[发明专利]一种基于纳微异质结结构的抗菌纸及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于纳微异质结结构的抗菌纸及其制备方法，属于功能纸制备技术领域。将相同金属元素的微米金属氧化物和含有金属的前驱体加入到纸张用交联剂中，搅拌均匀，形成均相交联体系；在纸张生产的抄造工序环节，将均相交联体系以喷雾方式喷洒在纸的正反面，再利用纸张生产中的高温环境，微米金属氧化物表面原位生长粒径更小的纳米氧化物，形成草莓纳微球结构的异质结，利用异质结的催化作用实现高效抗菌性能，得到具有抗菌功能的纸品。本发明所得纸品不仅具有高效持久的抗菌功能，而且对纸张颜色和手感无任何负面影响，可广泛应用于需要安全高效抗菌的领域。

技术领域

本发明属于特种纸制备技术领域，具体涉及一种基于纳微异质结结构的抗菌纸及其制备方法。

背景技术

纸材这类纤维基材料被认为是一种最有前景的包装材料，它能满足可循环利用，可生物降解，轻量和可循环利用的消费需求，被广泛应用于卫生护理用品，特种医用用品、工业擦拭用品等领域。与纺织工业类似，纸张大多采用天然纤维或人造纤维素纤维，天然纤维易吸湿，在适宜的温湿度条件下，其大分子结构易被所沾染的微生物所分泌的酶水解而释放出营养物质，从而使微生物获得更多的营养而大量繁殖，最终造成纸张霉变。因此，开发和研制本身具有抗菌性能、能够抑制纸张表面微生物的功能纸有重要的科学意义。

目前，国内抗菌纸的研究还处于初级阶段，其制备方法主要分为表面施胶、表面涂布、喷洒、浸渍、浆内添加、纤维素改性技术以及印刷油墨添加法等；常用的加工方法有湿布添加、表面施胶、喷淋、浸渍、涂布等方式，或者以其他方式将抗菌基团引入到材料中，使其获得抗菌性。常用的抗菌剂主要包括：天然抗菌剂、有机抗菌剂、无机抗菌剂等。

其中天然抗菌剂包括：天然矿物类、天然动物类、天然植物类抗菌剂等。例如中国发明专利CN105040509A提供了一种纳米壳聚糖基季铵烷基淀粉醚复合抗菌纸的生产方法，用纳米壳聚糖和季铵烷基淀粉醚混合制得纳米壳聚糖基季铵烷基淀粉醚复合造纸干强剂，加入纸浆中进行抄纸，得到具有良好抗菌性能和优异物理性能的抗菌纸。虽然天然抗菌剂的使用安全性较高，与人体相容性好，无刺激，但天然抗菌剂的热稳定性差，药效持续时间短，此外容易黄变，因此应用范围到限制。

有机抗菌剂主要包括：有机硅季铵盐类抗菌剂、有机胍类抗菌剂、有机苯酚类抗菌剂等。有机硅季铵盐类抗菌剂与纤维的结合力差，必须与反应性树脂并用，才能提高应用的耐久性；有机苯酚类抗菌剂具有特殊刺激性气味；有机胍类抗菌剂由于分子量较小，因此容易高温分解而失去抗菌活性，稳定性差成为制约有机胍类抗菌剂应用的因素。

无机抗菌剂主要包括：即含有抗菌金属（银、铜、锌、镐、镍等）的无机物抗菌剂和光催化半导体抗菌剂。例如中国发明专利CN105780590A提供了一种载银抗菌纸的生产方法，其通过在抗菌纸中组合使用益生元与载银抗菌剂，可以达到快速良好的杀菌、抑菌效果的同时，还能够很好的抑制抗菌纸本身微生物的滋生及成长，从而避免了微生物的滋生对抗菌纸本身的品质的破坏，保证了抗菌纸的品质。银系抗菌剂虽然具有抗菌谱广，抗菌活性强等优点，但是Ag属于重金属，依赖银离子的析出而发挥抗菌作用，人体长期摄入会造成重金属中毒。同时，银系抗菌剂在储存过程中容易变色，此外银系抗菌材料不适合作为湿纸巾、面膜等，容易泛黄。中国发明专利CN107858862A提供了一种无析出抗菌无尘纸的制备和应用，利用事先合成的稀土矿物质掺杂的纳米金属氧化物，加到纸张的交联剂中，通过喷雾方式赋予纸张抗菌功能，这种方式采用稀土矿物质，成本较高，且稀土矿物质掺杂的纳米金属氧化物抗菌活性依赖光的激发，在黑暗或少光环境中抗菌性能较弱。因此寻求一种具有良好抗菌性和安全性的抗菌剂且适应不同的应用场景的抗菌技术具有重要的科学和实用意义。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供出一种基于纳微异质结结构，具有高效持久的抗菌功能，且对纸张颜色和手感无任何负面影响的抗菌纸及其制备方法。