[发明专利]一种抗菌纸涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料及造纸技术领域，具体涉及一种抗菌纸涂料及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，人们生活水平大大提高，健康意识不断增强，尤其是近年来多种疾病的爆发和流行，使人们越来越重视由有害病菌引起的各种传染病、疾病对人类健康造成的严重危害。纸制品是人们生产和生活中不可或缺的产品，已经被广泛用于日常生活中，生活用纸、厨房用纸、食品包装涂布纸、装饰用纸、卫生和医疗用纸、钞票纸等在人们的生产、生活中占有重要的地位，而目前工业化的此类产品都不具有抗菌功能。随着人们生活水平的提高和卫生意识的加强，必然会对抗菌纸的质量和数量提出更高的要求。有关的专用抗菌材料的研究和抗菌功能纸的开发具有重要的理论意义和实践意义。

目前，作为人们日常生活中的必需品、消耗量巨大的纸制品的抗菌功能产品仍处于研究初期阶段，加拿大、美国、北欧等国家已经认识到抗菌材料和抗菌纸研究的重要性，投入了大量的研究力量和资金支持，主要研究专用于植物纤维基材的抗菌材料和抗菌纸的开发，我国华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室、天津科技大学、陕西科技大学等单位也已开展了这方面的研究。总体来看，现有的抗菌纸研究，都采用向纸制品中加入单一无机抗菌材料或天然抗菌材料而使纸品具有抗菌功能。研究表明，无论哪一种抗菌材料，其单独使用时都存在不足之处。自然界大量存在的壳聚糖是一种天然抗菌材料，其抗细菌和抗真菌活性已被广泛研究。壳聚糖具有杀菌率高、安全性好的优点，但是也受到耐热性较差，有效时间不长，应用范围较窄等方面的限制。而纳米二氧化钛是优良的具有光催化作用的无机抗菌材料，属于非溶出型，无毒、无味、无刺激，热稳定性和耐热性好。但是，其必须有紫外线照射才能起到杀菌作用，受环境影响较大。鉴于壳聚糖和纳米二氧化钛均具有抗菌性能，如果将二者进行复合，必将完善材料的抗菌性能。然而，在纸张加工领域，对于适用于植物纤维基材的有机/无机纳米复合抗菌材料的研究尚未见报道，对壳聚糖/二氧化钛纳米复合抗菌纸涂料的制备及其在涂布抗菌纸中的应用研究也仍然是全新的研发课题。

目前常见的抗菌纸主要由两种方法加工而成：一种是在浆料中直接加入抗菌剂，然而，由于抗菌剂在上网抄纸过程中随白水流失，会造成生产过程中，抗菌剂用量大，而纸张上的保留量却不多，既增加了成本，又达不到良好的效果。另一种是通过表面涂布或是喷洒药物层，或是通过浸渍的方法制备，喷洒方法制备的抗菌纸具有抗菌剂用量少而抗菌性能优良、相对生产成本较低的优点，但也存在抗菌剂分布不均匀的缺点。浸渍方法制备的抗菌纸虽具有抗菌性能好和抗菌剂分布均匀等优点，但耗时较长，不适应于大型高速纸机生产。利用施胶和涂布方法生产抗菌纸时，抗菌剂用量较少，且均匀性好，因此其是理想的抗菌纸制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗菌纸涂料及其制备方法。通过调控有机抗菌剂和无机纳米抗菌剂的配比，优化涂料配伍性，增强纸张的抗菌功能；同时改善涂布纸的印刷适性。                                

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

抗菌纸涂料配方：

纳米二氧化钛；

壳聚糖双胍盐酸盐；

二者之间的重量比例为1:1～7:1。

以纳米二氧化钛和壳聚糖双胍盐酸盐的加入总量为基准，

羧基丁苯胶乳        10%

叔丁醇              1%                                     

六偏磷酸钠          0.5%

所述纳米二氧化钛晶型为锐钛型，平均粒径为20nm，比表面积80～220 m²/g。

所述壳聚糖双胍盐酸盐是1份的壳聚糖溶于0.4mol/L的盐酸，再加入3份的双氰胺，在90℃的反应温度下反应2h得到的产物。

所述羧基丁苯胶乳的丁二烯单体（配比40%），苯乙烯（配比60%），固含量为53.32%。

所述叔丁醇相对密度0.78，折射率1.39。

抗菌纸涂料的制备方法包括如下步骤：

第一步，将壳聚糖双胍盐酸盐加入水中，然后加入六偏磷酸钠和叔丁醇，高速分散；

第二步，加入纳米二氧化钛，高速分散；

第三步，加入羧基丁苯胶乳，高速混合均匀、过滤，调节体系pH值，制得固含量为30％抗菌纸涂料。

所述的抗菌纸涂料的制备方法，其特征在于第一步分散速度4000r/min，分散时间25min。