ZnO和Sn02、 Sb203和SnO2，用HC1溶解， 以氨水为沉淀剂进行中和反应得到沉淀。对沉淀洗涤、抽滤、烘干、85(TC煅烧， 得到纳米粉体。
采用燃烧法制备金属掺杂二氧化锡纳米粉体按一定摩尔比分别称取Fe304 和SnO2、 Ah03和Sn02、 ZnO和Sn02、 Sb2(33和SnO2,各金属氧化物和Sn02 的摩尔配比为1 : 7-l : 10进行掺杂。将摩尔比为1 : 7的硝酸和柠檬酸溶解于去 离子水，加入上述金属氧化物加热溶解，将体积比为l : l的氨水溶液滴加到上 述溶液中至pH值为7，得到淡青色稳定溶液。将该溶液置于烘箱中于IO(TC去 除水分，在水分蒸发的同时溶液逐步形成溶胶、凝胶。将凝胶转移至马弗炉中 以30(TC热处理，凝胶逐渐膨胀，最后形成大量灰黑色多孔絮状物。将该絮状物 继续在60(TC焙烧，得到浅蓝色金属掺杂二氧化锡纳米粉体，对其掺杂后的性能 进行比较，見表l。
上述纳米粉体采用燃烧法制备所得颗粒分散最好，制备的粉体性能比较如 下(紫外光透过率通过紫外-分光光度计测得，100%—透过率=阻隔率；温度 差由在底材涂膜后与空白底材在钨灯下照射比较)
表1燃烧法制备金属掺杂二氧化锡纳米粉体的性能比较
\4^比1 : 71 ! 81 : 91 : 10
Fe304: Sn02紫外阻隔率37 %;温差3'C紫外阻隔率43 温差4'C紫外阻隔率60 %;温差6'C紫外阻隔率60 %;温差6'C
A1203: Sn02紫外阻隔率25 %;温差3'C紫外阻隔率33 温差3'C紫外阻隔率40 %;温差4'C紫外阻隔率42 %;温差3'C
ZnO: Sn02紫外阻隔率34 温差2'C紫外阻隔率47 %;温差3'C紫外阻隔率49 %;温差3'C紫外阻隔率50 %;温差3'C
Sb203: Sn02紫外阻隔率51 %;温差3'C紫外阻隔率78 温差3'C紫外阻隔率97 %;温差5"C紫外阻隔率98 %;温差5'C
结果表明采用金属锑掺杂的紫外阻隔效果最好，隔热性能较好，但金属锑价 格昂贵，性价比最高的是金属铁。
实施例3
一种食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料，以重量百分比计由聚氨
酯丙烯酸酯低聚物25%，环氧丙烯酸酯低聚物20%，三丙二醇二丙烯酸酯20 %、三羟甲基丙垸三丙烯酸酯12%、 1,6-己二醇二丙烯酸酯9%，白炭黑3%， 采用Sb203: Sn02为1 : 9的金属掺杂的二氧化锡纳米粉体5%， 1-羟基-环己基 苯乙酮4.5%，润湿分散剂0.4%，防沉剂0.6%，流平剂0.3%，消泡剂0.2%配制 而成。制备方法同上述。所得涂料涂膜后的紫外阻隔率97%，温差5'C。实施例4
一种食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料，以重量百分比计由聚氨
酯丙烯酸酯低聚物50%，三丙二醇二丙烯酸酯10%,新戊二醇二丙烯酸酯9%， 三羟甲基丙垸三丙烯酸酯10%，丙烯酸异辛酯9。％，白炭黑1%，采用Fe304: Sn02为1 : 9的金属掺杂的二氧化锡纳米粉体5%， a ，a -二甲基-ci羟基苯乙酮 5%，润湿分散剂0.2%，防沉剂0.4%，流平剂0.2%，消泡剂0.2%配制而成。制 备方法同上述。所得涂料涂膜后的紫外阻隔率60%，温差6'C。 实施例5
一种食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料，以重量百分比计由超支 化聚氨酯85%，白炭黑2%，采用八1203: Sn02为l : 10的金属掺杂的二氧化锡 纳米粉体5%， 二苯甲酮3%，三级胺丙烯酸酯2%， a，a-二甲基-a羟基苯乙 酮2%，润湿分散剂0.2%，防沉剂0.4%，流平剂0.2%，消泡剂0.2%配制而成。 制备方法同上述。所得涂料涂膜后的紫外阻隔率42%，温差3。C。
