一種陰離子羧甲基纖維素包裹納米銀多功能造紙助劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種陰離子羧甲基纖維素包裹納米銀多功能造紙助劑及其制備方法。該方法使用硝酸銀為原料，以硼氫化鈉為還原劑，在羧甲基纖維素溶液（一種造紙干強劑）中，使用還原法制備納米銀顆粒。將羧甲基纖維素溶液與硝酸銀溶液進行混合，并置于冰水浴中攪拌10min，逐滴滴加NaBH4(硼氫化鈉)溶液反應(yīng)30min后即得陰離子羧甲基纖維素包裹納米銀溶液；最后將紙頁浸置在該陰離子納米銀中，得到高強度高抗菌性功能紙。本發(fā)明利用陰離子納米銀多功能造紙助劑涂布到紙張表面，使得紙張同時具有高強度和高抗菌性能，改進了紙張的低強度與無抗菌性的兩大缺點，使其具有較高的應(yīng)用價值。
【專利說明】 一種陰離子羧甲基纖維素包裹納米銀多功能造紙助劑及其
制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于造紙用多功能助劑，具體地說，是涉及一種陰離子羧甲基纖維素包裹納米銀多功能造紙助劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在造紙工業(yè)中，各種抗菌劑占有重要的地位。納米無機抗菌材料是一種新型抗菌材料，與有機抗菌劑相比，具有廣譜、耐久、安全的特點。其中，銀系抗菌材料因其毒性低、抗菌活性高、抗菌譜廣，已成為目前應(yīng)用最廣泛的無機抗菌材料。納米銀膠就是將粒徑做到納米級的金屬銀單質(zhì)，這樣進一步加強了其抗菌能力。由于納米銀顆粒在溶液體系中不穩(wěn)定，容易發(fā)生絮聚作用，從而影響其抗菌性能。另外，納米銀只有抗菌作用，不能賦予紙張增強性能，無法滿足多功能紙制品的需求。因此，制備具有多功能的納米銀造紙助劑將具有十分廣泛的用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于改進納米銀本身易絮聚的不足，提供一種新型陰離子納米銀多功能造紙助劑及其制備方法。
[0004]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是:
一種陰離子納米銀多功能造紙助劑及其制備方法，包括如下步驟:
使用硝酸銀為原料，以硼氫化鈉為還原劑，在羧甲基纖維素溶液(一種造紙干強劑)中，使用還原法制備納米銀顆粒。將20 ml 0.1-5%羧甲基纖維素溶液與20 ml l-20mmol/L硝酸銀溶液進行混合，并置于冰水浴中攪拌，逐滴滴加l_20mmol/L NaBH4 (硼氫化鈉)溶液反應(yīng)后即得陰離子納米銀溶液，該陰離子納米銀的Zeta電位為-47mV。
[0005]為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，所述羧甲基纖維素溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0.8-5
Wt% ；
所述硝酸銀溶液的摩爾濃度為l-8mmol/L ；
所述NaBH4溶液的摩爾濃度為l-8mmol/L。
[0006]一種陰離子納米銀多功能造紙助劑，由上述方法制備而成。
[0007]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
隨著社會的進步發(fā)展和人民的生活水平的提高，人類對生活質(zhì)量的要求也變得越來越高。不僅希望自己的生活環(huán)境干凈舒適，而且還更希望能夠是無菌的，遠離病原體的威脅。在這個背景之下，越來越多的研究人員將目光投入到了研究抗菌材料的領(lǐng)域里。納米銀具有耐久性好、抗菌效率高、耐高溫、安全性好的特點，已成為一種重要的不可缺少的造紙化學(xué)品之一。但利用羧甲基纖維素溶液作為保護劑，使得納米銀具有非常好的穩(wěn)定性，并為其提供多功能性的陰離子納米銀的制備還未見報道。本發(fā)明針對目前納米銀本身穩(wěn)定性差的不足，在羧甲基纖維素溶液中，通過化學(xué)還原法，利用硼氫化鈉將硝酸銀還原成納米銀，從而提高納米銀顆粒的穩(wěn)定性，并賦予納米銀多功能性，最后將紙頁浸置在該陰離子納米銀中，得到高強度高抗菌性紙，從而在提高紙張抗張強度的同時，還可賦予紙張高效抗菌性倉泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實施例1制備的陰離子納米銀的透射電鏡圖。
[0009]圖2為不同浸置時間下陰離子納米銀對紙張干強度的影響圖。
