本发明涉及涂料，具体涉及一种竹纤维底材组合餐具用涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、泡沫塑料快餐盒是白色污染的重要来源之一，对环境造成很大的危害，国家已下令2001年全面停止泡沫塑料快餐盒的生产和销售。近几年市场上出现多种替代品，主要分为3类：(1)植物纤维类餐具；(2)淀粉类餐具；(3)纸张类餐具。由于植物纤维、淀粉和纸张类餐具均达不到防水和防油的性能要求，因此在其表面均需涂覆涂料。可降解快餐盒用的涂料除具备一般涂料的基本性能外，还必须满足两个基本要求：工艺性和卫生性。所谓的工艺性即要求涂料具备低粘度、高固含量、成膜性好、附着力强、抗粘连、耐高温烘烤、耐开水和耐油；所谓的卫生性即要求无毒和无味。然而，已有技术中的可降解快餐盒用涂料存在以下的缺点：(1)工艺性差，附着力低，开水浸泡容易剥落；(2)不耐油，容易渗漏；(3)有毒性，含有挥发性有机物。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种竹纤维底材组合餐具用涂料，该涂料具有良好的附着力、开水浸泡耐剥落性能、耐油性能和不易渗漏而藉以满足工艺性要求，力学性能较佳，便于加工使用，环保，使用安全性高，成膜后耐水性、耐候性、光泽度和力学性能好，将其应用于植物纤维可降解环保包装餐盒，提升其防水性能，对人体几乎无毒副作用，可生物降解，彻底解决了餐饮用具的塑料污染问题。
2、本发明另一的目的在于提供一种竹纤维底材组合餐具用涂料的制备方法，该方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，适用于大规模生产。
3、本发明的再一目的在于提供一种竹纤维底材组合餐具用涂料的应用方法，利用该方法可以很好的将餐具用涂料均匀喷涂在竹纤维底材组合餐具的内表面，在餐具表面固化一层餐盘胶，可有效提升该餐具的耐油、耐热性、耐盐水解性能。
4、本发明的目的通过下述技术方案实现：一种竹纤维底材组合餐具用涂料，包括如下重量份的原料：防水单体30-50份、vae乳液10-20份、引发剂1-3份、乳化剂1-5份、纳米填料3-7份、增塑剂1-3份、固化剂1-3份、溶剂30-60份、乙烯-丙烯酸共聚物4-8份、富勒烯羧酸衍生物1-3份和羟基氧化铁1-3份；所述溶剂是由去离子水和丙三醇按照重量比为12-16:0.6-1.0组成的混合物。
5、本发明中的涂料具有良好的附着力、开水浸泡耐剥落性能、耐油性能和不易渗漏而藉以满足工艺性要求，力学性能较佳，便于加工使用，环保，使用安全性高，可应用于制备食品包装材料或餐饮具，成膜后耐水性、耐候性、光泽度和力学性能好，将其应用于植物纤维可降解环保包装餐盒，提升其防水性能，对人体几乎无毒副作用，可生物降解，彻底解决了餐饮用具的塑料污染问题。其中，采用的乙烯-丙烯酸共聚物具有热塑性和极高黏结性，当mi相同时，随着aa含量的增加其透明性、韧性、黏结性和耐环境应力开裂性会增加，可以进一步复合提升涂料的综合性能；而vae乳液因而有的增塑性能、钢性好，初粘强度高的特点，并可利用各种助剂的加入，而具有优良的增效粘度、并迅速地发展了“纤维撕裂粘接”，可辅助增加涂料与餐具之间的粘接性能；富勒烯羧酸衍生物和羟基氧化铁反应制得的含富勒烯复合物作为降解促进剂，可加快涂料膜的降解进程，促进纸塑分离，达到充分、快速降解的目的，并且对产品的性能影响小。
6、优选的，所述防水单体为丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种。
7、本发明中采用的防水单体具有良好的防水、防油性能，可以提高涂层成膜性、膜层强度，亦可通过自交联基团与纸材料之间的相互作用增强膜层在纸材料表面的附着牢度，同时可辅助提升涂料形成光泽好而耐水的膜，粘合牢固，不易剥落，耐候性好。
8、优选的，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
9、优选的，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、吐温80、单硬脂酸甘油酯、脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或多种。
10、优选的，所述纳米填料为纳米有机蒙脱土、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙按照重量比为0.8-1.2:0.3-0.7:0.4-0.8组成的混合物。
11、本发明中加入的纳米有机蒙脱土可调节涂料成膜的力学性能，防止涂料膜过早老化，同时纳米有机蒙脱土为微生物生长提供有利的环境，促进微生物繁殖，促膜纸的生物降解；而纳米二氧硅的引入可以提高涂料成膜的增韧作用，提高内聚力。
12、优选的，所述增塑剂为食品级羧甲基纤维素钠、环氧大豆油、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种。
