CN107164995B - 一种防霉抗菌涂布纸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种防霉抗菌涂布纸的制备方法，包含以下步骤：将制备好的羧甲基纤维素搅拌后超声处理30min，置于50℃恒温水浴锅中搅拌均匀以保证其较好的流动性，备用于纸基涂布；将担载CuO的介孔TiO2加入到超声处理后的羧甲基纤维素中，用高速分散机搅拌均匀，放入50℃恒温水浴锅中备用；用刀片确定涂布的厚度为20‑100μm，用手动涂布机涂布纸张，涂布后将纸张晾干，压平。该防霉抗菌涂布纸不仅具有良好的平滑度、耐破度、抗张强度，且具有优异的防霉抗菌性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂布纸制备的技术领域，特别涉及一种防霉抗菌涂布纸的制备方法。
背景技术
防霉抗菌涂布纸由于其优良的防霉抗菌性具有广阔的应用前景，如用于黄油、奶酪等固体油类食品包装纸；用于长期储存和运输蔬菜、水果保鲜袋纸；防菌办公专用纸；防霉档案专用纸等等。这些不同用途的防霉抗菌纸产品与人们日常生活和工业发展息息相关，在包装领域的应用越来越重要。现有技术的防霉抗菌纸，如将石蜡涂布到纸张表面制备出一种阻水性强的防霉纸，但是石蜡的使用使得纸张的分离和降解变得困难，不符合绿色包装的理念，因此需要开发防霉抗菌效果优异的涂布纸。
发明内容
本发明的目的是提供一种防霉抗菌涂布纸的制备方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
本发明提供的一种防霉抗菌涂布纸的制备方法，包含以下步骤：
α1、将制备好的羧甲基纤维素搅拌后超声处理30min，置于50℃恒温水浴锅中搅拌均匀以保证其较好的流动性，备用于纸基涂布；
α2、将担载CuO的介孔TiO2加入到超声处理后的羧甲基纤维素中，用高速分散机搅拌均匀，放入50℃恒温水浴锅中备用；
α3、用刀片确定涂布的厚度为20-100μm，用手动涂布机涂布纸张，涂布后将纸张晾干，压平；
α4、涂布纸压光：调节压光机温度为60℃、压光线压力为15N/m，转速为8m/min，对涂布纸进行压光处理；
α5、将涂布好的纸样放于24℃、50RH恒温恒湿室中平衡水分24h，得到所述的防霉抗菌涂布纸。
在一些实施方式中，介孔TiO2担载CuO的担载量为摩尔含量0.5-2%。
在一些实施方式中，担载CuO介孔TiO2的制备方法包括以下步骤：
β1、室温下将过量的尿素溶于Cu(NO3)2•5H2O 溶液中，加入介孔TiO2，所述介孔TiO2与Cu(NO3)2•5H2O的摩尔比为200-50:1，然后将混合液置于80 ℃水浴环境，持续搅拌2h。
β2、将所得的悬浊液过滤洗涤，将所得的固体60 ℃真空干燥12 h，之后再在空气气氛中300 ℃焙烧2 h，制得担载CuO的介孔TiO2。
在一些实施方式中，介孔TiO2的制备方法包括以下步骤：
γ1、将TiO2•nH2O和KOH二者摩尔比为0.4-0.6，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至880-900°C后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
γ2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置1-2天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol /L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.0-3.0；
γ3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10°C•min-1的速度烧结至400-500°C，保温2h，慢冷至室温，得到所述的介孔TiO2。
在一些实施方式中，一种防霉抗菌涂布纸的制备方法，包括以下步骤：
Θ1、将TiO2•nH2O和KOH二者摩尔比为0.4-0.6，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至880-900°C后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
Θ2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置1-2天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol /L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.0-3.0；
Θ3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10°C•min-1的速度烧结至400-500°C，保温2h，慢冷至室温，得到所述的介孔TiO2；
Θ4室温下将过量的尿素溶于Cu(NO3)2•5H2O 溶液中，加入介孔TiO2，所述介孔TiO2与Cu(NO3)2•5H2O的摩尔比为200-50:1，然后将混合液置于80 ℃水浴环境，持续搅拌2h；
Θ5、将所得的悬浊液过滤洗涤，将所得的固体60 ℃真空干燥12 h，之后再在空气气氛中300 ℃焙烧2 h，制得担载CuO的介孔TiO2；
Θ6、将制备好的羧甲基纤维素搅拌后超声处理30min，置于50℃恒温水浴锅中搅拌均匀以保证其较好的流动性，备用于纸基涂布；
Θ7、将担载CuO的介孔TiO2加入到超声处理后的羧甲基纤维素中，用高速分散机搅拌均匀，放入50℃恒温水浴锅中备用；
