專利名稱：一種食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱uv涂飾材料的制備方法
技術領域：
一種食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱uv涂料的制備方法，涉及一種可用
于食品袋，食品塑料容器等包裝場合的光固化可視隔紫外隔熱涂層，屬于包裝
復合材料和光固化技術領域。
背景技術：
紫外線是一種波長100 400納米的輻射線，日常生活中的紫外線主要來自 陽光，照明燈光。紫外光波長短、能量高，穿透力弱，容易被物體表面吸收轉 化為內能，在材料的老化過程中紫外光起著重要的作用，大量的塑料、橡膠因 為紫外光使用壽命大大降低；油脂和含油脂食品中由于油脂的不飽和，脂肪酸 在光作用下極易氧化變質，而抗氧劑、保鮮劑等的大量加入對人體有害。因此 食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料的制備成為了研究的重點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種食品包裝用可視隔紫外隔熱uv涂料的制備，選
用氣象法制備的超細白炭黑(水合二氧化硅)，金屬摻雜的二氧化錫納米粉體配 以光敏低聚物復合制備一種具有無毒，隔紫外，隔熱的紫外光固化涂料。
本發(fā)明的技術方案
一種食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱uv涂料，各組分的組成及重量百分
比(％)如下
光敏低聚物 40 60
活性稀釋劑 28 42
光引發(fā)劑 3 9
白炭黑 0.5 3
金屬摻雜的二氧化錫納米粉體 1 5
助劑 1 1.5
所述的光敏低聚物選用超支化聚酯丙烯酸酯類低聚物、超支化聚氨酯丙
烯酸酯類低聚物、環(huán)氧丙烯酸酯類低聚物、聚氨酯丙烯酸酯類低聚物、聚酯丙
烯酸酯類低聚物中的一種或幾種，由江蘇三木集團提供；
所述活性稀釋劑選用超支化聚酯丙烯酸酯類低聚物、超支化聚氨酯丙烯 酸酯類低聚物、三丙二醇二丙烯酸酯、三羥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、丙烯酸異辛酯中的二 種或幾種，由上海南澤化工提供；所述光引發(fā)劑為二苯甲酮/胺體系、苯偶酰二縮酮、安息香乙醚、1-羥基-
環(huán)己基苯乙酮、a， a-二甲基-ci羥基苯乙酮、硫雜蒽酮類中的一種或幾種，由 天津久日化學工業(yè)有限公司提供；
所述白炭黑為氣象法制備，直徑范圍為5 20nm，由上海西盟化工有限公司 提供，經硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑進行表面改性處理過，硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸 酯偶聯(lián)劑由天揚化工廠提供；
所述金屬摻雜的二氧化錫納米粉體為固相合成法，液相共沉淀法及燃燒法 合成的一種或幾種；所述金屬為鐵、鋅、鋁、銻中的一種或幾種；
所述助劑包括潤濕分散劑、防沉劑、流平劑及消泡劑。潤濕分散劑為高分 子不飽和聚羧酸類或聚羧酸/胺的衍生物類；防沉劑為有機膨潤土類或聚乙烯 蠟；流平劑為有機硅類或聚丙烯酸酯類；消泡劑為有機硅類。
所述食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料的制備方法
按照所述的各組分的組成及重量百分比，先在混合器中按所述配比加入組 分中的活性稀釋劑、潤濕分散劑攪拌混合均勻，邊攪拌邊逐漸加入經表面處理 過的白炭黑，通過轉速為300 23000轉/分的高速分散均質機分散均勻，加入 金屬摻雜的二氧化錫納米粉體，高速分散均勻，然后加入光敏低聚物、助劑中 的防沉劑、流平劑和消泡劑，再加入光引發(fā)劑繼續(xù)攪拌混合，均勻分散，包裝， 即制得食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂飾材料無毒無害，能夠阻 隔日光中97%以上的紫外光及80%以上的紅外線，具有透明、隔熱、殺菌、不 易粘灰的功能。特別適于可視塑料食品包裝袋、透明聚酯食品容器等，以便于 食品的保鮮、儲存，延長食品的保質期，減少食品的變質浪費。本發(fā)明的食品 包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料不添加有機溶劑，采用超支化類低聚物制 備的涂料組分不用添加稀釋劑，有利于環(huán)保，且施工方便，具有明顯的環(huán)境效 益、社會效益及經濟效益。
