一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法。所述的方法是將LLDPE、LDPE、抗菌母料、填充母料計量后置于攪拌機攪拌機料斗中；調整擠出機料筒溫度，混合15 min，置于薄膜吹塑成型200℃、Ⅳ區200～205℃、Ⅴ區190～200℃、機頭180～190℃；控制螺桿轉速70 r/min，喂料轉速30 r/min，吹脹比控制在4.4～4.6，牽引比控制在6～6.2之間，進行吹塑、拉伸制成所述的保鮮膜。本發明有益效果是：采用本方法制備的薄膜用于果蔬保鮮包裝，可持久抑制果蔬表面微生物生長，并能誘導氣孔收縮，抑制呼吸強度減少蒸騰和果體內原果膠轉化和乙烯的產生，保鮮期延長1.2～2.8倍。
【專利說明】
一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法
技術領域
[0001]本發明涉及功能性塑料薄膜的制備方法，具體的說是一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們對新鮮水果和蔬菜需求量的不斷增加，以及對果蔬新鮮度和衛生安全性的日益重視，越來越多地對果蔬的品質和保鮮方法提出了更高的要求。目前，果蔬保鮮的方法主要有:低溫冷藏、保鮮膜包裝、氣調冷藏等。其中，保鮮膜包裝具有成本較低、操作簡便、應用面廣等優點，被較多地采用。然而，普通聚乙烯和聚氯乙烯保鮮膜包裝果蔬時，其保存溫度和濕度條件比較適合微生物生長，易引起果蔬變質、腐爛、嚴重影響果蔬的質量。因此，常采用在保鮮薄膜中添加一定量的抗菌劑，通過抗菌劑的緩釋和光催化等作用達到抗菌、保鮮的目的。
[0003]安徽嘉木橡塑工業有限公司在專利201310490793.5中涉及一種抗菌保鮮膜，由以下重量份的組分組成:低密度聚乙烯樹脂80-100重量份、線型低密度聚乙烯樹脂7-15重量份、納米二氧化鈦1-4重量份、超細碳酸鈣8-15重量份、環氧大豆油2-6重量份、抗氧劑0.Ι-Ο.5 重量份、聚乙二醇 3-7 重量份、麥飯石 4-10 重量份、硅酸鈉 2-4 重量份。該發明以聚乙烯樹脂為基料，添加抗菌劑納米二氧化鈦，適合蔬菜和水果對抗菌要求高的場合使用，對環境的污染小，綠色環保。陳迦樂在專利201010142812.1中發明了一種含有玻璃載體銀離子抗菌劑的PE(聚乙烯)保鮮膜，其具體成分是在普通PE(聚乙烯)保鮮膜中含具有玻璃載體銀離子抗菌劑0.05%-1%，或者進一步含有選自增粘劑0.1%-1.5%、防霧劑1%_5%、食用油0.05%-0.4%中的一種或一種以上，上述PE(聚乙烯)保鮮膜中的PE是低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯，或是低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯按一定比例混合。制作工藝，將PE聚乙烯與玻璃載體銀離子抗菌劑通過單螺桿或雙螺桿擠出機混合造粒，制成抗菌母粒。再按上述配方通過擠出機流延或吹膜制成抗菌保鮮膜。其成品抗菌良好且時效長不易變色。特別對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細菌有非常好的抑制、殺滅作用。中國海洋大學在專利201310178019.0中發明一種抗菌復合保鮮膜及其制備方法，其制備過程包括復合成膜液的制備和成膜步驟，其特征在于復合成膜液的制備是將魚皮膠原蛋白配制成g/ml為6%的水溶液，在40-50 °C加熱溶解;再按體積比為2: 3加入2 %殼聚糖乙酸溶液，并且邊攪拌邊加入
