一种易剥离食品级铝箔及其制备方法与流程

喷涂装置;染料;涂料;抛光剂;天然树脂;黏合剂装置的制造及其制作,应用技术1.本发明涉及包装领域，具体涉及一种易剥离食品级铝箔及其制备方法。背景技术：2.铝箔是铝经压延加工而成的柔软金属薄膜，具有质轻、防潮、高阻隔性和卫生等优良的特点，广泛应用于热传输、电子电力、包装、建筑等和人类生活息息相关的众多领域，已经成为社会发展的必需品，双零铝箔作为重要的包装材料，占到了铝箔消费量的30％左右，其中软包装是双零铝箔的一大消费领域，已经成为全球食品包装的主流。3.铝箔，具有突出的阻隔性能，基本上可以完全阻隔气体和水分，不仅卫生、美观、还可以在一定程度上保温，因而，适用于作为食品的包装。4.但是，铝箔与食物接触后，有的食物易于粘黏在铝箔上，导致食物与铝箔不易分开，最终导致食物美观性降低甚至浪费食物，而且现有的铝箔抗菌性不佳，不适用于与食品直接接触。5.因此，亟需一种易剥离食品级铝箔及其制备方法来解决以上问题。技术实现要素：6.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种易剥离食品级铝箔及其制备方法：通过将改性硅油、消泡剂和乳化剂加入反应釜中搅拌混合、剪切分散，得到离型剂，将离型剂涂敷于铝箔表面，经过烘干固化，形成离型层，得到该易剥离食品级铝箔，解决了现有的铝箔与食物接触后，导致食物与铝箔不易分开，而且抗菌性不佳，不适用于与食品直接接触的问题。7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：8.一种易剥离食品级铝箔，包括铝箔以及位于铝箔表面的离型层；9.该易剥离食品级铝箔由以下步骤制备得到：10.步骤一：按照重量份称取改性硅油50-80份、消泡剂1-3份、乳化剂10-25份以及去离子水60-100份，备用；11.步骤二：将改性硅油、消泡剂和乳化剂加入反应釜中，在温度55-75℃，搅拌速率为500-800r/min的条件下搅拌混合30-50min，之后加入去离子水并在搅拌速率为5000-8000r/min的条件下剪切分散10-30min，得到离型剂；12.步骤三：将离型剂涂敷于铝箔表面，经过烘干固化，形成离型层，得到该易剥离食品级铝箔。13.作为本发明进一步的方案：所述铝箔的厚度为0.04-0.08mm，所述离型层的厚度为0.002-0.003mm。14.作为本发明进一步的方案：所述消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂，所述乳化剂为司盘80。15.作为本发明进一步的方案：所述改性硅油的制备方法包括以下步骤：16.a1：将环己酮、二甲胺溶液以及5％钯碳加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气置换三口烧瓶中的空气10-15min，之后在搅拌速率为200-300r/min的条件下边搅拌边逐渐升温，控制升温速率为3-5℃/min，当温度为68-72℃时边搅拌边通入氢气进行反应，直至温度升至115-120℃时，停止通入氢气，继续搅拌10-20min，反应结束将反应产物冷却至室温，之后将反应产物真空抽滤，将滤液旋转蒸发，得到中间体1；17.反应原理如下：18.以钯碳为催化剂，氢气为还原剂，环己酮在氢气的还原后与二甲胺发生脱水缩合反应，从而将碳环代替氢原子后连接至n原子上，得到中间体1；19.a2：将中间体1、异丙醇加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为300-400r/min的条件下边搅拌边逐渐升温，控制升温速率为3-5℃/min，当温度为50-55℃时停止升温并边搅拌边逐滴加入环氧氯丙烷，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应5-6h，反应结束后将反应产物加入至无水乙醇中析出沉淀，真空抽滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为20-30℃的条件下烘干至无乙醚残留，得到中间体2；20.反应原理如下：21.利用中间体1与环氧氯丙烷反应，以环氧氯丙烷为季铵化试剂将中间体1进行季铵化反应，生成季铵基团，得到含有环氧基的中间体2；22.a3：将三氟丙基甲基环三硅氧烷、1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，在真空以及搅拌速率为300-400r/min的条件下边搅拌边逐渐升温至40-45℃，控制升温速率为3-5℃/min，加入四甲基氢氧化铵恒温搅拌10-20min，之后边搅拌边逐渐升温至60-65℃通入氮气并进行脱水30-50min，控制升温速率为3-5℃/min，之后边搅拌边逐渐升温至100-110℃的条件下恒温搅拌反应6-8h，控制升温速率为8-12℃/min，之后边搅拌边逐渐升温至130-135℃的条件下继续搅拌反应20-30min，控制升温速率为5-8℃/min，反应结束将反应产物在160-170℃的条件下蒸馏2-3h，得到中间体3；23.反应原理如下：24.