本发明属于书皮加工技术领域，具体涉及一种具有抗菌功能的薄膜书皮及其制备方法。
背景技术：
书皮是为了保护书籍，在书籍最外面再包上一层纸或布。最初用以束缚保护纸页大概最早的形式是以袋子为基础，假如袋内的内容，不用时场更换，便用绳或胶水，把内页固定于书皮内，在19世纪，人们用木板、皮革、金、银为书皮，原因那时书是很贵重的，随着技术的发展，输的价格下降，用木板等材料为书皮，不再合乎经济，取而代之的有不和纸，用布或纸，人们还可以在其上加以印刷，使书更加的精美。
但是目前的书皮功能单一，尤其在空气污染日益严重的情况下，很多学生在学习中也会受到污染空气的干扰，导致不能静心学习，并且书籍在长期的使用过程中，容易滋生细菌，对学生的身体健康造成很大的影响。同时，随着人们环保意识的增强，使用布或纸作为书皮进行包装，容易造成资源的浪费，不利于资源的可持续发展。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种具有抗菌功能的薄膜书皮及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种具有抗菌功能的薄膜书皮，按重量份组分如下：羧甲基纤维素钠5-8份、过硫酸铵1-2份、丙烯酸15-20份、n，n，-亚甲基双丙烯酰胺2-3份、改性纳米二氧化钛4-8份、聚乳酸6-10份、表面活性剂3-4份、硅烷偶联剂2-3份、填料1-2份、润滑剂1-3份、低密度聚乙烯4-5份。
优选地，一种具有抗菌功能的薄膜书皮，其中所述表面活性剂为非离子表面活性剂，选自脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或两种。
优选地，一种具有抗菌功能的薄膜书皮，其中所述填料为二氧化硅、碳酸钙、滑石粉中的一种或两种，填料的平均粒径在10-100μm。
4.如权利要求1所述的一种具有抗菌功能的薄膜书皮，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯中的一种或两种。
优选地，一种具有抗菌功能的薄膜书皮，其中所述改性纳米二氧化钛的制备方法如下：
1）将多孔硅加入到8-12倍量的蒸馏水中，在转速为1000-1300r/min下搅拌4-5h，然后移至-15--20℃的冷库中低温冷20-25h，经自然解冻后移至离心机中离心20-25min，离心速率为4000-5000r/min，然后去除上清液，烘干后进行研磨，过500目筛，备用，其中，冷冻-解冻重复2-3次；
2）将壳聚糖加入到乙酸溶液中，搅拌溶解后再加入经过处理的多孔硅，在500-800w超声波下振荡分散30-40min，再加入硝酸调节ph为5-6，搅拌均匀后得溶液a，其中硝酸的浓度为3-4mol/l；
3）将钛酸四丁酯加入到3-5倍量的浓度为60-80%的乙醇溶液中，搅拌溶解后加入到溶液a中，在转速为1000-1500r/min下搅拌2-3h，然后经过滤，将固相产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤至中性，然后移至烘箱中加热至60-80℃，干燥至恒重后进行高温煅烧，即可制得改性纳米二氧化钛，其中煅烧温度为500-600℃，煅烧时间2-3h。
一种具有抗菌功能的薄膜书皮的制备方法，具体步骤如下：
1）将羧甲基纤维素钠加入到5-10倍量的蒸馏水中，加热至60-70℃，搅拌溶解后形成透明溶液，然后加入过硫酸铵，保温10-15min，再加入0.5-1.0mol/l的氢氧化钠调节ph为8.0-9.0，降温至40-45℃，再加入丙烯酸、n，n，-亚甲基双丙烯酰胺和改性纳米二氧化钛，混合后升温至70-80℃，恒温反应3-4h，待反应结束，移至70-80℃烘箱中干燥至恒重，粉碎后过100-200目筛，制得羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸/改性纳米二氧化钛复合树脂；