13、优选的，所述固化剂为水性氨基树脂和二甲基咪唑按照重量比为0.8-1.2:0.4-0.8组成的混合物。
14、本发明的固化剂中采用的水性氨基树脂具有优异的水溶性，能提高漆膜的附着力、硬度和耐水性，而二甲基咪唑具有很好的固化作用，可进一步辅助水性氨基树脂提升该涂料的固化速率。
15、发明还提供了一种竹纤维底材组合餐具用涂料的制备方法，通过如下步骤制得：
16、s1、按照重量份，将防水单体、vae乳液、乙烯-丙烯酸共聚物和纳米填料加入反应釜中混合均匀，并加热至65-85℃以400-800r/min搅拌2-6h，得到混合物a，备用
17、s2、按照重量份，将富勒烯羧酸衍生物和羟基氧化铁混合搅拌均后加入增塑剂、引发剂和固化剂加热至50-70℃，以300-600r/min的速度搅拌40-80min，得到混合物b，备用；
18、s3、按照重量份，将乳化剂、混合物b加入混合物a中保持温度50-70℃搅拌30-60min，再将溶剂加入搅拌20-40min，将反应所得物料冷却至常温，得到餐具用涂料。
19、本发明还提供了一种竹纤维底材组合餐具用涂料的应用方法，喷涂涂料时将折叠好的组合餐具放到喷涂设备的旋转座中，利用喷涂设备将餐具用涂料喷在餐具的内表面，喷涂量为10-12g/㎡，喷涂过程中旋转座以100-120r/min的速率转动，将多余的涂料甩出，保喷涂面的涂料均匀，喷出完成后利用机械手将餐具取出，置于温度为90-110℃的条件下烘干，即在餐具表面固化一层餐盘涂料层。
20、本发明的有益效果在于：本发明的涂料具有良好的附着力、开水浸泡耐剥落性能、耐油性能和不易渗漏而藉以满足工艺性要求，力学性能较佳，便于加工使用，环保，使用安全性高，可应用于制备食品包装材料或餐饮具，成膜后耐水性、耐候性、光泽度和力学性能好，将其应用于植物纤维可降解环保包装餐盒，提升其防水性能，对人体几乎无毒副作用，可生物降解，彻底解决了餐饮用具的塑料污染问题。
21、本发明一种竹纤维底材组合餐具用涂料的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，适用于大规模生产；利用该方法可以很好的将餐具用涂料均匀喷涂在竹纤维底材组合餐具的内表面，在餐具表面固化一层餐盘胶，可有效提升该餐具的耐油、耐热性、耐盐水解性能。
1.一种竹纤维底材组合餐具用涂料，其特征在于：包括如下重量份的原料：防水单体30-50份、vae乳液10-20份、引发剂1-3份、乳化剂1-5份、纳米填料3-7份、增塑剂1-3份、固化剂1-3份、溶剂30-60份和乙烯-丙烯酸共聚物4-8份。
2.根据权利要求1所述的一种竹纤维底材组合餐具用涂料，其特征在于：还包括如下重量份的原料：富勒烯羧酸衍生物1-3份和羟基氧化铁1-3份。
3.根据权利要求1所述的一种竹纤维底材组合餐具用涂料，其特征在于：所述防水单体为丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种竹纤维底材组合餐具用涂料，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
5.根据权利要求1所述的一种竹纤维底材组合餐具用涂料，其特征在于：所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、吐温80、单硬脂酸甘油酯、脂肪酸聚氧乙烯醚中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种竹纤维底材组合餐具用涂料，其特征在于：所述纳米填料为纳米有机蒙脱土、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙按照重量比为0.8-1.2:0.3-0.7:0.4-0.8组成的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种竹纤维底材组合餐具用涂料，其特征在于：所述增塑剂为食品级羧甲基纤维素钠、环氧大豆油、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种竹纤维底材组合餐具用涂料，其特征在于：所述固化剂为水性氨基树脂和二甲基咪唑按照重量比为0.8-1.2:0.4-0.8组成的混合物。
9.一种如权利要求2-8任一项所述竹纤维底材组合餐具用涂料的制备方法，其特征在于：通过如下步骤制得：
10.一种如权利要求1-8任一项所述竹纤维底材组合餐具用涂料的应用方法，其特征在于：喷涂涂料时将折叠好的组合餐具放到喷涂设备的旋转座中，利用喷涂设备将餐具用涂料喷在餐具的内表面，喷涂量为10-12g/㎡，喷涂过程中旋转座以100-120r/min的速率转动，将多余的涂料甩出，喷出完成后利用机械手将餐具取出，置于温度为90-110℃的条件下烘干，即在餐具表面固化一层餐盘涂料层。