1.本技术涉及一种抗菌耐油的烘焙纸及其制备方法，属于化学改性天然纤维技术领域。
背景技术：2.烘焙纸是一种食品用纸，可广泛用于甜品烘焙、食品烧烤、食品微波以及食品包装等，目前主要用于烧烤或烘焙时隔离烤盘与食物(例如面包或蛋糕等)，可以保持食物的口味，清洁方便，同时还能代替部分烘焙锡纸(也称铝箔纸)，成本低且绿色环保。
3.目前烘焙纸往往不具备抗菌性能，少量有抗菌性能的烘焙纸在高温烘烤下或者长期储藏状态下，抗菌组分会逐渐失效，无法重复多次使用，不具备持久抗菌能力；且现有大部分烘焙纸的耐油性能参差不齐，防油效果好的往往添加含全氟烷基基团的聚合物，存在生物累积性强、难降解的缺陷，尤其是长期与食品接触，有一定的危害。
技术实现要素：4.为了解决上述问题，提供了一种抗菌耐油的烘焙纸及其制备方法，该烘焙纸在具备持久优异抗菌性能的同时，耐油性能优异，纸张强度良好，安全无毒，能够重复多次使用。
5.根据本技术的一个方面，提供了一种抗菌耐油的烘焙纸，包括纤维原纸和涂布在纤维原纸表面的改性涂层；
6.按照重量份数计，所述改性涂层由以下原料制备而成：改性纳米纤维素10-20份、复合纳米颗粒20-40份和硅油50-80份；其中，所述改性纳米纤维素为甲硅烷基化纳米纤维素，所述复合纳米颗粒由壳聚糖、己二酸酐、纳米银和纳米蒙脱土制备得到。
7.可选地，甲硅烷基化纳米纤维素由纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷制备而成。
8.可选地，纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷的重量比为(3-5)：1。
9.可选地，改性纳米纤维素的制备方法为将纳米纤维素加入到乙醇溶液中，超声震荡，再加入甲基三甲氧基硅烷搅拌均匀，静置反应后，干燥即得。
10.优选地，乙醇的质量分数为70％，超声功率80w，乙醇的用量为纳米纤维素重量的20倍。优选地，室温干燥。
11.可选地，超声时间为5-10min，搅拌速率为200-400r/min，搅拌时间为2-5min，静置时间为2-5h。
12.可选地，复合纳米颗粒由壳聚糖、己二酸酐、纳米银和纳米蒙脱土制备得到，壳聚糖、己二酸酐、纳米银与纳米蒙脱土的重量比为1：(2-4)：(0.2-0.5)：(1-3)。
13.可选地，复合纳米颗粒的制备方法为将壳聚糖加入到乙酸溶液中，再加入己二酸酐搅拌，静置反应，加入乙醇和碳酸钠饱和溶液中，用乙醇洗至中性，再加入纳米银和纳米蒙脱土，超声震荡，过滤得到丝状物，蒸馏水洗涤三次，真空干燥，得到复合纳米颗粒。
14.优选地，乙酸溶液的质量分数为5％，乙酸的用量为壳聚糖重量的30倍，乙醇的质量分数为70％，超声功率为80w，超声时间为3min，真空干燥时间为3-5h。
15.可选地，静置反应温度为25℃，搅拌时间为40-60min，搅拌速率为50-80r/min，静置反应时间为5-10h，真空干燥温度为40-50℃。
16.根据本技术的另一个方面，还提供了上述抗菌耐油的烘焙纸的制备方法，包括以下步骤：
17.(1)将改性纳米纤维素、复合纳米颗粒和硅油混合，搅拌均匀并加热；
18.(2)将步骤(1)得到的涂料使用涂布机均匀涂布在纤维原纸上，再进行烘干，烘干后进行压光、收卷和分切得到所述抗菌耐油的烘焙纸。
19.可选地，步骤(1)中加热温度为50-80℃，搅拌转速为100-200r/min，搅拌时间为5-10min；步骤(2)中涂布量为1.5-2.5g/m2，烘干温度为60-80℃。
20.本技术中，“室温”是指25℃。
21.本技术的有益效果包括但不限于：