2）将聚乳酸、羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸/改性纳米二氧化钛复合树脂、表面活性剂、硅烷偶联剂混合后加入到高速混合机中进行混合，使其分散均匀，然后再加入填料、润滑剂、低密度聚乙烯，经双螺杆挤出机熔融共混后制得塑料颗粒；
3）将塑料颗粒干燥后经单螺杆挤出机挤出吹膜，然后经加工即可制得薄膜书皮。
优选地，一种具有抗菌功能的薄膜书皮的制备方法，其中步骤2）中，所述双螺杆挤挤出机的熔融温度为150-200℃，双螺杆挤出机的螺杆长径比为30-45:1。
优选地，一种具有抗菌功能的薄膜书皮的制备方法，其中步骤3）中，所述干燥的温度为60-70℃，干燥时间5-10h；所述单螺杆挤出机的吹膜温度为160-180℃，单螺杆挤出机的螺杆长径比为20-30:1，机头口径与膜管直径比为1:2-4。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明制备的薄膜书皮，制备简单、成本低，具有由于的抗菌抑菌性，可以有效的抑制细菌的滋生，有利于儿童的身心健康；首先，通过将多孔硅与蒸馏水混合搅拌后经冷冻、研磨处理，通过冷冻处理，可以使多孔硅中原本精密团聚的晶体束部分被解离，然后再经过研磨，则可以使晶体束进一步被解离，同时在机械力的作用下使得晶体束变短，从而增大多孔硅的比表面积和孔容，有利于纳米二氧化钛在壳聚糖的粘接作用下粘接在多孔硅的表面或孔隙中，从而提高改性纳米二氧化钛的抗菌性；其次，将羧甲基纤维素钠溶解后在引发剂过硫酸铵和交联剂n，n，-亚甲基双丙烯酰胺的作用下与丙烯酸发生接枝反应，并且与改性纳米二氧化钛复合形成羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸/改性纳米二氧化钛复合树脂，通过接枝复合反应，可以使改性纳米二氧化钛接枝在聚丙烯酸树脂上，从而赋予复合树脂优异的抗菌性，最终使得薄膜书皮达到优异抗菌性的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种具有抗菌功能的薄膜书皮，按重量份组分如下：羧甲基纤维素钠5份、过硫酸铵1份、丙烯酸15份、n，n，-亚甲基双丙烯酰胺2份、改性纳米二氧化钛4份、聚乳酸6份、表面活性剂3份、硅烷偶联剂2份、填料1份、润滑剂1份、低密度聚乙烯4份。
作为优选，其中所述表面活性剂为非离子表面活性剂，选自脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或两种。
作为优选，其中所述填料为二氧化硅、碳酸钙、滑石粉中的一种或两种，填料的平均粒径在10-30μm。
作为优选，其中所述润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯中的一种或两种。
作为优选，其中所述改性纳米二氧化钛的制备方法如下：
1）将多孔硅加入到8倍量的蒸馏水中，在转速为1000r/min下搅拌5h，然后移至-15℃的冷库中低温冷25h，经自然解冻后移至离心机中离心20min，离心速率为5000r/min，然后去除上清液，烘干后进行研磨，过500目筛，备用，其中，冷冻-解冻重复2次；
2）将壳聚糖加入到乙酸溶液中，搅拌溶解后再加入经过处理的多孔硅，在500w超声波下振荡分散40min，再加入硝酸调节ph为5，搅拌均匀后得溶液a，其中硝酸的浓度为4mol/l；
3）将钛酸四丁酯加入到3倍量的浓度为60%的乙醇溶液中，搅拌溶解后加入到溶液a中，在转速为1000r/min下搅拌3h，然后经过滤，将固相产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤至中性，然后移至烘箱中加热至60℃，干燥至恒重后进行高温煅烧，即可制得改性纳米二氧化钛，其中煅烧温度为500℃，煅烧时间3h。
一种具有抗菌功能的薄膜书皮的制备方法，具体步骤如下：
1）将羧甲基纤维素钠加入到5倍量的蒸馏水中，加热至60℃，搅拌溶解后形成透明溶液，然后加入过硫酸铵，保温10min，再加入0.5mol/l的氢氧化钠调节ph为8.0，降温至40℃，再加入丙烯酸、n，n，-亚甲基双丙烯酰胺和改性纳米二氧化钛，混合后升温至70℃，恒温反应4h，待反应结束，移至70℃烘箱中干燥至恒重，粉碎后过100目筛，制得羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸/改性纳米二氧化钛复合树脂；
