[发明专利]一种石墨烯抗菌口罩及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯抗菌口罩及其制备方法，该口罩由4层石墨烯无纺布构成，最外层为石墨烯丙纶纺粘无纺布，次外层为石墨烯针刺无纺布，次内层为石墨烯静电纺无纺布，最内层为石墨烯水刺无纺布。本发明还提供了该口罩的制备方法，包含：步骤1，制备石墨烯无纺布；步骤2，对石墨烯静电纺无纺布进行处理；步骤3，将所得的各类型石墨烯无纺布按口罩结构进行铺叠裁剪成口罩形状，最后将口罩罩体按一定曲线压合，使得多层石墨烯无纺布紧密贴合，制成口罩成品。本发明制备的抗菌口罩由4层石墨烯无纺布构成，其结构能够有效过滤空气中的灰尘、细菌、花粉等颗粒物，PM2.5去除效率达到95％以上，有效保护人体健康。

技术领域

本发明涉及一种抗菌口罩及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯抗菌口罩及其制备方法。

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。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗菌口罩及其制备方法，该抗菌口罩由4层石墨烯无纺布构成，其结构能够有效过滤空气中的灰尘、细菌、花粉等颗粒物，PM2.5去除效率达到95％以上，有效保护人体健康。

为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯抗菌口罩，其中，所述的抗菌口罩由4层石墨烯无纺布构成，最外层为石墨烯丙纶纺粘无纺布，次外层为石墨烯针刺无纺布，次内层为石墨烯静电纺无纺布，最内层为石墨烯水刺无纺布。

上述的石墨烯抗菌口罩，其中，所述的石墨烯无纺布分别包含石墨烯聚酰胺无纺布、石墨烯涤纶无纺布、石墨烯丙纶无纺布中的任意一种。

上述的石墨烯抗菌口罩，其中，所述的石墨烯静电纺无纺布经过表面活性剂和改性剂处理，按质量百分比计表面活性剂的用量为石墨烯静电纺无纺布重量的0.1％～1％，添加剂的用量为石墨烯静电纺无纺布重量的0.1％～5％。

上述的石墨烯抗菌口罩，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。

上述的石墨烯抗菌口罩，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口罩的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，制备石墨烯丙纶纺粘无纺布、石墨烯针刺无纺布、石墨烯静电纺无纺布、石墨烯水刺无纺布；步骤2，对石墨烯静电纺无纺布进行处理；步骤3，将所得的各类型石墨烯无纺布按口罩结构进行铺叠裁剪成口罩形状，最后将口罩罩体按一定曲线压合，使得多层石墨烯无纺布紧密贴合，制成口罩成品。

上述的石墨烯抗菌口罩的制备方法，其中，所述的步骤1中，采用包含石墨烯聚酰胺纤维、石墨烯涤纶纤维、石墨烯丙纶纤维中的任意一种石墨烯纤维，分别制备石墨烯无纺布；石墨烯丙纶纺粘无纺布通过纺粘法制备，石墨烯针刺无纺布通过针刺法制备，石墨烯静电纺无纺布通过静电纺丝熔喷法制备，石墨烯水刺无纺布通过水刺法制备。

上述的石墨烯抗菌口罩的制备方法，其中，所述的步骤2包含：步骤2.1，将表面活性剂、改性剂加入到蒸馏水中，通过搅拌器搅拌均匀；步骤2.2，将溶液槽升温，然后将石墨烯静电纺无纺布经过溶液槽中的旋转辊，出溶液槽后经过压辊，挤压掉多余水分，最后经过烘箱干燥，最后卷绕到卷布辊中。