[发明专利]ZnO-TiO2复合防霉材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米氧化锌-纳米二氧化钛复合防霉材料的制备方法，主要是一种用于竹制餐具的无机复合纳米防霉材料的制备方法。

背景技术

随着全球餐具消费速度的递增，现有的大量一次性餐具对环境大都存在环境污染问题；因此，具有环保功能的竹制绿色餐具及厨房用具也迎来一个灿烂美好的发展契机。使用竹材料生产餐具或食品包装容器的话，不仅能保证原材料供应无后顾之忧，而且竹材料餐具或食品包装容器在生产和使用的过程中无污染，有利于环境保护。同时，用竹材料制成的餐具或食品包装容器还保留了竹子所特有的自然清香、淳朴色调和刚柔相济的材性，这是用其他材料生产的产品所无法比拟的。我国竹林资源丰富，竹林生成快，四季成材，占世界竹林总面积的五分之一。这些年来，我国竹产业快速发展，在竹制餐具的生产、利用及出口等方面，我国已处于世界领先地位。据海关统计，2003-2006年，我国出口海外的竹木餐具(注：含部分木制餐具)持续以较高的增长率上涨，从2.85亿美金一路攀升至3.78亿美金；2007年轻微震荡，有所下滑，这与同年7月1日相关产品出口退税税率下调有一定关系；但从长期来看，竹制餐具作为资源依赖、劳动密集型产业，我国仍有明显优势，加之部分竹制餐具由于2008年8月出口退税回调，海外需求旺盛，整体出口形势将继续保持增长趋势。

竹制餐具包括竹筷、竹碗、竹盘、竹刀、竹叉、竹桌垫、竹调味料容器、竹砧板、竹刀架、竹碗架、竹调料架、竹牙签及牙签盒等产品。竹制餐具被水浸湿或者潮湿的竹制餐具放在阴暗的角落里不能干燥时，容易滋生霉菌等致病菌，这影响了餐具的外观和质量，并对人的健康造成危害，也给对竹产品的商业价值造成损失，这是竹制餐具在实际应用中的重要缺陷。寻找具有防霉作用的涂层，用于竹制品防霉，是十分有意义的。

防霉材料中用的防霉剂可以分为有机和无机两大类。有机防霉剂包括多种传统的防霉剂，以酸、酯、醇、酚为主要原料，虽然防霉力强，即效好，但是存在毒性、安全性差、易迁移(导致防霉寿命短)等不足，另外其耐热性差，易在加工时分解失效，分解物质甚至有毒，所以应用范围窄。无机防霉剂具有长效、耐热、稳定性好等优点，使之在防霉剂的发展中备受重视；目前使用的主要是Ag和Zn为主的金属防霉剂。国内报道的有微纳米硅炭化超疏水防腐木竹板，但操作复杂，需要高温高压条件下完成施工；现有报道单独用纳米氧化锌和单独用二氧化钛溶液状态下在竹木板表面结晶或者溶胶-凝胶法在竹材表面形薄膜的方法来防霉。这些方法操作时间都比较长，工艺比较复杂，且效果也不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好防霉效果的ZnO-TiO₂复合防霉材料的制备方法，采用该方法制备而得的ZnO-TiO₂复合防霉材料能用于竹制餐具的防霉，尤其是在阴暗潮湿的环境下亦有良好的防霉效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种ZnO-TiO₂复合防霉材料的制备方法，包括如下步骤：

1)、将含亲水官能团高分子材料溶于醇类溶剂和水组成的混合剂中，得到高分子材料溶液；

将ZnCl₂溶解于水中，得ZnCl₂水溶液；

将ZnCl₂水溶液和高分子材料溶液在反应器中于50～95℃加热搅拌混合1～3.5h小时，得混合溶液；所述混合溶液中氯化锌、亲水官能团高分子材料、水和醇类溶剂的重量含量分别为10％～39.5％、0.5％～25％和50％～79.5％和10％～39.5％；

2)、向混合溶液中加入复合离子盐溶液，调节pH至7～9，并在搅拌条件下于30～110℃加热1.5～4.5小时；复合离子盐与含亲水官能团高分子材料的重量比为1∶15～20；

3)、将步骤2)所得的产物于室温下静置陈化0.5～1.5小时，然后抽滤，得纳米级的ZnO材料；

4)、将纳米级的ZnO材料、纳米TiO₂在高速搅拌下分散于水性树脂中，得ZnO-TiO₂复合防霉材料；水性树脂、纳米级的ZnO材料、纳米TiO₂的重量含量分别为85％～98％、1％～10％、1％～5％。

作为本发明的ZnO-TiO₂复合防霉材料的制备方法的改进：亲水官能团高分子材料为二元羧酸与醇通过聚合而成的高分子混合聚合物，二元羧酸为C2～C18二元脂肪酸中的任意一种或者为羟基羧酸，醇为C2～C18二元脂肪醇中的任意一种或者为糖醇。