2）将聚乳酸、羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸/改性纳米二氧化钛复合树脂、表面活性剂、硅烷偶联剂混合后加入到高速混合机中进行混合，使其分散均匀，然后再加入填料、润滑剂、低密度聚乙烯，经双螺杆挤出机熔融共混后制得塑料颗粒；
3）将塑料颗粒干燥后经单螺杆挤出机挤出吹膜，然后经加工即可制得薄膜书皮。
作为优选，其中步骤2）中，所述双螺杆挤挤出机的熔融温度为150℃，双螺杆挤出机的螺杆长径比为30:1。
作为优选，其中步骤3）中，所述干燥的温度为60℃，干燥时间10h；所述单螺杆挤出机的吹膜温度为160℃，单螺杆挤出机的螺杆长径比为20:1，机头口径与膜管直径比为1:2。
实施例2
一种具有抗菌功能的薄膜书皮，按重量份组分如下：羧甲基纤维素钠6份、过硫酸铵1.5份、丙烯酸17份、n，n，-亚甲基双丙烯酰胺2.5份、改性纳米二氧化钛6份、聚乳酸8份、表面活性剂3.5份、硅烷偶联剂2.5份、填料1.5份、润滑剂2份、低密度聚乙烯4.5份。
作为优选，其中所述表面活性剂为非离子表面活性剂，选自脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或两种。
作为优选，其中所述填料为二氧化硅、碳酸钙、滑石粉中的一种或两种，填料的平均粒径在30-60μm。
作为优选，其中所述润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯中的一种或两种。
作为优选，其中所述改性纳米二氧化钛的制备方法如下：
1）将多孔硅加入到10倍量的蒸馏水中，在转速为1100r/min下搅拌4.5h，然后移至-17℃的冷库中低温冷23h，经自然解冻后移至离心机中离心23min，离心速率为4500r/min，然后去除上清液，烘干后进行研磨，过500目筛，备用，其中，冷冻-解冻重复2次；
2）将壳聚糖加入到乙酸溶液中，搅拌溶解后再加入经过处理的多孔硅，在700w超声波下振荡分散35min，再加入硝酸调节ph为5.5，搅拌均匀后得溶液a，其中硝酸的浓度为3.5mol/l；
3）将钛酸四丁酯加入到4倍量的浓度为70%的乙醇溶液中，搅拌溶解后加入到溶液a中，在转速为1200r/min下搅拌2.5h，然后经过滤，将固相产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤至中性，然后移至烘箱中加热至70℃，干燥至恒重后进行高温煅烧，即可制得改性纳米二氧化钛，其中煅烧温度为550℃，煅烧时间2.5h。
一种具有抗菌功能的薄膜书皮的制备方法，具体步骤如下：
1）将羧甲基纤维素钠加入到7倍量的蒸馏水中，加热至65℃，搅拌溶解后形成透明溶液，然后加入过硫酸铵，保温12min，再加入0.7mol/l的氢氧化钠调节ph为8.5，降温至43℃，再加入丙烯酸、n，n，-亚甲基双丙烯酰胺和改性纳米二氧化钛，混合后升温至75℃，恒温反应3.5h，待反应结束，移至75℃烘箱中干燥至恒重，粉碎后过100目筛，制得羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸/改性纳米二氧化钛复合树脂；
2）将聚乳酸、羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸/改性纳米二氧化钛复合树脂、表面活性剂、硅烷偶联剂混合后加入到高速混合机中进行混合，使其分散均匀，然后再加入填料、润滑剂、低密度聚乙烯，经双螺杆挤出机熔融共混后制得塑料颗粒；
3）将塑料颗粒干燥后经单螺杆挤出机挤出吹膜，然后经加工即可制得薄膜书皮。
作为优选，其中步骤2）中，所述双螺杆挤挤出机的熔融温度为170℃，双螺杆挤出机的螺杆长径比为35:1。
作为优选，其中步骤3）中，所述干燥的温度为65℃，干燥时间7h；所述单螺杆挤出机的吹膜温度为170℃，单螺杆挤出机的螺杆长径比为25:1，机头口径与膜管直径比为1:3。
