一种抗菌石墨烯布料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种抗菌石墨烯布料及其制备方法，该布料包括亲肤层与抗菌层，所述抗菌层通过粘合层与亲肤层粘接，所述抗菌层由亲水性纤维与抗菌改性纤维均匀混合后制备而成，制备抗菌改性纤维的原料纤维为亲水性纤维；本发明专利技术所述抗菌层由亲水性纤维与抗菌改性纤维均匀混合后制备而成，其中抗菌改性纤维是以亲水纤维为原料，通过里层抗菌剂对纤维进行初步改性，然后以分散性良好的氧化石墨烯作为原料制备氧化石墨烯分散液，使氧化石墨烯均匀分布在纤维表面，再对氧化石墨烯进行还原，使纤维表面的氧化石墨烯还原为石墨烯，使石墨烯在纤维表面均匀分布，从而提升了抗菌改性纤维的抗菌性能以及其疏水性，升其有效使用寿命。

An antibacterial graphene cloth and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌石墨烯布料及其制备方法
本专利技术属于纺织品
，具体的，涉及一种抗菌石墨烯布料及其制备方法。
技术介绍
随着纺织工业的快速发展，根据人们的需要，通过对布料原料以及加工工艺进行改进，使制备得到的布料能够满足人们的特殊需求，这也大大促进的纺织行业的更新与发展，在具有特殊性能的布料中，抗菌布料由于在多方面均具有较大的实用价值，在纺织
发展较快，在现有技术中，抗菌布料主要是通过在布料中添加具有抗菌性质的纤维材料或者对布料的原料纤维进行改性，其中前者由于抗菌性质的纤维难以均匀分散并起到明显的效果，后者中具有代表性的是通过纳米银对纤维进行改性，使纤维具有良好的抗菌性能，但是其成本较高，而且纳米银与纤维结合强度较差，在布料的使用过程中，纳米银会逐渐脱落，造成抗菌效果快速下降。石墨烯是一种具有良好抗菌效果的材料，但是同时石墨烯具有超疏水性能，因此在通过石墨烯对纤维进行处理时，在水环境下难以将石墨烯进行分散，而采用有机溶剂又会导致加工环境以及布料安全问题，为了提供一种添加有石墨烯，具有良好的抗菌效果的布料，本专利技术提供了以下技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗菌石墨烯布料及其制备方法。本专利技术需要解决的技术问题为：在现有技术中，通过纳米银等材料对纤维原料进行改性制备得到的抗菌布料在使用时，虽然具有良好的抗菌效果，但是纳米银颗粒无法与纤维形成紧密的结合，从而导致随着洗涤次数的增加，纳米银颗粒会逐渐脱落，导致抗菌布料的抗菌效果快速、明显的下降。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种抗菌石墨烯布料，包括亲肤层与抗菌层，所述抗菌层通过粘合层与亲肤层粘接；所述抗菌层由亲水性纤维与抗菌改性纤维均匀混合后制备而成，其中亲水性纤维与抗菌改性纤维之间的重量比为4-8:1，制备抗菌改性纤维的原料纤维为亲水性纤维，所述亲水性纤维为亲水的植物纤维或动物纤维，具体的，亲水的植物纤维或动物纤维为棉纤维、麻纤维、蚕丝或羊毛纤维；所述亲肤层由亲肤纤维加工制备而成，所述亲肤纤维为棉纤维、麻纤维、蚕丝或羊毛纤维，该布料在使用时，亲肤层一面与人体皮肤贴合；所述粘合层由热熔纤维与中空纤维均匀混合后加工制成，其中热熔纤维与中空纤维的质量比为1.5-2.2:1，且热熔纤维与中空纤维的长度均不超过10mm；该抗菌石墨烯布料的制备方法为：步骤一、以抗菌改性纤维为原料，通过针刺热轧加工形成针刺无纺布，该针刺无纺布为抗菌层；步骤二、将热熔性纤维与中空纤维均匀混合形成混合纤维后，通过气流成网技术将混合纤维凝聚在抗菌层的一面上形成粘合层；步骤三、通过气流成网技术将亲肤纤维均匀凝聚在粘合层表面得到中间体，对中间体进行加热，使热熔纤维受热软化起到连接抗菌层与亲肤层的效果，然后在低温环境下对中间体进行冷却降温，最后通过辊压压平中间体，得到成品的抗菌石墨烯布料。