22.1.根据本技术的抗菌耐油的烘焙纸，通过使用甲硅烷基化改性的纳米纤维素，其纤维素表面具备较低的表面能，并且表面能够稳定形成-si-o-c-形的疏水疏油三维网络结构，在起到一定疏水疏油性能的同时，为复合纳米颗粒提供良好的吸附位点，使复合纳米颗粒能够稳定吸附在纤维网上，不易流失，使其能够提供持久的抗菌、耐热和耐油性能。
23.2.根据本技术的抗菌耐油的烘焙纸，通过使用己二酸酐将壳聚糖酰化改性，壳聚糖的氨基和羟基与酸酐反应生成酰化壳聚糖衍生物，提高了烘焙纸耐高温性能和韧性，并且在增大壳聚糖的吸附容量的同时，能够稳定地将ag
+
有效吸附，大大的减少了纳米银的流失，由于壳聚糖的正电荷与微生物细胞表面的负电荷发生相互作用，改变微生物细胞膜的通透性，其本身就具有良好的杀菌和抑菌效果，再加上能够稳定吸附杀菌效果强的ag
+
，从而使烘焙纸整体具备持久优异的抗菌性能，使用寿命长；
24.同时纳米蒙脱土以片状结构插接在壳聚糖之间，提高了疏油性能，结构致密，防渗油效果好。
25.3.根据本技术的抗菌耐油的烘焙纸，通过限定纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷的重量比，避免出现过度硅基化使纤维素表面过度粗糙，使形成的三维网络稳固，具备良好的强度，利于复合纳米颗粒吸附结合。
26.4.根据本技术的抗菌耐油的烘焙纸，通过限定壳聚糖、己二酸酐、纳米银与纳米蒙脱土的重量比，避免出现过度酰化壳聚糖，同时使纳米物质更好的分散，减少团聚等现象，既能保证复合纳米颗粒在硅油和改性纳米纤维素三维网络中中能够均匀分散，也能使纳米物质在复合纳米颗粒中均匀分散，保证耐油杀菌性能的稳定。
27.5.根据本技术的抗菌耐油的烘焙纸的制备方法，该方法步骤简单易操作，绿色环保，适于大规模生产和应用。
具体实施方式
28.下面结合实施例详述本技术，但本技术并不局限于这些实施例。
29.除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。本专利中所述的较佳实施方
法与材料仅作示范之用。
30.另外，本技术烘干采用现有烘干筒设备，压光、收卷和分切均采用现有设备，压辊温度为70℃。壳聚糖为市售产品，脱乙酰度87％，分子量800kda。
31.实施例1烘焙纸1#
32.烘焙纸1#由纤维原纸和涂布在纤维原纸表面的改性涂层组成，按照重量份数计，改性涂层由以下原料制备而成：改性纳米纤维素15份、复合纳米颗粒30份和硅油60份。
33.其中，改性纳米纤维素为甲硅烷基化纳米纤维素，纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷的重量比为4：1；
34.制备方法为将纳米纤维素加入到乙醇溶液中，超声震荡，再加入甲基三甲氧基硅烷搅拌均匀，静置反应后，干燥即得；其中，超声时间为8min，搅拌速率为300r/min，搅拌时间为4min，静置时间为3h，乙醇的质量分数为70％，超声功率80w，乙醇的用量为纳米纤维素重量的20倍，室温干燥。
35.其中，复合纳米颗粒由壳聚糖、己二酸酐、纳米银和纳米蒙脱土制备得到，重量比依次为1：3：0.3：2；
36.制备方法为将壳聚糖加入到乙酸溶液中，再加入己二酸酐搅拌，静置反应，加入乙醇和碳酸钠饱和溶液中，用乙醇洗至中性，再加入纳米银和纳米蒙脱土，超声震荡，过滤得到丝状物，蒸馏水洗涤三次，真空干燥，得到复合纳米颗粒；乙酸溶液的质量分数为5％，乙酸的用量为壳聚糖重量的30倍，乙醇的质量分数为70％，超声功率为80w，超声时间为3min，真空干燥时间为4h；静置反应温度为25℃，搅拌时间为50min，搅拌速率为60r/min，静置反应时间为8h，真空干燥温度为45℃。
