高阻隔可降解环保纸及其制造方法与流程

背景技术：

1、为了治理塑料污染，促进环保发展，本技术之发明人对现行液体食品包装盒、药品泡罩包装、香烟衬纸等包装材料进行了多年广泛而深入的理论研究、实验测试和工艺及设备开发，发现了现有技术存在的一些问题。

2、由瑞士利乐拉瓦尔集团及财务有限公司提交的发明专利申请（cn111655474a）“阻隔膜、包括该膜的层压包装材料和由其制成的包装容器”，是一件颇具先进性的镀膜层环保型包装材料技术方案。但是，其包装材料内仍然使用了大量的不可自然降解的聚酯类膜衬底，以提高其包装材料的氧气、水蒸气、化学品、香气等物质的阻隔性能。也即是说，该技术仍然大量使用了不可自然降解的聚酯类膜衬底，并没有彻底解决环保问题。

3、山东烟台博源科技材料股份有限公司的实用新型专利（cn210116793u）“一种高阻隔纸基材料包装袋”。江苏利特尔绿色包装股份有限公司的发明专利申请（cn113910733a）“一种单层结构阻隔热封包装纸及其制备方法”。南京金陵金箔股份有限公司的实用新型专利（cn205171271u）“一种高阻环保镀铝纸”，上海金叶包装材料有限公司提交的发明专利申请（公开号cn1789478a）“真空镀铝纸的生产工艺”。昆山市生力包装材料有限公司提交的发明专利申请（cn105463940a）“环保型真空镀铝镭射纸的生产方法”。嘉兴市天悦包装有限公司提交的发明专利申请（公开号cn109338802a）“一种镀铝纸的生产工艺”。绍兴京昇光信息科技有限公司的发明专利（cn102966007b）“一种菲尼尔透镜真空镀铝纸的制备方法及其制得的产品”。安徽紫江喷铝环保材料有限公司的实用新型专利（cn215243494u）“一种多层次真空镀铝镭射转移膜复合纸”。烟台博源科技材料股份有限公司的实用新型专利（cn211689669u）“一种耐高温真空镀铝镭射纸”。上海纺印利丰印刷包装有限公司申请的实用新型专利（cn2755161y）真空镀铝纸。博源科技材料（烟台）有限公司的发明专利（cn102002894b）“一种含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸及其生产方法”等上述背景技术，提供了一些由纸层、镀膜层构成的高阻隔材料技术方案。

4、中国发明专利（cn115233493b）提供了一种“水汽阻隔涂料及制备方法*水汽阻隔涂布纸及制备方法”，其涂料以质量百分含量计，干固成分包括20～45％的纳米金属片，45～75％的胶粘剂，1～10％的纳米纤维素和0～5％的添加剂；其涂布于纸基材料上，干燥固化后得到水汽阻隔涂布纸。

5、本技术人之发明人按上述技术方案实施时，发现五大技术难题：其一、使用金属铝作为高阻隔镀层的包装材料，其阻隔性能很低，包装袋封装的果汁和牛奶等液体，保质期不超过三个月，相比于现行使用铝箔层包装材料的包装袋，保质期明显缩短。分析研究发现，导致其阻隔性能很低的原因是：纸张含水量较高，通常为6%以上，即使消耗大量热能进行真空加热除湿，也难以绝对除净。直接在纸面进行镀铝时，其气相沉积过程中，即使微量残留的水分遇热汽化、也会冲破正在气相沉积的镀层，在镀层上形成极少的水汽穿孔，致使镀层漏气、阻隔性能大幅降低。其二、使用si02、al2o3等氧化物作为高阻隔镀层包装材料的专利技术方案，无法实施，不具有专利意义上的实用性。具体原因是，si02、al2o3等氧化物只能采用电子枪蒸镀法，气化温度在3000℃以上。在这一极高温度下，一方面纸张（导热系数低）不能迅速散热冷却，纸面会焦化，导致生产无法继续；另一方面在气相沉积过程中，纸内残留的水分遇热汽化、会冲破正在气相沉积的镀层，在镀层上形成极少的水汽穿孔，致使镀层漏气、阻隔性能大幅降低。其三、真空度大小是真空镀膜时必须严格要求的指标之一，它对镀膜产品的颜色、耐磨性、牢固度等质量有直接的关系。由于纸张含水量较高，通常为6%以上。由于纸张水分的存在，抽真空时，即使真空泵加大功率，也难以达到10-3mpa的真空要求，导致能耗高、产速低、效率低、废品率高。其四、由于镀层上具有水汽穿孔，阻隔性能很低，所以只能用作具有金属光泽的装饰纸张。其五、水汽阻隔涂布纸的水蒸气透过量高于2g/m2·24h，属于低阻隔率的阻隔涂布纸，不能应用于食品保鲜包装。

