本發明屬于包裝材料，具體是指一種耐熱、防水的紙質包裝材料及其制備工藝。
背景技術：
1、在環保意識日益增強的當下，國家大力推進減塑、降塑工作。傳統塑料包裝由于其難以降解的特性，給生態環境帶來了嚴重的污染問題，為緩解這一困境，部分行業已將包裝形式從塑料包裝轉變為淋膜包裝，即采用紙張作為基材，通過pe淋膜的方式實現包裝的熱封功能。
2、然而，pe淋膜在自然環境中的降解周期漫長，且現有淋膜包裝在性能方面存在諸多不足：在耐熱方面，普通淋膜包裝在較高溫度下，淋膜層容易出現軟化、變形現象，這不僅會破壞包裝的完整性，還會降低其對包裝物的防護效果；在防水性能上，當處于潮濕環境時，水分容易逐漸滲透紙張，導致紙張變軟，進而使包裝強度下降，對包裝物的品質產生不利影響。因此，提出一種能夠完全替代塑料、性能更優的紙質包裝材料迫在眉睫。
技術實現思路
1、為了解決上述難題，本發明提供了一種耐熱、防水的紙質包裝材料及其制備工藝。
2、為了實現上述功能，本發明采取的技術方案如下：
3、一種耐熱、防水的紙質包裝材料，包括紙張基材和水溶性綠色環保涂料，所述水溶性綠色環保涂料涂布紙張基材上。
4、優選地，所述水溶性綠色環保涂料按重量份數計包括以下組分：改性殼聚糖40-50份、淀粉接枝共聚物30-40份、表面改性納米二氧化硅10-20份、聚乙烯醇5-10份、分散劑0.5-1份、潤濕劑0.1-0.3份、流平劑0.2-0.5份、消泡劑0.05-0.2份、增稠劑0.3-0.8份。
5、優選地，所述水溶性綠色環保涂料的制備方法，包括如下步驟：
6、(一)改性殼聚糖的制備：將脫乙酰度大于90％的殼聚糖加入質量分數為5％-8％的氫氧化鈉溶液中，攪拌至完全溶解，形成均勻的殼聚糖堿溶液，按照殼聚糖與環氧氯丙烷質量比8:1-10:1的比例，緩慢滴加環氧氯丙烷到殼聚糖堿溶液中，控制反應溫度在50-60℃，持續攪拌反應3-4小時，反應結束后，將反應產物倒入大量去離子水中進行沉淀，然后通過過濾、洗滌、干燥等步驟，得到改性殼聚糖產品；
7、(二)淀粉接枝共聚物的制備：將玉米淀粉加入去離子水中，配制成質量分數為10％-15％的淀粉乳水溶液，并將其轉移至帶有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的反應釜中，向淀粉乳水溶液中加入占玉米淀粉質量0.5％-1％的過硫酸鉀作為引發劑，攪拌均勻后，升溫至60-70℃，緩慢滴加占玉米淀粉質量30％-40％的丙烯酸單體到反應釜中，在該溫度下持續反應2-3小時，反應結束后，將反應產物冷卻至室溫，通過透析、冷凍干燥等方法，得到淀粉接枝共聚物產品；
8、(三)表面改性納米二氧化硅的制備：將納米二氧化硅加入無水乙醇溶液中，超聲分散30-60分鐘，使其均勻分散，加入占納米二氧化硅質量2％-3％的硅烷偶聯劑kh-550，在80-90℃下回流反應2
9、-3小時，反應結束后，通過離心分離、洗滌、干燥等步驟，得到表面改性納米二氧化硅產品；
10、(四)涂料的調配：將制備好的改性殼聚糖、淀粉接枝共聚物、表面改性納米二氧化硅按照相應比例加入到反應釜中，同時加入聚乙烯醇水溶液，在常溫下，以150-200r/min的轉速攪拌30-40分鐘，使各成分充分混合均勻；依次加入分散劑、潤濕劑、流平劑、消泡劑和增稠劑，繼續攪拌20-30分鐘，確保助劑均勻分散在涂料體系中，得到水溶性綠色環保涂料。
11、本發明提出的一種耐熱、防水的紙質包裝材料的制備工藝，包括如下步驟：
12、(一)原料準備：根據包裝物的特性和客戶要求，合理挑選紙張。對于盛裝干性、輕質物品，可選用定量為80-120g/m2的高強度牛皮紙，其纖維韌性強，能提供良好的支撐力。
13、(二)預處理：對選定的紙張進行除雜處理，利用靜電吸附裝置去除紙張表面的灰塵、碎屑等雜質，通過熨平設備對紙張進行熨壓，消除紙張褶皺，保證涂布效果均勻；
14、(三)涂布：采用輥涂的涂布工藝，將調配好的水溶性綠色環保涂料均勻涂布在紙張表面，根據包裝需求控制涂布干基量，一般涂布干基量在3-8g/m2之間，對于防水、阻氧要求較高的包裝，適當增加涂布量；對成本控制較為嚴格且性能要求相對較低的包裝，降低涂布量；
15、(四)干燥固化：涂布后的紙張進入干燥通道，采用熱風循環干燥方式。
16、干燥溫度控制在80-120℃，干燥時間為3-5分鐘，使涂料中的水分快速蒸發，涂層固化成型，緊密附著在紙張表面；
