[发明专利]一种改性氧化石墨烯抗菌剂及石墨烯抗菌面料

说明书

本发明公开一种改性氧化石墨烯抗菌剂及石墨烯抗菌面料，所述改性氧化石墨烯抗菌剂是通过将3‑氯丙基三乙氧基硅烷接枝改性氧化石墨烯后，与3‑(二甲氨基)丙酸甲酯进行季铵化反应，再碱性水解得到。本发明提出的一种改性氧化石墨烯抗菌剂及石墨烯抗菌面料，通过采用改性氧化石墨烯抗菌剂作为整理剂，不仅可以赋予面料优良的抗菌效果，而且可以显著提高石墨烯与面料之间的结合能力，从而发挥持久的抗菌效果。

技术领域

本发明涉及纺织品生产技术领域，尤其涉及一种改性氧化石墨烯抗菌剂及石墨烯抗菌面料。

背景技术

自然界中存在着大量的致病微生物，这些微生物一旦侵入人体，就会对人类健康造成巨大的威胁。而纺织品是阻隔外来异物，保护人体的最外层屏障。随着人们安全卫生意识的增强，对纺织品的卫生性能的要求也越来越高，具有抗菌、杀菌功能的材料越来越受到人们的关注。

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。它具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长，而人类细胞却不会受损。利用石墨烯这一抗菌抑菌特性可以生产抗菌服装、床上用品等。

然而，现有开发的石墨烯抗菌面料的抗菌效果有限，且大多是通过直接在织物上设置粘结涂层实现，不仅降低了织物的透气性，且耐洗度较差，无法发挥持久的抗菌效果。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性氧化石墨烯抗菌剂及石墨烯抗菌面料，通过采用改性氧化石墨烯抗菌剂作为整理剂，不仅可以赋予面料优良的抗菌效果，而且可以显著提高石墨烯与面料之间的结合能力，从而发挥持久的抗菌效果。

本发明提出的一种改性氧化石墨烯抗菌剂，所述改性氧化石墨烯抗菌剂的结构式如下所示：

优选地，所述改性氧化石墨烯抗菌剂是通过将3-氯丙基三乙氧基硅烷接枝改性氧化石墨烯后，与3-(二甲氨基)丙酸甲酯进行季铵化反应，再碱性水解得到；

优选地，所述氧化石墨烯与3-氯丙基三乙氧基硅烷的质量为1:0.2-0.5，氧化石墨烯与3-(二甲氨基)丙酸甲酯的质量为1:0.1-0.4。

优选地，所述改性氧化石墨烯抗菌剂具体是通过下述方法制备得到：将氧化石墨烯分散在乙醇中，加入3-氯丙基三乙氧基硅烷搅拌反应，所得产物醇洗，烘干后得到接枝化物；将该接枝化物加入乙腈中分散均匀，再加入3-(二甲氨基)丙酸甲酯搅拌反应，所得产物烘干后得到季铵化物；将该季铵化物加入氢氧化钠甲醇溶液中拌拌反应，所得产物醇洗，烘干后得到所述改性氧化石墨烯抗菌剂。

优选地，所述加入3-氯丙基三乙氧基硅烷搅拌反应的温度为30-40℃，时间为2-4h；所述加入3-(二甲氨基)丙酸甲酯搅拌反应的温度为60-70℃，时间为8-10h；所述加入氢氧化钠甲醇溶液中拌反应的温度为30-40℃，时间为3-5h。

本发明提出一种石墨烯抗菌面料，其是通过将棉织物浸渍于权利要求1-4任一项所述改性氧化石墨烯抗菌剂的溶液中，并用轧车对浸渍后的棉织物进行处理以去除水分，再水洗，烘干得到。

优选地，所述改性氧化石墨烯抗菌剂的溶液中还包括次亚磷酸钠；

优选地，所述改性氧化石墨烯抗菌剂的含量为1-10wt％，所述次亚磷酸钠的含量为1-3wt％。

优选地，所述改性氧化石墨烯抗菌剂的溶液是通过将改性氧化石墨烯抗菌剂加入水中，超声分散使所述改性氧化石墨烯抗菌剂均匀分散在水中得到。

优选地，所述浸渍温度为30-40℃，时间为20-30min。

优选地，所述水洗温度为20-30℃，水洗次数为2-3次。