[发明专利]一种抗菌的石墨烯聚氨酯复合海绵材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种抗菌的石墨烯聚氨酯复合海绵材料及其制备方法和应用，石墨烯聚氨酯复合海绵材料的制备原料包括：石墨烯、壳聚糖、纳米铈、多元醇、异氰酸酯和溶剂。本发明采用壳聚糖和纳米铈同时对石墨烯进行改性，二者协同作用，能够有效提高石墨烯的抗菌效果，仅添加少量的石墨烯便可以实现较好的抗菌效果，解决了石墨烯添加量多而导致的团聚问题，同时降低了成本。

技术领域

本发明涉及抗菌材料技术领域，尤其涉及一种抗菌的石墨烯聚氨酯复合海绵材料及其制备方法和应用。

背景技术

寝具是大部分人类在上面度过最长时间的地方，在传统养生的理念中，用户在睡眠时不仅仅是让大脑得到休息，也是身体修复五脏六腑的时分，所以睡眠质量的好坏不仅仅影响次日的精神状态，也严重影响长期的身体健康。

近年来，随着人民生活水平迅速提高和健康意识的日益增强，枕头、床垫之类的床上用品行业正迎来蓬勃发展的春天。很多寝具可以做到良好的透气效果，且经久耐用，常保弹性，提供全方面支撑，将身体重量平均吸覆，达到健康安稳舒适的睡眠。其中，聚氨酯海绵材料具有良好的透气性、慢回弹性、抗撕裂、耐磨等特性，常被应用于床垫、枕头等寝具中。

然而据医学报告指出，床垫、枕头、被褥、床褥等寝具是细菌和尘螨滋生的温床，尤其在潮湿阴霾的冬春季节。根据医学上的资料，有12％-16％的人有过敏症，而这些患者中有25％是由于家中尘蹒和细菌所引起的过敏；另外气喘症患者中高达90％以上是起因于家中尘蹒和细菌，严重危害到人民日常的健康生活。

CN111518386A公开了一种石墨烯泡棉及其生产工艺，石墨烯泡棉由以下质量百分比的材料制成：64.6％-90.7％聚氨酯颗粒，0.7％-0.9％水，0.3％-0.4％硅油整泡剂，0.5％-0.7％催化剂，0.3％-0.4％抗菌剂，5％-30％石墨烯，2.5％-3％特种聚醚多元醇，与普通发泡棉相比，具有更加优秀的透气性、回弹性、抗撕裂性、延伸率、柔软性、导热性、抗静电等性能，特别适用于鞋垫、床垫使用。但是这种石墨烯泡棉需要添加较高含量的石墨烯才能够实现较好的抗菌性能，但是石墨烯含量较高又会出现团聚的问题。

CN106832453A公开了一种石墨烯改性天然乳胶材料及其制备方法和应用，所述方法包括：将石墨烯材料与生产天然乳胶制品所需的至少一种助剂进行混合，研磨，得到混合物料；将得到的混合物料与天然乳胶进行混合，固化得到所述石墨烯改性天然乳胶材料。本发明通过首先将石墨烯材料与助剂进行混合，避免了石墨烯材料对天然乳胶的不利影响，使石墨烯材料得到更好的分散，增强材料的强度、抗撕裂度以及抗菌性能等，可用于各种乳胶制品的制备。该方案仅适用于乳胶材料，难以制备具有较高抗菌效果的聚氨酯海绵材料。

因此，本领域亟待开发一种新型的抗菌聚氨酯海绵材料，用于床垫、枕头等寝具中，提高抗菌性能，保证使用者的身体健康。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种抗菌的石墨烯聚氨酯复合海绵材料。所述石墨烯聚氨酯复合海绵材料中仅需要添加少量的石墨烯材料即可实现较好的抗菌效果，解决了因为石墨烯添加量较多而导致的团聚以及成本升高的问题。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种抗菌的石墨烯聚氨酯复合海绵材料，石墨烯聚氨酯复合海绵材料的制备原料包括：石墨烯、壳聚糖、纳米铈、多元醇、异氰酸酯和溶剂。

本发明采用壳聚糖和纳米铈协同作用对石墨烯进行改性，能够使石墨烯在聚氨酯合成过程中与其更好的相容，并且二者的改性能够加强石墨烯本身的抗菌效果，该体系中仅需要添加少量的石墨烯，即可实现较好的抗菌效果，解决了石墨烯添加量多而导致的团聚问题以及成本升高的问题。

优选地，所述石墨烯的添加量占所述制备原料总质量的2％-4％，例如2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％等。