实施例6
一种食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料，以重量百分比计由超支 化聚酯90%，白炭黑1%，采用ZnO: Sn02为1 : 8的金属掺杂的二氧化锡纳米 粉体5%，苯偶酰二縮酮3%，润湿分散剂0.2%，防沉剂0.35%，流平剂0.25%， 消泡剂0.2%配制而成。制备方法同上述。所得涂料涂膜后的紫外阻隔率47%，
温差3 C 。
权利要求
1、一种食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料，其特征在于各组分的组成及重量百分比如下光敏低聚物 40～60活性稀释剂 28～42光引发剂 3～9白炭黑 0.5～3金属掺杂的二氧化锡纳米粉体 1～5助剂 1～1.5所述的光敏低聚物选用超支化聚酯丙烯酸酯类低聚物、超支化聚氨酯丙烯酸酯类低聚物、环氧丙烯酸酯类低聚物、聚氨酯丙烯酸酯类低聚物、聚酯丙烯酸酯类低聚物中的一种或几种；所述活性稀释剂选用超支化聚酯丙烯酸酯类低聚物、超支化聚氨酯丙烯酸酯类低聚物、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯中的二种或几种；所述光引发剂选用二苯甲酮/胺体系、苯偶酰二缩酮、安息香乙醚、1-羟基-环己基苯乙酮、α，α-二甲基-α羟基苯乙酮、硫杂蒽酮类中的一种或几种；所述白炭黑为气象法制备，直径范围为5～20nm，由硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂经表面改性处理过；所述金属掺杂的二氧化锡纳米粉体为固相合成法，液相共沉淀法及燃烧法合成的一种或几种；掺杂所用金属选用铁、锌、铝、锑中的一种或几种；所述助剂为润湿分散剂、防沉剂、流平剂及消泡剂；润湿分散剂为高分子不饱和聚羧酸类或聚羧酸/胺的衍生物类；防沉剂为有机膨润土类或聚乙烯蜡；流平剂为有机硅类或聚丙烯酸酯类；消泡剂为有机硅类。
2、 一种权利要求1所述的食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料的制 备，其特征是按照所述的各组分的组成及重量百分比，先在混合器中按配比 加入组分中的活性稀释剂、润湿分散剂搅拌混合均匀，边搅拌边逐渐加入经表 面处理过的白炭黑，通过转速为300 23000转/分的高速分散均质机分散均匀， 加入金属惨杂的二氧化锡纳米粉体，高速分散均匀，然后加入光敏低聚物、助 剂中的防沉剂、流平剂和消泡剂，再加入光引发剂继续搅拌混合，均匀分散， 包装，即制得食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料。光敏低聚物 活性稀释剂 光引发剂 白炭黑金属掺杂的二氧化锡纳米粉体 助剂
全文摘要
一种食品包装用无毒可视隔紫外隔热UV涂料的制备，属于包装复合材料和光固化技术领域。本发明涉及用白炭黑、金属掺杂二氧化锡纳米粉体复合紫外光固化涂料以提高隔紫外能力和隔热性，其组成为主要包含光敏低聚物、活性稀释剂、光引发剂、白炭黑、金属掺杂二氧化锡、填料及助剂。本发明的UV涂饰材料无毒无害，能够阻隔日光中97％以上的紫外光及80％以上的红外线，具有透明、隔热、杀菌、不易粘灰的功能，特别适于可视塑料食品包装袋、透明聚酯食品容器等，以便于食品的保鲜、储存，延长食品的保质期，减少食品的变质浪费。本发明的UV涂料不添加有机溶剂，有利于环保，且施工方便，具有明显的环境效益、社会效益及经济效益。
文档编号C09D4/02GK101423676SQ20081024396
公开日2009年5月6日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者倪才华, 姚伯龙, 李海亮, 杜郑帅, 钰 焦 申请人:江南大学