CN112030589B - 一种具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，按下述步骤进行：S1、配置复合生物酶剂；S2、按重量份将70‑80份的针叶木浆板和20‑30份的阔叶木浆板进行配置混合浆板；向碎浆机中加入混合浆板后，再加入相对绝干浆板重量500ppm‑1000ppm的复合生物酶剂，疏解5‑30分钟，制得混合浆料；S3、将混合浆料送入磨浆机中，在打浆浓度为3％‑4％，打浆至打浆度为20‑45°SR；S4、对纸浆依次进行稀释、筛选、净化、上网成型、压榨和干燥工序后得到原纸，然后将原纸置于真空环境中排出原纸孔隙中空气，再用紫外屏蔽材料对原纸的表面进行涂布处理，涂布后60‑100℃干燥、静置1‑8秒后制得成品。本发明使得纸基包装材料不仅具有有益紫外线屏蔽能力，而且强度较好，具有优秀的物理性能。

Description

一种具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，属于造纸领域。
背景技术
近几年来，随着电商的发展，国内纸基包装材料发展迅速，纸基包装材料具有较好的外观性能及适印性，可用于高档消费品、药品、试剂、精密仪器及生活用品的保护，既能满足产品包装要求，又具有特殊功能的纸基包装材料是符合国家战略、经济发展和造纸产业发展需要的。
随着科学技术的飞速发展和人们环保意识的日益增强,包装具备的功能性不仅在于包装结构的设计，更重要在于包装材料的选用。随着新型材料和新技术的开发，包装具有的功能性趋向多元化，应用市场更为广泛。太阳光和储藏室照明灯的光线会使食品、化学试剂等物品出现颜色褪变，产品变质及外观难看等问题。这就要求开发出能抗紫外的包装材料，这种材料可以过滤对产品品质有影响的紫外线，而起到保护产品的作用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料。本发明可以使得纸基包装材料不仅具有紫外线屏蔽能力，而且强度较好，具有优秀的物理性能。
本发明的技术方案：一种具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，按下述步骤进行：
S1、配置复合生物酶剂，该复合生物酶剂按质量份包括酶活力指数2000-3000U的纤维素酶6-12份、酶活力指数2000-3000U的果胶酶3-8份和酶活力指数3000-4000U的木聚糖酶3-8份；
S2、按重量份将70-80份的针叶木浆板和20-30份的阔叶木浆板进行配置混合浆板；向碎浆机中加入混合浆板后，再加入相对绝干浆板重量500ppm-1000ppm的复合生物酶剂，疏解5-30分钟，制得混合浆料；
S3、将混合浆料送入磨浆机中打浆，打浆浓度为3％-4％，打浆至打浆度为20-45°SR；
S4、对纸浆依次进行稀释、筛选、净化、上网成型、压榨和干燥工序后得到原纸，然后将原纸置于真空环境中排出原纸孔隙中空气，再用紫外屏蔽材料对原纸的表面进行涂布处理，涂布后静置1-8秒，在60-100℃温度干燥后制得成品。
上述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，按下述步骤进行：
S1、配置复合生物酶剂，该复合生物酶剂按质量份包括酶活力指数2500U的纤维素酶8份、酶活力指数2500U的果胶酶5份和酶活力指数3500U的木聚糖酶5份；
S2、按重量份将73份的针叶木浆板和27份的阔叶木浆板进行配置混合浆板；向碎浆机中加入混合浆板后，再加入相对绝干浆板重量600ppm的复合生物酶剂，疏解15分钟，制得混合浆料；
S3、将混合浆料送入磨浆机中打浆，打浆浓度为3.5％，打浆至打浆度为38°SR；
S4、对纸浆依次进行稀释、上网成型、压榨和干燥工序后得到原纸，然后将原纸置于真空环境中排出原纸孔隙中空气，再用紫外屏蔽材料对原纸的表面进行涂布处理，涂布后静置4秒，在80℃温度干燥后制得成品。
前述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，步骤S4中，在涂布后，将涂布后的原纸放入空气压力处理罐中，根据静置时间控制空气压力，关系式为：
Figure BDA0002673346710000031
