一种利用多酚生物质为载体制备造纸抗菌剂的方法

摘要

本发明公开一种利用多酚生物质为载体制备造纸抗菌剂的方法，属于抗菌材料技术领域。首先将多酚生物质颗粒，加入到含交联剂的水溶液中，加入浓盐酸，在80℃下搅拌反应1～1.5h；过滤、洗涤滤渣后将滤渣加入到含氧化剂的水溶液中，在60～100℃下搅拌反应1～3h；再过滤、洗涤滤渣，将滤渣加入到含金属化合物的水溶液中，继续搅拌4～12h；再一次过滤、洗涤滤渣，将滤渣于40～80℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。本发明所述抗菌剂具有原料成本低、来源广等优点，同时具有抗菌作用强、细菌不易产生耐药性、使用安全等特点，可采用浆内添加法制备抗菌纸，具有留着率高等优点。

权利要求

1.一种利用多酚生物质为载体制备造纸抗菌剂的方法，其特征在于包括：

1）材料

多酚生物质颗粒 10～15重量份交联剂的水溶液 5 0重量份浓盐酸 300～450重量份含氧化剂的水溶液 20～30重量份含金属化合物的水溶液 30～40重量份；

2）制备

称取已粉碎至粒径范围在600～800μm之间的多酚生物质颗粒，加入到含交联剂的水溶液中，加入浓盐酸，在80℃下搅拌反应1～1.5 h；

过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到含氧化剂的水溶液中，在60～

100℃下搅拌反应1～3 h；

过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到含金属化合物的水溶液中，继续搅拌4～12 h；

过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于40～80℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂；

所述的多酚生物质颗粒为木麻黄树皮颗粒、黑荆树树皮颗粒、落叶松树皮颗粒或杨梅树皮颗粒中的一种或其中二种以上任意比例组成的混合物；

所述的含交联剂水溶液是指含质量浓度为1%交联剂的水溶液；

所述的氧化剂为过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾或次氯酸钾中的一种或其中二种以上任意比例组成的混合物；

所述的金属化合物为硝酸银、氯化铜、硝酸铜、氯化锌或硝酸锌中的一种或其中二种以上任意比例组成的混合物。

2.根据权利要求1所述的多酚生物质为载体制备造纸抗菌剂的制备方法，其特征在于所述的含氧化剂的水溶液是指含有质量浓度为3-10%氧化剂的水溶液。

3.根据权利要求1所述的多酚生物质为载体制备造纸抗菌剂的制备方法，其特征在于所述的含金属化合物的水溶液是指含有0.8-10%质量浓度金属化合物的水溶液。

4.权利要求1所述的多酚生物质为载体制备的抗菌剂作为造纸助剂应用于抗菌纸中。

说明书

一种利用多酚生物质为载体制备造纸抗菌剂的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种抗菌剂的制备方法，特别是一种以多酚生物质制备造纸用抗菌剂的制备方法，属于抗菌材料技术领域。

背景技术

[0002] 自“非典”、“禽流感”与“甲型H1N1流感”出现以来，人们更注重周边环境的安全，抗菌材料的开发与应用，具有诱人的前景和广阔的市场，因而成为研究热点之一。纸制品是人们生产和生活中不可或缺的产品，已经被广泛用于日常生活中，研制具有本身具有抗菌功能、对纸张表面的微生物具有抑制功能的抗菌功能的纸，会为生活带来更多的安全因素，具有重要的现实意义。

[0003] 浆内添加法抄造抗菌纸用的抗菌剂主要以沸石、硅藻土等无机物固载金属离子而成，这些无机物固载金属的抗菌剂存在着留着率低、稳定性不强等缺点。

[0004] 由于多酚生物质中的大多组分（木质素、纤维素、半纤维素等）与纸料相近，在抄纸时它容易留着在纸张中，此外多酚生物质中的茶皂素本身也具有抗菌性能。

[0005] 目前，大量的多酚生物质（如木麻黄树皮、黑荆树树皮、杨梅树皮、落叶松树皮等）除少部分被当作燃料或者当作肥料外，它们几乎被废弃，这不仅造成了巨大的资源浪费，而且污染环境。若将其制备成造纸抗菌剂剂，将是一种重要的材料，可化废为宝，蕴含着巨大的社会、生态和经济效益。

