CN109132194A - 一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸及其制备方法，包括，复合粉体，所述复合粉体包括经过表面修饰的抗菌粉体、经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管，所述经过表面修饰的抗菌粉体与所述经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管的比例为1：(1～9)。本发明制备的包装用纸的果蔬保质时间最长可以达8天。纳米复配抗菌功能粉体的加入也增加了包装用纸的强度，本发明在同样测试条件下强度比未添加增大了5～15％，尤其是耐光老化等方面增加明显，本发明耐光老化在相同辐照条件下相比于现有技术报道的最优包装纸增加了10～20％。

Description

一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸及其制备方法
技术领域
本发明属于功能包装用纸技术领域，具体涉及一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸及其制备方法。
背景技术
随着我国包装工业的快速发展，包装生产在促进国民经济建设、改善人民群众物质文化生活中的地位作用的日益显现，包装产业作为一个独立的行业体系，其发展已被列入国民经济和社会发展规划。目前，我国包装行业经历了一段时期的较快发展，已初步具有一定生产规模，形成了材料、制品、机械、包装印刷、设计和科研等门类齐全的较完整的包装行业体系，成为我国制造业领域里重要的组成部分。目前，我国年产量居世界前列的包装制品是瓦楞纸板、塑料编织袋、复合软包装、金属桶，其中瓦楞纸板的产量高居世界第二位。中国包装行业大而不强，存在诸多瓶颈有待突破。
代表包装技术前沿的中高端的包装基础材料、包装机械(食品饮料包装、塑料薄膜等)等仍为欧美、日本等发达国家垄断。国内包装产业主要存在低水平重复建设，质量低，技术含量低，包装纸的抗菌能力低、保鲜时间短的问题。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。
因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸，其包括，复合粉体，所述复合粉体包括经过表面修饰的抗菌粉体、经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管，所述经过表面修饰的抗菌粉体与所述经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管的比例为1：9～9：1；
其中，所述经过表面修饰的抗菌粉体包括以硅或钛为中心元素的接有活性有机基团的修饰剂，所述活性有机基团包括有机酸根、羟基、酯基中的一种或几种，所述抗菌粉体包括二氧化钛、氮掺杂二氧化钛、氧化锌、铝掺杂氧化锌、氧化亚铜中的一种。
作为本发明所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的一种优选方案：所述包装用纸中，所述复合粉体的质量添加量为1～8％。
作为本发明所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的一种优选方案：所述经过表面修饰的抗菌粉体与所述经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管的比例为1：2～2：1，所述复合粉体的质量添加量为1～6％。
作为本发明所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的一种优选方案：所述经过表面修饰的抗菌粉体与所述经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管的比例为1：2，所述复合粉体的质量添加量为6％，所述经过表面修饰的抗菌粉体包括活性有机硅和/或钛酸酯修饰的抗菌粉体，所述活性有机硅包括糖基有机硅、硫酸盐式有机硅、季铵盐式有机硅、甜菜碱式有机硅中的一种或几种。
