一种多色石墨烯抗菌液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种多色石墨烯抗菌液及其制备方法和应用，本发明专利技术的多色石墨烯抗菌液，选用具有优异的抗菌性能且无耐药性的石墨烯材料作为所述抗菌液的主要抗菌成分。本发明专利技术多色石墨烯抗菌液的制备方法，是通过逐步加入相应比例的石墨烯材料、染料、各类助剂和水，以超声分散的方式获得多色石墨烯抗菌液。该制备方法流程简单，易于操作，无需过多特殊反应条件，原料成本低廉、易于获得且环保，可直接大规模批量生产，并且直接投入不同领域应用。本发明专利技术投入应用领域所制得的产品，不仅颜色鲜艳可调整，上色性能稳定，加入染料前后均具有长效的抗菌性能，在长时间放置、或是水洗多次后，依旧具有高效的抗菌性能。

A polychromatic graphene antibacterial solution and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种多色石墨烯抗菌液及其制备方法和应用
本专利技术属于抗菌剂材料
，尤其涉及一种多色石墨烯抗菌液及其制备方法。
技术介绍
随着各类病菌病毒的危害席卷全世界，人们对健康与卫生防护的意识日渐增强，不同生活及工作空间的质量和卫生需求也提出了更高的要求，因此，不同场景下带有抗菌功能的产品也会更受到消费者的青睐，对具有长效抗菌性能的材料及相关产品的研究越来越受到研发人员的关注。现当下市面常见的抗菌剂包括以下几类：有机抗菌剂、无机抗菌剂和天然抗菌剂。有机抗菌剂主要品类包括季铵盐、苯胺类、咪唑类等，但有机类抗菌剂存在易分解，加工生产过程对环境影响较大，且其效果没有无机类抗菌剂优异；无机抗菌剂是当下市面上使用范围最广，效果最好的一类抗菌剂，主要包括银、铜、锌等金属或其氧化物，其中使用最普遍的银系抗菌剂具有耐高温、广谱抗菌等优点，但其具有一定的细胞毒性，若大剂量使用，严重会导致人体中毒；天然抗菌剂主要从植物部位或精华提取，例如牡丹萃取液、甲壳素、罗布麻的叶、茎等，但天然抗菌剂的作用范围有限，杀菌周期短，虽然此类抗菌剂对人体不会造成影响，但使用范围有限，不适合广泛使用。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道形成六角形蜂窝晶格的平面薄膜，是一种具有单原子厚度的准二维结构材料，因其独特的物理和化学性能，石墨烯也同样具有抗菌性；经过一定的改性后，石墨烯可制出具有多官能团的石墨烯系材料，包括氧化石墨烯，石墨烯的抗菌作用更具广谱性。大量的文献和研究表明，因石墨烯特殊的二维结构，令其具有高效且直接的抗菌机制，石墨烯材料在抗菌
有极大的发掘潜力。石墨烯材料抗菌的机制主要有以下四种说法：（1）物理穿刺，或者叫做“纳米刀”切割机制；（2）氧化应激引发的细菌/膜物质破坏；（3）包覆导致的跨膜运输阻滞，细菌生长阻遏；（4）通过插入和破坏细胞膜物质造成细胞膜不稳定。通过这几种机制协同作用，根据石墨烯材料和细菌接触的状态，可完全破环细菌的细胞膜，阻隔细菌的生长。石墨烯的抗菌机制，与传统使用抗生素的方式相比，这一系列杀菌机理不会对细菌产生耐药性，且具有广谱性和持久性，未来在医疗器械、食品、环境和农业等领域，石墨烯系列的抗菌产品及应用将会有极为深远的使用前景。但纵观现有的石墨烯材料制备而成的产品，普遍成品的颜色仅具有与石墨烯本身相同的灰黑色，显得色调单一，使用范围有所局限，且无法保证这一系列产品在长期使用的过程中，其抗菌性能具有高效性和持久性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有石墨烯材料为基地的抗菌材料颜色单一和随着长期使用过程中逐渐下降的抗菌性能两方面缺陷，提供一种多色石墨烯抗菌液及其制备方法，并延伸描述其在不同领域的应用。为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种多色石墨烯抗菌液，包括以下组分：石墨烯材料0.01%-5%、染料0-30%、表面活性剂0.01%-0.5%、分散剂0.01%-0.5%、消泡剂0.01%-2%、余量为水。优选地，所述石墨烯材料为石墨烯、氧化石墨烯、氧化还原石墨烯、改性石墨烯的一种或两种以上的组合。优选地，所述染料为直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、缩聚染料、活性荧光染料、分散染料、天然染料一种或两种以上的组合。所述染料状态可为粉末或液体，根据实际用途和所需颜色添加相应适合的染料对所述抗菌液进行调色，染色后所述抗菌液依旧具有未染色前几乎同等的抗菌效果。优选地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚丙烯酸共聚物的一种或两种以上的组合。所述表面活性剂主要作用是将所述石墨烯材料更均匀溶于水中，使所述抗菌液具有高匀性，后续应用中所述抗菌液能与其他材料平均结合制得成品。