本发明属于添加剂制备技术领域，具体涉及一种包装纸用高效防霉抗菌剂及其制备方法与应用。
背景技术：
纸张随处可见，可以用于工业、办公、文化及生活，因此产生的废旧纸张也很多，大多都会破碎后扔掉，只有小部分会进行回收利用，为提高废旧纸张的利用价值，减少环境污染，将废旧纸张编织成生活用具或艺术品，具有很高的使用和欣赏价值，而且能够保护环境，提高经济收入。由于受到原材料和技术的限制，纸曾经是一种非常贵重的材料，后来随着现代造纸技术的不断发展，纸的价格变得越来越低，它才逐渐作为包装材料被广泛使用。纸作为包装材料，有着其他包装材料无法比拟的优点：原料来源广泛、成本经济、易于裁切、工艺简单、质量轻、便于运输、具有良好的印刷性能、无毒无害和可回收利用等。另一方面，未经特殊加工的原始纸和纸板存在很多先天性的缺陷：如表面光泽度和平整度不高和防水防油性差等，且随着科技水平的提高，对于纸张的功能性的要求也越来越高，普通纸张已远远无法满足这些要求。因此，研究开发功能性纸张已成为不可阻挡的趋势。但是不论在编织前还是编织后，纸张都极易吸水，导致霉烂，缩短纸张及编织品的贮藏和使用时间，严重影响利用价值，造成巨大的经济损失；目前市场上的抗菌防霉剂的种类很多，但是大多含有毒试剂，用于纸张后，会影响纸张的柔软性，不利于编织，因此亟需一种专门用于纸张的额抗菌防霉剂。
专利cn106192553a公开了一种纸张抗菌防霉剂，由以下原料制成：地耳草、马桑叶、肖梵天花、柏拉木、猫爪草、鼠曲草、牛尾蒿、鬼针草、豆豉姜、买麻藤、变豆菜、豆腐柴叶、竹叶椒、山苍子、黄花败酱、铁仔、银木荷、山藿香。该发明提供的纸张抗菌防霉剂，纯中药提取，制备简单，价格低廉，安全无毒，绿色环保；将提取液通过dm130树脂进行纯化，不会影响纸张色泽和印刷效果；加入量少，使用时加蒸馏水稀释，既可加入纸浆，制备全新纸张，也可直接涂抹于纸张表面，改造废旧纸张，牢固附着，无痕迹，使用方便，节约成本；加入多种抗菌防霉成分，具有天然植物香味，能够抗菌防霉，抗过敏，保持印刷和书写流畅，不影响纸张的柔软性，利于编织。
专利cn105851061a公开了一种多用途防霉剂，包括氯化银、氯化铜、吸附剂、双乙酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨酸钾、水，各组分的质量份数为：氯化银20-40、氯化铜10-15、吸附剂10-15、双乙酸钠1520、脂肪醇聚氧乙烯醚5-10、山梨酸钾15-18、水60-80。该发明的防霉剂具有突出的抑制霉菌、真菌、细菌和藻类等微生物在有机介质中滋生的作用，还具有剂量低、成本经济、杀菌持续时间长、ph适用范围广、投加方便及使用安全的优点，可广泛用于各类场合的杀菌防霉。
专利cn108084766a公开了一种防霉涂料用防霉添加剂的制备方法。该发明以土槿皮、黄柏等天然中草药作为抗霉及杀菌基料，通过超临界二氧化碳萃取，获得有益物，将有益物与有机硅单体进行混合，在氧化铂的作用下，使其部分进行接枝交联，随后再通过与海藻酸钠进行混合，使其充分接触，并使海藻酸钠包裹有益物，并与硅氧键结合，提高与基体的附着能力及耐水性能，最后利用氯化钙进行颗粒化，使其析出，从而获得耐水性好，高附着力的防霉涂料用防霉添加剂。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种包装纸用高效防霉抗菌剂及其制备方法与应用。将硝酸银和硫酸钛通过共沉淀法制备载银纳米二氧化钛，通过煎煮法和溶剂萃取法制备纯植物浓缩提取液，将载银纳米二氧化钛分散于乙醇溶液中得到乙醇分散液，加入纯植物浓缩提取液、海藻酸钠、双乙酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨酸钾和十二烷基三甲基氯化铵，搅拌混合均匀得到包装纸用高效防霉抗菌剂。本发明在防霉抗菌剂中将普通的抗菌剂成分纳米二氧化钛进行表面改性，改善了纳米二氧化钛易团聚而影响其活性和不易分散的缺点，在微弱的可见光照射下即可发挥抗菌防霉的功效。且本发明防霉抗菌剂不存在有毒有害成分可安全使用，其防霉抗菌持续时间长，对包装纸的防霉抗菌效果好。