实施例3
一种具有抗菌功能的薄膜书皮，按重量份组分如下：羧甲基纤维素钠8份、过硫酸铵2份、丙烯酸20份、n，n，-亚甲基双丙烯酰胺3份、改性纳米二氧化钛8份、聚乳酸10份、表面活性剂4份、硅烷偶联剂3份、填料2份、润滑剂3份、低密度聚乙烯5份。
作为优选，其中所述表面活性剂为非离子表面活性剂，选自脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或两种。
作为优选，其中所述填料为二氧化硅、碳酸钙、滑石粉中的一种或两种，填料的平均粒径在60-100μm。
作为优选，其中所述润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚四氟乙烯中的一种或两种。
作为优选，其中所述改性纳米二氧化钛的制备方法如下：
1）将多孔硅加入到12倍量的蒸馏水中，在转速为1300r/min下搅拌4h，然后移至-20℃的冷库中低温冷20h，经自然解冻后移至离心机中离心25min，离心速率为4000r/min，然后去除上清液，烘干后进行研磨，过500目筛，备用，其中，冷冻-解冻重复3次；
2）将壳聚糖加入到乙酸溶液中，搅拌溶解后再加入经过处理的多孔硅，在800w超声波下振荡分散30min，再加入硝酸调节ph为6，搅拌均匀后得溶液a，其中硝酸的浓度为4mol/l；
3）将钛酸四丁酯加入到5倍量的浓度为80%的乙醇溶液中，搅拌溶解后加入到溶液a中，在转速为1500r/min下搅拌2h，然后经过滤，将固相产物用无水乙醇和蒸馏水交替洗涤至中性，然后移至烘箱中加热至80℃，干燥至恒重后进行高温煅烧，即可制得改性纳米二氧化钛，其中煅烧温度为600℃，煅烧时间2h。
一种具有抗菌功能的薄膜书皮的制备方法，具体步骤如下：
1）将羧甲基纤维素钠加入到10倍量的蒸馏水中，加热至70℃，搅拌溶解后形成透明溶液，然后加入过硫酸铵，保温10min，再加入1.0mol/l的氢氧化钠调节ph为9.0，降温至45℃，再加入丙烯酸、n，n，-亚甲基双丙烯酰胺和改性纳米二氧化钛，混合后升温至80℃，恒温反应3h，待反应结束，移至80℃烘箱中干燥至恒重，粉碎后过200目筛，制得羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸/改性纳米二氧化钛复合树脂；
2）将聚乳酸、羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸/改性纳米二氧化钛复合树脂、表面活性剂、硅烷偶联剂混合后加入到高速混合机中进行混合，使其分散均匀，然后再加入填料、润滑剂、低密度聚乙烯，经双螺杆挤出机熔融共混后制得塑料颗粒；
3）将塑料颗粒干燥后经单螺杆挤出机挤出吹膜，然后经加工即可制得薄膜书皮。
作为优选，其中步骤2）中，所述双螺杆挤挤出机的熔融温度为200℃，双螺杆挤出机的螺杆长径比为45:1。
作为优选，其中步骤3）中，所述干燥的温度为70℃，干燥时间5h；所述单螺杆挤出机的吹膜温度为180℃，单螺杆挤出机的螺杆长径比为30:1，机头口径与膜管直径比为1:4。
对比例1：去除改性纳米二氧化钛制备步骤1）中的低温冷冻，其余与实施例1相同。
对比例2：改性纳米二氧化钛制备步骤1）中的冷冻-解冻步骤只进行一次。
对比例3：去除改性纳米二氧化钛制备步骤1）中的研磨，其余与实施例1相同。
试验例：分别使用实施例1和对比例1-3制备的薄膜书皮，对照组选用市售的普通薄膜书皮，然后将薄膜书皮粉碎后添加到接种有肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌的培养基上，添加量为培养基重量的3%，一小时后统计培养基上细菌变化情况，记录结果如表一所示：
表一
从表一可以看出，实施例1中的培养基上细菌降低明显优于对比例1-3和对照组，由此可见，本发明制备的薄膜书皮具有很强的抗菌抑菌效果，可以有效的抑制细菌的滋生。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。