式中:P为空气压力，t为时间。
前述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，所述的紫外屏蔽材料的制备过程按下述步骤进行：
a、按质量份将0.1-1份的木质素磺酸钠加入到5-15份质量浓度为0.5-1.5％的纳米纤维素悬浮液中，搅拌使其混合分散，然后加入20-30份无水乙醇，快速搅拌3-8分钟，再升温至70-90℃，保持搅拌25-35分钟，得到纳米纤维素模版诱导反应剂；
b、向纳米纤维素模版诱导反应剂中加入3-8份钛酸丁酯，滴加过程全程搅拌，滴加后继续搅拌15-25分钟，形成二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂混合液；
c、向上述二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液中再缓慢滴加1-5份质量浓度为15-25％的硫酸溶液，诱导木质素磺酸钠析出形成木质素包覆的悬浮液，最后将木质素包覆的悬浮液转移至反应釜中，在110-130℃下反应1.5-2.5小时，得到纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。
前述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，所述的紫外屏蔽材料的制备过程按下述步骤进行：
a、按质量份将0.3-0.8份的木质素磺酸钠加入到8-12份质量浓度为0.8-1.2％的纳米纤维素悬浮液中，搅拌使其混合分散，然后加入23-27份无水乙醇，快速搅拌4-6分钟，再升温至75-85℃，保持搅拌28-33分钟，得到纳米纤维素模版诱导反应剂；
b、向纳米纤维素模版诱导反应剂中加入4-6份钛酸丁酯，滴加过程全程搅拌，滴加后继续搅拌18-22分钟，形成二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液；
c、向上述二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液中再缓慢滴加2-4份质量浓度为18-22％的硫酸溶液，诱导木质素磺酸钠析出形成木质素包覆的悬浮液，最后将木质素包覆的悬浮液转移至反应釜中，在115-125℃下反应1.8-2.2小时，得到纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。
前述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，所述的紫外屏蔽材料的制备过程按下述步骤进行：
a、按质量份将0.5份的木质素磺酸钠加入到10份质量浓度为1％的纳米纤维素悬浮液中，搅拌使其混合分散，然后加入25份无水乙醇，快速搅拌5分钟，再升温至80℃，保持搅拌30分钟，得到纳米纤维素模版诱导反应剂；
b、向纳米纤维素模版诱导反应剂中加入5份钛酸丁酯，滴加过程全程搅拌，滴加后继续搅拌20分钟，形成二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液；
c、向上述二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液中再缓慢滴加3份质量浓度为20％的硫酸溶液，诱导木质素磺酸钠析出形成木质素包覆的悬浮液，最后将木质素包覆的悬浮液转移至反应釜中，在120℃下反应2小时，得到纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。
前述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，步骤c中，在反应后，待反应釜的温度冷却至80℃后，将反应釜内凝胶状的悬浊液取出自然陈化48小时，然后研磨成粉末状，得到粉末状的纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。
前述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，步骤a中，在搅拌过程中加入全氟辛基三氯硅烷，使得纳米纤维素经全氟辛基三氯硅烷反应改性后，成纳米团附着于木质素磺酸钠的表面，该纳米团用以提高木质素含氧官能团和二氧化钛前驱体形成的化学键的稳定性和键能，用以后续提高二氧化钛晶体生长速率。