所述抗菌改性纤维的制备方法为：S1、将粉状竹炭加入球磨机中，在260-320r/min的转速下以N，N-二甲基甲酰胺作为润湿剂湿磨3-5h，降低粉状竹炭的颗粒粒径，其中粉状竹炭与N，N-二甲基甲酰胺的重量比为1:0.3-0.5，处理后的粉状竹炭不进行干燥；S2、将上一步骤中处理得到的粉状竹炭加入硝酸银溶液中浸泡10-13分钟，浸泡过程中进行超声处理，浸泡完成后，通过紫外光照射至硝酸银溶液完全转化为黑色后，固液分离后烘干干燥，得到负载有纳米银离子的粉状竹炭；在该步骤中，通过将粉末状态的竹炭加入硝酸银溶液中，使竹炭的微孔结构充分吸收有硝酸银溶液，然后通过紫外光照射处理，使硝酸银还原生成纳米银颗粒，从而实现纳米银颗粒在竹炭的微孔结构中的均匀分布；S3、配制质量浓度为5％-8％的聚乙烯醇水溶液，然后向其中加入丝胶蛋白，搅拌混合至丝胶蛋白完全溶解后，向其中加入上一步骤处理得到的负载有纳米银离子的粉状竹炭，搅拌混合均匀后再向其中加入柠檬酸，均匀混合后得到里层抗菌剂，其中柠檬酸在里层抗菌剂中的质量浓度为0.3％-1％，改性丝胶蛋白在里层抗菌剂中的添加浓度为4％-8％；以柠檬酸作为交联剂，聚乙烯醇与丝胶蛋白能够交联固化形成一层固化膜，其中负载有纳米银颗粒的粉末状竹炭以及丝胶蛋白均具有良好的抗菌效果；S4、将原料纤维加入里层抗菌剂中浸泡5-7min，是纤维单丝的表面均被里层抗菌剂润湿，浸泡结束后将原料纤维与里层抗菌剂分离，对原料纤维进行烘干干燥，得到初改性纤维；在该步骤中，里层抗菌剂在原料纤维的表面固化形成有一层固化膜，提供了良好的抗菌能力；S5、通过超声处理将氧化石墨烯分散去离子水中，其中氧化石墨烯在去离子水中的浓度为0.8-1mg/L，氧化石墨烯的尺寸小于等于10μm，然后将上一步骤处理得到的初改性纤维加入氧化石墨烯分散液中，使初改性纤维完全浸润在氧化石墨烯分散液中1-1.5h，浸润过程中采用超声处理，使氧化石墨烯能够均匀分散；该步骤中以分散性良好的氧化石墨烯作为原料制备氧化石墨烯分散液，使氧化石墨烯均匀分布在纤维表面；S6、将初改性纤维取出沥水、烘干、开松后加入密封蒸汽室中，向蒸汽室中通入惰性气体，排出密封蒸汽室中的空气，向密封蒸汽室中通入氢碘酸的高温蒸汽，蒸汽温度为127-180℃，反应时间为0.5-3h；通过对氧化石墨烯进行还原，使纤维表面包裹的氧化石墨烯转化为石墨烯；S7、取出上一步骤中得到的初改性纤维，烘干干燥后得到抗菌改性纤维。所述硝酸银溶液的制备方法为：取硝酸银与聚乙烯吡咯烷酮加入N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌至硝酸银充分溶解，其中硝酸银在N，N-二甲基甲酰胺中的质量浓度为4g/L，聚乙烯吡咯烷酮在N，N-二甲基甲酰胺中的质量浓度为4-10g/L。