作为本发明的另一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法，其包括，
纳米抗菌粉体的制备：制备平均粒径小于100nm的纳米抗菌粉体；
纳米抗菌粉体的表面修饰：将制备好的抗菌粉体通过带有加热套、真空装置和雾化喷雾装置的高速捏合机进行表面修饰，表面修饰剂包括以硅或钛为中心元素的接有活性有机基团的修饰剂，所述活性有机基团包括有机酸根、羟基、酯基中的一种或几种，表面修饰剂的加入量为抗菌粉体质量的1％～4％；
石墨烯或碳纳米管的表面修饰：将石墨烯或碳纳米管用季铵盐类修饰剂进行表面修饰，季铵盐类修饰剂的加入量为石墨烯或碳纳米管质量的1％～5％；
纳米抗菌粉体的复配:将经过表面修饰的所述纳米抗菌粉体与经过表面修饰的所述石墨烯或碳纳米管按照质量比为1：(1～9)混合，经高速预混机混合均匀，再经液相分散装置进行进一步分散，得到复配抗菌粉体；
抗菌保鲜功能包装用纸的制备：将制备好的复配抗菌粉体通过在线涂覆的方式添加到包装用纸表面，同时将高浓缩的质量浓度为20％以上的所述复配菌粉体溶液按照质量添加范围为1～6％的比例添加到瓦楞纸贴合用胶体系中。
作为本发明所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法的一种优选方案：所述纳米抗菌粉体的表面修饰，其表面修饰剂包括活性有机硅和/或钛酸酯，所述活性有机硅包括糖基有机硅、硫酸盐式有机硅、季铵盐式有机硅、甜菜碱式有机硅中的一种或几种。
作为本发明所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法的一种优选方案：所述制备平均粒径小于100nm的纳米抗菌粉体，包括通过气流粉碎的方式制备纳米抗菌粉体。
作为本发明所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法的一种优选方案：所述制备平均粒径小于100nm的纳米抗菌粉体，其中，所述纳米抗菌粉体包括二氧化钛、氮掺杂二氧化钛、氧化锌、铝掺杂氧化锌、氧化亚铜中的一种或几种。
作为本发明所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法的一种优选方案：所述纳米抗菌粉体的表面修饰，反应温度为20～90℃，搅拌速度为
500～2000r/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与粉体混合，加入量为粉体质量的1～5wt％，高速混合30～90min。
作为本发明所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法的一种优选方案：所述石墨烯或碳纳米管的表面修饰，其表面修饰剂包括季铵盐类表面修饰剂，所述季铵盐类表面修饰剂包括聚季铵盐、氨基多糖季铵盐、壳聚糖季铵盐、酯基季铵盐，所述表面修饰剂的添加量为石墨烯或碳纳米管的1％～5％。
本发明的有益效果：本技术针对目前包装用纸容易遇水变质腐烂的难题提出了一条切实可行的解决方案，在不损害包装用纸物理和化学性能的基础上解决了包装用纸的保质问题，本发明制备的包装用纸的果蔬保质时间最长可以达8天。纳米复配抗菌功能粉体的加入也增加了包装用纸的强度，本发明在同样测试条件下强度比未添加增大了5～15％，尤其是耐光老化等方面增加明显，本发明耐光老化在相同辐照条件下相比于现有技术报道的最优包装纸增加了10～20％，可以增加装运产品的保质期和储存期，尤其适合果蔬、药品、烟草等物品的运输和保存，增加了产品的应用范围和附加值，对包装这一传统行业的集成化创新提升具有推动和促进作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明纳米抗菌复配体系SEM图。