与现有技术比较，本发明改进了针叶木浆板和阔叶木浆板的复配比例以制备合适浆料，并在原纸磨浆过程通过复合生物酶剂优化浆料纤维形态，达到增强纸基包装材料性能、提高产品品质的效果，使原纸的纸张物量指标有明显的改善，并为提供纸基包装材料良好的紫外屏蔽功能打下基础。此外，本发明进一步地提出了一种空气压力与涂布后静置时间的关系，通过优化空气压力使得紫外屏蔽材料在涂布至原纸上后可以更好的克服流体与原纸的孔隙之间的表面应力，使得紫外屏蔽材料可以很好的渗透到原纸的孔隙内部，提高紫外线屏蔽能力；再进一步地，本发明还在步骤a的搅拌过程中还加入全氟辛基三氯硅烷，使得纳米纤维素经全氟辛基三氯硅烷反应改性后，成纳米团附着于木质素磺酸钠的表面，该纳米团用以提高木质素含氧官能团和二氧化钛前驱体形成的化学键的稳定性和键能，用以提高二氧化钛晶体生长，提高紫外屏蔽效果。本发明在木质素含氧官能团和二氧化钛前驱体形成化学键的同时引入纳米纤维素，利用纳米纤维素表面丰富羟基官能团以及有序空间晶体结构与木质素同时起到诱导二氧化钛晶体生长，控制纳米二氧化钛粒子的粒径分布，同时完成二氧化钛表面木质素包覆，由此实现了二氧化钛晶体控制和木质素涂层包覆的双重效果，同时会提升紫外屏蔽功能；而且本发明通过木质素清除了二氧化钛所产生的自由基，降低了光催化作用的效果。
附图说明：
图1是本发明的原理图；
图2是红外光谱图；
图3是XRD谱图；
图4是SEM电镜图
图5是粒度分布图
图6是利用本发明制得的紫外屏蔽纸基包装材料紫外透率图；
图7是纳米团附着于木质素磺酸钠的表面的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，按下述步骤进行：按质量份包括酶活力指数2800U的纤维素酶9份、酶活力指数2400U的果胶酶6份和酶活力指数3300U的木聚糖酶5份配置复合生物酶剂；再将70份针叶木浆板与30份阔叶木浆板投入碎浆机，加入适量水，使浆板溶解形成纸浆，水温为25℃，随后向原料溶液中添加相对绝干浆板(即碎浆机中混合浆板去除水后的绝干质量；针叶木浆板和阔叶木浆板的相对绝干质量的比例均为常规参数，其乘以针叶木浆板的重量或阔叶木浆板的重量即可计算出相对绝干浆板的重量)重量800ppm(ppm是百万分率或百万分之几，添加量800ppm是相对于碎浆机中绝干浆板质量的百万分之800)的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间25min，将疏解后浆料送入磨浆机中打浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为4％，打浆至打浆度为40°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，既对纸浆依次进行稀释、筛选、净化、上网成型、压榨和干燥工序后得到原纸，再用紫外屏蔽材料对原纸的表面进行涂布处理，涂布量5g/m2，涂布后静止1秒，在60℃干燥下制得成品。
实施例2：具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，按下述步骤进行：按质量份包括酶活力指数2500U的纤维素酶8份、酶活力指数2500U的果胶酶5份和酶活力指数3500U的木聚糖酶5份配置复合生物酶剂；再将73份针叶木浆板与27份阔叶木浆板投入碎浆机，加入适量水，使浆板溶解形成纸浆，水温为25℃，随后向原料溶液中添加相对绝干浆板重量600ppm的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间15min，将疏解后浆料送入磨浆机中打浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为3.5％，打浆至打浆度为38°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，既对纸浆依次进行稀释、筛选、净化、上网成型、压榨和干燥工序后得到原纸，然后将原纸置于真空环境中排出原纸孔隙中空气，再用紫外屏蔽材料对原纸的表面进行涂布处理，涂布量5g/m2，涂布后静置4秒，在100℃干燥下制得成品。