优选地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、木质素磺酸盐、微晶纤维素、亚甲基双甲基萘磺酸钠、聚丙烯酸钠、丙酰胺共聚物的一种或者两种以上的组合。所述分散剂主要作用在于将所述染料均匀分散在溶液中，使所述抗菌液具有均匀成色，后续应用产品也可直接均匀上色。优选地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂（聚二甲基硅氧烷）、硅类消泡剂、聚醚改性硅、聚醚类消泡剂、高碳醇消泡剂的一种或者两种以上的组合。在制备过程中若未加所述消泡剂，溶液内会产生气泡，对于所述抗菌液的稳定性会有一定影响。本专利技术的另一目的是提供一种多色石墨烯抗菌液的制备方法，包括以下步骤：S01、按比例称取石墨烯材料、表面活性剂按序加入去离子水内，超声分散均匀，制备石墨烯材料溶液，其中各组分按重量百分比的构成为：石墨烯材料0.01%-5%、表面活性剂0.01%-0.5%；S02、按比例称取染料、分散剂和消泡剂按序加入所述步骤S01制成的石墨烯材料溶液中，超声分散均匀，其中各组分按重量百分比的构成为：染料0-30%、分散剂0-0.5%、消泡剂0.01%-2%。优选地，所述步骤S01中，溶液制备过程温度为20-80℃。所述抗菌液使用用途广泛，可用于纺织品、涂料、家居及母婴日用品、空气净化材料、医疗卫生用品、工业生产等领域。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：（1）本专利技术选用具有优异的抗菌性能且无耐药性的石墨烯材料作为所述抗菌液的主要抗菌成分，其安全系数高，抗菌效果极佳，能有效杀灭包括大肠杆菌、金黄葡萄球菌和白色念珠菌等对人体健康有害的细菌，抗菌率高达99%。（2）本专利技术制备方法流程简单，易于操作，无需过多特殊反应条件；原料成本低廉、易于获得且环保，其中，表面活性剂能使石墨烯在溶液中均匀分散性且长时间稳定存在不易沉降，而分散剂能控制染料在溶液中长时间均匀分散，稳定存在。工艺过程中无需其他特殊设备，且环境友好，充分实现绿色环保的可持续发展理念，适合大规模推广和使用。可直接大规模批量生产并且直接投入应用，制备出的产品具有一致性和稳定性。（3）将本专利技术加入不同材料生产场合中，其制成产品安全性能高，对人体无刺激性；在原材料的基础上，可根据产品成型需求，实现染色和抗菌功能一步到位。加入本专利技术整理生产出的产品，不仅可以定制出所需颜色，上色性能稳定，不易脱色褪色，还具有长效的抗菌性能，在放置较长时间、或是水洗多次后，依旧具有高效的抗菌性能，在具体实施方式中，将会举出具体例子来阐明本优势。附图说明以下附图是对本专利技术的制备技术方案作进一步详细的描述，其中：图1为本专利技术提供的一种多色石墨烯抗菌液的制备流程图。图2为加入本专利技术提供的一种多色石墨烯抗菌液制成的抗菌棉布缝制在拖鞋表层和边缘部位的示意图。具体实施方式下面将结合说明书附图，通过实施例对本专利技术进行详细说明。显然，所述实施例仅为帮助理解本专利技术，不应视作对本专利技术的具体限制。实施例1一种多色石墨烯抗菌液的制备方法，其特征在于，制备流程如下：S01、按比例称取石墨烯材料、表面活性剂按序加入去离子水内，超声分散均匀，制备石墨烯材料溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多色石墨烯抗菌液，包括以下组分：石墨烯材料0.01%-5%、染料0-30%、表面活性剂0.01%-0.5%、分散剂0.01%-0.5%、消泡剂0.01%-2%、余量为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种多色石墨烯抗菌液，包括以下组分：石墨烯材料0.01%-5%、染料0-30%、表面活性剂0.01%-0.5%、分散剂0.01%-0.5%、消泡剂0.01%-2%、余量为水。


2.根据权利要求1所述的一种多色石墨烯抗菌液，其特征在于，所述石墨烯材料为石墨烯、氧化石墨烯、氧化还原石墨烯、改性石墨烯的一种或两种以上的组合。


3.根据权利要求1所述的一种多色石墨烯抗菌液，其特征在于，所述染料为直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、缩聚染料、活性荧光染料、分散染料、天然染料一种或两种以上的组合。


4.根据权利要求1所述的一种多色石墨烯抗菌液，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚丙烯酸共聚物的一种或两种以上的组合。


5.根据权利要求1所述的一种多色石墨烯抗菌液，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏春光，洪碧玙，王静霞，梁燕，
申请(专利权)人：深圳市寒暑科技新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44