一种奶粉包装用热封涂层及其制备方法与流程

[0001]
本发明属于热封胶粘剂技术领域，具体涉及一种奶粉包装用热封涂层及其制备方法。


背景技术：

[0002]
奶粉包装一般都需要做密封处理，通常的奶粉包装中需要运用到易撕盖的结构来起到密封的效果。易撕盖主要由三部分组成。分别为特制铝箔，热封涂层以及奶粉罐体。其中的热封涂层是将铝箔和奶粉罐体连接在一起的重要组成部分。
[0003]
为了满足包装强度和使用需求，当前的技术主要选择以溶剂型热封涂层为主，目前的技术以丙烯酸类树脂为主，以烯烃类为助剂，通过两方面的结合能够起到很强的贴合力，同时在剥离时能够为内聚破坏，且剥离面光滑无毛刺。但是这种热封涂层存在以下不足：1、溶剂型的包装热封胶虽然强度较高，但是因为采用了大量的有机溶剂很容易造成溶剂残留，对奶粉的储存和食用存在一定安全隐患；2、涂层中的配方复杂，过多的小分子化合物容易析出，对贴合强度以及奶粉质量存在一定影响；3、目前水性奶粉包装热封涂层基本很少，也仅仅以丙烯酸树脂为主体，但是储存稳定性很差，强度低；综上，当前的奶粉包装热封涂层的不足限制了奶粉包装的进一步发展，同时丙烯酸树脂的生产工艺复杂，也不符合当前绿色环保的大趋势。