实施例3：在实施例2的基础上，在涂布后，将涂布后的原纸放入空气压力处理罐中，根据静置时间控制空气压力，关系式为：
Figure BDA0002673346710000081
式中:P为空气压力，t为时间。
例如在实施例2中，涂布后静置4秒的过程中，在0-2秒的过程中，空气压力从1MPa上升到2MPa，然后在2-4秒的过程中，空气压力从2MPa下降到1MPa。
实施例4：在实施例3的基础上，所述的紫外屏蔽材料的制备方法按以下步骤进行：
a、按质量份将0.8g的木质素磺酸钠加入到15mL质量浓度为0.8％的纳米纤维素悬浮液(纳米纤维素简称为CNC，是一种来自天然纤维的高分子材料，无毒无刺激性气味，是由葡萄糖基彼此以β-1，4-糖苷键构成的线形高分子)中，搅拌使其混合分散，然后加入20ml无水乙醇，快速搅拌6分钟，再升温至75℃，保持搅拌27分钟，得到纳米纤维素模版诱导反应剂；
b、向纳米纤维素模版诱导反应剂中加入4mL钛酸丁酯，滴加过程全程搅拌，滴加后继续搅拌23分钟，形成二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液；
c、向上述二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液中再缓慢滴加入5ml质量浓度为18％的硫酸溶液，诱导木质素磺酸钠析出形成木质素包覆的悬浮液，最后将木质素包覆的悬浮液转移至反应釜中，在115℃下反应1.8小时，得到纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料，在反应后，待反应釜的温度冷却至80℃后，将反应釜内凝胶状的悬浊液取出自然陈化48小时，然后研磨成粉末状，得到粉末状的纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。
本发明的反应原理如图1所示，在木质素含氧官能团和二氧化钛前驱体形成化学键的同时引入纳米纤维素，利用纳米纤维素表面丰富羟基官能团以及有序空间晶体结构与木质素同时起到诱导二氧化钛晶体生长，控制纳米二氧化钛粒子的粒径分布，同时完成二氧化钛表面木质素包覆。将本发明制得的紫外屏蔽材料与纯涂料进行物理搅拌，在室温下搅拌2小时然后用于涂布。
实施例5：在实施例3的基础上，所述的紫外屏蔽材料的制备方法按以下步骤进行：
a、按质量份将0.4g的木质素磺酸钠加入到10mL质量浓度为1.2％的纳米纤维素悬浮液中，搅拌使其混合分散，然后加入30ml无水乙醇，快速搅拌4分钟，再升温至90℃，保持搅拌20分钟，得到纳米纤维素模版诱导反应剂；
b、向纳米纤维素模版诱导反应剂中加入6mL钛酸丁酯，滴加过程全程搅拌，滴加后继续搅拌18分钟，形成二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液；
c、向上述二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液中再缓慢滴加入2ml质量浓度为23％的硫酸溶液，诱导木质素磺酸钠析出形成木质素包覆的悬浮液，最后将木质素包覆的悬浮液转移至反应釜中，在125℃下反应1.8小时得到纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料，在反应后，待反应釜的温度冷却至80℃后，将反应釜内凝胶状的悬浊液取出自然陈化48小时，然后研磨成粉末状，得到粉末状的纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。将本发明制得的紫外屏蔽材料与纯涂料进行物理搅拌，在室温下搅拌2小时然后用于涂布。
实施例6：在实施例3的基础上，所述的紫外屏蔽材料的制备方法按以下步骤进行：按以下步骤进行：
a、按质量份将0.5g的木质素磺酸钠加入到10mL质量浓度为1％的纳米纤维素悬浮液中，搅拌使其混合分散，然后加入25ml无水乙醇，快速搅拌5分钟，再升温至80℃，保持搅拌30分钟，得到纳米纤维素模版诱导反应剂；在搅拌过程中加入全氟辛基三氯硅烷，使得纳米纤维素经全氟辛基三氯硅烷反应改性后，如图7所示，成纳米团附着于木质素磺酸钠的表面，该纳米团用以提高木质素含氧官能团和二氧化钛前驱体形成的化学键的稳定性和键能，用以后续提高二氧化钛晶体生长速率；