以四甲基氢氧化铵为催化剂，以三氟丙基甲基环三硅氧烷、1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷为聚合单体进行聚合，形成含有大量c-f键的端基为氨基的硅油，即为中间体3；25.a4：将中间体3加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为20-25℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下边搅拌边逐滴加入中间体2溶液，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后边搅拌边逐渐升温至60-70℃的条件下继续搅拌反应6-8h，控制升温速率为3-5℃/min，反应结束后将反应产物在真空度为0.01-0.011mpa的条件下蒸馏去除溶剂，得到改性硅油。26.反应原理如下：27.利用中间体2与中间体3反应，中间体2上的环氧基开环形成羟基后与中间体3上的氨基发生脱水缩合，从而将季铵基团引入中间体3的端部进行封端，得到分子链上含有季铵基团以及大量c-f键的改性硅油。28.作为本发明进一步的方案：步骤a1中的所述环己酮、二甲胺溶液、5％钯碳以及氢气的用量比为0.5mol：65-70g：0.10-0.13g：0.55mol，所述二甲胺溶液为二甲胺溶解于去离子水所形成的质量分数为40％的溶液。29.作为本发明进一步的方案：步骤a2中的所述中间体1、异丙醇以及环氧氯丙烷的用量比为10mmol：30-50ml：11-13mmol。30.作为本发明进一步的方案：步骤a3中的所述三氟丙基甲基环三硅氧烷、1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷以及四甲基氢氧化铵的用量比为10mmol：13-15mmol：0.8-1.5g。31.作为本发明进一步的方案：步骤a4中的所述中间体3与中间体2溶液的用量比为10mmol：40-50ml，所述中间体2溶液为中间体2按照5mmol：10ml溶解于异丙醇所形成的溶液。32.作为本发明进一步的方案：一种易剥离食品级铝箔的制备方法，包括以下步骤：33.步骤一：制备改性硅油的制备方法制备得到改性硅油；34.步骤二：按照重量份称取改性硅油50-80份、消泡剂1-3份、乳化剂10-25份以及去离子水60-100份，备用；35.步骤三：将改性硅油、消泡剂和乳化剂加入反应釜中，在温度55-75℃，搅拌速率为500-800r/min的条件下搅拌混合30-50min，之后加入去离子水并在搅拌速率为5000-8000r/min的条件下剪切分散10-30min，得到离型剂；36.步骤四：将离型剂涂敷于铝箔表面，经过烘干固化，形成离型层，得到该易剥离食品级铝箔。37.本发明的有益效果：38.本发明的一种易剥离食品级铝箔及其制备方法，通过将改性硅油、消泡剂和乳化剂加入反应釜中搅拌混合、剪切分散，得到离型剂，将离型剂涂敷于铝箔表面，经过烘干固化，形成离型层，得到该易剥离食品级铝箔；该易剥离食品级铝箔的离型层的主要原料为改性硅油，通过将环己酮在氢气的还原后与二甲胺发生脱水缩合反应，得到中间体1，利用中间体1与环氧氯丙烷反应，生成季铵基团，得到含有环氧基的中间体2，通过以三氟丙基甲基环三硅氧烷、1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷为聚合单体进行聚合，形成含有大量c-f键的端基为氨基的硅油，即为中间体3，利用中间体2与中间体3反应，从而将季铵基团引入中间体3的端部，得到分子链上含有季铵基团以及大量c-f键的改性硅油，该改性硅油具有有机硅的特性，如低介电常数、憎水性、高弹性，同时有机硅材料表面能低，这使得材料表面难以被润湿，具有疏水疏油的特性，从而降低剥离强度，通过引入大量c-f键，进一步降低了表面自由能，降低离型力，同时引入季铵基团，通过季铵基团能够在菌体表面的吸附，分子穿透菌体细胞壁，与细胞膜上的基团结合，破坏细胞膜并最终导致胞内物质的外泄和菌体的死亡，因此降低了离型层剥离强度的同时赋予了离型层良好的抗菌性能，使易剥离食品级铝箔适用于与食品的直接接触，扩大了铝箔在食品包装的使用范围。具体实施方式39.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。40.实施例1：41.本实施例为一种改性硅油的制备方法，包括以下步骤：42.a1：将0.5mol环己酮、65g二甲胺溶液为二甲胺溶解于去离子水所形成的质量分数为40％的二甲胺溶液以及0.10g5％钯碳加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气置换三口烧瓶中的空气10min，之后在搅拌速率为200r/min的条件下边搅拌边逐渐升温，控制升温速率为3℃/min，当温度为68℃时边搅拌边通入0.55mol氢气进行反应，直至温度升至115℃时，停止通入氢气，继续搅拌10min，反应结束将反应产物冷却至室温，之后将反应产物真空抽滤，将滤液旋转蒸发，得到中间体1；43.a2：将10mmol中间体1、30ml异丙醇加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐渐升温，控制升温速率为3℃/min，当温度为50℃时停止升温并边搅拌边逐滴加入11mmol环氧氯丙烷，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应5h