0.4 % -0.6 %的納米氧化鋅，超聲分散后即制得復合膜溶液，然后將復合成膜液涂布玻璃板后置于恒溫箱中干燥即得本發明產品。本發明以魚皮明膠、殼聚糖為主要成膜材料，安全，無毒，可食用，其納米氧化鋅又賦予了復合膜良好的抗菌性，可作為抗菌包裝應用于食品的貯藏、保鮮與流通領域。安徽工貿職業技術學院在專利201310532864.3中公開了一種PE抗菌食品保鮮膜的制備方法，包括如下步驟:(I)抗菌母料制粒；(2)吹膜。該發明的抗菌母料由PE樹脂80?100份、銀離子抗菌劑10?20份、潤滑劑5?10份、天然水滑石2?5份、增塑劑5?15份、復合鉛鹽穩定劑5?15份組成，制備的保鮮膜的顏色穩定性、抗菌性能、物理機械性能以及光老化性能均達到相應標準的要求。檢索大量的專利文獻及公開發表的研究論文，尚未發現采用負離子和納米氧化鋅協調作用制備抗菌保鮮膜的報道。
[0004]負離子能促成人體合成和儲存維生素，強化和激活人體的生理活動，被稱為“空氣維生素”；負離子可以抑制果蔬新陳代謝過程中起到重要作用的酶的活力，降低果蔬的催熟氣體一一乙烯的生成量，從而起到良好的保鮮作用；負離子能與細菌結合后，可導致細菌死亡。本發明采用天然負離子礦粉(電氣石等)和納米氧化鋅為協調抗菌劑，與其他原料復合經吹塑或流延得到持久抗菌保鮮膜，具有安全、綠色、持久保鮮等優勢。但負離子礦粉具有極強的親水性，其添加不僅會增加加工難度，還會影響薄膜的機械性能；由于塑料的包覆，也使得負離子礦粉的負離子生成速率大大降低，負離子的生成量有限。
[0005]為克服負離子礦粉添加帶來的加工問題及塑料包覆造成負離子生成速率低和擴散速率慢的缺陷，本發明以鋁酸酯偶聯劑表面改性負離子礦粉，以提高負離子礦粉與基體樹脂的相容性;并采用具有分子空間較大的樹脂為基體原料和易分解的碳酸鹽分解致孔來提高塑料包覆造成負離子生成速率低和擴散速率慢的缺陷。
【發明內容】
[0006]本發明提供了一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法。本發明以鋁酸酯偶聯劑表面改性負離子礦粉，并采用具有分子空間較大的樹脂為基體原料和易分解的碳酸鹽分解致孔來提高塑料包覆造成負離子生成速率低和擴散速率慢的缺陷，結合線性低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)基體原料，添加含抗菌母料、填充母料等，通過物料混合、擠出、吹塑、拉伸工藝加工而成，制備得到一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜。采用本方法制備的薄膜，可提高負離子的產生速率和擴散速率，用于果蔬保鮮包裝，可持久抑制果蔬表面微生物生長，并能誘導氣孔收縮，抑制呼吸強度減少蒸騰，抑制果體內原果膠轉化和乙烯的產生，保鮮期延長1.2?2.8倍，具有安全、綠色、持久保鮮等優勢。
[0007]為了實現本發明目的所采用的技術方案是:
材料與配方
線性低密度聚乙烯63?72重量份，低密度聚乙烯18?21重量份，抗菌母料3?5重量份，填充母料10?25重量份。
[0008]制備方法
1、將LLDPE、LDPE、抗菌母料、填充母料計量后置于攪拌機中，控制攪拌機轉速55r/min，溫度100±1°C，物料混合15 min，置于薄膜吹塑成型機料斗中；
2、調整擠出機料筒溫度，其中I區185?190°C、n區190?200°C、m區190?200°C、IV區200?205°C、V區190?200°C、機頭180?190°C;控制螺桿轉速70 r/min，喂料轉速30 r/min，吹脹比控制在4.4?4.6，牽引比控制在6?6.2之間，進行吹塑、拉伸，制成本發明所述的保鮮膜。
[0009]所述的抗菌母料，由下列各組分及重量份比構成:負離子礦粉70?85，納米氧化鋅5?15，鋁酸酯偶聯劑0.05?1.0，碳酸鹽0.5?5.0，PE蠟2?4，硬脂酸鋅2?4，硬脂酸I?3，線性低密度聚乙烯8?15%，低密度聚乙烯2?5%。按常規的母料制造工藝制作而成。