发明内容

[0006] 针对目前无机物固载金属离子型抗菌剂在造纸中留着率低、稳定性差等缺点，提供一种产品稳定性好、留着率高的多酚生物质造纸用抗菌剂及其制备工艺，金属通过静电、离子螯合等作用附着在多酚生物质的表面和微孔内，具有高度的分散性和稳定性，以实现高效和持久的抗菌效果。

[0007] 为了实现上述目的，本发明采用了下列的技术方案：

[0008] 1、材料

[0009] 多酚生物质颗粒 10～15重量份

[0010] 交联剂的水溶液 5 0重量份

[0011] 浓盐酸 300～450重量份

[0012] 含氧化剂的水溶液 20～30重量份

[0013] 含金属化合物的水溶液 30～40重量份；

[0014] 2、制备

[0015] 称取已粉碎至粒径范围在600～800um之间的多酚生物质颗粒，加入到含交联剂的水溶液中，加入浓盐酸，在80℃下搅拌反应1～1.5 h；

[0016] 过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到含氧化剂的水溶液中，在60～100℃下搅拌反应1～3 h；

[0017] 过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到含金属化合物的水溶液中，继续搅拌4～12 h；

[0018] 过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于40～80℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0019] 所述的多酚生物质颗粒是指木麻黄树皮颗粒、黑荆树树皮颗粒、落叶松树皮颗粒或杨梅树皮颗粒中的一种或其中二种以上任意比例组成的混合物。

[0020] 所述的含交联剂水溶液是指含质量浓度为1%重量份交联剂的水溶液。

[0021] 所述的交联剂为甲醛、戊二醛或乙二醛的一种或其中二种以上任意比例组成的混合物。

[0022] 所述的含氧化剂的水溶液是指含有质量浓度为3-10%重量份氧化剂的水溶液。

[0023] 所述的氧化剂为过氧化氢、次氯酸钠、高锰酸钾或次氯酸钾中的一种或其中二种以上任意比例组成的混合物。

[0024] 所述的含金属化合物的水溶液是指含有0.8-10%重量份金属化合物的水溶液。

[0025] 所述的金属化合物为固体硝酸银、固体氯化铜、固体硝酸铜、固体氯化锌或固体硝酸锌中的一种或其中二种以上任意比例组成的混合物。

[0026] 本发明的抗菌剂与现有技术相比，具有如下的优点：

[0027] （1）本发明利用废弃物多酚生物质为制备原料，来源广泛，价格低廉；有利于多酚生物质的综合利用，减少废物的排放。

[0028] （2） 本发明制备工艺简单、条件温和、成本较低，在浆内添加法造纸中具有高留着率。

[0029] （3）本发明的抗菌剂具有长效、速效、不产生耐药性等特点。

附图说明

[0030] 图1为木麻黄树皮固载铜离子抗菌剂的培养皿抑菌图；

[0031] 图2为黑荆树树皮固载银离子抗菌剂的培养皿抑菌图；

[0032] 图3为落叶松树皮固载锌离子抗菌剂的培养皿抑菌图。

具体实施方式

[0033] 下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。

[0034] 实施例1

[0035] 称取10公斤已粉碎至粒径范围在700um的木麻黄树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的甲醛和乙二醛混合的水溶液中，加入450公斤的浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为5%次氯酸钠的水溶液中，在65℃下搅拌反应1.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有0.5公斤硝酸银的水溶液中，继续搅拌10小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0036] 将制备得到的多酚生物质基造纸抗菌剂，进行了抑制大肠杆菌的实验，效果如图1所示。

[0037] 实施例2

[0038] 称取10公斤已粉碎至粒径范围在600um的黑荆树树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的戊二醛水溶液中，加入400公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为5%次氯酸钾的水溶液中，在70℃下搅拌反应1.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有0.75公斤硝酸银的水溶液中，继续搅拌10小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于70℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0039] 将制备得到的多酚生物质基造纸抗菌剂，进行了抑制大肠杆菌的实验，效果如图2所示。请补充！

[0040] 实施例3

[0041] 称取10公斤已粉碎至粒径范围在800um的叶松树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的乙二醛水和乙二醛混合的溶液中，加入400公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为5%次氯酸钠的水溶液中，在65℃下搅拌反应1.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有0.5公斤硝酸锌的水溶液中，继续搅拌10小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于70℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0042] 将制备得到的多酚生物质基造纸抗菌剂，进行了抑制大肠杆菌的实验，效果如图3所示。