图2为本发明纳米抗菌复配体系粒径分布图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1：
(1)纳米抗菌粉体的制备：通过气流粉碎的方式制备平均粒径小于100nm的抗菌粉体，粉体是氧化锌；
(2)纳米抗菌粉体的表面修饰：将制备好的纳米抗菌粉体通过高速捏合机(带有加热套、真空装置和雾化喷雾装置)进行表面修饰，表面修饰剂为糖基活性有机硅表面改性剂，温度为40度，搅拌速度为1200r/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与粉体混合，表面修饰剂的加入量为粉体质量的3wt％，高速混合60min，增加与包装纸表面的结合力；石墨烯采用氨基多糖季铵盐修饰剂进行表面修饰，季铵盐类修饰剂的加入量为石墨烯质量的3％，反应温度为40度，搅拌速度为1200r/min；
(3)纳米抗菌粉体的复配制备:将修饰好的纳米氧化锌抗菌粉体与氨基多糖季铵盐修饰石墨烯按照质量比为1:9的比例混合，经高速预混机混合均匀，再经液相分散装置进行进一步分散，分散介质为水，高速预混机转速为800r/min，液相分散装置为高速搅拌器，液相转速为600r/min；
(4)抗菌保鲜功能包装用纸的制备：将制备好的高分散纳米抗菌复配溶液体系通过在线涂覆的方式添加到包装用纸表面，经烘干附着，同时高浓缩的纳米抗菌复配溶液按照一定比例(质量添加比为1％)添加到瓦楞纸贴合用胶体系中，防止因为包装纸板因为内部储水而导致的自内而外的变质。
本发明所述高度浓缩纳米抗菌复合溶液是通过旋转蒸发实现的，是在温度为60-100℃下进行，同时添加到瓦楞纸贴合用胶体系，其体系中主要成分为改性淀粉，松香，低分子合成蜡等配成的胶水体系，溶剂为水，浓度为5-30％，呈粘稠状，采用的抗菌粉体经表面修饰后可以与胶水中的有效成分进行化学键的络合，极性基团之间有很强的吸引力，从而改善了抗菌粉体在胶水中的分散，有效防止沉淀，同时由于络合键可以作用于胶水与纸张之间(与纸的纤维素结构中的羟基络合)和纳米颗粒的增强效果，可以增加纸张的强度5～15％。
通过放置水果香蕉在普通包装纸板和经过处理的包装纸板上进行平行对比试验，实验对比结果如下表所示：
表1
通过实际实验可以看出抗菌效果明显，通过实验室抗菌试验进行进一步验证其通过抗菌机理实现的保鲜效果，对目前常见的有害菌种进行抗菌测试：
表2
实验菌种 经过抗菌处理包装纸 普通包装纸
大肠杆菌 91 47
金黄葡萄球菌 93 51
白色黏菌 89 48
一般抗菌效果超过70％就算有效，而低于50％则认为没有抗菌效果，从实验结果来看，在添加1％的情况下抗菌效果已经较好，对普通纸与添加了纳米抗菌剂的纸张进行强度测试，强度提升了3％，不是很明显，这是因为纳米粉体添加量太少的缘故。
实施例2：
(1)纳米抗菌粉体的制备：通过气流粉碎的方式制备平均粒径小于100nm的抗菌粉体，粉体是氧化锌；
(2)纳米抗菌粉体的表面修饰：将制备好的纳米抗菌粉体通过高速捏合机(带有加热套、真空装置和雾化喷雾装置)进行表面修饰，温度为40度，搅拌速度为1200r/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与粉体混合，表面修饰剂的加入量为粉体质量的3wt％，高速混合60min，表面修饰剂为糖基活性有机硅表面改性剂，增加与包装纸表面的结合力；石墨烯采用氨基多糖季铵盐修饰剂进行表面修饰，季铵盐类修饰剂的加入量为石墨烯质量的3％，反应温度为40度，搅拌速度为1200r/min；；
(3)纳米抗菌粉体的复配制备:将修饰好的纳米氧化锌抗菌粉体与氨基多糖季铵盐修饰石墨烯按照质量比为1:9的比例混合，经高速预混机混合均匀，再经液相分散装置进行进一步分散，分散介质为水，高速预混机转速为800r/min，液相分散装置为高速搅拌器，液相转速为600r/min；
(4)抗菌保鲜功能包装用纸的制备：将制备好的高分散纳米抗菌复配溶液体系通过在线涂覆的方式添加到包装用纸表面，经烘干附着，同时高浓缩的纳米抗菌复配溶液按照一定比例(质量添加比为3％)添加到瓦楞纸贴合用胶体系中，防止因为包装纸板因为内部储水而导致的自内而外的变质。