具體實施例方式
白炭黑的偶聯(lián)處理
將購得的氣象法制備的白炭黑加入其質量0.2%-1%的硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯 偶聯(lián)劑，加適量乙醇潤濕、進行研磨分散表面改性處理。 實施例2
金屬摻雜二氧化錫納米粉體的制備
采用固相合成法制備金屬摻雜二氧化錫納米粉體按一定摩爾比分別稱取
Fe304禾口 Sn02、 Al203禾口 Sn02、 ZnO和Sn02、 Sb2O3和SnO2，加入合適量的丙酮分散、球磨、烘干，于600 110(TC煅燒，得到淡藍色到深藍色不等的粉體。 采用液相共沉淀法制備金屬摻雜二氧化錫納米粉體按一定摩爾比分別稱 取Fe304和Sn02、 AI2O3和Sn02、 ZnO和Sn02、 Sb203和SnO2，用HC1溶解， 以氨水為沉淀劑進行中和反應得到沉淀。對沉淀洗滌、抽濾、烘干、85(TC煅燒， 得到納米粉體。
采用燃燒法制備金屬摻雜二氧化錫納米粉體按一定摩爾比分別稱取Fe304 和SnO2、 Ah03和Sn02、 ZnO和Sn02、 Sb2(33和SnO2,各金屬氧化物和Sn02 的摩爾配比為1 : 7-l : 10進行摻雜。將摩爾比為1 : 7的硝酸和檸檬酸溶解于去 離子水，加入上述金屬氧化物加熱溶解，將體積比為l : l的氨水溶液滴加到上 述溶液中至pH值為7，得到淡青色穩(wěn)定溶液。將該溶液置于烘箱中于IO(TC去 除水分，在水分蒸發(fā)的同時溶液逐步形成溶膠、凝膠。將凝膠轉移至馬弗爐中 以30(TC熱處理，凝膠逐漸膨脹，最后形成大量灰黑色多孔絮狀物。將該絮狀物 繼續(xù)在60(TC焙燒，得到淺藍色金屬摻雜二氧化錫納米粉體，對其摻雜后的性能 進行比較，見表l。
上述納米粉體采用燃燒法制備所得顆粒分散最好，制備的粉體性能比較如 下(紫外光透過率通過紫外-分光光度計測得，100%—透過率=阻隔率；溫度 差由在底材涂膜后與空白底材在鎢燈下照射比較)
表1燃燒法制備金屬摻雜二氧化錫納米粉體的性能比較
\4^比1 : 71 ! 81 : 91 : 10
Fe304: Sn02紫外阻隔率37 %;溫差3'C紫外阻隔率43 溫差4'C紫外阻隔率60 %;溫差6'C紫外阻隔率60 %;溫差6'C
A1203: Sn02紫外阻隔率25 %;溫差3'C紫外阻隔率33 溫差3'C紫外阻隔率40 %;溫差4'C紫外阻隔率42 %;溫差3'C
ZnO: Sn02紫外阻隔率34 溫差2'C紫外阻隔率47 %;溫差3'C紫外阻隔率49 %;溫差3'C紫外阻隔率50 %;溫差3'C
Sb203: Sn02紫外阻隔率51 %;溫差3'C紫外阻隔率78 溫差3'C紫外阻隔率97 %;溫差5"C紫外阻隔率98 %;溫差5'C
結果表明采用金屬銻摻雜的紫外阻隔效果最好，隔熱性能較好，但金屬銻價 格昂貴，性價比最高的是金屬鐵。
實施例3
一種食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料，以重量百分比計由聚氨
酯丙烯酸酯低聚物25%，環(huán)氧丙烯酸酯低聚物20%，三丙二醇二丙烯酸酯20 %、三羥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為1 : 9的金屬摻雜的二氧化錫納米粉體5%， 1-羥基-環(huán)己基 苯乙酮4.5%，潤濕分散劑0.4%，防沉劑0.6%，流平劑0.3%，消泡劑0.2%配制 而成。制備方法同上述。所得涂料涂膜后的紫外阻隔率97%，溫差5'C。實施例4
一種食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料，以重量百分比計由聚氨
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%， 三羥甲基丙垸三丙烯酸酯10%，丙烯酸異辛酯9。％，白炭黑1%，采用Fe304: Sn02為1 : 9的金屬摻雜的二氧化錫納米粉體5%， a ，a -二甲基-ci羥基苯乙酮 5%，潤濕分散劑0.2%，防沉劑0.4%，流平劑0.2%，消泡劑0.2%配制而成。制 備方法同上述。所得涂料涂膜后的紫外阻隔率60%，溫差6'C。 實施例5
