技术摘要：
本发明提供一种具有环保、防水、防油性能的纸涂层材料。该纸涂层材料包括：共聚物乳液，其中，共聚得到具有由下式1表示的重复单元的硅基聚合物和具有由下式2表示的重复单元的丙烯酸类聚合物，其中，所述共聚物乳液中包含的颗粒的重均分子量为100,000至200,000；以及要  全部
背景技术：
1907年，来自美国的Houg  Moor发明了纸杯，并宣称只有一次性杯子才能确保人类 免受细菌的侵害。从那以后，人们因为纸杯卫生并且使用方便而已经使用纸杯超过100年。 诸如纸杯等纸质食品容器由于其基本作用是在其中放水和饮料而应该是防水的。 目前，大多数纸杯是通过在纸上涂布或层压聚乙烯(PE)来制造的。涂有聚乙烯的纸或纸杯 具有优异的防水性能，并且有利于大规模生产。 然而，实际上，在回收利用涂有聚乙烯的纸杯而不废弃纸杯时存在许多问题。即， 在从待回收利用的纸杯中除去聚乙烯的过程中，纸浆纤维被损坏并且硬化。而且，在除去聚 乙烯的过程中，必须分离纸和聚乙烯。然而，大多数聚乙烯在诸如氢氧化钠等碱性溶液中不 能很好地解离，而且，即使在沸腾温度的碱性溶液中也仅部分解离。当回收利用聚乙烯未解 离而且仍吸附在其上的纸时，由造纸机排出的纸在经历高温干燥过程时粘附到辊的周边。 这导致纸的质量显著降低，因此，大多数纸只能回收利用为诸如卫生纸等低品质纸。 随着对环保纸涂层材料需求的增长，已经进行了许多研究和开发的尝试。韩国专 利第10-1089765号公开了一种通过传统的造纸设备涂布具有核-壳结构的共聚物胶乳制备 纸涂层材料的方法，该纸涂层材料具有基本性能，例如防水、防油和热封性能，以及环保性。 由于上述公开的共聚物胶乳是可碱解离的，因此可预期回收利用的可能性。然而，由于共聚 物胶乳的固有物理性质，在高温高压的制备过程中发生纸卷彼此粘附的粘连现象，这使得 难以应用于实际造纸过程中的大规模生产。 韩国专利第10-1100954号公开了一种强调环保的食品包装纸，其通过在纸上涂布 通过混合氟基防油剂和聚乙烯醇(PVA)制备的涂布液的方法制得。然而，由于聚乙烯醇本身 具有吸水性，因此当食品包装纸中的水分吸收变大时，其阻挡性能急剧下降并且耐水性变 差。韩国专利10-1329259公开了通过向牛皮纸施加由淀粉、石蜡乳液或聚乙烯乳液混合制 备的涂布液而制造的具有改善的防水性和防油性的包装纸。然而，不能防止长时间的水分 渗透。 只有当纸质食品容器具有防水、防油和热封性能，甚至可以通过传统的造纸机容 易地制造时，纸质食品容器才实质上可以是环保替代品。另外，价格竞争力对取代涂有聚乙 烯的传统纸制品至关重要。具有这种多种竞争力的环保纸涂层材料至今仍未开发出。 因此，本发明的发明人为了解决这样的问题，经过长时间的研究，并且最终通过反 复试验开发和完成了本发明。 3 CN 111576083 A 说　明　书 2/16 页
技术实现要素：
技术问题 本发明的一个目的是提供一种纸涂层材料，该纸涂层材料由于是可回收利用的而 是环保的，并且具有优异的防潮、防油和防水性能。 本发明的另一目的是提供一种制备这种纸涂层材料的方法。 本发明的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员可以从以下描述中清楚地理 解其他未提及的目的。 技术方案 为了上述实现目的，根据本发明的一个实施方式，纸涂层材料包括：共聚物乳液， 其中共聚得到具有由下式1表示的重复单元的硅基聚合物和具有由下式2表示的重复单元 的丙烯酸类聚合物，其中，所述共聚物乳液中包含的颗粒的重均分子量为100,000至200, 000；和要与所述共聚物乳液混合的糊化聚乙烯醇的胶态水溶液。 [式1] [式2] (在上式1和2中，R1至R4可以相同或不同，并且各自独立地为氢、或具有取代基或 不具有取代基的烷基或芳基)。 丙烯酸类聚合物和硅基聚合物之间的重量比可以为99：1至99.9：0.1。 以固形物计，共聚物乳液和聚乙烯醇的胶态水溶液之间的重量比可以为85：15至 95：5。 共聚物乳液的玻璃化转变温度可以为300至340℃。 聚乙烯醇的皂化度可以为92至99mol％。 