一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 107988845 A(43)申请公布日 2018.05.04

(21)申请号 201711468907.0(22)申请日 2017.12.29

(71)申请人 安徽宏实光机电高科有限公司

地址 230051 安徽省合肥市包河工业区延

安路2号(72)发明人 徐道际　张建波　张成文　邓书醒　

肖杰　(74)专利代理机构 安徽深蓝律师事务所 34133

代理人 汪锋(51)Int.Cl.

D21H 21/16(2006.01)D21H 19/40(2006.01)D21H 19/54(2006.01)D21H 19/44(2006.01)C08B 37/08(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页

(54)发明名称

一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法

(57)摘要

本发明公开了一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，本发明首先通过缩水甘油三甲基氯化铵对壳聚糖进行阳离子改性，表面带有阳离子，不仅增强了与阳离子淀粉的复配作用，协同作用下可以与表面带负电荷的纤维、填料作用更强，有优良的助留作用，通过对纸张的施胶，能够降低纸张表面能，同时可以对油滴具有一定的静电吸附作用；随着纳米二氧化硅的加入，能够与壳聚糖性能有机结合体，在纸张表面接触到油性成分时，能够在微纳粗糙结构表面形成一层油滴排斥相，起到支撑油滴和防止油滴渗入固体表面微结构中的作用，进一步提高了对油脂的阻隔性能。

CN 107988845 ACN 107988845 A

权　利　要　求　书

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1.一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：（1）将壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵按照一定的摩尔比混合后分散在总量2-3倍量的异丙醇中，加热至80-85℃，搅拌反应6-7小时，停止反应后过滤，将滤饼溶于2-3倍量的去离子水，用无水乙醇洗涤2-3次，过滤，将滤饼放入真空干燥箱中以70-80℃干燥，得到改性壳聚糖；（2）将适量阳离子淀粉加入适量的去离子水中，升温至95-100℃进行水浴加热，以500-600转/分的速度持续搅拌30-40分钟，得到淀粉糊化液；将适量改性壳聚糖溶于适量去离子水中，600-800转/分的速度搅拌20-30分钟，得到改性壳聚糖水溶液；（3）将淀粉糊化液与适量改性壳聚糖水溶液混合，利用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液和浓度为0.1mol/L的盐酸溶液来控制混合液的pH值为5.5-6.5，加入适量纳米二氧化硅乙醇悬浮液，以800W的功率超声30-40秒，然后加热至90-95℃，恒温机械搅拌60-90分钟即可。

2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵按照一定的摩尔比混合是指按照摩尔比1:4的比例混合。

3.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的阳离子淀粉与去离子水的质量比为1:9；所述的改性壳聚糖与去离子水的质量比为3:97。

4.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的纳米二氧化硅乙醇悬浮液是指浓度为0.02g/mL的纳米二氧化硅乙醇悬浮液。

5.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的淀粉糊化液、改性壳聚糖水溶液与纳米二氧化硅乙醇悬浮液的质量比为1:1:1。

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一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法

技术领域

[0001]本发明涉及造纸施胶剂技术领域，尤其涉及一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法。

背景技术

[0002]纸质包装材料具有来源广泛、绿色环保、使用成本低、易加工等优点，非常适合用作食品的包装材料。纸张主要由纤维素组成，直接用于食品包装时，抗油脂性能较差，在纸基表面进行真空镀铝、覆膜或涂布含氟聚合物后，能显著提高纸张抗油脂性能，但上述工艺所制造的包装材料绿色环保性差很难被回收利用，在欧盟等发达国家，已明确禁止该类包装材料的生产使用。

[0003]天然有机物在水中进行溶解，然后联机涂布，在纸基表面形成阻隔层，从而提高纸张抗油脂性能，这是一种非常有应用前景的方法。阳离子淀粉生产成本低，可广泛应用在纸张表面的施胶涂布，来提高纸张的力学性能和表面平滑度。然而单独使用阳离子淀粉在纸张表面进行涂布，纸张表面往往疏松多孔，表面成膜性及阻隔性较差，达不到食品包装的抗油脂要求。壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物，自然界中来源广泛，同时，壳聚糖具有阳离子的氨基，分子链排列紧凑、结晶度高，抗菌性能、阻隔性能及抗油脂性能都较好，非常适合应用于食品包装。相对于淀粉等其他天然有机物而言，壳聚糖生产成本比较高。由于壳聚糖的相对分子质量一般在 20～60 万，只有在较高涂布量时， 纸张的抗油脂性能及阻隔性能才能达到使用要求，因此直接将壳聚糖作为纸张表面施胶剂时，成本过高，限制了其在食品包装材料中的应用。这就需要通过一定的改性手段得到成本低廉、抗油脂性能优异的包装纸用施胶剂。

