一种含有载银海泡石抗菌材料的水松纸水性油墨的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水性油墨技术领域，尤其涉及一种含有载银海泡石抗菌材料的水松纸水性油墨的制备方法。
【背景技术】
[0002]水松纸，又名“接装纸”，是生产生产卷烟的重要材料之一。其以水松原纸为基材，通过印前设计、印刷加工及印后处理等工序，将滤嘴与卷烟烟支卷接起来的一种专用工业纸。由于水松纸在使用时是与嘴唇直接接触的，因此，水松纸的纸以及印刷在水松纸上的油墨必须是对人体无毒无害的。由于溶剂型油墨含有大量的有机挥发溶剂，不仅对人体有害，也不利于环保，因为水性油墨逐渐越来越得到了重视。但是对于水性油墨的发展，特别是用于水松纸的水性油墨，不能仅仅停留在自身无毒无害的研宄上，因烟嘴频繁地与嘴接触，烟嘴的卫生要求非常高，不能有细菌的存在，如果水松纸用水性油墨具有抗菌功能，将能有效解决这一问题。
[0003]王灿才等在《包装工程》发表的“水松纸抗菌水性油墨研宄”中公开了一种抗菌水性油墨，其配方为:联苯胺黄5%，二氧化钛25%，水性丙烯酸树脂液45%，乙醇15%以及去离子水10%。该水性油墨在水松纸上具有良好的印刷适性，并且具有良好的抗菌效果。但不足之处是二氧化钛与其他成分仅仅是物理混合，虽然起到了抗菌作用，但是分散性一般。
[0004]中国发明专利CN 102952431A公开了一种烟用水松纸水性油墨及其制作方法，包括水性乳化树脂油50-60份+氧化铁颜料10-20份+去离子水10-20份+消泡剂、防沉降剂、流平剂、润湿剂、抗菌剂、润湿分散剂、表面张力剂助剂中的一种或一种以上0.5-1份。该发明的烟用水松纸水性油墨具有细度小，干燥速度快，稠度高，粘度低，分散稳定性好，无硬结性沉淀，无凝聚，无残留异味等优点，但是该发明将杀菌剂直接配入水性油墨中，该杀菌剂虽然能够起到杀菌作用，但是单一杀菌剂的杀菌广谱性小，杀菌效果有限，此外还可能也会对人体有害，造成副作用。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含有载银海泡石复合抗菌材料的水松纸水性油墨的制备方法，该方法制备的水性油墨杀菌剂分散效果好、杀菌广谱性强、抗菌效果强。
[0006]本发明的具体技术方案为:一种含有载银海泡石抗菌材料的水松纸水性油墨的制备方法，按如下步骤进行，其中以下各物质份数均为重量份数，
(I)载银海泡石的制备:
取10份海泡石并将其添加于100份去离子水中搅拌均匀，再向海泡石溶液中添加10份硝酸银，搅拌均匀后滴加稀硝酸水溶液直至溶液PH为3-4，然后在避光条件下水浴60°C搅拌加热3h，再将悬浮液先后经离心分离、取固体物质洗涤、真空干燥后，取10份上述固体物质和0.5份硼氢化钠加入到0.0lmol/L的氢氧化钠水溶液中，加去离子水调节pH至7.5-8，最后经搅拌、离心分离取固体、洗涤、干燥、研磨粉碎得到载银海泡石。
[0007]纳米银具有很强的杀菌能力，且杀菌广谱性强。海泡石自身结构带有细微孔道，具有较强的吸附能力，对银离子具有较强的络合能力，海泡石对银离子进行络合后，再将银离子还原成更稳定的纳米银颗粒，由此纳米银负载与海泡石基体上。
[0008](2)硅烷偶联剂改性载银海泡石的制备:
将上述所得的载银海泡石加入到乙醇水溶液中，并在60°C温度下进行超声波分散0.5-lh，然后加入硅烷偶联剂，继续保温并超声波分散1-1.5h，之后抽滤、洗涤、干燥得到硅烷偶联剂改性海泡石，上述载银海泡石、乙醇水溶液、硅烷偶联剂的重量用量比为:1:20-30:3-5 O
[0009]通过硅烷偶联剂对海泡石进行改性，可以增加海泡石在水性树脂中的相容性与分散性。
[0010](3)水性油墨的制备:
将上述所得的硅烷偶联剂改性载银海泡石添加到水性树脂液A与水性树脂液B的混合树脂液中并且搅拌均匀，再向混合树脂液中添加去离子水、乙醇、有机颜料、茶皂素、消泡剂、流平剂和缓冲剂，最后通过研磨分散得到含有抗菌材料的水松纸水性油墨；
其中所述水性油墨中各组分含量如下:
30-40wt%水性树脂液A ；
10-20 wt%水性树脂液B ；
3-5%wt%硅烷偶联剂改性载银海泡石；
0.5-1.5wt% 茶皂素；
5~15 wt%去尚子水;
10-20 wt% 乙醇；
10-25 wt%有机颜料；
0.5-1.5wt% 消泡剂；
1-2 wt%流平剂；
1-2 wt%缓冲剂;
所述水性树脂液A为水性丙烯酸树脂液，
所述水性树脂液B选自水性氨基树脂液、马来酸树脂液、水性聚氨酯树脂液中的一种。[0011 ] 作为优选，所述海泡石在步骤(I)前经过酸活化处理，酸活化方法如下:
