本發(fā)明涉及包裝材料領域，具體涉及一種高性能防霧包裝材料及其制備方法。
背景技術：
防霧包裝材料是一種防止水汽在材料表面形成結霧以致影響其透明度的功能性包裝材料。在我們的日常生活中，常見的各種眼鏡的鏡片、化學或生物防護面具、車輛擋風玻璃、太陽能電池板等不僅裝飾了我們的生活，保護了我們的環(huán)境，還使資源得到了充分的利用，促進了經(jīng)濟的增長。然而，自然界存在的結霧與霧化現(xiàn)象已經(jīng)影響了透明基材的應用，例如：在冬天，鏡片結霧會影響人們的出行；因汽車擋風玻璃結霧影響了人們的能見度，進而可能造成事故；因農(nóng)用大棚結霧降低了農(nóng)用膜的透光率，削弱了植物的光合作用，進而降低了產(chǎn)量等。因此，如何克服水汽在透明基材表面的結霧，防止霧化現(xiàn)象的發(fā)生成了研究者研究的熱點，較為有效地是通過涂覆一層親水或疏水的耐磨涂層于材料表面，當霧滴滴在涂層表面時，能鋪展成一層薄薄的水膜或者滾落，不但抑制了霧滴在材料表面的形成，而且涂層本身也為基材提供了一定的硬度和耐磨性，更好地保護了基材，這層涂覆層材料就成了防止霧化的關鍵。
技術實現(xiàn)要素：
要解決的技術問題：本發(fā)明的目的是提供一種高性能防霧包裝材料，具有卓越的防霧效果，透光率高，防霧性能佳，同時本材料還具有很好的阻隔性能。
技術方案：一種高性能防霧包裝材料，由以下成分制備而成：聚丙烯薄膜（20cm×20cm）10張、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉2-5g、聚甘油脂肪酸酯3-6g、脫乙酰甲殼素1-2g、馬來酸酐接枝聚乙烯10-20g、納米二氧化硅1-3g、結冷膠2-4g、羧甲基纖維素鈉1-2g、大葉桉葉精油0.2-0.4g、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯1-4g、丙二醇脂肪酸酯2-4g、聚乙二醇200 3-5g、叔丁基對苯二酚0.1-0.3g、無水乙醇20-40ml、乙酸0.5-1ml、去離子水50-70ml。
進一步優(yōu)選的，所述的一種高性能防霧包裝材料，由以下成分制備而成：聚丙烯薄膜（20cm×20cm）10張、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉3-4g、聚甘油脂肪酸酯4-5g、脫乙酰甲殼素1.2-1.7g、馬來酸酐接枝聚乙烯12-18g、納米二氧化硅1.5-2.5g、結冷膠2.5-3.5g、羧甲基纖維素鈉1.3-1.7g、大葉桉葉精油0.25-0.35g、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2-3g、丙二醇脂肪酸酯2.5-3.5g、聚乙二醇200 3.5-4.5g、叔丁基對苯二酚0.15-0.25g、無水乙醇25-35ml、乙酸0.6-0.9ml、去離子水55-65ml。
上述高性能防霧包裝材料的制備方法包括以下步驟：
步驟1：將脫乙酰甲殼素、乙酸和去離子水混合攪拌至溶解；
步驟2：加入聚甘油脂肪酸酯和結冷膠，加熱至70-80℃，在轉速200-300r/min下攪拌溶解；
步驟3：降至室溫，加入月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉、羧甲基纖維素鈉和聚乙二醇200，在轉速300-500r/min下攪拌1-2小時；
步驟4：將大葉桉葉精油、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、叔丁基對苯二酚、丙二醇脂肪酸酯和無水乙醇混合攪拌20-40分鐘；
步驟5：將上述混合液在轉速300-500r/min下攪拌20-40分鐘，加入馬來酸酐接枝聚乙烯和納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌1-2小時；
步驟6：靜置10-12小時，將聚丙烯薄膜浸入其中，密封保存4-5小時；
步驟7：取出后在溫度60-70℃下干燥即得。
進一步優(yōu)選的，步驟2中加熱至75℃，轉速為250r/min。
進一步優(yōu)選的，步驟3中轉速為350-450r/min，攪拌時間為1.5小時。
進一步優(yōu)選的，步驟4中攪拌時間25-35分鐘。
進一步優(yōu)選的，步驟5中轉速為350-450r/min，第一次攪拌時間為25-35分鐘，第二次攪拌時間為1.5小時。
進一步優(yōu)選的，步驟6中靜置時間為11小時，保存時間為4.5小時。
進一步優(yōu)選的，步驟7中溫度為65℃。
有益效果：本發(fā)明的高性能防霧包裝材料具有卓越的防霧效果，透光率高達95.4%，60℃初滴時間最短為287.1秒，10滴所花平均時間為88.9秒，防霧性佳，同時本材料還具有很好的阻隔性，透氧量最低為643cm3/(m2·24h·0.1MPa)，水蒸氣透過系數(shù)也僅為0.37×10-13g/(m·s·Pa)，阻隔性能佳。
具體實施方式
實施例1