Θ8、用刀片确定涂布的厚度为20-100μm，用手动涂布机涂布纸张，涂布后将纸张晾干，压平；
Θ9、涂布纸压光：调节压光机温度为60℃、压光线压力为15N/m，转速为8m/min，对涂布纸进行压光处理；
Θ10、将涂布好的纸样放于24℃、50RH恒温恒湿室中平衡水分24h，得到所述的防霉抗菌涂布纸。
本发明中的涂布纸，利用了羧甲基纤维素良好的成膜性能，在纸张表面形成了致密的网状结构将担载CuO的介孔TiO2与纸张紧密结合。介孔TiO2的电子结构特点为价带结构，且其带隙能宽，但是担载CuO能使得介孔TiO2的带隙变窄，而介孔TiO2由于其比表面积大能大量担载CuO，从而使得只要太阳光就能将电子从价带激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，形成高活性的电子-空穴对，而CuO的存在能避免电子空穴复合，从而得到大量活性电子-空穴对，此时在表面就会发生氧化还原反应，空穴与表面吸附的H2O或OH-反应形成具有很强氧化性的活性羟基；电子则与表面吸附的氧分子反应，生成超氧离子。超氧离子可与水进一步反应，生成过羟基和双氧水，这些物质能与生物大分子如脂类、蛋白质、酶类以及核酸大分子反应，直接损害或通过一系列氧化链式反应，而对生物细胞结构引起广泛的损伤性怕坏，以达到防霉的效果。
具体实施方式
下面通过实施方式对本发明进行进一步详细的说明。
实施案例1：
a1、将TiO2•nH2O和KOH二者摩尔比为0.4，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至880°C后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
a2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置1天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol /L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.0；
a3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10°C•min-1的速度烧结至400°C，保温2h，慢冷至室温，得到所述的介孔TiO2；
a4、室温下将过量的尿素溶于Cu(NO3)2•5H2O 溶液中，加入介孔TiO2，所述介孔TiO2与Cu(NO3)2•5H2O的摩尔比为200:1，然后将混合液置于80 ℃水浴环境，持续搅拌2 h；
a5、将所得的悬浊液过滤洗涤，将所得的固体60 ℃真空干燥12 h，之后再在空气气氛中300 ℃焙烧2 h，制得CuO担载量为0.5%的介孔TiO2；
a6、将制备好的羧甲基纤维素搅拌后超声处理30min，置于50℃恒温水浴锅中搅拌均匀以保证其较好的流动性，备用于纸基涂布；
a7、将担载CuO的介孔TiO2加入到超声处理后的羧甲基纤维素中，用高速分散机搅拌均匀，放入50℃恒温水浴锅中备用；
a8、用刀片确定涂布的厚度为20-100μm，用手动涂布机涂布纸张，涂布后将纸张晾干，压平；
a9、涂布纸压光：调节压光机温度为60℃、压光线压力为15N/m，转速为8m/min，对涂布纸进行压光处理；
a10、将涂布好的纸样放于24℃、50RH恒温恒湿室中平衡水分24h，得到所述的防霉抗菌涂布纸a。
实施案例2：
b1、将TiO2•nH2O和KOH二者摩尔比为0.5，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至890°C后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
b2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置1.5天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol /L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.5；
b3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10°C•min-1的速度烧结至450°C，保温2h，慢冷至室温，得到所述的介孔TiO2；
b4、室温下将过量的尿素溶于Cu(NO3)2•5H2O 溶液中，加入介孔TiO2，所述介孔TiO2与Cu(NO3)2•5H2O的摩尔比为100:1，然后将混合液置于80 ℃水浴环境，持续搅拌2 h；
b5、将所得的悬浊液过滤洗涤，将所得的固体60 ℃真空干燥12 h，之后再在空气气氛中300 ℃焙烧2 h，制得CuO担载量为1%的介孔TiO2；
b6、将制备好的羧甲基纤维素搅拌后超声处理30min，置于50℃恒温水浴锅中搅拌均匀以保证其较好的流动性，备用于纸基涂布；
b7、将担载CuO的介孔TiO2加入到超声处理后的羧甲基纤维素中，用高速分散机搅拌均匀，放入50℃恒温水浴锅中备用；
b8、用刀片确定涂布的厚度为20-100μm，用手动涂布机涂布纸张，涂布后将纸张晾干，压平；
b9、涂布纸压光：调节压光机温度为60℃、压光线压力为15N/m，转速为8m/min，对涂布纸进行压光处理；
b10、将涂布好的纸样放于24℃、50RH恒温恒湿室中平衡水分24h，得到所述的防霉抗菌涂布纸b。
实施案例3：