本发明的技术方案为：
一种包装纸用高效防霉抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氨水和硝酸银水溶液同时滴加到硫酸钛水溶液中，50℃～60℃下搅拌使体系ph值控制在5～7，析出沉淀，静置后过滤、洗涤、干燥、煅烧，得到载银纳米二氧化钛粉体；
(2)取青蒿、秋海棠、常青藤、茉莉花、大蒜、栀子花、仙人掌、文竹洗净、粉碎、过筛，的中药粉，加入去离子水煮沸后煎煮，过滤取滤液1，滤渣用乙醇超声萃取，过滤取滤液2，将滤液1和2合并后浓缩得到纯植物浓缩提取液；
(3)将载银纳米二氧化钛粉体加入乙醇中搅拌得到分散液，加入纯植物浓缩提取液、海藻酸钠、双乙酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨酸钾和十二烷基三甲基氯化铵，搅拌混合均匀得到包装纸用高效防霉抗菌剂。
优选地，步骤(1)中静置时间为30min～50min。
优选地，步骤(1)中煅烧温度为400℃～600℃，煅烧时间为45min～65min。
优选地，步骤(1)中氨水的质量浓度为35％～60％，硝酸银水溶液浓度为15g/l～25g/l。
优选地，步骤(2)中去离子水加入量为中药粉重量的12～15倍，煎煮时间为35min～60min。
优选地，步骤(2)中超声温度为45℃～65℃，超声频率为60hz～100hz，超声时间为60min～100min。
优选地，步骤(2)中纯植物浓缩提取液占滤液1和滤液2总体积的15％～25％。
优选地，步骤(3)中各组分的加入量为：二氧化钛粉体5～7重量份、乙醇60～80重量份、纯植物浓缩提取液15～19重量份、海藻酸钠8～12重量份、双乙酸钠5～8重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚10～12重量份、山梨酸钾4～6重量份、十二烷基三甲基氯化铵2～5重量份。
上述方法制备得到一种包装纸用高效防霉抗菌剂。
上述包装纸用高效防霉抗菌剂的应用，方法为：取占纸张重量80％～100％的包装纸用高效防霉抗菌剂均匀喷涂于纸张表面后，将纸张置于20℃～25℃、空气湿度为65％～70％的环境中干燥至含水量为4％～6％。
本发明的有益效果如下：
本发明在防霉抗菌剂中将普通的抗菌剂成分纳米二氧化钛进行表面改性，改善了纳米二氧化钛易团聚而影响其活性和不易分散的缺点，在微弱的可见光照射下即可发挥抗菌防霉的功效。且本发明防霉抗菌剂不存在有毒有害成分可安全使用，其防霉抗菌持续时间长，对包装纸的防霉抗菌效果好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
一种包装纸用高效防霉抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将质量浓度为35％的氨水和浓度为20g/l的硝酸银水溶液同时滴加到硫酸钛水溶液中，55℃下搅拌使体系ph值控制在5～7，析出沉淀，静置35min后过滤、用去离子水洗涤滤渣、80℃干燥2h、然后在450℃下煅烧50min，得到载银纳米二氧化钛粉体；
(2)取1重量份青蒿、1.2重量份秋海棠、0.8重量份常青藤、0.5重量份茉莉花、2重量份大蒜、1.6重量份栀子花、2重量份仙人掌、0.4重量份文竹用水洗净、粉碎、过筛50目筛，制备得到中药粉，加入12倍重量的去离子水煮沸后煎煮50min，过滤取滤液1，滤渣用乙醇在50℃下以65hz的频率超声80min，过滤取滤液2，将滤液1和2合并后浓缩得到纯植物浓缩提取液，最终的浓缩提取液占滤液1和滤液2总体积的18％；
(3)将6重量份载银纳米二氧化钛粉体加入到65重量份乙醇中搅拌得到分散液，加入15重量份纯植物浓缩提取液、8重量份海藻酸钠、6重量份双乙酸钠、11重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、4重量份山梨酸钾和3重量份十二烷基三甲基氯化铵，搅拌混合均匀得到包装纸用高效防霉抗菌剂。