一種高性能防霧包裝材料，由以下成分制備而成：聚丙烯薄膜（20cm×20cm）10張、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉2g、聚甘油脂肪酸酯3g、脫乙酰甲殼素1g、馬來酸酐接枝聚乙烯10g、納米二氧化硅1g、結冷膠2g、羧甲基纖維素鈉1g、大葉桉葉精油0.2g、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯1g、丙二醇脂肪酸酯2g、聚乙二醇200 3g、叔丁基對苯二酚0.1g、無水乙醇20ml、乙酸0.5ml、去離子水50ml。
上述高性能防霧包裝材料的制備方法為：
步驟1：將脫乙酰甲殼素、乙酸和去離子水混合攪拌至溶解；
步驟2：加入聚甘油脂肪酸酯和結冷膠，加熱至70℃，在轉速200r/min下攪拌溶解；
步驟3：降至室溫，加入月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉、羧甲基纖維素鈉和聚乙二醇200，在轉速300r/min下攪拌1小時；
步驟4：將大葉桉葉精油、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、叔丁基對苯二酚、丙二醇脂肪酸酯和無水乙醇混合攪拌20分鐘；
步驟5：將上述混合液在轉速300r/min下攪拌20分鐘，加入馬來酸酐接枝聚乙烯和納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌1小時；
步驟6：靜置10小時，將聚丙烯薄膜浸入其中，密封保存4小時；
步驟7：取出后在溫度60℃下干燥即得。
實施例2
一種高性能防霧包裝材料，由以下成分制備而成：聚丙烯薄膜（20cm×20cm）10張、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉3g、聚甘油脂肪酸酯4g、脫乙酰甲殼素1.2g、馬來酸酐接枝聚乙烯12g、納米二氧化硅1.5g、結冷膠2.5g、羧甲基纖維素鈉1.3g、大葉桉葉精油0.25g、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2g、丙二醇脂肪酸酯2.5g、聚乙二醇200 3.5g、叔丁基對苯二酚0.15g、無水乙醇25ml、乙酸0.6ml、去離子水55ml。
上述高性能防霧包裝材料的制備方法為：
步驟1：將脫乙酰甲殼素、乙酸和去離子水混合攪拌至溶解；
步驟2：加入聚甘油脂肪酸酯和結冷膠，加熱至75℃，在轉速230r/min下攪拌溶解；
步驟3：降至室溫，加入月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉、羧甲基纖維素鈉和聚乙二醇200，在轉速350r/min下攪拌1.5小時；
步驟4：將大葉桉葉精油、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、叔丁基對苯二酚、丙二醇脂肪酸酯和無水乙醇混合攪拌25分鐘；
步驟5：將上述混合液在轉速350r/min下攪拌25分鐘，加入馬來酸酐接枝聚乙烯和納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌1.5小時；
步驟6：靜置10.5小時，將聚丙烯薄膜浸入其中，密封保存4.5小時；
步驟7：取出后在溫度65℃下干燥即得。
實施例3
一種高性能防霧包裝材料，由以下成分制備而成：聚丙烯薄膜（20cm×20cm）10張、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉3.5g、聚甘油脂肪酸酯4.5g、脫乙酰甲殼素1.5g、馬來酸酐接枝聚乙烯15g、納米二氧化硅2g、結冷膠3g、羧甲基纖維素鈉1.5g、大葉桉葉精油0.3g、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2.5g、丙二醇脂肪酸酯3g、聚乙二醇200 4g、叔丁基對苯二酚0.2g、無水乙醇30ml、乙酸0.75ml、去離子水60ml。
上述高性能防霧包裝材料的制備方法為：
步驟1：將脫乙酰甲殼素、乙酸和去離子水混合攪拌至溶解；
步驟2：加入聚甘油脂肪酸酯和結冷膠，加熱至75℃，在轉速250r/min下攪拌溶解；
步驟3：降至室溫，加入月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉、羧甲基纖維素鈉和聚乙二醇200，在轉速400r/min下攪拌1.5小時；
步驟4：將大葉桉葉精油、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、叔丁基對苯二酚、丙二醇脂肪酸酯和無水乙醇混合攪拌30分鐘；
步驟5：將上述混合液在轉速400r/min下攪拌30分鐘，加入馬來酸酐接枝聚乙烯和納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌1.5小時；
步驟6：靜置11小時，將聚丙烯薄膜浸入其中，密封保存4.5小時；
步驟7：取出后在溫度65℃下干燥即得。
實施例4
一種高性能防霧包裝材料，由以下成分制備而成：聚丙烯薄膜（20cm×20cm）10張、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉4g、聚甘油脂肪酸酯5g、脫乙酰甲殼素1.7g、馬來酸酐接枝聚乙烯18g、納米二氧化硅2.5g、結冷膠3.5g、羧甲基纖維素鈉1.7g、大葉桉葉精油0.35g、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯3g、丙二醇脂肪酸酯3.5g、聚乙二醇200 4.5g、叔丁基對苯二酚0.25g、無水乙醇35ml、乙酸0.9ml、去離子水65ml。