6、为避免镀层被水汽穿孔、纸面被焦化，以制造出与现行铝箔性能相近的高阻隔性能的、可降解环保包装材料，“高阻隔可降解环保包装材料制备方法及包装材料和包装物（cn117337236a）”，提出了一种转移法高阻隔环保纸及其制造方法。研究发现，该转移法设备投资大（至少需要1亿元人民币的蒸镀设备投资），工艺流程长，生产成本高，每平方米至少增加0.36元人民币的生产成本。

技术实现思路

1、本技术的目的之一：提供一种高阻隔可降解环保纸制造方法，以减少设备投资、简化生产工艺、降低生产成本。

2、本技术的目的之二：提供一种高阻隔可降解环保纸，以减少设备投资、简化生产工艺、降低生产成本。

3、为实现上述目的之一，本技术一种高阻隔可降解环保纸制造方法如下。

4、 一种高阻隔可降解环保纸制造方法，其特征在于，它包括以下工艺步骤：

5、第一步——制取聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物溶液

6、在搅拌反应釜中，投入100（重量）份乙酰甲酸乙酯、6-12（重量）份聚乙烯醋酸乙烯酯、6-8（重量）份含羰基改性单体（例如甲基丙烯酮、丙烯酰胺、丙烯酮）、120-180（重量）份甲醇、0.01-0.05（重量）份有机过氧化物引发剂；

7、充分搅拌并加热至60-70℃进行8-10小时的共聚反应，以制取聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物溶液；

8、第二步——制取改性聚乙烯醇的甲醇溶液

9、用甲醇稀释所制取的聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物溶液，调配出固含量为22-38%的聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物溶液；

10、取100（重量）份聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物溶液，往其中投入3-7%固含量的氢氧化钠甲醇溶液12-17（重量）份（用之作为做催化剂）；

11、充分搅拌并控温在30-45℃下进行醇解反应，以制取醇解度为85-95%的改性聚乙烯醇的甲醇溶液；最好制取醇解度为87-91%的改性聚乙烯醇的甲醇溶液；

12、第三步——制取人为干涩醇解度为98.8-99.8%的改性聚乙烯醇（粉末）

13、将所制取的含有改性聚乙烯醇的甲醇溶液进行蒸馏、干燥、粉碎，以制取人为干涩醇解度为98.8-99.8%的改性聚乙烯醇（粉末）；

14、第四步——制取阻隔剂

15、取3-30（重量）份改性聚乙烯醇（粉末），加入97-70（重量）份水中，升温至80-95℃，充分搅拌，使之溶解成100（重量）份的改性聚乙烯醇溶液；

16、将100（重量）份的改性聚乙烯醇溶液作为主料，加入1-10（重量）份的固化剂；充分搅拌，使固化剂均匀分散在聚乙烯醇溶液中，以制成高阻隔可降解环保阻隔剂液体；