取20份海泡石、200份质量浓度为2-5%盐酸溶液先后加入到200份去离子水中，在40-50°C温度下搅拌3-5小时后过滤干燥得到酸活化海泡石。
[0012]作为优选，所述海泡石在酸活化后还经过热活化处理，热活化方法如下:
将酸活化后的海泡石在300-400°C温度下焙烧2-4小时，得到热活化海泡石。
[0013]酸活化和热活化能够提升海泡石的吸附能力，使海泡石对纳米银的负载能力更强。
[0014]作为优选，所述海泡石过500目筛子。
[0015]作为优选，所述步骤(2)中的水性丙烯酸树脂液为纳米二氧化钛改性水性丙烯酸树脂液，改性方法如下: a、将纳米二氧化钛、乙醇、去离子水和硅烷偶联剂混合均匀后在60°C水浴回流反应8_16h，然后降至室温，产物经过离心分离和洗涤，得到硅烷偶联剂改性无机纳米粒子，所述纳米二氧化钛、乙醇、去离子水和硅烷偶联剂的重量用量比为1:30-50:5-15:1-3。
[0016]b、将30-60份去离子水和1-3份乳化剂放入反应器加热至80°C，再将10_20份烷烃基丙烯酸酯单体、10-20份羟烷基丙烯酸酯单体、15-25份步骤a所得的硅烷偶联剂改性无机纳米粒子，3-5份聚乙二醇和0.25-0.5份水溶性引发剂放入反应器后搅拌均匀，保温
0.5-1小时后，在2小时内匀速加入0.25-0.5份水溶性引发剂，然后再保温4_8小时，之后一边搅拌一边加入氨水进行中和，使溶液pH维持在7.5-8.5之间，再抽真空去除游离的氨水，最后过滤得到纳米二氧化钛改性水性丙烯酸树脂液，以上物质份数均为重量份数。
[0017]作为优选，所述的纳米二氧化钛的粒径在10_20nm。
[0018]作为优选，所述的烷烃基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；所述羟烷基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯。
[0019]采用硅烷偶联剂对纳米二氧化钛进行改性，使其能与丙烯酸酯单体共聚，将纳米二氧化钛和羟烷基引入到水性丙烯酸树脂上，经修饰后的纳米二氧化钛直接参与聚合，在树脂中的分布均匀，对水性丙烯酸树脂的改性效果更佳。纳米二氧化钛具有出色的耐光老化性能和抗菌防霉性能。
[0020]本发明的有益效果是:本发明通过海泡石对银离子进行络合，再将银离子还原成更稳定的纳米银颗粒，使得纳米银负载于海泡石上，将经硅烷偶联剂改性后的载银海泡石与水性树脂复合后，纳米银能够发挥其出色的抑菌能力。
[0021]将水性丙烯酸树脂液与水性氨基树脂液、马来酸树脂液或水性聚氨酯树脂液进行复配，融合了各种树脂的优点，弥补了各属树脂的缺点。
[0022]在水性油墨的配方中添加了茶皂素，茶皂素拥有出色的乳化、润湿、分散性能，在水性油墨中能够起到分散剂的作用，不仅如此，茶皂素还具有一定的杀菌功能，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等具有良好的抑制能力，茶皂素在醇水溶液中溶解性好，作为水性油墨的分散剂和抗菌剂具有广阔前景，虽然茶皂素会有在振荡情况下起泡的问题，但是通过消泡剂便可解决。
[0023]本发明中含有纳米银、二氧化钛以及茶皂素等抗菌成分，使水性油墨具有很强的杀菌广谱性，各种杀菌成分协同作用，杀菌效果也大大加强，且各杀菌成分在水性油墨中的分散性十分出色。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0025]实施例1
一种含有载银海泡石抗菌材料的水松纸水性油墨的制备方法，按如下步骤进行，其中以下各物质份数均为重量份数，
(I)载银海泡石的制备:
取10份过500目筛的海泡石并将其添加于100份去离子水中搅拌均匀，再向海泡石溶液中添加10份硝酸银，搅拌均匀后滴加稀硝酸水溶液直至溶液pH为3-4，然后在避光条件下水浴60°C搅拌加热3h，再将悬浮液先后经离心分离、取固体物质洗涤、真空干燥后，取10份上述固体物质和0.5份硼氢化钠加入到0.0lmol/L的氢氧化钠水溶液中，加去离子水调节pH至7.5-8，最后经搅拌、离心分离取固体、洗涤、干燥、研磨粉碎得到载银海泡石。
[0026](2)硅烷偶联剂改性载银海泡石的制备
将上述所得的载银海泡石加入到乙醇水溶液中，并在60°C温度下进行超声波分散
0.75h，然后加入硅烷偶联剂，继续保温并超声波分散1.25h，之后抽滤、洗涤、干燥得到硅烷偶联剂改性海泡石，上述载银海泡石、乙醇水溶液、硅烷偶