b、向纳米纤维素模版诱导反应剂中加入5mL钛酸丁酯，滴加过程全程搅拌，滴加后继续搅拌20分钟，形成二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液；
c、向上述二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液中再缓慢滴加入3ml质量浓度为20％的硫酸溶液，诱导木质素磺酸钠析出形成木质素包覆的悬浮液，最后将木质素包覆的悬浮液转移至反应釜中，在120℃下反应2小时，得到纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料，在反应后，待反应釜的温度冷却至80℃后，将反应釜内凝胶状的悬浊液取出自然陈化48小时，然后研磨成粉末状，得到粉末状的纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。将本发明制得的紫外屏蔽材料与纯涂料进行物理搅拌，在室温下搅拌2小时然后用于涂布。
实施例7：
采用实施例3中得到效果最好的纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料(以下简称TiO2@CNC/Lignin)作为试验例，然后以相同的步骤，但是没有添加木质素得到紫外屏蔽材料(以下简称TiO2@CNC)作为对照例1；
对上述实施例1-6和对照例制得的纸基包装材料进行纸张物量指标进行统计，测得的纸基包装材料的物量指标如表1所示。
Figure BDA0002673346710000111
Figure BDA0002673346710000121
表1
对比本发明实施例与对照例的物量指标可以明显的看出，本发明在实施例中的数据优于对照例的中的纸基包装材料。本发明实施例2中采用优选的工艺参数，其效果较实施例1中的效果也因此较好；而在实施例2的基础上，本发明实施例3在涂布后将涂布后的原纸放入空气压力处理罐中，根据静置时间控制空气压力，其效果相比实施例2中的效果也有很大的提高，这是因为对原纸置于真空环境中排出了原纸孔隙中的空气，因而在涂布流体状的紫外屏蔽材料后，其可以通过压力差快速的进入到原纸的孔隙中，而当随着孔隙中的流体状的紫外屏蔽材料的增多，会增大与孔隙的内壁之间的表面应力，使得后续的紫外屏蔽材料无法再进入孔隙中，因此随着静置时间的增长，按照公式进行空气压力的增大，使得压力差能够克服其表面应力，使得紫外屏蔽材料能尽可能的进入到原纸得到孔隙中，当孔隙被填充满后，随着静置时间的增加，逐渐减少空气压力，可以加快流体状紫外屏蔽材料的固化时间，从而能够更快的制得成品；而在空气压力调整的过程中，相比公式外数值，当空气压力过小时，会造成紫外屏蔽材料不能尽可能的进入孔隙的问题，当空气压力过大时，会造成对原纸纤维的破坏，造成物理性能的下降，因此本发明提出的空气压力与涂布后静置时间的关系，可以使得紫外屏蔽材料更好的渗透至原纸中，最终提高了成品的紫外线屏蔽能力。
进一步地，在实施例7中，申请人对试验例、对照例1以及木质素、二氧化钛进行红外光谱分析，得到如图2所示的红外光谱图。
从图2中可以看出，含有木质素的紫外屏蔽材料在3430cm-1处有宽而强的吸收带，这是由于木质素酚类和脂类结构中的羟基所致。与木质素相比，TiO2@CNC/Lignin的光谱在400-800cm-1处出现了一个新的吸收峰，这是由于Ti-O带的吸收振动造成的。此外，由于Ti-O键的吸收振动，TiO2@CNC在1631cm-1左右也出现吸收峰，以上结果表明木质素含氧官能团和二氧化钛前驱体形成已经形成化学键。
进一步地，对上述紫外屏蔽材料以及二氧化钛进行X射线衍射分析，得到如图3所示的XRD谱图，从图3中可以看出，25.4°、37.9°、47.9°、53.9°、55.1°、62.7°、68.8°、69.9°、75.5°的衍射角对应锐钛矿型TiO2相的(101)、(004)、(200)、(105)、(211)、(204)、(116)、(220)、(215)晶面(JCPDS 21-1272)，表面TiO2@CNC和TiO2@CNC/Lignin具有较好的结晶结构，因此，使用纳米纤维素制得的复合材料将具有较好的性能。