一種食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料，以重量百分比計由超支 化聚氨酯85%，白炭黑2%，采用八1203: Sn02為l : 10的金屬摻雜的二氧化錫 納米粉體5%， 二苯甲酮3%，三級胺丙烯酸酯2%， a，a-二甲基-a羥基苯乙 酮2%，潤濕分散劑0.2%，防沉劑0.4%，流平劑0.2%，消泡劑0.2%配制而成。 制備方法同上述。所得涂料涂膜后的紫外阻隔率42%，溫差3。C。
實施例6
一種食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料，以重量百分比計由超支 化聚酯90%，白炭黑1%，采用ZnO: Sn02為1 : 8的金屬摻雜的二氧化錫納米 粉體5%，苯偶酰二縮酮3%，潤濕分散劑0.2%，防沉劑0.35%，流平劑0.25%， 消泡劑0.2%配制而成。制備方法同上述。所得涂料涂膜后的紫外阻隔率47%，
溫差3 C 。
權利要求
1、一種食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料，其特征在于各組分的組成及重量百分比如下光敏低聚物 40～60活性稀釋劑 28～42光引發(fā)劑 3～9白炭黑 0.5～3金屬摻雜的二氧化錫納米粉體 1～5助劑 1～1.5所述的光敏低聚物選用超支化聚酯丙烯酸酯類低聚物、超支化聚氨酯丙烯酸酯類低聚物、環(huán)氧丙烯酸酯類低聚物、聚氨酯丙烯酸酯類低聚物、聚酯丙烯酸酯類低聚物中的一種或幾種；所述活性稀釋劑選用超支化聚酯丙烯酸酯類低聚物、超支化聚氨酯丙烯酸酯類低聚物、三丙二醇二丙烯酸酯、三羥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、丙烯酸異辛酯中的二種或幾種；所述光引發(fā)劑選用二苯甲酮/胺體系、苯偶酰二縮酮、安息香乙醚、1-羥基-環(huán)己基苯乙酮、α，α-二甲基-α羥基苯乙酮、硫雜蒽酮類中的一種或幾種；所述白炭黑為氣象法制備，直徑范圍為5～20nm，由硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑經表面改性處理過；所述金屬摻雜的二氧化錫納米粉體為固相合成法，液相共沉淀法及燃燒法合成的一種或幾種；摻雜所用金屬選用鐵、鋅、鋁、銻中的一種或幾種；所述助劑為潤濕分散劑、防沉劑、流平劑及消泡劑；潤濕分散劑為高分子不飽和聚羧酸類或聚羧酸/胺的衍生物類；防沉劑為有機膨潤土類或聚乙烯蠟；流平劑為有機硅類或聚丙烯酸酯類；消泡劑為有機硅類。
2、 一種權利要求1所述的食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料的制 備，其特征是按照所述的各組分的組成及重量百分比，先在混合器中按配比 加入組分中的活性稀釋劑、潤濕分散劑攪拌混合均勻，邊攪拌邊逐漸加入經表 面處理過的白炭黑，通過轉速為300 23000轉/分的高速分散均質機分散均勻， 加入金屬慘雜的二氧化錫納米粉體，高速分散均勻，然后加入光敏低聚物、助 劑中的防沉劑、流平劑和消泡劑，再加入光引發(fā)劑繼續(xù)攪拌混合，均勻分散， 包裝，即制得食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料。光敏低聚物 活性稀釋劑 光引發(fā)劑 白炭黑金屬摻雜的二氧化錫納米粉體 助劑
全文摘要
一種食品包裝用無毒可視隔紫外隔熱UV涂料的制備，屬于包裝復合材料和光固化技術領域。本發(fā)明涉及用白炭黑、金屬摻雜二氧化錫納米粉體復合紫外光固化涂料以提高隔紫外能力和隔熱性，其組成為主要包含光敏低聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑、白炭黑、金屬摻雜二氧化錫、填料及助劑。本發(fā)明的UV涂飾材料無毒無害，能夠阻隔日光中97％以上的紫外光及80％以上的紅外線，具有透明、隔熱、殺菌、不易粘灰的功能，特別適于可視塑料食品包裝袋、透明聚酯食品容器等，以便于食品的保鮮、儲存，延長食品的保質期，減少食品的變質浪費。本發(fā)明的UV涂料不添加有機溶劑，有利于環(huán)保，且施工方便，具有明顯的環(huán)境效益、社會效益及經濟效益。
文檔編號C09D4/02GK101423676SQ20081024396
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權日2008年12月18日
發(fā)明者倪才華, 姚伯龍, 李海亮, 杜鄭帥, 鈺 焦 申請人:江南大學