17、第五步——上机造纸

18、将所制成的高阻隔可降解环保阻隔剂液体，用涂布机涂布到纸层上面并烘干，以制出具有（3-8μm厚的）阻隔涂层的涂布型高阻隔可降解环保纸；或者，将1-11份（干重）高阻隔可降解环保阻隔剂加入100份（干重）纸浆中，以制出阻隔纸浆，再将阻隔纸浆送入纸机、喷洒到连续运转的网布上、挤出水分、干燥压实，以制出30-90g/m2的原纸型高阻隔可降解环保纸。

19、可取的是，所述的高阻隔可降解环保纸制造方法，其特征在于：在制取改性聚乙烯醇的第一步中，加入0.023-0.032（重量）份有机过氧化物引发剂；所述有机过氧化物引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化丙酮、过氧化异丙苯、过氧化二异丙苯、过氧化乙酰、过氧化乙酸乙酯中的至少一种。

20、可取的是，所述的高阻隔可降解环保纸制造方法，其特征在于：所述固化剂是兼作交联剂的3-8（重量）份己二酰二肼酸。100（重量）份的改性聚乙烯醇溶液配用3-8份己二酰二肼酸作为固化剂是兼交联剂，可使阻隔剂取得非常意外的超高阻隔性。

21、为实现上述目的之二，本技术一种高阻隔可降解环保纸的技术方案如下。

22、本技术一种高阻隔可降解环保纸，包括纸层和高阻隔可降解环保阻隔剂，其特征在于，高阻隔可降解环保阻隔剂的制成原料包括3-30份改性聚乙烯醇、97-70份纯水、1-10份固化剂。

23、可取的是，所述的高阻隔可降解环保纸，其特征在于：所述改性聚乙烯醇由下述原料制成：100份乙酰甲酸乙酯、6-12（重量）份聚乙烯醋酸乙烯酯、6-8份含羰基改性单体、120-180份甲醇、0.01-0.05份有机过氧化物引发剂、固含量为22-38%的聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物、3-7%固含量的氢氧化钠甲醇12-17份。

24、可取的是，所述的高阻隔可降解环保纸，其特征在于：所述固化剂是兼作交联剂的3-8份己二酰二肼酸。100（重量）份的改性聚乙烯醇溶液配用3-8份己二酰二肼酸作为固化剂是兼交联剂，可使阻隔剂取得非常意外的超高阻隔性。

25、可取的是，所述的高阻隔可降解环保纸，其特征在于：所述纸层是由100份（干重）造纸纤维与1-11份（干重）高阻隔可降解环保阻隔剂混合压实而成的30-90g/m2的阻隔原纸；其中、造纸纤维之间的空隙被高阻隔可降解环保阻隔剂填实。

26、可取的是，所述的高阻隔可降解环保纸，其特征在于：在所述阻隔原纸上，还涂布有所述阻隔涂层。

27、与现有技术相比，本技术可产生如下有益技术效果。

28、其一、可降解，无公害：本技术高阻隔可降解环保纸中，只有可自然降解的纸层、改性聚乙烯醇等可降解材料。

29、 其二、具有超高阻隔性：阻隔性能接近现行使用铝箔层作为阻隔层的包装材料和包装物。尤其是制取醇解度为87-91%的改性聚乙烯醇的甲醇溶液这一诀窍工艺步骤，可使阻隔剂取得非常意外的超高阻隔性，测试显示：水蒸气透过率低于0.3g/m2·24h ，氧气透过率低于0.2cm3 /m2·d·pa。扩展测试实验显示：醇解度低于87%或高于91%时，所制取的高阻隔可降解环保纸都不具有超高阻隔性，其水蒸气透过率高于2g/m2·24h ，氧气透过率低于1.2cm3 /m2·d·pa。

30、其三、环保，无污染：可回收再生使用，即使未被回收，其也会自然降解和碎解成无害的有机物。不会对环境造成污染。

31、其四、节能：由于承载层中无水分，抽真空时，容易达到10-3mpa的真空要求，相比于背景技术，真空泵能耗降低68%以上。