[0010]所述的線性低密度聚乙烯的密度:0.916?0.925 g/cm3。
[0011]所述的低密度聚乙烯的密度:0.915?0.920 g/cm30
[0012]所述的碳酸鹽為:碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種或幾種任意比例的組合。
[0013]所述的負離子礦粉指電氣石粉、火山石粉、蛋白石粉、蛇紋石粉、菱鎂礦粉、奇冰石粉、麥飯石粉中的一種或幾種任意比例的組合。
[0014]本發明的有益效果是:①采用負離子礦粉為抗菌劑，具有安全、綠色、持久抗菌的功能;②采用鋁酸酯偶聯劑對負離子礦粉進行偶聯改性，使負離子礦粉表面由親水性過渡為親油性，改善其與LLDPE/LDPE復合基體的相容性，提高負離子礦粉在基體中的分散性;③采用分子鏈段與分子鏈段96/之間形成較大分子空間的樹脂為基體原料和易分解的碳酸鹽分解致孔提高負離子產生速率和擴散速率;④采用本方法制備的薄膜，可提高負離子的產生速率和擴散速率，用于果蔬保鮮包裝，可持久抑制果蔬表面微生物生長，并能誘導氣孔收縮，抑制呼吸強度減少蒸騰，抑制果體內原果膠轉化和乙烯的產生，保鮮期延長1.2?2.8倍。
【具體實施方式】
[0015]以下實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。
[0016]實施例1
抗菌母料的制備:電氣石粉70kg，氧化鋅5 kg，鋁酸酯偶聯劑0.05 kg，碳酸氫鈉0.5kg，PE錯2 kg，硬脂酸鋅2 kg，硬脂酸I kg，線性低密度聚乙稀8 kg，低密度聚乙稀2 kg。按常規的母料制造工藝制作而成。
[0017]薄膜的的制備:將LLDPE 72 kg、LDPE 18 kg、抗菌母料3 kg、填充母料7 kg置于攪拌機中，控制攪拌機轉速55 r/min，溫度100 °C，物料混合15 min后，置于擠出吹塑成型機料斗中，控制擠出料筒溫度:I區185 °C、Π區190 °C、ΙΠ區195 °C、IV區200 °C、V區198 °C、機頭1900C ；調整螺桿轉速70 r/min，喂料轉速30 r/min，吹脹比控制在4.4，牽引比控制在6，經擠出、吹塑、拉伸，制成持久抗菌食品保鮮膜。
[0018]實施例2
抗菌母料的制備:奇冰石粉85 kg，氧化鋅15 kg，鋁酸酯偶聯劑1.0 kg，碳酸氫鉀5.0kg，PE錯3 kg，硬脂酸鋅3 kg，硬脂酸2 kg，線性低密度聚乙稀12 kg，低密度聚乙稀2 kg。按常規的母料制造工藝制作而成。
[0019]薄膜的的制備:將LLDPE 72 kg、LDPE 18 kg、抗菌母料4 kg、填充母料6 kg置于攪拌機中，控制攪拌機轉速55 r/min，溫度101 °C，物料混合15 min后，置于擠出吹塑成型機料斗中，控制擠出料筒溫度:I區183 °C、Π區189 °C、ΙΠ區196 °C、IV區201°C、V區200 °C、機頭1910C ;調整螺桿轉速70 r/min，喂料轉速30 r/min，吹脹比控制在4.5，牽引比控制在6.1，經擠出、吹塑、拉伸，制成持久抗菌食品保鮮膜。
[0020]實施例3
抗菌母料的制備:電氣石粉35kg，蛇紋石粉35kg、氧化鋅5 kg，招酸酯偶聯劑0.05 kg,碳酸氫鈉0.5 kg，PE錯2 kg，硬脂酸鋅2 kg，硬脂酸I kg，線性低密度聚乙稀8 kg，低密度聚乙稀2 kg。按常規的母料制造工藝制作而成。
[0021]薄膜的的制備:將LLDPE 72 kg、LDPE 18 kg、抗菌母料3 kg、填充母料7 kg置于攪拌機中，控制攪拌機轉速55 r/min，溫度100 °C，物料混合15 min后，置于擠出吹塑成型機料斗中，控制擠出料筒溫度:I區185 °C、Π區190 °C、ΙΠ區195 °C、IV區200 °C、V區198 °C、機頭190°C ；調整螺桿轉速70 r/min，喂料轉速30 r/min，吹脹比控制在4.4，牽引比控制在6，經擠出、吹塑、拉伸，制成持久抗菌食品保鮮膜。
