本發明屬于有機硅新材料，具體涉及一種可再漿型有機硅防水防油涂層及其制備方法和應用。
背景技術：
1、在現代包裝、印刷及餐飲領域，紙張憑借其優異的透氣性、可印刷性和顯著的成本優勢，成為食品包裝紙、快遞包裝紙、餐飲用紙等場景的首選材料。然而，紙張纖維間存在大量孔隙且纖維素分子含豐富羥基，導致其親水性強、無防油能力，因此針對紙張的防水防油改性處理成為行業核心需求，尤其在食品包裝與一次性餐飲用紙領域，對防水防油性能的要求更為嚴苛。同時，隨著全球循環經濟與環保政策的推進，紙張的回收再漿利用成為降低資源消耗、減少固廢污染的關鍵環節。目前，市場上主流的紙張用防水防油劑主要分為含氟類與無氟類兩大體系。含氟類防水防油劑高效阻隔水與油類物質滲透，但全氟化合物具有生物累積性與環境持久性，難以在自然環境中降解，會對生態系統造成長期危害，且部分含氟物質已被歐盟reach法規、美國epa列為限制使用物質，不符合“綠色包裝”的產業發展趨勢；另一方面，含氟涂層與紙張纖維的結合力極強，在回收再漿過程中，氟化物會牢牢附著于纖維表面，阻礙纖維的潤脹與分散，導致再漿時需消耗更多化學藥劑與能源，且再生紙漿易出現“氟殘留”問題，無法用于食品接觸類紙張的生產，嚴重限制了紙張的循環利用價值。
2、為解決含氟類防水防油劑的環保與再漿性問題，行業將研發重點轉向無氟類紙張防水防油劑，其中氨基硅油因具備良好的疏水性、成膜性及與柔軟性，成為重要研究方向。專利cn120399158a制備了一種聚氨酯改性有機硅無氟防水劑，其氨基硅油分子中的氨基基團可與纖維表面的羥基發生化學鍵合，使硅油膜均勻且牢固地附著于纖維表面，填補纖維間孔隙并降低表面親水性，從而賦予紙張優異的防水性能；但單一氨基硅油的分子結構中缺乏高效疏油基團，僅能通過硅氧烷主鏈的低表面能實現有限疏油效果，面對食用油、動物油等極性或非極性油類物質時，阻隔能力明顯不足，無法滿足gb/t?31123-2014固體食品包裝紙對“耐脂度≥5級”的使用要求，限制了其在高要求紙張場景中的應用。
3、天然植物提取物衍生物因來源廣泛、環境友好且官能團豐富，被認為是環保綠色造紙助劑的理想原料之一。現有技術中，專利cn120139030a公開一種雙醛淀粉防水防油包裝紙及其制備方法，其以原紙為基底，表面涂布由木薯淀粉經氧化劑改性制得的雙醛淀粉防水防油層，該包裝紙材料可生物降解，但其防油等級僅能達到10級，阻隔性能仍有提升空間。專利cn116084209b公開一種無氟可降解防水防油包裝紙的制備方法，將原紙經氯化鈣溶液預處理后，先涂布鼠尾藻纖維素納米纖維與十二烷基硫酸鈉改性纖維素納米纖維的復配溶液并干燥，再將改性酯化木質素與聚羥基丁酸酯復配成防水涂層涂布于表面，干燥后得成品，其制備過程較為繁瑣，不利于工業生產。專利cn120889156a公開了一種生物基高阻隔防水防油紙基包裝材料及制備方法，以沒食子酸烷基酯生物基材料徑環氧化后，與酸酐/苯酚類化合物交聯得涂層，最終制得目標材料，該材料可再漿回收利用，但防水、防油性和耐用性還有進步空間。因此，開發兼具卓越防水防油性、可靠再漿回收性及優異機械性能，并能勝任復雜包裝場景需求的環保紙張涂層，仍是進一步拓展紙基包裝材料應用廣度、實現行業綠色高值化發展的關鍵。
技術實現思路