本发明所述高度浓缩纳米抗菌复合溶液是通过旋转蒸发实现的，是在温度为60-100℃下进行，同时添加到瓦楞纸贴合用胶体系，其体系中主要成分为改性淀粉，松香，低分子合成蜡等配成的胶水体系，溶剂为水，浓度为20-30％，呈粘稠状，采用的抗菌粉体经表面修饰后可以与胶水中的有效成分进行化学键的络合，极性基团之间有很强的吸引力，从而改善了抗菌粉体在胶水中的分散，有效防止沉淀，同时由于络合键可以作用于胶水与纸张之间(与纸的纤维素结构中的羟基络合)和纳米颗粒的增强效果，可以增加纸张的强度5～15％。
通过放置水果香蕉在普通包装纸板和经过处理的包装纸板上进行平行对比试验，实验对比结果如下表所示：
表3
通过实际实验可以看出抗菌效果明显，通过实验室抗菌试验进行进一步验证其通过抗菌机理实现的保鲜效果，对目前常见的有害菌种进行抗菌测试：
表4
实验菌种 经过抗菌处理包装纸 普通包装纸
大肠杆菌 93 47
金黄葡萄球菌 94 51
白色黏菌 92 48
一般抗菌效果超过70％就算有效，而低于50％则认为没有抗菌效果，从实验结果来看，在添加3％的情况下抗菌效果继续提升，对普通纸与添加了纳米抗菌剂的纸张进行强度测试，强度提升了5％。
实施例3：
(1)纳米抗菌粉体的制备：通过气流粉碎的方式制备平均粒径小于100nm的抗菌粉体，粉体是氧化锌；
(2)纳米抗菌粉体的表面修饰：将制备好的纳米抗菌粉体通过高速捏合机(带有加热套、真空装置和雾化喷雾装置)进行表面修饰，温度为40度，搅拌速度为1200r/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与粉体混合，表面修饰剂的加入量为粉体质量的3wt％，高速混合60min，表面修饰剂为糖基活性有机硅表面改性剂，，增加与包装纸表面的结合力；石墨烯采用氨基多糖季铵盐修饰剂进行表面修饰，季铵盐类修饰剂的加入量为石墨烯质量的3％，反应温度为40度，搅拌速度为1200r/min；
(3)纳米抗菌粉体的复配制备:将修饰好的纳米氧化锌抗菌粉体与氨基多糖季铵盐修饰石墨烯按照质量比为1:9的比例混合，经高速预混机混合均匀，再经液相分散装置进行进一步分散，分散介质为水，高速预混机转速为800r/min，液相分散装置为高速搅拌器，液相转速为600r/min；
(4)抗菌保鲜功能包装用纸的制备：将制备好的高分散纳米抗菌复配溶液体系通过在线涂覆的方式添加到包装用纸表面，经烘干附着，同时高浓缩的纳米抗菌复配溶液按照一定比例(质量添加比为6％)添加到瓦楞纸贴合用胶体系中，防止因为包装纸板因为内部储水而导致的自内而外的变质。
本发明所述高度浓缩纳米抗菌复合溶液是通过旋转蒸发实现的，是在温度为60-100℃下进行，同时添加到瓦楞纸贴合用胶体系，其体系中主要成分为改性淀粉，松香，低分子合成蜡等配成的胶水体系，溶剂为水，浓度为5-30％，呈粘稠状，采用的抗菌粉体经表面修饰后可以与胶水中的有效成分进行化学键的络合，极性基团之间有很强的吸引力，从而改善了抗菌粉体在胶水中的分散，有效防止沉淀，同时由于络合键可以作用于胶水与纸张之间(与纸的纤维素结构中的羟基络合)和纳米颗粒的增强效果，可以增加纸张的强度5～15％。
通过放置水果香蕉在普通包装纸板和经过处理的包装纸板上进行平行对比试验，实验对比结果如下表所示：
表5
通过实际实验可以看出抗菌效果明显，通过实验室抗菌试验进行进一步验证其通过抗菌机理实现的保鲜效果，对目前常见的有害菌种进行抗菌测试：
表6
实验菌种 经过抗菌处理包装纸 普通包装纸
大肠杆菌 99 47
金黄葡萄球菌 97 51
白色黏菌 98 48
一般抗菌效果超过70％就算有效，而低于50％则认为没有抗菌效果，从实验结果来看，在添加6％的情况下抗菌效果已经很好，对普通纸与添加了纳米抗菌剂的纸张进行强度测试，强度提升了13％。
实施例4：
(1)纳米抗菌粉体的制备：通过气流粉碎的方式制备平均粒径小于100nm的抗菌粉体，粉体是氧化锌；