17、(五)檢測：對制備好的紙質包裝材料進行全面質量檢測。通過熱封試驗檢測熱封性能，熱封溫度在120-180℃之間，觀察熱封強度與密封性，采用滴水試驗評估防水性能，將水滴在包裝材料表面，觀察一定時間內水滴的滲透情況，利用專業的阻氧測試設備檢測阻氧性能，通過耐油試驗，將包裝材料與油脂類物質接觸，觀察是否有油脂滲透。對檢測不合格的產品進行分析，調整制備工藝參數，重新制備，確保產品質量符合標準。
18、優選地，所述輥涂的涂布工藝為單面雙涂，其工藝流程為：放卷→牽引→雙輥糾偏→網紋輥涂布(底涂)→導輥式烘箱→單輥糾偏→冷卻牽引→網紋輥涂布(面涂)→導輥式烘箱→單輥糾偏→冷卻牽引→收卷。
19、優選地，所述輥涂的涂布工藝為雙面雙涂，其工藝流程為：1、放卷→牽引→雙輥糾偏→網紋輥涂布(正面)→真空吸附牽引→網紋輥涂布(反面)→懸浮式烘箱→冷風箱→雙輥糾偏→牽引→網紋輥涂布(反面)→導輥式烘箱→雙輥糾偏→牽引→收卷；2、放卷→牽引→雙輥糾偏→網紋輥涂布(正面)→真空吸附牽引→網紋輥涂布(反面)→懸浮式烘箱→冷風箱→雙輥糾偏→牽引→翻轉架→網紋輥涂布(正面)→導輥式烘箱→雙輥糾偏→牽引→收卷；3、放卷→牽引→雙輥糾偏→網紋輥涂布(正面)→真空吸附牽引→網紋輥涂布(反面)→懸浮式烘箱→冷風箱→雙輥糾偏→牽引→收卷。
20、本發明采取取得有益效果如下：
21、1、本發明的紙質包裝材料使用水溶性綠色環保涂料，完全不含塑料成分，可實現物理家庭堆肥降解，真正做到對環境友好，有力地響應了國家減塑、降塑的號召，從根本上解決了包裝材料的環保問題。
22、2、本發明的新型涂料形成的涂層具有極高的熱穩定性，在120℃-150℃的高溫環境中，仍能保持良好的物理性能，不會出現軟化、變形等問題。相比之下，普通淋膜包裝在120℃時就容易出現軟化變形，本發明極大地提升了包裝材料的耐熱性能，可滿足熱飲包裝、高溫食品包裝等高溫環境下的包裝需求。
23、3、本發明的涂料涂層結構緊密，防水性能極佳。在高濕度環境下，水分滲透速度極慢，紙張長時間保持干燥，強度不受影響，能更好地保護包裝物免受潮濕侵害。
24、4、本發明可根據不同包裝需求，精準控制涂布干基量，在滿足包裝性能的同時，有效降低材料成本。相比一些過度依賴高成本高性能材料來提升包裝性能的現有技術，本發明通過優化工藝參數，實現了成本與性能的良好平衡，具有更高的性價比。
1.一種耐熱、防水的紙質包裝材料，其特征在于，包括紙張基材和水溶性綠色環保涂料，所述水溶性綠色環保涂料涂布紙張基材上。
2.一種根據權利要求1所述的耐熱、防水的紙質包裝材料，其特征在于，所述水溶性綠色環保涂料按重量份數計包括以下組分：改性殼聚糖40-50份、淀粉接枝共聚物30-40份、表面改性納米二氧化硅10-20份、聚乙烯醇5-10份、分散劑0.5-1份、潤濕劑0.1-0.3份、流平劑0.2-0.5份、消泡劑0.05-0.2份、增稠劑0.3-0.8份。
3.一種根據權利要求2所述的耐熱、防水的紙質包裝材料，其特征在于，所述水溶性綠色環保涂料的制備方法包括如下步驟：
4.一種根據權利要求1所述的耐熱、防水的紙質包裝材料的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：
5.一種根據權利要求4所述的耐熱、防水的紙質包裝材料的制備工藝，其特征在于，所述輥涂的涂布工藝為單面雙涂，其工藝流程為：放卷→牽引→雙輥糾偏→網紋輥涂布(底涂)→導輥式烘箱→單輥糾偏→冷卻牽引→網紋輥涂布(面涂)→導輥式烘箱→單輥糾偏→冷卻牽引→收卷。
6.一種根據權利要求4所述的耐熱、防水的紙質包裝材料的制備工藝，其特征在于，所述輥涂的涂布工藝為雙面雙涂，其工藝流程為：1、放卷→牽引→雙輥糾偏→網紋輥涂布(正面)→真空吸附牽引→網紋輥涂布(反面)→懸浮式烘箱→冷風箱→雙輥糾偏→牽引→網紋輥涂布(反面)→導輥式烘箱→雙輥糾偏→牽引→收卷；2、放卷→牽引→雙輥糾偏→網紋輥涂布(正面)→真空吸附牽引→網紋輥涂布(反面)→懸浮式烘箱→冷風箱→雙輥糾偏→牽引→翻轉架→網紋輥涂布(正面)→導輥式烘箱→雙輥糾偏→牽引→收卷；3、放卷→牽引→雙輥糾偏→網紋輥涂布(正面)→真空吸附牽引→網紋輥涂布(反面)→懸浮式烘箱→冷風箱→雙輥糾偏→牽引→收卷。