发明内容

[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法。

[0005]本发明是通过以下技术方案实现的：

一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，包括以下具体步骤：（1）将壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵按照一定的摩尔比混合后分散在总量2-3倍量的异丙醇中，加热至80-85℃，搅拌反应6-7小时，停止反应后过滤，将滤饼溶于2-3倍量的去离子水，用无水乙醇洗涤2-3次，过滤，将滤饼放入真空干燥箱中以70-80℃干燥，得到改性壳聚糖；

（2）将适量阳离子淀粉加入适量的去离子水中，升温至95-100℃进行水浴加热，以500-600转/分的速度持续搅拌30-40分钟，得到淀粉糊化液；将适量改性壳聚糖溶于适量去离子水中，600-800转/分的速度搅拌20-30分钟，得到改性壳聚糖水溶液；

（3）将淀粉糊化液与适量改性壳聚糖水溶液混合，利用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液和浓度为0.1mol/L的盐酸溶液来控制混合液的pH值为5.5-6.5，加入适量纳米二氧化硅

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乙醇悬浮液，以800W的功率超声30-40秒，然后加热至90-95℃，恒温机械搅拌60-90分钟即可。

[0006]一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，步骤（1）中所述的壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵按照一定的摩尔比混合是指按照摩尔比1:4的比例混合。[0007]一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，步骤（2）中所述的阳离子淀粉与去离子水的质量比为1:9；所述的改性壳聚糖与去离子水的质量比为3:97。[0008]一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，步骤（3）中所述的纳米二氧化硅乙醇悬浮液是指浓度为0.02g/mL的纳米二氧化硅乙醇悬浮液。[0009]一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，步骤（3）中所述的淀粉糊化液、改性壳聚糖水溶液与纳米二氧化硅乙醇悬浮液的质量比为1:1:1。[0010]本发明的优点是：本发明首先通过缩水甘油三甲基氯化铵对壳聚糖进行阳离子改性，表面带有阳离子，不仅增强了与阳离子淀粉的复配作用，协同作用下可以与表面带负电荷的纤维、填料作用更强，有优良的助留作用，通过对纸张的施胶，能够降低纸张表面能，同时可以对油滴具有一定的静电吸附作用；随着纳米二氧化硅的加入，能够与壳聚糖性能有机结合体，在纸张表面接触到油性成分时，能够在微纳粗糙结构表面形成一层油滴排斥相， 起到支撑油滴和防止油滴渗入固体表面微结构中的作用，进一步提高了对油脂的阻隔性能。

[0011]本发明制成的复合施胶剂，适合食品级包装纸的表面施胶，能够提高包装纸的疏油性能，同时降低了生产成本，用此制成的包装纸性能优异，安全无毒。具体实施方式

[0012]一种纳米二氧化硅疏油增强复合壳聚糖施胶剂的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）将壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵按照摩尔比1:4混合后分散在总量2倍量的异丙醇中，加热至80℃，搅拌反应6小时，停止反应后过滤，将滤饼溶于2倍量的去离子水，用无水乙醇洗涤2次，过滤，将滤饼放入真空干燥箱中以70℃干燥，得到改性壳聚糖；

（2）将适量阳离子淀粉加入9倍量的去离子水中，升温至95℃进行水浴加热，以500转/分的速度持续搅拌30分钟，得到淀粉糊化液；将适量改性壳聚糖溶于适量去离子水中，控制浓度为3wt%，600转/分的速度搅拌20分钟，得到改性壳聚糖水溶液；

（3）将淀粉糊化液与等量改性壳聚糖水溶液混合，利用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液和浓度为0.1mol/L的盐酸溶液来控制混合液的pH值为5.5，然后加入与淀粉糊化液等量的浓度为0.02g/mL的纳米二氧化硅乙醇悬浮液，以800W的功率超声30秒，然后加热至90℃，恒温机械搅拌60分钟即可。

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