技术实现要素：

[0004]
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种奶粉包装用热封涂层及其制备方法。
[0005]
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种奶粉包装用热封涂层，由以下组分组成：聚酯水溶液35~55份，聚酯乳液30~50份，乙醇5~15份，水性松香10~20份；所述聚酯水溶液和所述聚酯乳液的固含量均为25wt%；所述聚酯水溶液由水溶性聚酯溶解而成，所述水溶性聚酯分子量在8000~15000，玻璃化转变温度50~70℃，所述水溶性聚酯主要由芳香族二元酸、脂肪族或脂环族二元酸、脂肪族二元醇，同时引入含磺酸盐单体在催化剂的作用下缩聚而成，且所述水溶性聚酯中醇酸比范围为1.0~1.5，所述聚酯乳液由聚酯在乳化剂的作用下乳化而成，所述聚酯分子量在20000~30000；所述聚酯主要单体由芳香族二元酸、脂肪族或脂环族二元酸、脂肪族二元醇在催化剂的作用下缩聚而成，聚酯乳液的醇酸比范围为1.6~2.0，其玻璃化转变温度10~20℃。
[0006]
优选地，所述乙醇为无水乙醇，纯度为99.5%。
[0007]
优选地，所述水性松香为水性松香乳液，其固含量为50wt%，ph值为5~7。
[0008]
优选地，所述聚酯水溶液中芳香族二元酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸
其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族或脂环族二元酸选自:丁二酸 、己二酸、壬二酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1 ，2-丙二醇、1 ，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6己二醇其中的一种或一种以上组合；所述磺酸盐单体为间苯型磺酸盐，所述催化剂为醋酸钴、钛酸四丁酯、三氧化二锑、醋酸锰、三氧化二锗中的一种或几种的组合。
[0009]
优选地，所述间苯型磺酸盐为苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、1，3-间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠中的一种或一种以上组合。
[0010]
优选地，所述聚酯乳液中乳化剂为烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、磷酸盐、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物中的一种或几种组合；所述芳香族二元酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族或脂环族二元酸选自丁二酸 、己二酸、壬二酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6己二醇其中的一种或一种以上组合；所述催化剂为醋酸钴、钛酸四丁酯、三氧化二锑、醋酸锰、三氧化二锗中的一种或几种的组合。
[0011]
优选地，所述的一种奶粉包装用热封涂层的制备方法，包括如下步骤，分别制备聚酯水溶液及聚酯乳液，将聚酯水溶液、聚酯乳液、乙醇、水性松香按比例混合，搅拌成均相得到水性聚酯热封胶，用于水性热封涂层。
[0012]
优选地，包括如下步骤：s1、制备聚酯水溶液；s11、将原材料按比例投入反应釜中，并加入催化剂；s12、反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0~0.05mpa；在195~250℃下进行酯化反应，酯化副产物达到95%后在250~280℃下进行缩聚反应，当达到熔体粘度100~130cps后，冷却出釜切粒，得到水溶性聚酯颗粒；s13、按比例将水性聚酯和去离子水在90℃下进行溶解，最终得到聚酯水溶液；s2、制备聚酯乳液：s22、将原材料按照比例投入反应釜中，并加入催化剂；s22、反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0.05mpa；在195~250℃下进行酯化反应，酯化副产物达到95%后在250~280℃下进行缩聚反应，当达到熔体粘度50~80cps后冷却出釜切粒，得到聚酯颗粒；s23、将聚酯颗粒，乳化剂放置反应釜中，70~90℃下熔融混合1h后向内部滴加纯水，控制滴加速率，待全部均匀后得聚酯乳液；s3、制备水性聚酯热封胶：将聚酯水溶液，聚酯乳液，乙醇，水性松香乳液按比例混合，搅拌成均相得到水性聚酯热封胶，用于水性热封涂层。
[0013]
本发明的实现原理是通过聚酯乳液提供剥离强度，这时需要聚酯的玻璃化转变温度低，分子量大，而热封涂层需要有一定的反粘要求，因此需要高玻璃化转变温度的聚酯水溶液作为搭配。奶粉包装用热封涂层需要高的强度和内聚破坏，通过在树脂中引入一定的功能性基团能够实现了铝膜和马口铁表面的高强度贴合，通过控制树脂的内聚力实现内聚破坏，同时在乙醇和松香的作用下完成涂布需求以及剥离界面光滑。
[0014]
本发明的有益效果体现在：组成简单，制备工艺较容易，水性环保，同时具备较好的稳定性，更加符合奶粉类的高要求制品应用。
具体实施方式
[0015]
以下结合实施例具体阐述本发明的技术方案，本发明揭示了一种奶粉包装用热封涂层及其制备方法。
[0016]
实施例1将35份聚酯水溶液，50份聚酯乳液，5份乙醇，10份水性松香乳液依次投放在搅拌釜内，在转速为300r/min的条件下搅拌20min，调整转速为600r/min，搅拌10min，得到奶粉包装用水性热封涂层。
[0017]
其中，聚酯水溶液由水溶性聚酯溶解而成，其固含量为25wt%，水溶性聚酯采用的初始投料比为醇/酸=1.1；多元醇主要由1，6己二醇30份，乙二醇20份，1，4丁二醇30份组成；多元酸由邻苯二甲酸40份，间苯二甲酸60份组成；间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠占整体配方的20份，以上原料按照比例投入反应釜中，反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0~0.05mpa；在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到105cps后冷却出釜切粒。得到的水溶性聚酯的分子量为12000，tg为60℃。其中，聚酯乳液固含量为25wt%，所述聚酯乳液由共聚酯在乳化剂的作用下乳化而成，具体的，共聚酯采用的初始投料比为醇/酸=1.9；多元醇主要由乙二醇30份，1，4丁二醇60份组成；多元酸由邻苯二甲酸35份，间苯二甲酸75份组成；以上原料按照比例投入反应釜中，反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0.05mpa；同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到75cps后冷却出釜切粒。得到共聚酯的分子量为21000，tg为16℃；将40份共聚酯，10份十二烷基苯磺酸钠投放至反应釜内，90℃下高速搅拌1h，转速为1200r/min；缓慢注入85℃热水至相转移点，提高注水速度继续注水，直至固含量达到40%