37.烘焙纸1#的制备方法包括以下步骤：
38.(1)将改性纳米纤维素、复合纳米颗粒和硅油混合，搅拌均匀并加热；
39.(2)将步骤(1)得到的涂料使用涂布机均匀涂布在纤维原纸上，再进行烘干，烘干后进行压光、收卷和分切得到抗菌耐油的烘焙纸1#。
40.其中，步骤(1)中加热温度为60℃，搅拌转速为150r/min，搅拌时间为8min；步骤(2)中涂布量为2g/m2，烘干温度为70℃。
41.实施例2烘焙纸2#
42.烘焙纸2#由纤维原纸和涂布在纤维原纸表面的改性涂层组成，按照重量份数计，改性涂层由以下原料制备而成：改性纳米纤维素10份、复合纳米颗粒20份和硅油50份。
43.其中，改性纳米纤维素为甲硅烷基化纳米纤维素，纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷的重量比为3：1；
44.制备方法为将纳米纤维素加入到乙醇溶液中，超声震荡，再加入甲基三甲氧基硅烷搅拌均匀，静置反应后，干燥即得；其中，超声时间为5min，搅拌速率为200r/min，搅拌时间为2min，静置时间为2h，乙醇的质量分数为70％，超声功率80w，乙醇的用量为纳米纤维素重量的20倍，室温干燥。
45.其中，复合纳米颗粒由壳聚糖、己二酸酐、纳米银和纳米蒙脱土制备得到，重量比依次为1：2：0.2：1；
46.制备方法为将壳聚糖加入到乙酸溶液中，再加入己二酸酐搅拌，静置反应，加入乙醇和碳酸钠饱和溶液中，用乙醇洗至中性，再加入纳米银和纳米蒙脱土，超声震荡，过滤得
到丝状物，蒸馏水洗涤三次，真空干燥，得到复合纳米颗粒；乙酸溶液的质量分数为5％，乙酸的用量为壳聚糖重量的30倍，乙醇的质量分数为70％，超声功率为80w，超声时间为3min，真空干燥时间为3h；静置反应温度为25℃，搅拌时间为40min，搅拌速率为50r/min，静置反应时间为5h，真空干燥温度为40℃。
47.烘焙纸2#的制备方法包括以下步骤：
48.(1)将改性纳米纤维素、复合纳米颗粒和硅油混合，搅拌均匀并加热；
49.(2)将步骤(1)得到的涂料使用涂布机均匀涂布在纤维原纸上，再进行烘干，烘干后进行压光、收卷和分切得到抗菌耐油的烘焙纸2#。
50.其中，步骤(1)中加热温度为50℃，搅拌转速为100r/min，搅拌时间为5min；步骤(2)中涂布量为1.5g/m2，烘干温度为60℃。
51.实施例3烘焙纸3#
52.烘焙纸3#由纤维原纸和涂布在纤维原纸表面的改性涂层组成，按照重量份数计，改性涂层由以下原料制备而成：改性纳米纤维素20份、复合纳米颗粒40份和硅油80份。
53.其中，改性纳米纤维素为甲硅烷基化纳米纤维素，纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷的重量比为5：1；
54.制备方法为将纳米纤维素加入到乙醇溶液中，超声震荡，再加入甲基三甲氧基硅烷搅拌均匀，静置反应后，干燥即得；其中，超声时间为10min，搅拌速率为400r/min，搅拌时间为5min，静置时间为5h，乙醇的质量分数为70％，超声功率80w，乙醇的用量为纳米纤维素重量的20倍，室温干燥。
55.其中，复合纳米颗粒由壳聚糖、己二酸酐、纳米银和纳米蒙脱土制备得到，重量比依次为1：4：0.5：3；
56.制备方法为将壳聚糖加入到乙酸溶液中，再加入己二酸酐搅拌，静置反应，加入乙醇和碳酸钠饱和溶液中，用乙醇洗至中性，再加入纳米银和纳米蒙脱土，超声震荡，过滤得到丝状物，蒸馏水洗涤三次，真空干燥，得到复合纳米颗粒；乙酸溶液的质量分数为5％，乙酸的用量为壳聚糖重量的30倍，乙醇的质量分数为70％，超声功率为80w，超声时间为3min，真空干燥时间为5h；静置反应温度为25℃，搅拌时间为60min，搅拌速率为80r/min，静置反应时间为10h，真空干燥温度为50℃。
