技术摘要：
本发明公开了一种光触媒保鲜塑料膜，其特征在于，由内外两层组成，其中外层为透明透气层，内层为光触媒功能层；所述透明透气层包含有吸湿材料0.5‑5%与塑料基体95%‑99%；所述光触媒功能层包含复合光触媒颗粒0.1‑5%，吸湿材料0.5‑5%，塑料基体95%‑99%；所述复合光触  全部
背景技术：
随着人们生产水平的进步，瓜果、蔬菜、肉类等食物的产量逐步提高，剩余食物的 数量也越来越多，那么剩余食物的储存自然成为必须解决的问题。现有的保鲜包装材料多 为普通塑料膜，对保鲜、杀菌功能方面做得很不到位，造成在现实生活中大量食物中的细 菌、霉菌大量滋生，这造成了很大的资源浪费，同时容易引起疾病。 对于具有保鲜能力的塑料膜的研究工作，近年来十分流行。中国专利 CN103881212A的中国发明专利公开了一种食品保鲜膜，以高分子树脂基膜与抗氧化剂活性 成分BHA(丁基羟基茴香醚)、BHT(2  ,6-二叔丁基对甲酚)为原料挤出吹塑成膜。所得保鲜膜 有效延缓冷鲜肉氧化，抑制汁液流失并起到杀菌作用。然而，其保鲜效果及抑菌效果仅是以 冷鲜肉为实验对象研究，缺乏普适性；且所添加抗氧化剂为化学合成，使用中难免对人体健 康产生负面影响。因此，研发人员偏向于使用无机抗菌剂作为保鲜膜开发中的主要功能材 料。 现有使用无机抗菌剂制备塑料膜的相关技术，举例如下：中国专利CN1467245A公 开的一种果蔬保鲜塑料薄膜，其结构包含了无机透湿剂、包含光触媒在内的无机抗菌剂、包 含高锰酸钾在内的乙烯气体吸收剂、偶联剂、分散剂、添加剂等等；中国专利CN108424579A 公开的一种保鲜膜，结构中包含了光触媒和负载金银花提取物以及陈皮提取物的壳聚糖。 然而，现有技术在使用光触媒时，都是直接将光触媒纳米颗粒添加进塑料中，只考虑获得杀 菌保鲜效果，而没有考虑光触媒对塑料的损伤。由于光催化作用的普适性，塑料中的光触媒 粒子，容易在杀菌保鲜的同时，降解自身周边的塑料分子，从而造成光触媒对塑料薄膜本身 的损伤，使得塑料膜变脆、变黄、老化等，从而大大降低薄膜使用寿命。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种光触媒保鲜塑料膜。 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种光触媒保鲜塑料膜，由内外两层 组成，其中外层为透明透气层，内层为光触媒功能层； 所述透明透气层包含有吸湿材料0.5-5%与塑料基体95%-99%； 所述光触媒功能层包含复合光触媒颗粒0.1-5%，吸湿材料0.5-5%，塑料基体95%-99%； 所述复合光触媒颗粒微观结构上为三层核壳包裹结构的纳米颗粒，由外到内分别为多 孔外壳层、光触媒外壳层和高锰酸钾内核。 作为优选，所述光触媒保鲜塑料膜的成膜工艺为流延成膜工艺或吹塑成膜工艺。 作为优选，所述复合光触媒颗粒的粒径为0.5-25微米；其中，所述多孔外壳层组成 为纳米羟基磷灰石、纳米沸石、海泡石、硅藻土中的至少一种，多孔外壳层的厚度为0.1-10 微米；所述光触媒外壳层组成为纳米二氧化钛、掺杂二氧化钛、氧化锌、钒酸铋、氮化碳、氮 3 CN 111590990 A 说　明　书 2/4 页 化钛、石墨烯中的至少一种，光触媒外壳层厚度为0.1-10微米；所述高锰酸钾内核是由高锰 酸钾粉体经过高能球磨或砂磨的方法研磨而成的纳米颗粒，该纳米颗粒的粒径为0.1-5微 米。 作为优选，所述吸湿材料为无机超细粉体，组成为碳酸钙、蒙脱土、电气石、生石灰 中的一种及其一种以上的混合物；所述塑料基体为聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸 乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。 作为优选，所述掺杂二氧化钛是在二氧化钛中掺杂银、铜、铁或其它具有可见光效 应的金属。 作为优选，所述吸湿材料颗粒粒径小于5微米，比表面积大于200m2/g。 