(2)纳米抗菌粉体的表面修饰：将制备好的纳米抗菌粉体通过高速捏合机(带有加热套、真空装置和雾化喷雾装置)进行表面修饰，温度为40度，搅拌速度为1200r/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与粉体混合，表面修饰剂的加入量为粉体质量的3wt％，高速混合60min，表面修饰剂为季铵盐式活性有机硅表面改性剂，，增加与包装纸表面的结合力；石墨烯采用氨基多糖季铵盐修饰剂进行表面修饰；
(3)纳米抗菌粉体的复配制备:将修饰好的纳米氧化锌抗菌粉体与氨基多糖季铵盐修饰石墨烯按照质量比为1:9的比例混合，经高速预混机混合均匀，再经液相分散装置进行进一步分散，分散介质为水；
(4)抗菌保鲜功能包装用纸的制备：将制备好的高分散纳米抗菌复配溶液体系通过在线涂覆的方式添加到包装用纸表面，经烘干附着，同时高浓缩的纳米抗菌复配溶液按照一定比例(质量添加比为6％)添加到瓦楞纸贴合用胶体系中，防止因为包装纸板因为内部储水而导致的自内而外的变质。
本发明所述高度浓缩纳米抗菌复合溶液是通过旋转蒸发实现的，是在温度为60-100℃下进行，同时添加到瓦楞纸贴合用胶体系，其体系中主要成分为改性淀粉，松香，低分子合成蜡等配成的胶水体系，溶剂为水，浓度为5-30％，呈粘稠状，采用的抗菌粉体经表面修饰后可以与胶水中的有效成分进行化学键的络合，极性基团之间有很强的吸引力，从而改善了抗菌粉体在胶水中的分散，有效防止沉淀，同时由于络合键可以作用于胶水与纸张之间(与纸的纤维素结构中的羟基络合)和纳米颗粒的增强效果，可以增加纸张的强度5～15％。
通过放置水果香蕉在普通包装纸板和经过处理的包装纸板上进行平行对比试验，实验对比结果如下表所示：
表7
通过实际实验可以看出抗菌效果明显，通过实验室抗菌试验进行进一步验证其通过抗菌机理实现的保鲜效果，对目前常见的有害菌种进行抗菌测试：
表8
实验菌种 经过抗菌处理包装纸 普通包装纸
大肠杆菌 99 47
金黄葡萄球菌 99 51
白色黏菌 99 48
一般抗菌效果超过70％就算有效，而低于50％则认为没有抗菌效果，从实验结果来看，在添加6％的情况下抗菌效果已经很好，而且在使用季铵盐式活性有机硅表面修饰剂时抗菌效果更佳，这是因为与糖基改性活性有机硅不同，季铵盐式活性有机硅表面修饰剂具有抗菌作用，因此可以增加抗菌效果，对普通纸与添加了纳米抗菌剂的纸张进行强度测试，强度提升了13％，这是因为纳米粒子添加量不变，所以效果基本相同。
实施例5：
(1)纳米抗菌粉体的制备：通过气流粉碎的方式制备平均粒径小于100nm的抗菌粉体，粉体是氧化锌；
(2)纳米抗菌粉体的表面修饰：将制备好的纳米抗菌粉体通过高速捏合机(带有加热套、真空装置和雾化喷雾装置)进行表面修饰，温度为40度，搅拌速度为1200r/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与粉体混合，表面修饰剂的加入量为粉体质量的3wt％，高速混合60min，表面修饰剂为季铵盐式活性有机硅表面改性剂，，增加与包装纸表面的结合力；碳纳米管采用氨基多糖季铵盐修饰剂进行表面修饰；
(3)纳米抗菌粉体的复配制备:将修饰好的纳米氧化锌抗菌粉体与氨基多糖季铵盐修饰碳纳米管按照质量比为1:9的比例混合，经高速预混机混合均匀，再经液相分散装置进行进一步分散，分散介质为水；
(4)抗菌保鲜功能包装用纸的制备：将制备好的高分散纳米抗菌复配溶液体系通过在线涂覆的方式添加到包装用纸表面，经烘干附着，同时高浓缩的纳米抗菌复配溶液按照一定比例(质量添加比为6％)添加到瓦楞纸贴合用胶体系中，防止因为包装纸板因为内部储水而导致的自内而外的变质。
本发明所述高度浓缩纳米抗菌复合溶液是通过旋转蒸发实现的，是在温度为60-100℃下进行，同时添加到瓦楞纸贴合用胶体系，其体系中主要成分为改性淀粉，松香，低分子合成蜡等配成的胶水体系，溶剂为水，浓度为5-30％，呈粘稠状，采用的抗菌粉体经表面修饰后可以与胶水中的有效成分进行化学键的络合，极性基团之间有很强的吸引力，从而改善了抗菌粉体在胶水中的分散，有效防止沉淀，同时由于络合键可以作用于胶水与纸张之间(与纸的纤维素结构中的羟基络合)和纳米颗粒的增强效果，可以增加纸张的强度5～15％。