57.烘焙纸3#的制备方法包括以下步骤：
58.(1)将改性纳米纤维素、复合纳米颗粒和硅油混合，搅拌均匀并加热；
59.(2)将步骤(1)得到的涂料使用涂布机均匀涂布在纤维原纸上，再进行烘干，烘干后进行压光、收卷和分切得到抗菌耐油的烘焙纸3#。
60.其中，步骤(1)中加热温度为80℃，搅拌转速为200r/min，搅拌时间为10min；步骤(2)中涂布量为2.5g/m2，烘干温度为80℃。
61.对比例1#对比烘焙纸1#
62.对比例1与实施例1的不同之处在于：对比例1中不使用甲基三甲氧基硅烷。
63.对比例2#对比烘焙纸2#
64.对比例2与实施例1的不同之处在于：对比例2中不使用己二酸酐。
65.对比例3#对比烘焙纸3#
66.对比例3与实施例1的不同之处在于：对比例3中不使用壳聚糖和己二酸酐。
67.对比例4#对比烘焙纸4#
68.对比例4与实施例1的不同之处在于：对比例4中不使用纳米蒙脱土。
69.对比例5#对比烘焙纸5#
70.对比例5与实施例1的不同之处在于：对比例5中纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷的重量比为1：1。
71.对比例6#对比烘焙纸6#
72.对比例6与实施例1的不同之处在于：对比例6中壳聚糖与己二酸酐的重量比为1：6。
73.实施例4性能表征
74.1.力学性能测试
75.(1)将烘焙纸1#-3#和对比烘焙纸1#-6#按照gb/t 12914进行抗张强度的测试；
76.(2)分别取烘焙纸1#-3#和对比烘焙纸1#-6#裁剪成长15cm，宽2cm大小，选用宽度为2cm的普通胶带，将两者进行粘结重合，长度为10cm，在拉力机上进行测试，测试剥离力，其数值记为剥离强度，单位为n。重复3次取平均值。各项结果如表1所示。
77.表1力学性能测定
[0078][0079][0080]
结果表明，使用本技术所限定原料和方法制备得到的烘焙纸1#-3#抗张强度优异，剥离强度低，表明其易剥离，不易与食物粘连。
[0081]
对比烘焙纸1#性能较差，分析为纤维素未改性，力学性能差；对比烘焙纸2#壳聚糖未改性，性能较差；对比烘焙纸3#不使用壳聚糖和己二酸酐，最终无法形成分散均匀的复合纳米颗粒，性能较差；对比烘焙纸4#不使用纳米蒙脱土，最终性能较差；对比烘焙纸5#纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷的重量比不在本技术限定范围内，最终性能较差；对比烘焙纸
6#壳聚糖与己二酸酐的重量比不在本技术限定范围内，最终性能较差。
[0082]
2.抗菌性能测试
[0083]
将烘焙纸1#-3#和对比烘焙纸1#-6#按照gb/t 21866进行抗菌率的检测，结果如表2所示。
[0084]
表2抗菌实验测定
[0085][0086][0087]
结果表明，使用本技术所限定原料和方法制备得到的烘焙纸1#-3#抗菌效果优异，当日抗菌率均在99.8％以上，并且持续抗菌能力强，一个月后抗菌率仍达98％以上，可多次重复使用。
[0088]
3.耐热、耐油性能测试
[0089]
根据tappi标准t559pm-96，对烘焙纸1#-3#和对比烘焙纸1#-6#的防油等级进行测定。根据qb/t1010-2010对烘焙纸1#-3#和对比烘焙纸1#-6#的耐高温性能进行测。结果如表3所示。
[0090]
表3耐油、耐热测试
[0091][0092][0093]
