[发明专利]包装纸抗菌超疏水涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种包装纸的抗菌超疏水涂层及其制备方法。包括（1）准备清洁、干燥、平整的包装纸备用；（2）制备涂层溶液，将钛酸酯、松香改性醇酸树脂、羟丙基淀粉溶于无水乙醇中，搅拌均匀；（3）将涂层溶液均匀涂布在包装纸表面，静置一段时间后，挥发掉部分溶剂乙醇，然后在涂布有涂层溶液的包装纸表面喷洒去离子水，进行表面原位水解，水解反应完全后，进行干燥即可。通过钛酸酯原位水解，在涂层表面获得纳米乳突结构，配合涂层本身的微米级表面粗糙度，使得涂层表面呈现出超疏水性。此外，钛酸酯原位水解得到的纳米二氧化钛颗粒具有抗菌、光催化效果，配合超疏水表面，可以增强包装纸的抗菌效果。

技术领域

本发明属于包装纸领域，具体涉及一种包装纸的抗菌超疏水涂层。

背景技术

包装塑料在自然环境中可降解性差，随着包装塑料所带来的白色污染的加剧，世界各国均在呼吁减少包装塑料的使用。作为包装塑料的替代产品，包装纸的自然降解性优异，因而具有广泛的应用前景。

对于包装纸，特别是食品包装纸，通常要求其具有抗菌性能，以确保食品在储存、运输过程中免受细菌的破坏，保障食品的安全性。

抗菌包装纸的生产方法主要有两类，一类是将抗菌剂通过一定的工艺直接添加到纸张的造纸工艺中，从而获得抗菌包装纸，但是抗菌剂和纸张纤维的结合效果不理想，使用抗菌包装纸的抗菌效果不稳定。另一类是通过对包装纸的表面进行改性，获得抗菌包装纸。抗菌作用包括物理抗菌和化学抗菌，其中，物理抗菌是指理由材料特殊的表面物理结构获得抗菌效果；化学抗菌是指理由材料特殊的表面化学活性获得抗菌效果。相应地，包装纸的表面改性也包括物理改性和化学改性两类。通常，物理改性和化学改性是分开进行的，所获得的抗菌效果不足。为此，本发明旨在提供一种物理-化学同时改性的包装纸抗菌超疏水涂层。

发明内容

为了解决现有技术中包装纸中存在的上述问题，本发明提供了一种包装纸抗菌超疏水涂层及其制备方法。

一种包装纸抗菌超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：

（1）准备清洁、干燥、平整的包装纸备用；

（2）制备涂层溶液，将钛酸酯、松香改性醇酸树脂、羟丙基淀粉溶于无水乙醇中，搅拌均匀；

（3）将步骤（2）所制备的涂层溶液均匀涂布在包装纸表面，静置一段时间后，挥发掉部分溶剂乙醇，然后在涂布有涂层溶液的包装纸表面喷洒去离子水，进行表面原位水解，水解反应完全后，进行干燥即可。

静置过程中，会有部分溶剂乙醇挥发掉，同时，涂层溶液中松香改性醇酸树脂在偶联剂钛酸酯和胶黏剂羟丙基淀粉的共同作用下，与包装纸表面的纤维交互作用，会在包装纸表面形成一层稳定的半干性粘附涂层。去离子水作为水解剂，可以促进表面的钛酸酯的水解，在包装纸表面原位生成纳米二氧化钛颗粒。由于纳米二氧化钛颗粒是在半干性粘附涂层表面原位生成的，纳米二氧化钛颗粒的一部分会浮于半干性涂层表面，进行干燥处理后，所得到的涂层表面具有均匀分布的纳米乳突结构，这些纳米乳突结构配合涂层本身的微米级表面粗糙度，使得涂层表面呈现出超疏水性。通常，细菌的滋生通常需要潮湿环境，超疏水性使得包装纸表面不会粘附水，阻碍了细菌在包装纸表面的滋生。此外，钛酸酯原位水解得到的纳米二氧化钛颗粒具有抗菌、光催化效果。

进一步地，为了获得抗菌和超疏水性能优异的涂层，每升涂层溶液中，钛酸酯、松香改性醇酸树脂和羟丙基淀粉的比例优选为钛酸酯：松香改性醇酸树脂：羟丙基淀粉=（20-100g）：（20-100g）：（10-30g）。

其中，钛酸酯选自钛酸四丁酯、三异硬脂酸钛酸异丙酯、四异丙基二（二辛基亚磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙氧基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、双（乙酰丙酮基）异丁氧基异丙氧基钛酸酯中的一种或多种。

进一步地，步骤（3）中，静置时间为3-5分钟。