±
2%，保持转速10 min停止搅拌，出料；用纯水稀释聚酯乳液直至固含量为25wt%。
[0018]
实施例2将40份聚酯水溶液，45份聚酯乳液，5份乙醇，10份水性松香乳液依次投放在搅拌釜内，转速为300r/min的条件下搅拌20min，调整转速为600r/min搅拌10min即得奶粉包装用水性热封涂层。
[0019]
其中，聚酯水溶液的固含量为25wt%，聚酯水溶液由水溶性聚酯溶解而成，水溶性聚酯采用的初始投料比为醇/酸=1.9；多元醇主要由1，2-丙二醇40份，1 ，3-丙二醇20份，1，6己二醇30份，乙二醇10份组成；多元酸由邻苯二甲酸20份、萘二羧酸35份，壬二酸45份组成；1，3-间苯二甲酸双羟乙酯-5-磺酸钠占整体配方的15份，以上原料按照比例投入反应釜中，反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0~0.05mpa；同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到100cps后冷却出釜切粒。得到的水溶性聚酯的分子量为8000，tg为50℃。
[0020]
其中，聚酯乳液固含量为25wt%，所述聚酯乳液由共聚酯在乳化剂的作用下乳化而成，共聚酯采用的初始投料比为醇/酸=1.6；多元醇主要由1，6己二醇30份，乙二醇10份，1，4丁二醇60份组成；多元酸由邻苯二甲酸20份，间苯二甲酸30份，己二酸50份组成；以上原料按照计算比例投入反应釜中，反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0.05mpa；同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体
粘度达到80cps后冷却出釜切粒。得到共聚酯的分子量为28000，tg为12℃；将40份共聚酯，5份十二烷基苯磺酸钠，5份聚氧丙烯醚投放至反应釜内，80℃下高速搅拌2h，转速为1000r/min；缓慢注入85℃热水至相转移点，提高注水速度继续注水，直至固含量达到40%
±
2%，保持转速10 min停止搅拌，出料；用纯水稀释聚酯乳液直至固含量为25wt%。
[0021]
实施例3将55份聚酯水溶液，35份聚酯乳液，10份乙醇，20份水性松香乳液依次投放在搅拌釜内，转速为300r/min的条件下搅拌20min，调整转速为600r/min搅拌10min即得奶粉包装用水性热封涂层。
[0022]
其中，聚酯水溶液的固含量为25wt%，聚酯水溶液由水溶性聚酯溶解而成，水溶性聚酯采用的初始投料比为醇/酸=1.9；多元醇主要由乙二醇40份，1，6己二醇60份组成；多元酸由邻苯二甲酸80份，间苯二甲酸20份组成；间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠占整体配方的20份，以上原料按照比例投入反应釜中，反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0~0.05mpa；同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到125cps后冷却出釜切粒。得到的水溶性聚酯的分子量为15000，tg为58℃。其中，聚酯乳液固含量为25wt%，所述聚酯乳液由共聚酯在乳化剂的作用下乳化而成，共聚酯采用的初始投料比为醇/酸=1.7；多元醇主要由乙二醇30份，1，4丁二醇60份组成；多元酸由邻苯二甲酸35份，间苯二甲酸75份组成；以上原料按照计算比例投入反应釜中，反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0.05mpa；同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到75cps后冷却出釜切粒。得到共聚酯的分子量为21000，tg为16℃；将40份共聚酯，10份十二烷基苯磺酸钠投放至反应釜内，90℃下高速搅拌1h，转速为1200r/min；缓慢注入85 ℃热水至相转移点，提高注水速度继续注水，直至固含量达到40%
±
2%，保持转速10 min停止搅拌，出料；用纯水稀释聚酯乳液直至固含量为25wt%。
[0023]
实施例4将40份聚酯水溶液，30份聚酯乳液，15份乙醇，15份水性松香乳液依次投放在搅拌釜内，转速为300r/min的条件下搅拌20min，调整转速为600r/min搅拌10min即得奶粉包装用水性热封涂层。
[0024]
其中，聚酯水溶液的固含量为25wt%，聚酯水溶液由水溶性聚酯溶解而成，水溶性聚酯采用的初始投料比为醇/酸=1.5；多元醇主要由1，6己二醇30份，乙二醇20份，1，4丁二醇30份组成；多元酸由邻苯二甲酸40份，间苯二甲酸60份组成；间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠占整体配方的20份，以上原料按照比例投入反应釜中，反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0~0.05mpa；同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到135cps后冷却出釜切粒。得到的水溶性聚酯的分子量为12000，tg为60℃。其中，聚酯乳液固含量为25wt%，所述聚酯乳液由共聚酯在乳化剂的作用下乳化而成，共聚酯采用的初始投料比为醇/酸=1.9；多元醇主要由乙二醇30份，1，4丁二醇60份组成；多元酸由邻苯二甲酸35份，间苯二甲酸75份组成；以上原料按照比例投入反应釜中，反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0.05mpa；同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物
达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到80cps后冷却出釜切粒。得到共聚酯的分子量为22000，tg为16℃；将40份共聚酯，10份十二烷基苯磺酸钠投放至反应釜内，90℃下高速搅拌1h，转速为1200r/min；缓慢注入85℃热水至相转移点，提高注水速度继续注水，直至固含量达到40%
±
2%，保持转速10 min停止搅拌，出料；用纯水稀释聚酯乳液直至固含量为25wt%。
[0025]
各实施例和当前市场上用的热封涂层对比数据如表1所示：表1各实施例对比数据根据表1中数据能够看出本发明的实施例配方能够和当前市场上用的热封涂层性能类似，同时本发明实施例配方易氧化物含量低，满足国家规定标准，具备很好涂膜性，储存稳定性佳，能够满足奶粉包装的要求。
[0026]
当然本发明尚有多种具体的实施方式，在此就不一一列举。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

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