结果表明，使用本技术所限定原料和方法制备得到的烘焙纸1#-3#耐油性能优异，耐油等级均在11以上，并且耐高温性能优异，最高使用温度均在250℃以上。
[0094]
以上所述，仅为本技术的实施例而已，本技术的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本技术的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征：1.一种抗菌耐油的烘焙纸，其特征在于，包括纤维原纸和涂布在纤维原纸表面的改性涂层；按照重量份数计，所述改性涂层由以下原料制备而成：改性纳米纤维素10-20份、复合纳米颗粒20-40份和硅油50-80份；其中，所述改性纳米纤维素为甲硅烷基化纳米纤维素，所述复合纳米颗粒由壳聚糖、己二酸酐、纳米银和纳米蒙脱土制备得到。2.根据权利要求1所述的烘焙纸，其特征在于，甲硅烷基化纳米纤维素由纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷制备而成。3.根据权利要求2所述的烘焙纸，其特征在于，纳米纤维素和甲基三甲氧基硅烷的重量比为(3-5)：1。4.根据权利要求3所述的烘焙纸，其特征在于，改性纳米纤维素的制备方法为将纳米纤维素加入到乙醇溶液中，超声震荡，再加入甲基三甲氧基硅烷搅拌均匀，静置反应后，干燥即得。5.根据权利要求4所述的烘焙纸，其特征在于，超声时间为5-10min，搅拌速率为200-400r/min，搅拌时间为2-5min，静置时间为2-5h。6.根据权利要求1所述的烘焙纸，其特征在于，壳聚糖、己二酸酐、纳米银与纳米蒙脱土的重量比为1：(2-4)：(0.2-0.5)：(1-3)。7.根据权利要求6所述的烘焙纸，其特征在于，复合纳米颗粒的制备方法为将壳聚糖加入到乙酸溶液中，再加入己二酸酐搅拌，静置反应，加入乙醇和碳酸钠饱和溶液中，用乙醇洗至中性，再加入纳米银和纳米蒙脱土，超声震荡，过滤得到丝状物，蒸馏水洗涤三次，真空干燥，得到复合纳米颗粒。8.根据权利要求7所述的烘焙纸，其特征在于，静置反应温度为25℃，搅拌时间为40-60min，搅拌速率为50-80r/min，静置反应时间为5-10h，真空干燥温度为40-50℃。9.一种如权利要求1-8中任一所述的抗菌耐油的烘焙纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将改性纳米纤维素、复合纳米颗粒和硅油混合，搅拌均匀并加热；(2)将步骤(1)得到的涂料使用涂布机均匀涂布在纤维原纸上，再进行烘干，烘干后进行压光、收卷和分切得到所述抗菌耐油的烘焙纸。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中加热温度为50-80℃，搅拌转速为100-200r/min，搅拌时间为5-10min；步骤(2)中涂布量为1.5-2.5g/m2，烘干温度为60-80℃。
技术总结本申请公开了一种抗菌耐油的烘焙纸及其制备方法，属于化学改性天然纤维技术领域，烘焙纸包括纤维原纸和涂布在纤维原纸表面的改性涂层；按照重量份数计，所述改性涂层由以下原料制备而成：改性纳米纤维素10-20份、复合纳米颗粒20-40份和硅油50-80份；其中，所述改性纳米纤维素为甲硅烷基化纳米纤维素，所述复合纳米颗粒由壳聚糖、己二酸酐、纳米银和纳米蒙脱土制备得到。脱土制备得到。
技术研发人员：张汉圣 王玉刚 杨钦智 潘秀芳 高强强 张涛
受保护的技术使用者：山东润佳新材料有限公司
技术研发日：2022.09.15
技术公布日：2022/12/5