作为优选，所述光触媒保鲜塑料膜的制备工艺，以吹塑成膜工艺为例，包括以下步 骤： 步骤A  制备复合光触媒颗粒： 步骤1)  称取高猛酸钾粉体，配制质量分数10%的高猛酸钾丙酮溶液，通过使用0.2mm砂 磨球进行砂磨10小时，获得分散液，使用粒度仪测试颗粒尺寸200nm； 步骤2) 吸取分散液100g，按照原子摩尔比为Ti:Mn  =  10:1的比例准确称取四氯化钛 加入到分散液中，并添加1g硝酸银，恒定温度、转速下缓慢滴加氨水控制PH并充分水解，离 心、过滤、烘干获得锐钛矿型二氧化钛包覆的高锰酸钾复合粉体； 步骤3)  复合粉体与纳米沸石按照质量比1:5进行称取，并充分研磨混合，转入马弗炉 中，300℃下烧结1h后，砂磨破碎即获得复合光触媒颗粒； 步骤B  总重以100公斤计，称取塑料基体粉95公斤，1500目超细碳酸钙4.5公斤，复合光 触媒颗粒0.5公斤，加入到拌料机中充分搅拌混合均匀，投入到双螺杆挤出造粒机，获得内 层膜塑料母粒； 步骤C  总重以100公斤计，称取塑料基体粉95公斤，1500目超细碳酸钙5公斤，加入到拌 料机中充分搅拌混合均匀，投入到双螺杆挤出造粒机，获得外层膜塑料母粒； 步骤D  总重以100公斤计，称取内层塑料母粒20公斤，外层塑料母粒80公斤，加入到共 挤出吹塑设备中进行吹塑成形，获得保鲜塑料薄膜结构。 其中，所述复合光触媒纳米颗粒中的多孔外壳层起到吸附和保护的双重作用，其 作用机理如下： 首先，由于多孔物质的存在，对于促进瓜果催熟的乙烯等小分子气体起到良好的吸附 作用，可大大延长被吸附的小分子气体与光触媒的作用时间，提升光催化反应的反应速率 并促进催化反应的完全进行，避免中间产物的产生； 再者，多孔物质对于细菌、真菌等小分子也具有良好的附着作用，吸引细菌、真菌朝向 塑料薄膜以及光触媒纳米颗粒方向运动，从而起到灭菌作用，表示多孔层对细菌的吸引吸 附作用； 最后也是最重要的一点，由于多孔物质包覆住了光触媒颗粒，使得光触媒颗粒实际上 并没有与塑料薄膜直接接触，由于光催化反应的局域性，即光催化反应仅发生在光触媒颗 粒周围很小的范围内，这一结构的采用将大大降低光触媒纳米颗粒对塑料薄膜基体的损 伤，从而大大提高了保鲜膜的使用寿命。 所述光触媒功能层组成为纳米二氧化钛、掺杂二氧化钛、氧化锌、钒酸铋、氮化碳、 4 CN 111590990 A 说　明　书 3/4 页 氮化钛、石墨烯中的至少一种，光触媒层厚度为0.1-10微米；所述二氧化钛使用掺杂银、铜、 铁等具有可见光效应的二氧化钛作为光触媒层，掺杂二氧化钛可以使激发光催化能力的波 长范围从紫外延伸至可见光，使材料在灯光下也具有不错的抗菌效果； 该光触媒功能层由钛酸四丁酯或四氯化钛，钛酸四丁酯或四氯化钛遇水就会直接变成 二氧化钛，在混合有高锰酸钾纳米颗粒的丙酮溶液中水解得到，从而实现直接包覆于高锰 酸钾颗粒表面，并通过搅拌速率、滴水速率等工艺条件的控制，获得指定厚度的壳层的结 构，光触媒功能层为主要的杀菌、降解乙烯等催熟气体的功能层。 所述高锰酸钾内核是由高锰酸钾粉体经高能球磨或砂磨的方法研磨而成的纳米 颗粒，粒径0.1-5微米，高能球磨或砂磨的过程在丙酮溶液中进行，并添加合适的分散剂，获 得指定粒径的高锰酸钾丙酮纳米分散液；使用高锰酸钾作为内核，首先是由于高锰酸钾是 一种良好的乙烯气体吸收剂，可极大程度上吸引乙烯气体，促进其经过多孔层和光触媒层 并进行充分的反应，从而起到对瓜果、蔬菜等产品减缓催熟的功效；其次是因为高锰酸钾具 有酸性和强氧化性，这对于光触媒的光催化反应也能起到催化作用，可加速光触媒中羟基 自由基等强氧化基团的产生，从而大大提高光触媒层的催化反应速率，提升杀菌和降解气 体的能力。 另外，由于透明透气层不与食品直接接触，因此无需使用光触媒颗粒，从而可有效 降低成本，可用塑料工艺中多层共挤出的工艺实现薄膜内层外层的区别化生产。 本发明所述光触媒保鲜塑料膜，由于涉及乙烯等催熟气体的降解、光催化反应的 进行，因此要求光触媒保鲜塑料膜具备透气稀释的作用，故采用吸湿透气材料。 由于采用了上述技术方案，本发明通过添加复合光触媒功能层来制备新型保鲜塑 料膜，可实现食品的高效保鲜，并有效减少因光催化反应的发生引起的光触媒功能层对薄 膜的损伤，特别用于肉类、瓜果、蔬菜等产品的保鲜等。 附图说明 图1为本发明中复合光触媒颗粒的结构示意图。 图中：1、多孔外壳层，2、光触媒外壳层，3、高锰酸钾内核。