[0043] 实施例4

[0044] 称取已粉碎至粒径范围在800um的4公斤黑荆树树皮和6公斤木麻黄树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的甲醛水溶液中，加入300公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为8%过氧化氢的水溶液中，在65℃下搅拌反应1.5h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有2公斤氯化铜的水溶液中，继续搅拌6小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0045] 实施例5

[0046] 称取10公斤已粉碎至粒径范围在700um的黑荆树树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的甲醛水溶液中，加入350公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为80%过氧化氢的水溶液中，在65℃下搅拌反应1.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有2公斤硝酸铜的水溶液中，继续搅拌5小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0047] 实施例6

[0048] 称取已粉碎至粒径范围在600um的7公斤杨梅树皮和3公斤黑荆树树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的乙二醛水溶液中，加入380公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为70%过氧化氢的水溶液中，在60-100℃下搅拌反应2 h；过滤，滤用蒸馏水洗涤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有2公斤氯化锌的水溶液中，继续搅拌6小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于55℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0049] 实施例7

[0050] 称取10公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的杨梅树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的乙二醛水溶液中，加入420公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为3.5%高锰酸钾的水溶液中，在65℃下搅拌反应2h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有1公斤氯化铜水溶液中，继续搅拌6小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于50℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0051] 实施例8

[0052] 称取10公斤已粉碎至粒径范围在700um的杨梅树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的戊二醛水溶液中，加入400公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为8%过氧化氢的水溶液中，在65℃下搅拌反应2.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有0.75公斤硝酸银的水溶液中，继续搅拌10小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于50℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0053] 实施例9

[0054] 称取已粉碎至粒径范围在800um的2公斤落叶松树皮和8公斤杨梅树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的乙二醛和戊二醛混合的水溶液中，加入400公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为5%次氯酸钠的水溶液中，在70℃下搅拌反应1.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有1公斤氯化铜的水溶液中，继续搅拌6小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0055] 实施例10

[0056] 称取10公斤已粉碎至粒径范围在600um的落叶松树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的戊二醛水溶液中，加入300毫升浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为8%的过氧化氢和次氯酸钠混合的水溶液中，在65℃下搅拌反应2 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有1公斤氯化锌和0.5公斤氯化铜的水溶液中，继续搅拌8小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0057] 实施例11

[0058] 称取10公斤已粉碎至粒径范围在700um的落叶松树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的甲醛水溶液中，加入350公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为4.5%的次氯酸钾和次氯酸钠混合的水溶液中，在65℃下搅拌反应1.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有0.5公斤硝酸银的水溶液中，继续搅拌10小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0059] 实施例12

[0060] 称取2公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的落叶松树皮颗粒和8公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的木麻黄树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的甲醛水溶液中，加入400公斤浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为3%次氯酸钠的水溶液中，在75℃下搅拌反应2.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有0.45公斤的硝酸锌和0.35公斤硝酸银混合的水溶液中，继续搅拌10小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0061] 实施例13

[0062] 称取10公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的落叶松树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的甲醛水溶液中，加入500毫升浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为4.5%次氯酸钠的水溶液中，在65℃下搅拌反应1.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有0.5公斤硝酸锌、0.75公斤氯化锌的水溶液中，继续搅拌10小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于70℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0063] 实施例14

[0064] 称取5公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的落叶松树皮颗粒和5公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的黑荆树树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的乙二醛水溶液中，加入500毫升浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为5%次氯酸钠的水溶液中，在65℃下搅拌反应2.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有2公斤硝酸铜的水溶液中，继续搅拌10小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0065] 实施例15

[0066] 称取5公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的木麻黄树皮颗粒和5公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的黑荆树树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的乙二醛水溶液中，加入500毫升浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为5%次氯酸钠的水溶液中，在65℃下搅拌反应2.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有0.75公斤硝酸银的水溶液中，继续搅拌10小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0067] 实施例16

[0068] 称取5公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的木麻黄树皮颗粒和5公斤已粉碎至粒径范围在600～800um之间的黑荆树树皮颗粒，加入到50公斤含质量浓度为1%的乙二醛水溶液中，加入500毫升浓盐酸，在80℃下搅拌反应1h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有质量浓度为5%次氯酸钠的水溶液中，在65℃下搅拌反应2.5 h；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，将滤渣加入到30公斤含有0.5公斤氯化锌、1公斤氯化铜的水溶液中，继续搅拌8小时；过滤，用蒸馏水洗涤滤渣，至滤液呈中性，滤渣于60℃下干燥至恒重，即得多酚生物质基造纸抗菌剂。

[0069] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。