进一步地，对上述紫外屏蔽材料纳米纤维素诱导二氧化钛复合材料进行扫描电镜(SEM)和马尔文粒度分布表征，得到如图4所示的电镜图片和图5所示粒度分布，从图4和图5中可以看出，二氧化钛的团聚问题得到了改善，粒径分布均匀。
再进一步地，申请人利用TiO2@CNC和TiO2@CNC/Lignin制备的纸基包装材料进行紫外屏蔽功能检测，采用不同的涂布量，包括涂布量5g/m2的空白例、涂布量5g/m2的TiO2例、涂布量5g/m2的TiO2@CNC例、涂布量5g/m2的Lignin例、涂布量5g/m2的0.5Wt％TiO2@CNC/Lignin例、涂布量5g/m2的1Wt％的TiO2@CNC/Lignin例、涂布量5g/m2的1.5Wt％的TiO2@CNC/Lignin例、涂布量5g/m2的2Wt％的TiO2@CNC/Lignin例，涂布量5g/m2的4Wt％的TiO2@CNC/Lignin例，将上述样品进行抗紫外性能检测。使用紫外可光谱仪测试样品于290～400nm波段的紫外透过率，结果如下图6所示。从图6中可以看出，空白例(曲线1)紫外屏蔽性能较差，Lignin例(曲线2)和TiO2@CNC例(曲线3)次之。而本发明制得的TiO2@CNC/Lignin(曲线5-9)用量越大，紫外屏蔽的效果越好，涂布量5g/m2的0.5Wt％的TiO2@CNC/Lignin例可以吸收约48％的全紫外波段(200-400nm)的紫外线，而4wt％的TiO2@CNC/Lignin例可以吸收约75％全紫外波段(200-400nm)的紫外线；由此可以说明本发明制备的纸基包装材料具有良好的紫外线屏蔽性能。
综上所述，本发明可以使得纸基包装材料不仅具有有益紫外线屏蔽能力，而且强度较好，具有优秀的物理性能。

Claims (7)

1.一种具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，其特征在于：按下述步骤进行：
S1、配置复合生物酶剂，该复合生物酶剂按质量份包括酶活力指数2000-3000U的纤维素酶6-12份、酶活力指数2000-3000U的果胶酶3-8份和酶活力指数3000-4000U的木聚糖酶3-8份；
S2、按重量份将70-80份的针叶木浆板和20-30份的阔叶木浆板进行配置混合浆板；向碎浆机中加入混合浆板后，再加入相对绝干浆板重量500ppm-1000ppm的复合生物酶剂，疏解5-30分钟，制得混合浆料；
S3、将混合浆料送入磨浆机中打浆，打浆浓度为3％-4％，打浆至打浆度为20-45°SR；
S4、对纸浆依次进行稀释、筛选、净化、上网成型、压榨和干燥工序后得到原纸，然后将原纸置于真空环境中排出原纸孔隙中空气，再用紫外屏蔽材料对原纸的表面进行涂布处理，涂布后静置1-8秒，在60-100℃温度干燥后制得成品；
所述的紫外屏蔽材料的制备过程按下述步骤进行：
a、按质量份将0.1-1份的木质素磺酸钠加入到5-15份质量浓度为0.5-1.5％的纳米纤维素悬浮液中，搅拌使其混合分散，然后加入20-30份无水乙醇，快速搅拌3-8分钟，再升温至70-90℃，保持搅拌25-35分钟，得到纳米纤维素模版诱导反应剂；
b、向纳米纤维素模版诱导反应剂中加入3-8份钛酸丁酯，滴加过程全程搅拌，滴加后继续搅拌15-25分钟，形成二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂混合液；
c、向上述二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液中再缓慢滴加1-5份质量浓度为15-25％的硫酸溶液，诱导木质素磺酸钠析出形成木质素包覆的悬浮液，最后将木质素包覆的悬浮液转移至反应釜中，在110-130℃下反应1.5-2.5小时，得到纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。
2.根据权利要求1所述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，其特征在于：按下述步骤进行：
S1、配置复合生物酶剂，该复合生物酶剂按质量份包括酶活力指数2500U的纤维素酶8份、酶活力指数2500U的果胶酶5份和酶活力指数3500U的木聚糖酶5份；
