[发明专利]一种石墨烯抗菌无纺布及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯抗菌无纺布及其制备方法，该无纺布的原料按质量百分比计包含：高分子材料90％～99％，石墨烯材料0.1％～9.5％，表面活性剂0.1％～1％，添加剂0.1％～5％。该无纺布的制备方法包含：步骤1，称取各原料；步骤2，将高分子母粒进行研磨；步骤3，将高分子粉与石墨烯粉或氧化石墨烯粉、表面活性剂、添加剂混合，搅拌均匀；步骤4，将混合物加入到螺杆挤压机中，熔融，喷丝，冷却固化，最后将纤维收集在滚筒接收器上，形成石墨烯抗菌无纺布。本发明制备的石墨烯无纺布具有优异的抗菌、净化空气、除甲醛、除异味等功能，可以广泛应用在口罩、空调、空气净化器、车载净化器等滤网上面。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯无纺布及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯抗菌无纺布及其制备方法。

背景技术

石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。

综上所述，石墨烯是一种碳原子按六边形排列而成的二维材料，氧化石墨烯则是在石墨烯的表层具有羧基、环氧基、羟基等，含有基团修饰。由于氧化石墨烯制备工艺较简单，原材料成本低廉，同时在实际操作时氧化石墨烯与石墨烯相比更不易团聚，因此可广泛应用于大规模工业生产中。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯无纺布及其制备方法，该石墨烯无纺布可用在口罩、空调、空气净化器、车载净化器等表层，可过滤粒径大于0.1微米以上颗粒物，过滤效率达到95％以上，同时石墨烯具有抗菌功能，能够将吸附在滤网上细菌杀灭，保护人体健康。

为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯抗菌无纺布，其中，所述的无纺布的原料按质量百分比计包含：高分子材料90％～99％，石墨烯材料0.1％～9.5％，表面活性剂0.1％～1％，添加剂0.1％～5％。

上述的石墨烯抗菌无纺布，其中，所述的石墨烯材料包含机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法制备的任意一种石墨烯或氧化石墨烯。

上述的石墨烯抗菌无纺布，其中，所述的高分子材料包含聚丙烯、聚酰胺、聚酯中的任意一种。

上述的石墨烯抗菌无纺布，其中，所述的表面活性剂包含聚乙烯醇、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、甲基纤维素中的任意一种或多种。

上述的石墨烯抗菌无纺布，其中，所述的添加剂包含二乙烯三胺、六偏磷酸钠、赖氨酸、硝酸铁、碱式碳酸铜、碘化钾、硫代硫酸钠中的任意一种或多种。

本发明还提供了上述的石墨烯抗菌无纺布的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；其中高分子材料采用高分子母粒，石墨烯材料采用石墨烯粉或氧化石墨烯粉；步骤2，将步骤1中的高分子母粒进行研磨；步骤3，将步骤2所得的高分子粉与石墨烯粉或氧化石墨烯粉、表面活性剂、添加剂混合，通过搅拌器搅拌均匀；步骤4，将步骤3所得的混合物加入到螺杆挤压机中，将其熔融，然后经过熔体过滤器进入喷丝板，在高压热气流作用下，熔体被拉伸，形成超细长丝纤维，然后在外侧冷空气作用下冷却固化，最后将纤维收集在滚筒接收器上，形成石墨烯抗菌无纺布。

上述的石墨烯抗菌无纺布的制备方法，其中，所述的步骤2中，研磨后的高分子粉的粒径范围大于200目。

上述的石墨烯抗菌无纺布的制备方法，其中，所述的步骤3中，搅拌时间为15～30min。