通过放置水果香蕉在普通包装纸板和经过处理的包装纸板上进行平行对比试验，实验对比结果如下表所示：
表9
通过实际实验可以看出抗菌效果明显，通过实验室抗菌试验进行进一步验证其通过抗菌机理实现的保鲜效果，对目前常见的有害菌种进行抗菌测试：
表10
实验菌种 经过抗菌处理包装纸 普通包装纸
大肠杆菌 99 47
金黄葡萄球菌 99 51
白色黏菌 98 48
一般抗菌效果超过70％就算有效，而低于50％则认为没有抗菌效果，从实验结果来看，在添加6％的情况下抗菌效果已经很好，而且在使用季铵盐式活性有机硅表面修饰剂时抗菌效果更佳，这是因为与糖基改性活性有机硅不同，季铵盐式活性有机硅表面修饰剂具有抗菌作用，因此可以增加抗菌效果，对普通纸与添加了纳米抗菌剂的纸张进行强度测试，强度提升了15％，这是因为碳纳米管是具有二维结构的材料，其在分散良好的情况下具有更好的增强效果。
图1为本发明纳米抗菌复配体系SEM图，从图1可以看出氧化锌与石墨烯已经完全复配成功，而在图2中的粒径测试中可以看出复配以后只有一个峰，而不是两种材料的两个单独的峰，说明两者复配效果较好。
本发明中，抗菌粉体的粒径选择对于实现本发明的抗菌、耐候性的技术效果起到重要作用，发明抗菌粉体的平均粒径小于100纳米能够实现与石墨烯等很好的复配，在小尺寸领域两者可以更好的结合形成一个完整统一的体系，若粒径太大则体系不够稳固，因为两者的结合力会减弱，容易破坏复配体系。本发明石墨烯也可以替换为碳纳米管。
本发明抗菌粉体可以为二氧化钛、氮掺杂二氧化钛、氧化锌、铝掺杂氧化锌、氧化亚铜中的一种。
本发明纳米抗菌粉体的表面修饰剂包括活性有机硅，其可以为糖基有机硅，硫酸盐式有机硅，季铵盐式有机硅，甜菜碱式有机硅中的一种或几种。
本发明改善了水果等易腐烂物质的接触式霉点的产生；本发明利用了纳米粉体与纳米石墨烯或者纳米碳管等一维或者二维纳米材料复合，形成了一种多级纳米材料，具有很好的协同效应，使得抗菌性能达到98％。
本发明所选择的活性表面修饰剂其中心元素能够与无机纳米材料有很好的结合力，而其活性有机基团又可以与纤维素材料有很好的结合力，从而增加了纳米材料的附着力。本发明活性有机硅，钛酸酯，季铵盐是以硅、钛等为中心元素，接有活性有机基团的如有机酸根、羟基、酯基等活性基团的修饰剂。
本发明中，本发明瓦楞纸贴合用胶是一些有机溶剂，如丙酮、乙醇、乙酸乙酯、松香、合成蜡、改性淀粉等组成。
本技术针对目前包装用纸容易遇水变质腐烂的难题提出了一条切实可行的解决方案，在不损害包装用纸物理和化学性能的基础上解决了包装用纸的保质问题，本发明制备的包装用纸的果蔬保质时间最长可以达8天。纳米复配抗菌功能粉体的加入也增加了包装用纸的强度，本发明在同样测试条件下强度比未添加增大了5～15％，尤其是耐光老化等方面增加明显，本发明耐光老化在相同辐照条件下相比于现有技术报道的最优包装纸增加了10～20％，可以增加装运产品的保质期和储存期，尤其适合果蔬、药品、烟草等物品的运输和保存，增加了产品的应用范围和附加值，对包装这一传统行业的集成化创新提升具有推动和促进作用。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸，其特征在于：包括，复合粉体，所述复合粉体包括经过表面修饰的抗菌粉体、经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管，所述经过表面修饰的抗菌粉体与所述经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管的比例为1：9～9：1；
其中，所述经过表面修饰的抗菌粉体包括以硅或钛为中心元素的接有活性有机基团的修饰剂，所述活性有机基团包括有机酸根、羟基、酯基中的一种或几种，所述抗菌粉体包括二氧化钛、氮掺杂二氧化钛、氧化锌、铝掺杂氧化锌、氧化亚铜中的一种。
2.如权利要求1所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸，其特征在于：所述包装用纸中，所述复合粉体的质量添加量为1～8％。