本专利技术的有益效果：本专利技术所述抗菌层由亲水性纤维与抗菌改性纤维均匀混合后制备而成，其中抗菌改性纤维是以亲水纤维为原料，通过里层抗菌剂对纤维进行初步改性，然后再通过石墨烯对其进行二次改性，其中里层抗菌剂是通过将粉末状态的竹炭加入硝酸银溶液中，使竹炭的微孔结构充分吸收有硝酸银溶液，然后通过紫外光照射处理，使硝酸银还原生成纳米银颗粒，从而实现纳米银颗粒在竹炭的微孔结构中的均匀分布，从而提升纳米银的均匀分布，然后再以柠檬酸作为交联剂，聚乙烯醇与丝胶蛋白能够交联固化形成一层固化膜，该固化膜中负载有纳米银颗粒的粉末状竹炭以及丝胶蛋白均具有良好的抗菌效果，同时通过聚乙烯醇与丝胶蛋白的交联固化能够对竹炭以及竹炭中的纳米银进行固定；在这之后，以分散性良好的氧化石墨烯作为原料制备氧化石墨烯分散液，使氧化石墨烯均匀分布在纤维表面，再对氧化石墨烯进行还原，使纤维表面包裹的氧化石墨烯转化为石墨烯，在纤维表面形成一层石墨烯层，在提升了纤维的抗菌效果的同时，提升了纤维的疏水能力，避免里层抗菌剂形成的固化膜长期处于潮湿状态，导致老化失效较快，同时表面包裹的石墨烯使抗菌改性纤维具有良好的抗静电与保暖效果，其良好的抗菌、抗静电与保暖效果使本专利技术所述布料适用于床单、被套、床笠与服装等亲近人体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌石墨烯布料，其特征在于，包括亲肤层与抗菌层，所述抗菌层通过粘合层与亲肤层粘接，亲肤层一面与人体皮肤贴合；/n所述抗菌层由亲水性纤维与抗菌改性纤维均匀混合后制备而成，其中亲水性纤维与抗菌改性纤维之间的重量比为4-8:1，制备抗菌改性纤维的原料纤维为亲水性纤维；/n所述亲肤层由亲肤纤维加工制备而成；/n所述粘合层由热熔纤维与中空纤维均匀混合后加工制成，其中热熔纤维与中空纤维的质量比为1.5-2.2:1，且热熔纤维与中空纤维的长度均不超过10mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗菌石墨烯布料，其特征在于，包括亲肤层与抗菌层，所述抗菌层通过粘合层与亲肤层粘接，亲肤层一面与人体皮肤贴合；
所述抗菌层由亲水性纤维与抗菌改性纤维均匀混合后制备而成，其中亲水性纤维与抗菌改性纤维之间的重量比为4-8:1，制备抗菌改性纤维的原料纤维为亲水性纤维；
所述亲肤层由亲肤纤维加工制备而成；
所述粘合层由热熔纤维与中空纤维均匀混合后加工制成，其中热熔纤维与中空纤维的质量比为1.5-2.2:1，且热熔纤维与中空纤维的长度均不超过10mm。


2.根据权利要求1所述的一种抗菌石墨烯布料，其特征在于，所述亲水性纤维为棉纤维、麻纤维、蚕丝或羊毛纤维，所述亲肤纤维为棉纤维、麻纤维、蚕丝或羊毛纤维。


3.一种抗菌石墨烯布料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、以抗菌改性纤维为原料，通过针刺热轧加工形成针刺无纺布，该针刺无纺布为抗菌层；
步骤二、将热熔性纤维与中空纤维均匀混合形成混合纤维后，通过气流成网技术将混合纤维凝聚在抗菌层的一面上形成粘合层；
步骤三、通过气流成网技术将亲肤纤维均匀凝聚在粘合层表面得到中间体，对中间体进行加热，使热熔纤维受热软化起到连接抗菌层与亲肤层的效果，然后在低温环境下对中间体进行冷却降温，最后通过辊压压平中间体，得到成品的抗菌石墨烯布料。


4.根据权利要求3所述的一种抗菌石墨烯布料的制备方法，其特征在于，所述抗菌改性纤维的制备方法为：
S1、制备里层抗菌剂；
S2、将原料纤维加入里层抗菌剂中浸泡5-7min，浸泡结束后将原料纤维与里层抗菌剂分离，对原料纤维进行烘干干燥，得到初改性纤维；
S3、通过超声处理将氧化石墨烯分散去离子水中，其中氧化石墨烯在去离子水中的浓度为0.8-1mg/L，氧化石墨烯的尺寸小于等于10...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国成，
申请(专利权)人：刘国成，
类型：发明
国别省市：江苏;32