S2、按重量份将73份的针叶木浆板和27份的阔叶木浆板进行配置混合浆板；向碎浆机中加入混合浆板后，再加入相对绝干浆板重量600ppm的复合生物酶剂，疏解15分钟，制得混合浆料；
S3、将混合浆料送入磨浆机中打浆，打浆浓度为3.5％，打浆至打浆度为38°SR；
S4、对纸浆依次进行稀释、上网成型、压榨和干燥工序后得到原纸，然后将原纸置于真空环境中排出原纸孔隙中空气，再用紫外屏蔽材料对原纸的表面进行涂布处理，涂布后静置4秒，在80℃温度干燥下制得成品。
3.根据权利要求1所述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，其特征在于：步骤S4中，在涂布后，将涂布后的原纸放入空气压力处理罐中，根据静置时间控制空气压力，关系式为：
Figure FDA0003868147090000031
式中:P为空气压力，t为时间。
4.根据权利要求1所述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，其特征在于：所述的紫外屏蔽材料的制备过程按下述步骤进行：
a、按质量份将0.3-0.8份的木质素磺酸钠加入到8-12份质量浓度为0.8-1.2％的纳米纤维素悬浮液中，搅拌使其混合分散，然后加入23-27份无水乙醇，快速搅拌4-6分钟，再升温至75-85℃，保持搅拌28-33分钟，得到纳米纤维素模版诱导反应剂；
b、向纳米纤维素模版诱导反应剂中加入4-6份钛酸丁酯，滴加过程全程搅拌，滴加后继续搅拌18-22分钟，形成二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液；
c、向上述二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液中再缓慢滴加2-4份质量浓度为18-22％的硫酸溶液，诱导木质素磺酸钠析出形成木质素包覆的悬浮液，最后将木质素包覆的悬浮液转移至反应釜中，在115-125℃下反应1.8-2.2小时，得到纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。
5.根据权利要求4所述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，其特征在于：所述的紫外屏蔽材料的制备过程按下述步骤进行：
a、按质量份将0.5份的木质素磺酸钠加入到10份质量浓度为1％的纳米纤维素悬浮液中，搅拌使其混合分散，然后加入25份无水乙醇，快速搅拌5分钟，再升温至80℃，保持搅拌30分钟，得到纳米纤维素模版诱导反应剂；
b、向纳米纤维素模版诱导反应剂中加入5份钛酸丁酯，滴加过程全程搅拌，滴加后继续搅拌20分钟，形成二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液；
c、向上述二氧化钛前驱体与模版诱导反应剂的混合液中再缓慢滴加3份质量浓度为20％的硫酸溶液，诱导木质素磺酸钠析出形成木质素包覆的悬浮液，最后将木质素包覆的悬浮液转移至反应釜中，在120℃下反应2小时，得到纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。
6.根据权利要求4-5任一项所述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，其特征在于：步骤c中，在反应后，待反应釜的温度冷却至80℃后，将反应釜内凝胶状的悬浊液取出自然陈化48小时，然后研磨成粉末状，得到粉末状的纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料。
7.根据权利要求4-5任一项所述的具有紫外屏蔽功能的纸基包装材料制备方法，其特征在于：步骤a中，在搅拌过程中加入全氟辛基三氯硅烷，使得纳米纤维素经全氟辛基三氯硅烷反应改性后，成纳米团附着于木质素磺酸钠的表面，该纳米团用以提高木质素含氧官能团和二氧化钛前驱体形成的化学键的稳定性和键能，用以后续提高二氧化钛晶体生长速率。
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