3.如权利要求1或2所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸，其特征在于：所述经过表面修饰的抗菌粉体与所述经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管的比例为1：2～2：1，所述复合粉体的质量添加量为1～6％。
4.如权利要求1或2所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸，其特征在于：所述经过表面修饰的抗菌粉体与所述经过季铵盐类修饰剂修饰的石墨烯或碳纳米管的比例为1：2，所述复合粉体的质量添加量为6％，所述经过表面修饰的抗菌粉体包括活性有机硅和/或钛酸酯修饰的抗菌粉体，所述活性有机硅包括糖基有机硅、硫酸盐式有机硅、季铵盐式有机硅、甜菜碱式有机硅中的一种或几种。
5.一种具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法，其特征在于：包括，
纳米抗菌粉体的制备：制备平均粒径小于100nm的纳米抗菌粉体；
纳米抗菌粉体的表面修饰：将制备好的抗菌粉体通过带有加热套、真空装置和雾化喷雾装置的高速捏合机进行表面修饰，表面修饰剂包括以硅或钛为中心元素的接有活性有机基团的修饰剂，所述活性有机基团包括有机酸根、羟基、酯基中的一种或几种，表面修饰剂的加入量为抗菌粉体质量的1％～4％；
石墨烯或碳纳米管的表面修饰：将石墨烯或碳纳米管用季铵盐类修饰剂进行表面修饰，季铵盐类修饰剂的加入量为石墨烯或碳纳米管质量的1％～5％；
纳米抗菌粉体的复配:将经过表面修饰的所述纳米抗菌粉体与经过表面修饰的所述石墨烯或碳纳米管按照质量比为1：(1～9)混合，经高速预混机混合均匀，再经液相分散装置进行进一步分散，得到复配抗菌粉体；
抗菌保鲜功能包装用纸的制备：将制备好的复配抗菌粉体通过在线涂覆的方式添加到包装用纸表面，同时将高浓缩的质量浓度为20％以上的所述复配菌粉体溶液按照质量添加范围为1～6％的比例添加到瓦楞纸贴合用胶体系中。
6.如权利要求5所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法，其特征在于：所述纳米抗菌粉体的表面修饰，其表面修饰剂包括活性有机硅和/或钛酸酯，所述活性有机硅包括糖基有机硅、硫酸盐式有机硅、季铵盐式有机硅、甜菜碱式有机硅中的一种或几种。
7.如权利要求5或5所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法，其特征在于：所述制备平均粒径小于100nm的纳米抗菌粉体，包括通过气流粉碎的方式制备纳米抗菌粉体。
8.如权利要求5或6所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法，其特征在于：所述制备平均粒径小于100nm的纳米抗菌粉体，其中，所述纳米抗菌粉体包括二氧化钛、氮掺杂二氧化钛、氧化锌、铝掺杂氧化锌、氧化亚铜中的一种或几种。
9.如权利要求5或6所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法，其特征在于：所述纳米抗菌粉体的表面修饰，反应温度为20～90℃，搅拌速度为500～2000r/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与粉体混合，加入量为粉体质量的1～5wt％，高速混合30～90min。
10.如权利要求5或6所述的具有抗菌保鲜功能的包装用纸的制备方法，其特征在于：所述石墨烯或碳纳米管的表面修饰，其表面修饰剂包括季铵盐类表面修饰剂，所述季铵盐类表面修饰剂包括聚季铵盐、氨基多糖季铵盐、壳聚糖季铵盐、酯基季铵盐，所述表面修饰剂的添加量为石墨烯或碳纳米管的1％～5％。
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