上述高性能防霧包裝材料的制備方法為：
步驟1：將脫乙酰甲殼素、乙酸和去離子水混合攪拌至溶解；
步驟2：加入聚甘油脂肪酸酯和結冷膠，加熱至75℃，在轉速280r/min下攪拌溶解；
步驟3：降至室溫，加入月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉、羧甲基纖維素鈉和聚乙二醇200，在轉速450r/min下攪拌1.5小時；
步驟4：將大葉桉葉精油、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、叔丁基對苯二酚、丙二醇脂肪酸酯和無水乙醇混合攪拌35分鐘；
步驟5：將上述混合液在轉速450r/min下攪拌35分鐘，加入馬來酸酐接枝聚乙烯和納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌1.5小時；
步驟6：靜置11.5小時，將聚丙烯薄膜浸入其中，密封保存4.5小時；
步驟7：取出后在溫度65℃下干燥即得。
實施例5
一種高性能防霧包裝材料，由以下成分制備而成：聚丙烯薄膜（20cm×20cm）10張、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉5g、聚甘油脂肪酸酯6g、脫乙酰甲殼素2g、馬來酸酐接枝聚乙烯20g、納米二氧化硅3g、結冷膠4g、羧甲基纖維素鈉2g、大葉桉葉精油0.4g、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯4g、丙二醇脂肪酸酯4g、聚乙二醇200 5g、叔丁基對苯二酚0.3g、無水乙醇40ml、乙酸1ml、去離子水70ml。
上述高性能防霧包裝材料的制備方法為：
步驟1：將脫乙酰甲殼素、乙酸和去離子水混合攪拌至溶解；
步驟2：加入聚甘油脂肪酸酯和結冷膠，加熱至80℃，在轉速300r/min下攪拌溶解；
步驟3：降至室溫，加入月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉、羧甲基纖維素鈉和聚乙二醇200，在轉速500r/min下攪拌2小時；
步驟4：將大葉桉葉精油、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、叔丁基對苯二酚、丙二醇脂肪酸酯和無水乙醇混合攪拌40分鐘；
步驟5：將上述混合液在轉速500r/min下攪拌40分鐘，加入馬來酸酐接枝聚乙烯和納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌2小時；
步驟6：靜置12小時，將聚丙烯薄膜浸入其中，密封保存5小時；
步驟7：取出后在溫度70℃下干燥即得。
對比例1
本實施例與實施例1的區(qū)別在于不含有結冷膠和羧甲基纖維素鈉。具體地說是：
一種高性能防霧包裝材料，由以下成分制備而成：聚丙烯薄膜（20cm×20cm）10張、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉2g、聚甘油脂肪酸酯3g、脫乙酰甲殼素1g、馬來酸酐接枝聚乙烯10g、納米二氧化硅1g、大葉桉葉精油0.2g、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯1g、丙二醇脂肪酸酯2g、聚乙二醇200 3g、叔丁基對苯二酚0.1g、無水乙醇20ml、乙酸0.5ml、去離子水50ml。
上述高性能防霧包裝材料的制備方法為：
步驟1：將脫乙酰甲殼素、乙酸和去離子水混合攪拌至溶解；
步驟2：加入聚甘油脂肪酸酯，加熱至70℃，在轉速200r/min下攪拌溶解；
步驟3：降至室溫，加入月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉和聚乙二醇200，在轉速300r/min下攪拌1小時；
步驟4：將大葉桉葉精油、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、叔丁基對苯二酚、丙二醇脂肪酸酯和無水乙醇混合攪拌20分鐘；
步驟5：將上述混合液在轉速300r/min下攪拌20分鐘，加入馬來酸酐接枝聚乙烯和納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌1小時；
步驟6：靜置10小時，將聚丙烯薄膜浸入其中，密封保存4小時；
步驟7：取出后在溫度60℃下干燥即得。
本發(fā)明的高性能防霧包裝材料的防霧性能指標見下表，我們可以看到，本發(fā)明材料具有卓越的防霧效果，透光率高達95.4%，60℃初滴時間最短為287.1秒，10滴所花平均時間為88.9秒，防霧性佳，同時本材料還具有很好的阻隔性，透氧量最低為643cm3/(m2·24h·0.1MPa)，水蒸氣透過系數(shù)也僅為0.37×10-13g/(m·s·Pa)，阻隔性能佳。
表1 高性能防霧包裝材料的防霧性能