[0022]實施例4
抗菌母料的制備:火山石粉25 kg、蛋白石粉25 kg、蛇紋石粉15 kg、菱鎂礦粉15 kg，氧化鋅15 kg，招酸酯偶聯劑1.0 kg，碳酸氫鉀5.0 kg，PE錯3 kg，硬脂酸鋅3 kg，硬脂酸2 kg,線性低密度聚乙稀12 kg，低密度聚乙稀2 kg。按常規的母料制造工藝制作而成。
[0023]薄膜的的制備:將LLDPE 72 kg、LDPE 18 kg、抗菌母料4 kg、填充母料6 kg置于攪拌機中，控制攪拌機轉速55 r/min，溫度101 °C，物料混合15 min后，置于擠出吹塑成型機料斗中，控制擠出料筒溫度:I區183 °C、Π區189 °C、ΙΠ區196 °C、IV區201°C、V區200 °C、機頭1910C ;調整螺桿轉速70 r/min，喂料轉速30 r/min，吹脹比控制在4.5，牽引比控制在6.1，經擠出、吹塑、拉伸，制成持久抗菌食品保鮮膜。
【主權項】
1.一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法，其特征是: 材料與配方: 線性低密度聚乙烯63?72重量份，低密度聚乙烯18?21重量份，抗菌母料3?5重量份，填充母料10?25重量份； 制備方法 將LLDPE、LDPE、抗菌母料、填充母料計量后置于攪拌機中，控制攪拌機轉速55 r/min,溫度100 土 1°C，物料混合15 min，置于薄膜吹塑成型機料斗中； 調整擠出機料筒溫度，其中I區185?190°C、n區190?200°C、m區190?200°C、IV區200?205°C、V區190?200°C、機頭180?190°C;控制螺桿轉速70 r/min，喂料轉速30 r/min，吹脹比控制在4.4?4.6，牽引比控制在6?6.2之間，進行吹塑、拉伸，制成所述的保鮮膜。2.根據權利要求1所述的一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法，其特征是所述的抗菌母料，由下列各組分及重量份比構成:負離子礦粉70?85，納米氧化鋅5?15，鋁酸酯偶聯劑0.05?1.0，碳酸鹽0.5?5.0，ΡΕ蠟2?4，硬脂酸鋅2?4，硬脂酸I?3，線性低密度聚乙烯8?15%，低密度聚乙烯2?5%。3.根據權利要求1所述的一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法，其特征是所述的線性低密度聚乙烯的密度:0.916?0.925 g/cm3ο4.根據權利要求1所述的一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法，其特征是所述的低密度聚乙烯的密度:0.915?0.920 g/cm3ο5.根據權利要求2所述的一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法，其特征是所述的碳酸鹽為:碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種或幾種任意比例的組合。6.根據權利要求2所述的一種基于改性負離子礦粉制備抗菌食品保鮮膜的方法，其特征是所述的負離子礦粉指電氣石粉、火山石粉、蛋白石粉、蛇紋石粉、菱鎂礦粉、奇冰石粉、麥飯石粉中的一種或幾種任意比例的組合。
【文檔編號】C08K5/098GK105885189SQ201610320679
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】陳登龍, 柯俊沐, 劉金玲, 黃斌斌
【申請人】福建師范大學泉港石化研究院