1、本發明要解決的第一個技術問題是提供一種可再漿型有機硅防水防油涂層的制備方法，該方法制備過程中反應條件溫和、操作步驟簡便，無需復雜精密設備，降低了生產門檻與成本，便于實現規?；I生產，為其快速落地應用提供了有利條件；本發明要解決的第二個技術問題是提供一種可再漿型有機硅防水防油涂層，該防水防油涂層涂覆于紙張后，所得涂層紙張可直接作為食品包裝紙使用，不僅能實現常規的防水防油效果，更能耐受熱水、熱油接觸場景，有效避免食品包裝過程中因液體滲透導致的包裝破損或內容物污染，滿足食品包裝對防護性能的嚴苛要求；本發明要解決的第三個技術問題是提供該防水防油涂層在制備可再漿型有機硅防水防油紙張、再漿紙張中的應用。
2、為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：
3、一種可再漿型有機硅防水防油涂層的制備方法，以甲基環硅氧烷、n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和催化劑四甲基氫氧化胺為原料制備氨基硅油；再以沒食子酸烷基酯為原料經過環氧化制備沒食子酸烷基酯環氧；將氨基硅油與沒食子酸烷基酯環氧輥涂在紙張表面，通過環氧與氨基開環反應制得紙張防水防油涂層。
4、進一步地，所述甲基環硅氧烷選自六甲基環三硅氧烷、八甲基環四硅氧烷、十甲基環五硅氧烷中的一種或混合物。
5、進一步地，所述開環反應是由粘度為1000~3000mpa·s的氨基硅油和不同鏈長的沒食子酸烷基酯環氧充分混合攪拌，再加入無水乙醇溶液混合均勻，加熱固化一定時間而得。
6、進一步地，所述不同粘度的氨基硅油結構式如下：，其中n取1~5，m取200~300；
7、所述不同鏈長的沒食子酸烷基酯環氧結構式如下：，其中n取0~11。
8、進一步地，所述的氨基硅油的氨值為0.2~0.4mmol/g，沒食子酸烷基酯環氧的環氧值為0.3~0.4mmol/g；氨基硅油與沒食子酸烷基酯環氧按氨值與環氧值的比例為10~1:1。
9、進一步地，所述氨基硅油、沒食子酸烷基酯環氧、無水乙醇質量比為1:0.1~1:0~0.4。
10、進一步地，所述的可再漿型有機硅防水防油涂層的制備方法制備得到的可再漿型有機硅防水防油涂層。
11、進一步地，所述的可再漿型有機硅防水防油涂層在制備可再漿型有機硅防水防油紙張、再漿紙張中的應用。
12、進一步地，將混合均勻的可再漿型有機硅防水防油涂層，以涂布量為10~15g/m2均勻的輥涂在紙張表面，在100~120℃交聯反應4~6h，制得可再漿型有機硅防水防油紙張。
13、進一步地，再漿過程使用2-丁酮、乙酸乙酯中的一種或混合溶液作溶劑，在80℃加熱4h進行有效剝離，通過清洗、解離、抄紙，制得再漿紙張。
14、與現有技術相比，本發明具有以下優點：
15、（1）本發明防水防油涂層涂覆于紙張后，所得涂層紙張可直接作為食品包裝紙使用，不僅能實現常規的防水防油效果，更能耐受熱水、熱油接觸場景，有效避免食品包裝過程中因液體滲透導致的包裝破損或內容物污染，滿足食品包裝對防護性能的嚴苛要求。
16、（2）本發明涂層紙張具備優異的可再漿回收利用性能，在完成包裝使用周期后，可通過常規造紙再漿工藝實現纖維回收，避免傳統防水防油涂層紙張難以降解、無法回收導致的環境負擔，助力包裝行業的資源循環利用。
17、（3）相較于普通未處理紙張，涂覆本發明防水防油涂層的紙張在獲得優異防護性能與可再漿性的同時，其紙張強度得到顯著提升，且柔軟性未發生明顯下降，既保證了包裝使用過程中的結構穩定性，又兼顧了紙張的易加工性與使用舒適度，拓寬了其在食品包裝領域的應用適配性。
18、（4）本發明所采用的氨基硅油與沒食子酸烷基酯環氧均為市面上易得的原料，無需特殊定制；且制備過程中反應條件溫和、操作步驟簡便，無需復雜精密設備，降低了生產門檻與成本，便于實現規?；I生產，為其快速落地應用提供了有利條件。