，反应结束后将反应产物加入至无水乙醇中析出沉淀，真空抽滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为20℃的条件下烘干至无乙醚残留，得到中间体2；44.a3：将10mmol三氟丙基甲基环三硅氧烷、13mmol1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，在真空以及搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐渐升温至40℃，控制升温速率为3℃/min，加入0.8g四甲基氢氧化铵恒温搅拌10min，之后边搅拌边逐渐升温至60℃通入氮气并进行脱水30min，控制升温速率为3℃/min，之后边搅拌边逐渐升温至100℃的条件下恒温搅拌反应6h，控制升温速率为8℃/min，之后边搅拌边逐渐升温至130℃的条件下继续搅拌反应20min，控制升温速率为5℃/min，反应结束将反应产物在160℃的条件下蒸馏2h，得到中间体3；45.a4：将10mmol中间体3加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为20℃，搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐滴加入40ml中间体2按照5mmol：10ml溶解于异丙醇所形成的中间体2溶液，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后边搅拌边逐渐升温至60℃的条件下继续搅拌反应6h，控制升温速率为3℃/min，反应结束后将反应产物在真空度为0.01mpa的条件下蒸馏去除溶剂，得到改性硅油。46.实施例2：47.本实施例为一种改性硅油的制备方法，包括以下步骤：48.a1：将0.5mol环己酮、68g二甲胺溶液为二甲胺溶解于去离子水所形成的质量分数为40％的二甲胺溶液以及0.12g5％钯碳加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气置换三口烧瓶中的空气13min，之后在搅拌速率为250r/min的条件下边搅拌边逐渐升温，控制升温速率为4℃/min，当温度为70℃时边搅拌边通入0.55mol氢气进行反应，直至温度升至118℃时，停止通入氢气，继续搅拌15min，反应结束将反应产物冷却至室温，之后将反应产物真空抽滤，将滤液旋转蒸发，得到中间体1；49.a2：将10mmol中间体1、40ml异丙醇加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为350r/min的条件下边搅拌边逐渐升温，控制升温速率为4℃/min，当温度为52℃时停止升温并边搅拌边逐滴加入12mmol环氧氯丙烷，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应5.5h，反应结束后将反应产物加入至无水乙醇中析出沉淀，真空抽滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为25℃的条件下烘干至无乙醚残留，得到中间体2；50.a3：将10mmol三氟丙基甲基环三硅氧烷、14mmol1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，在真空以及搅拌速率为350r/min的条件下边搅拌边逐渐升温至42℃，控制升温速率为4℃/min，加入1.2g四甲基氢氧化铵恒温搅拌15min，之后边搅拌边逐渐升温至62℃通入氮气并进行脱水40min，控制升温速率为4℃/min，之后边搅拌边逐渐升温至105℃的条件下恒温搅拌反应7h，控制升温速率为10℃/min，之后边搅拌边逐渐升温至132℃的条件下继续搅拌反应25min，控制升温速率为7℃/min，反应结束将反应产物在165℃的条件下蒸馏2.5h，得到中间体3；51.a4：将10mmol中间体3加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为22℃，搅拌速率为350r/min的条件下边搅拌边逐滴加入45ml中间体2按照5mmol：10ml溶解于异丙醇所形成的中间体2溶液，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后边搅拌边逐渐升温至65℃的条件下继续搅拌反应7h，控制升温速率为4℃/min，反应结束后将反应产物在真空度为0.01mpa的条件下蒸馏去除溶剂，得到改性硅油。52.实施例3：53.