为了实现另一目的，根据本发明的一个实施方式，制备纸涂层材料的方法包括以 下步骤：(a)向反应器中加入水、丙烯酸类单体、引发剂、乳化剂、缓冲剂和硅反应催化剂； (b)以均匀的速率向所述反应器中加入硅基单体；(c)通过调节所述反应器的温度制备重均 4 CN 111576083 A 说　明　书 3/16 页 分子量为100,000至200,000的共聚物乳液；(d)将水和聚乙烯醇放入单独的容器中，并搅拌 以制备糊化聚乙烯醇的胶态水溶液；以及(e)将糊化聚乙烯醇的胶态水溶液加入到所述共 聚物乳液中。 共聚物乳液中包含的丙烯酸类聚合物和硅基聚合物之间的重量比可以为99：1至 99.9：0.1。 以固形物计，共聚物乳液和聚乙烯醇的胶态水溶液之间的重量比可以为85：15至 95：5。 硅反应催化剂可以为二月桂酸二丁基锡(DBTDL)。 糊化聚乙烯醇的胶态水溶液可以通过将7至15重量％的聚乙烯醇加入水中并在85 至98℃的温度下搅拌1至10分钟来制备。 共聚物乳液的玻璃化转变温度可以为300至340℃。 聚乙烯醇的皂化度可以为92至99mol％。 在步骤(a)中，反应器的温度可以保持在50至70℃，并且在步骤(c)中，反应器的温 度可以保持在70至90℃。 其他实施方式的具体细节包括在以下描述和附图中。 有益效果 如上所述，使用本发明的纸涂层材料的纸制品具有优异的防水、防油和热封性能， 并且当用作食品包装容器或纸杯时对人体无害。涂布纸产品可回收利用为纸的原料，并且 由于涂层材料是可生物降解的而是环保的。本发明的纸涂层材料即使在传统的生产设备中 也能够顺利适用，并作为纸涂层材料而用于纸制品，并且可以进行附加改进以满足市场需 求。此外，当使用本发明的纸涂层材料时，与聚乙烯涂层材料相比，由于制备成本不高，因此 可以期望实现成本降低。 当用本发明的纸涂层材料涂布原纸时，丙烯酸类单体和硅基单体的共聚效率优 异，使得涂层材料中未反应单体的量非常小。此外，将残留在共聚物乳液中的未反应单体通 过纯化过程蒸发于空气中，因此可以完全消除可能由未反应单体引起的化学气味。 附图说明 图1是示出了观察14天的涂布纸(对比例1)的生物降解过程的照片，其中，涂布纸 使用传统的PE涂层材料。 图2是示出了观察14天的图1的涂布纸(对比例1)的生物降解过程的照片，其中，涂 布纸在生物降解之前用UV预处理6小时。 图3是示出了观察14天的涂布纸(实施例2)的生物降解过程的照片，其中，涂布纸 是根据本发明的制备方法制造的。 图4是示出了观察14天的图3(实施例2)的涂布纸的生物降解过程的照片，其中，涂 布纸在生物降解之前用UV预处理6小时。 图5是用光学显微镜观察的图4的涂膜的照片。 图6A是示出了对比例1在600至1600cm-1范围内测量的FT-IR峰的图。 图6B是示出了对比例1在2700至3500cm-1范围内测量的FT-IR峰的图。 图7A是示出了实施例2在600至1600cm-1范围内测量的FT-IR峰的图。 5 CN 111576083 A 说　明　书 4/16 页 图7B是示出了实施例2在2700至3500cm-1范围内测量的FT-IR峰的图。 图8是示出了未经UV处理的样品(实施例2和对比例1)的接触角随厌氧微生物的处 理时间变化的照片。 图9是示出了经UV处理的样品(实施例2和对比例1)的接触角随厌氧微生物的处理 时间变化的照片。 图10示出了本发明涂布纸的可回收利用性的分析实验过程。 图11示出了在图10的可回收利用性分析实验过程中产生的中试筛网的孔/槽浆渣 和浮选浆渣的分析结果。 图12是示出了实施例2和对比例1的涂布纸在热处理前后的涂层表面的SEM照片。 图13是示出了实施例2和对比例1的涂布纸在热处理前后的涂层截面的SEM照片。 图14示出了通过请求美国认证公司(UL  Verification  Services，Inc.)对本发明 的涂布纸进行实验而获得的实验结果。 图15示出了通过请求全球认证公司(SGS)对本发明的涂布纸进行实验而获得的实 验结果。 图16示出了通过请求全球认证公司(SGS)对本发明的涂布纸进行实验来检测是否 有邻苯二甲酸酯(一种环境激素)的实验结果。