[0010]圖3為原紙與涂布陰離子納米銀的特種紙對大腸桿菌的抑制效果比較圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明方法作進一步的詳細說明。需要特別說明的是，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當包括但不限于本實施例所公開的技術(shù)內(nèi)容。
[0012]實施例1
使用硝酸銀為原料，以硼氫化鈉為還原劑，在羧甲基纖維素溶液(一種造紙干強劑)中，使用還原法制備納米銀顆粒。將20 ml 1%羧甲基纖維素溶液與20 ml lmmol/L硝酸銀溶液進行混合，并置于冰水浴中攪拌10 min,逐滴滴加lmmol/L NaBH4 (硼氫化鈉)溶液反應(yīng)30min后即得陰離子納米銀溶液，通過測定納米銀的Zeta電位為_47mV，說明其具有陰離子性，因此是陰離子納米銀溶液。
[0013]實施例2
使用硝酸銀為原料，以硼氫化鈉為還原劑，在羧甲基纖維素溶液(一種造紙干強劑)中，使用還原法制備納米銀顆粒。將20 ml 2%羧甲基纖維素溶液與20 ml 2mmol/L硝酸銀溶液進行混合，并置于冰水浴中攪拌10 min,逐滴滴加2mmol/L NaBH4 (硼氫化鈉)溶液反應(yīng)30min后即得陰離子納米銀溶液，通過測定納米銀的Zeta電位為_47mV，說明其具有陰離子性，因此是陰離子納米銀溶液。
[0014]實施例3
使用硝酸銀為原料，以硼氫化鈉為還原劑，在羧甲基纖維素溶液(一種造紙干強劑)中，使用還原法制備納米銀顆粒。將20 ml 5%羧甲基纖維素溶液與20 ml 5mmol/L硝酸銀溶液進行混合，并置于冰水浴中攪拌10 min,逐滴滴加5mmol/L NaBH4 (硼氫化鈉)溶液反應(yīng)30min后即得陰離子納米銀溶液，通過測定納米銀的Zeta電位為_47mV，說明其具有陰離子性，因此是陰離子納米銀溶液。
[0015]實施例4 性能測試:
1、抗菌紙的強度檢測
將紙頁浸置在實施例1制備的陰離子納米銀中，得到高效抗菌張，并對該抗菌紙的強度進行測定，結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯?，隨著浸置時間的增加，紙張的干強度得到了較為明顯的提升。這主要是因為該陰離子納米銀顆粒表面帶有羧甲基纖維素，在干燥過程中容易與紙張纖維的羥基產(chǎn)生氫鍵，從而對紙張具有較好的增強作用，由此證明本發(fā)明制得的陰離子納米銀為羧甲基纖維素包裹的陰離子納米銀顆粒。
[0016]2、抗菌張的抗菌性能檢測 為說明本發(fā)明新型陰離子納米銀多功能造紙助劑對紙張的抗菌性能，測定原紙與抗菌紙的抗菌性能。
[0017]將紙頁浸置在實施例1制備的新型陰離子納米銀多功能造紙助劑中，得到高效抗菌紙，將抗菌紙和原紙分別對大腸桿菌的抑制性進行了檢測，結(jié)果如圖3所示。可以看出，與原紙相比，涂布了陰離子納米銀的抗菌紙具有明顯的抑菌圈，因此該新型陰離子納米銀多功能造紙助劑對紙張具有優(yōu)良的抗菌性能。
【權(quán)利要求】
1.一種陰離子羧甲基纖維素包裹納米銀多功能造紙助劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 使用硝酸銀為原料，以硼氫化鈉為還原劑，在羧甲基纖維素溶液中，使用還原法制備羧甲基纖維素包裹陰離子納米銀顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰離子納米銀多功能造紙助劑的制備方法，其特征在于:將20 ml 0.l-5wt%羧甲基纖維素溶液與20 ml l-20mmol/L硝酸銀溶液進行混合，并置于冰水浴中攪拌，逐滴滴加l-20mmol/L NaBH4 (硼氫化鈉)溶液反應(yīng)后即得羧甲基纖維素包裹陰離子納米銀溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰離子納米銀多功能造紙助劑的制備方法，其特征在于:所述羧甲基纖維素溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0.8-5 wt% ； 所述硝酸銀溶液的摩爾濃度為l-8mmol/L ； 所述NaBH4溶液的摩爾濃度為l-8mmol/L。
4.一種陰離子納米銀多功能造紙助劑，其特征在于由權(quán)利要求1-3任一所述的方法制備而成。
【文檔編號】D21H21/36GK103726407SQ201410010296
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】劉凱, 陳禮輝, 黃六蓮, 林新興 申請人:福建農(nóng)林大學(xué)