c1、将TiO2•nH2O和KOH二者摩尔比为0.6，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至900°C后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
c2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置2天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol /L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为3.0；
c3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10°C•min-1的速度烧结至500°C，保温2h，慢冷至室温，得到所述的介孔TiO2；
c4、室温下将过量的尿素溶于Cu(NO3)2•5H2O 溶液中，加入介孔TiO2，所述介孔TiO2与Cu(NO3)2•5H2O的摩尔比为50:1，然后将混合液置于80 ℃水浴环境，持续搅拌2 h；
c5、将所得的悬浊液过滤洗涤，将所得的固体60 ℃真空干燥12 h，之后再在空气气氛中300 ℃焙烧2 h，制得CuO担载量为2%的介孔TiO2；
c6、将制备好的羧甲基纤维素搅拌后超声处理30min，置于50℃恒温水浴锅中搅拌均匀以保证其较好的流动性，备用于纸基涂布；
c7、将担载CuO的介孔TiO2加入到超声处理后的羧甲基纤维素中，用高速分散机搅拌均匀，放入50℃恒温水浴锅中备用；
c8、用刀片确定涂布的厚度为20-100μm，用手动涂布机涂布纸张，涂布后将纸张晾干，压平；
c9、涂布纸压光：调节压光机温度为60℃、压光线压力为15N/m，转速为8m/min，对涂布纸进行压光处理；
c10、将涂布好的纸样放于24℃、50RH恒温恒湿室中平衡水分24h，得到所述的防霉抗菌涂布纸c。
将实施案例得到的防霉抗涂布纸料进行防霉测试。
（1）抗菌性能测试。
将实施案例中的防霉涂布纸a，b，c，裁剪一部分进入悬浮液中，悬浮液中包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和枯草杆菌，使用抑菌圈法测试其抑菌性。
得到的结果是：实施案例中的a，b，c涂布纸，对上述四种菌的抑菌圈直径都明显大于15mm，根据标准抑菌圈直径大于15mm时，说明此时材料对细菌高度敏感，即说明了本发明制备的防霉涂布纸发挥了其抗菌性。
（2）防霉实验。
混合霉菌液喷至涂布膜a，b，c表面，然后将试板悬挂在4-20℃的高湿度箱中28天，用肉眼和显微镜观察涂料表面的发霉情况。
| 试样 | 干膜霉菌繁殖率 | 干膜藻类繁殖率 |
| a | 0/0 | 0/0 |
| b | 1/A | 2/B |
| c | 0/A | 0/0 |
根据BS 3900-G6标准，霉菌/藻类繁殖率分为6级，即0为无滋生，1为滋生面积小于1%，2为滋生面积为1-10%，3为滋生面积为11-30%，4为滋生面积为31-70%，5为滋生面积大于70%。密度划分为：0为无滋生，A为极微，B为轻度，C为中度，D为密集。
从上述防霉测试中，可以发现实施案例得到的防霉涂布纸能有效的达到防霉抗菌的效果。
以上表述仅为本发明的优选方式，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种防霉抗菌涂布纸的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
α1、将制备好的羧甲基纤维素搅拌后超声处理30min，置于50℃恒温水浴锅中搅拌均匀以保证其较好的流动性，备用于纸基涂布；
α2、将担载CuO的介孔TiO2加入到超声处理后的羧甲基纤维素中，用高速分散机搅拌均匀，放入50℃恒温水浴锅中备用；
α3、用刀片确定涂布的厚度为20-100μm，用手动涂布机涂布纸张，涂布后将纸张晾干，压平；
α4、涂布纸压光：调节压光机温度为60℃、压光线压力为15N/m，转速为8m/min，对涂布纸进行压光处理；
α5、将涂布好的纸样放于24℃、50RH恒温恒湿室中平衡水分24h，得到所述的防霉抗菌涂布纸；
所述担载CuO的介孔TiO2的制备方法包括以下步骤：
β1、室温下将过量的尿素溶于Cu(NO3)2•5H2O 溶液中，加入介孔TiO2，所述介孔TiO2与Cu(NO3)2•5H2O的摩尔比为200-50:1，然后将混合液置于80 ℃水浴环境，持续搅拌2 h；
β2、将所得的悬浊液过滤洗涤，将所得的固体60 ℃真空干燥12 h，之后再在空气气氛中300 ℃焙烧2 h，制得担载CuO的介孔TiO2；
所述介孔TiO2的制备方法包括以下步骤：
γ1、将TiO2•nH2O和KOH二者摩尔比为0.4-0.6，加入适量的水，进行研磨，然后在马弗炉中升温至880-900°C后保温2h，慢冷至室温，得到中间相K6Ti2O7；
γ2、然后将分散好的中间产物K6Ti2O7投入到少量水中，放置1-2天，然后将所得的水合产物投入适量水中进行搅拌，不断滴加0.5mol /L的盐酸，用酸度计控制溶液的pH值为2.0-3.0；
γ3、待体系稳定达到平衡后抽滤出中间产物，用水洗至中性并干燥至恒重得到产物钛酸，然后在马弗炉中以10℃•min-1的速度烧结至400-500°C，保温2h，慢冷至室温，得到所述的介孔TiO2。
2.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌涂布纸的制备方法，其特征在于，所述介孔TiO2担载CuO的担载量为摩尔含量0.5-2%。
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