本实施例为一种改性硅油的制备方法，包括以下步骤：54.a1：将0.5mol环己酮、70g二甲胺溶液为二甲胺溶解于去离子水所形成的质量分数为40％的二甲胺溶液以及0.13g5％钯碳加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，通入氮气置换三口烧瓶中的空气15min，之后在搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐渐升温，控制升温速率为5℃/min，当温度为72℃时边搅拌边通入0.55mol氢气进行反应，直至温度升至120℃时，停止通入氢气，继续搅拌20min，反应结束将反应产物冷却至室温，之后将反应产物真空抽滤，将滤液旋转蒸发，得到中间体1；55.a2：将10mmol中间体1、50ml异丙醇加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为400r/min的条件下边搅拌边逐渐升温，控制升温速率为5℃/min，当温度为55℃时停止升温并边搅拌边逐滴加入13mmol环氧氯丙烷，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应6h，反应结束后将反应产物加入至无水乙醇中析出沉淀，真空抽滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为30℃的条件下烘干至无乙醚残留，得到中间体2；56.a3：将10mmol三氟丙基甲基环三硅氧烷、15mmol1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，在真空以及搅拌速率为400r/min的条件下边搅拌边逐渐升温至45℃，控制升温速率为5℃/min，加入1.5g四甲基氢氧化铵恒温搅拌20min，之后边搅拌边逐渐升温至65℃通入氮气并进行脱水50min，控制升温速率为5℃/min，之后边搅拌边逐渐升温至110℃的条件下恒温搅拌反应8h，控制升温速率为12℃/min，之后边搅拌边逐渐升温至135℃的条件下继续搅拌反应30min，控制升温速率为8℃/min，反应结束将反应产物在170℃的条件下蒸馏3h，得到中间体3；57.a4：将10mmol中间体3加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为25℃，搅拌速率为400r/min的条件下边搅拌边逐滴加入50ml中间体2按照5mmol：10ml溶解于异丙醇所形成的中间体2溶液，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后边搅拌边逐渐升温至70℃的条件下继续搅拌反应8h，控制升温速率为5℃/min，反应结束后将反应产物在真空度为0.011mpa的条件下蒸馏去除溶剂，得到改性硅油。58.实施例4：59.本实施例为一种易剥离食品级铝箔的制备方法，包括以下步骤：60.步骤一：按照重量份称取来自于实施例1中的改性硅油50份、聚醚改性有机硅类消泡剂1份、司盘8010份以及去离子水60份，备用；61.步骤二：将改性硅油、聚醚改性有机硅类消泡剂和司盘80加入反应釜中，在温度55℃，搅拌速率为500r/min的条件下搅拌混合30min，之后加入去离子水并在搅拌速率为5000r/min的条件下剪切分散10min，得到离型剂；62.步骤三：将离型剂涂敷于厚度为0.04mm的铝箔表面，经过烘干固化，形成厚度为0.002mm的离型层，得到该易剥离食品级铝箔。63.实施例5：64.本实施例为一种易剥离食品级铝箔的制备方法，包括以下步骤：65.步骤一：按照重量份称取来自于实施例2中的改性硅油65份、聚醚改性有机硅类消泡剂2份、司盘8018份以及去离子水80份，备用；66.步骤二：将改性硅油、聚醚改性有机硅类消泡剂和司盘80加入反应釜中，在温度65℃，搅拌速率为650r/min的条件下搅拌混合40min，之后加入去离子水并在搅拌速率为6500r/min的条件下剪切分散20min，得到离型剂；67.步骤三：将离型剂涂敷于厚度为0.06mm的铝箔表面，经过烘干固化，形成厚度为0.002mm的离型层，得到该易剥离食品级铝箔。68.实施例6：69.本实施例为一种易剥离食品级铝箔的制备方法，包括以下步骤：70.步骤一：按照重量份称取来自于实施例3中的改性硅油80份、聚醚改性有机硅类消泡剂3份、司盘80 25份以及去离子水100份，备用；71.步骤二：将改性硅油、聚醚改性有机硅类消泡剂和司盘80加入反应釜中，在温度75℃，搅拌速率为800r/min的条件下搅拌混合50min，之后加入去离子水并在搅拌速率为8000r/min的条件下剪切分散30min，得到离型剂；72.步骤三：将离型剂涂敷于厚度为0.08mm的铝箔表面，经过烘干固化，形成厚度为0.003mm的离型层，得到该易剥离食品级铝箔。73.对比例1；74.对比例1与实施例6的不同之处在于，使用中间体3代替改性硅油。75.对比例2：76.对比例2与实施例6的不同之处在于，使用乙烯基硅油代替改性硅油。77.将实施例4-6以及对比例1-2中的易剥离食品级铝箔的性能进行检测，检测结果如下表所示：78.79.参阅上表数据，根据实施例与对比例2比较，可以得知使用改性硅油所能达到的剥离强度明显低于现有技术中使用的乙烯基硅油所能达到的剥离强度，从而反映了该易剥离食品级铝箔易于与食品进行剥离，根据对比例1与对比例2比较可以得知剥离强度的降低主要是由于引入c-f键，根据实施例与对比例1以及对比例2比较，可以得知季铵基团的引入对该易剥离食品级铝箔的抗菌性能起着明显提升的作用。80.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。81.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。









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