上述方法得到的包装纸用高效防霉抗菌剂的使用方法具体为：取占纸张重量80％的包装纸用高效防霉抗菌剂均匀喷涂于纸张表面后，将纸张置于22℃、空气湿度为68％的环境中干燥至含水量为4％。
实施例2
一种包装纸用高效防霉抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将质量浓度为42％的氨水和浓度为22g/l的硝酸银水溶液同时滴加到硫酸钛水溶液中，55℃下搅拌使体系ph值控制在5～7，析出沉淀，静置45min后过滤、用去离子水洗涤滤渣、90℃干燥1h、然后在500℃下煅烧45min，得到载银纳米二氧化钛粉体；
(2)取1重量份青蒿、1.1重量份秋海棠、0.9重量份常青藤、0.5重量份茉莉花、2重量份大蒜、1.2重量份栀子花、2重量份仙人掌、0.8重量份文竹用水洗净、粉碎、过筛50目筛，制备得到中药粉，加入14倍重量的去离子水煮沸后煎煮60min，过滤取滤液1，滤渣用乙醇在58℃下以80hz的频率超声85min，过滤取滤液2，将滤液1和2合并后浓缩得到纯植物浓缩提取液，最终的浓缩提取液占滤液1和滤液2总体积的25％；
(3)将6重量份载银纳米二氧化钛粉体加入到76重量份乙醇中搅拌得到分散液，加入17重量份纯植物浓缩提取液、9重量份海藻酸钠、5重量份双乙酸钠、11重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、5重量份山梨酸钾和3重量份十二烷基三甲基氯化铵，搅拌混合均匀得到包装纸用高效防霉抗菌剂。
上述方法得到的包装纸用高效防霉抗菌剂的使用方法具体为：取占纸张重量86％的包装纸用高效防霉抗菌剂均匀喷涂于纸张表面后，将纸张置于25℃、空气湿度为65％的环境中干燥至含水量为5％。
实施例3
一种包装纸用高效防霉抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将质量浓度为55％的氨水和浓度为21g/l的硝酸银水溶液同时滴加到硫酸钛水溶液中，50℃下搅拌使体系ph值控制在5～7，析出沉淀，静置42min后过滤、用去离子水洗涤滤渣、90℃干燥1h、然后在560℃下煅烧45min，得到载银纳米二氧化钛粉体；
(2)取0.7重量份青蒿、1.1重量份秋海棠、0.4重量份常青藤、0.5重量份茉莉花、2.3重量份大蒜、1.6重量份栀子花、2重量份仙人掌、0.8重量份文竹用水洗净、粉碎、过筛50目筛，制备得到中药粉，加入15倍重量的去离子水煮沸后煎煮60min，过滤取滤液1，滤渣用乙醇在55℃下以85hz的频率超声85min，过滤取滤液2，将滤液1和2合并后浓缩得到纯植物浓缩提取液，最终的浓缩提取液占滤液1和滤液2总体积的20％；
(3)将7重量份载银纳米二氧化钛粉体加入到80重量份乙醇中搅拌得到分散液，加入16重量份纯植物浓缩提取液、9重量份海藻酸钠、5重量份双乙酸钠、12重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、5重量份山梨酸钾和5重量份十二烷基三甲基氯化铵，搅拌混合均匀得到包装纸用高效防霉抗菌剂。
上述方法得到的包装纸用高效防霉抗菌剂的使用方法具体为：取占纸张重量89％的包装纸用高效防霉抗菌剂均匀喷涂于纸张表面后，将纸张置于21℃、空气湿度为69％的环境中干燥至含水量为6％。
对比例1
一种包装纸用高效防霉抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1重量份青蒿、1.2重量份秋海棠、0.8重量份常青藤、0.5重量份茉莉花、2重量份大蒜、1.6重量份栀子花、2重量份仙人掌、0.4重量份文竹用水洗净、粉碎、过筛50目筛，制备得到中药粉，加入12倍重量的去离子水煮沸后煎煮50min，过滤取滤液1，滤渣用乙醇在50℃下以65hz的频率超声80min，过滤取滤液2，将滤液1和2合并后浓缩得到纯植物浓缩提取液，最终的浓缩提取液占滤液1和滤液2总体积的18％；
(2)将6重量份纳米二氧化钛粉体加入到65重量份乙醇中搅拌得到分散液，加入15重量份纯植物浓缩提取液、8重量份海藻酸钠、6重量份双乙酸钠、11重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、4重量份山梨酸钾和3重量份十二烷基三甲基氯化铵，搅拌混合均匀得到包装纸用高效防霉抗菌剂。
上述方法得到的包装纸用高效防霉抗菌剂的使用方法具体为：取占纸张重量80％的包装纸用高效防霉抗菌剂均匀喷涂于纸张表面后，将纸张置于22℃、空气湿度为68％的环境中干燥至含水量为4％。
对比例2
一种包装纸用高效防霉抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1重量份青蒿、1.1重量份秋海棠、0.9重量份常青藤、0.5重量份茉莉花、2重量份大蒜、1.2重量份栀子花、2重量份仙人掌、0.8重量份文竹用水洗净、粉碎、过筛50目筛，制备得到中药粉，加入14倍重量的去离子水煮沸后煎煮60min，过滤取滤液1，滤渣用乙醇在58℃下以80hz的频率超声85min，过滤取滤液2，将滤液1和2合并后浓缩得到纯植物浓缩提取液，最终的浓缩提取液占滤液1和滤液2总体积的25％；
(2)将6重量份纳米二氧化钛粉体加入到76重量份乙醇中搅拌得到分散液，加入17重量份纯植物浓缩提取液、9重量份海藻酸钠、5重量份双乙酸钠、11重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、5重量份山梨酸钾和3重量份十二烷基三甲基氯化铵，搅拌混合均匀得到包装纸用高效防霉抗菌剂。
上述方法得到的包装纸用高效防霉抗菌剂的使用方法具体为：取占纸张重量86％的包装纸用高效防霉抗菌剂均匀喷涂于纸张表面后，将纸张置于25℃、空气湿度为65％的环境中干燥至含水量为5％。
对比例3
一种包装纸用高效防霉抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取0.7重量份青蒿、1.1重量份秋海棠、0.4重量份常青藤、0.5重量份茉莉花、2.3重量份大蒜、1.6重量份栀子花、2重量份仙人掌、0.8重量份文竹用水洗净、粉碎、过筛50目筛，制备得到中药粉，加入15倍重量的去离子水煮沸后煎煮60min，过滤取滤液1，滤渣用乙醇在55℃下以85hz的频率超声85min，过滤取滤液2，将滤液1和2合并后浓缩得到纯植物浓缩提取液，最终的浓缩提取液占滤液1和滤液2总体积的20％；
(2)将7重量份纳米二氧化钛粉体加入到80重量份乙醇中搅拌得到分散液，加入16重量份纯植物浓缩提取液、9重量份海藻酸钠、5重量份双乙酸钠、12重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、5重量份山梨酸钾和5重量份十二烷基三甲基氯化铵，搅拌混合均匀得到包装纸用高效防霉抗菌剂。
上述方法得到的包装纸用高效防霉抗菌剂的使用方法具体为：取占纸张重量89％的包装纸用高效防霉抗菌剂均匀喷涂于纸张表面后，将纸张置于21℃、空气湿度为69％的环境中干燥至含水量为6％。
性能测试
将实施例1～3和对比例1～3中分别经过防霉抗菌剂处理过的各200张包装纸和未经过任何处理的200张包装纸分别作为实施例组1、2、3，对比例组1、2、3和对照组，分别置于温度为35℃，湿度为85％的环境中进行抗菌防霉的效果检测，实施例和对比例以及对照组的防霉抗菌效果如下表1所示。
表1实施例与对比例防霉抗菌效果比对
由上表1的测试结果可知，本发明在防霉抗菌剂中将普通的抗菌剂成分纳米二氧化钛进行表面改性，改善了纳米二氧化钛易团聚而影响其活性和不易分散的缺点，且在微弱的可见光照射下即可发挥抗菌防霉的功效，其防霉抗菌持续时间长，对包装纸的防霉抗菌效果好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。