一种石墨烯抗菌膜及免抽气方体真空压缩袋
技术领域
本发明涉及石墨烯新材料技术领域，具体涉及一种石墨烯抗菌膜及免抽气方体真空压缩袋。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对生存环境的质量和卫生水平提出了更高的要求，特别是对健康的意识也在不断增强。长效抗菌材料及制品的研究和发展越来越受到人们的关注，并已广泛地应用于日常生活中。
石墨烯是一种全新的二维碳纳米材料，具有独特的六角蜂窝结构和晶粒取向，同时石墨烯具有超高的比表面积(2630m2/g)、载流子迁移率200000cm2/Vs、强度42N/m、理论导热系数高达5300W/(m·K)等诸多优异性能，还具有抗菌的优异特性。
目前，真空压缩袋通常采用塑料薄膜对衣物进行真空存储，虽然能够有效隔绝空气，避免空气中的细菌污染衣物，但是普通塑料薄膜无法杀死各种皮肤病，导致衣被上吸附并容易传染、影响人民生活健康的真菌或霉菌反复感染，解决特殊群体衣裤只能一次性使用的浪费，以及丢弃后的环境污染问题。
因此，发明一种石墨烯抗菌膜及免抽气方体真空压缩袋，在袋内氧气稀薄状态下，通过化学健结+静电结合的方式，不断释放活性因子正电荷，主动吸附带负电荷的霉菌、真菌和螨虫，具有超强的穿透性，可在压缩袋内缓慢释放，转化为气体渗透到衣物中，通过渗透微生物细胞壁，干扰细胞内各种酶体系的生成，从而抑杀十多种霉菌素、多种细菌和螨虫的滋生和蔓延，用新技术来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种石墨烯抗菌膜及免抽气方体真空压缩袋，通过利用氧化石墨烯的抗菌作用，改变细胞的离子通道，有效杀菌抑菌，配合艾蒿萃取物的防霉效果，进一步保证真空压缩袋的卫生安全，通过均匀混合和复合工艺制备石墨烯抗菌膜，并进一步制备真空压缩袋，使真空压缩袋六面持续向衣裤渗透，有效杀菌抑菌，提高真空压缩袋的卫生安全性，以解决技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯抗菌膜，其中所使用的主料按重量计包括：氧化石墨烯45-55份、聚氨脂树脂25-30份、聚醚砜树脂15-20份、聚四氟乙烯树脂10-15份、聚乙烯树脂8-10份、有机溶剂50-60份、艾蒿萃取物5-8份、羧甲基纤维素钠2-5份、茶多酚1-2份和阳离子纳米银抗菌剂3-6份；
石墨烯抗菌膜的制备方法具体如下：
步骤一：以氧化石墨烯为原料，利用强氧化剂，在搅拌作用下，对石墨进行化学插层，剪切剥离、分散和细化，筛分得到氧化石墨粉料，将准备好的阳离子纳米银抗菌剂与氧化石墨烯粉料充分混合均匀，备用；
步骤二：将艾蒿萃取物加入有机溶剂内并搅拌均匀，在得到有机抗菌溶剂，并在有机抗菌溶剂中加入羧甲基纤维素钠和茶多酚，再次充分混合；
步骤三：将聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂、聚乙烯树脂等树脂添加到有机抗菌溶剂中进行搅拌剪切分散得到树脂溶液；
步骤四：将步骤一中的氧化石墨烯粉料加入树脂溶液中，高温环境下搅拌均匀，利用多层共挤流延设备，共挤出厚薄均匀的石墨烯防霉抗菌薄膜。
优选的，所述有机溶剂设置为三乙醇胺，且艾蒿萃取物与有机溶剂混合温度设置为25-40℃。
优选的，上述步骤四中的高温环境设置为100-120℃，搅拌速度设置为250-300r/min，循环搅拌30-45min。
优选的，所述步骤五中烘干温度设置为60-80℃，烘干时间设置为45-60min。
优选的，所述氧化石墨粉料料、聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂和聚乙烯树脂粉末颗粒均设置为纳米级。
本技术方案还提供一种方体真空压缩袋，包括上述的石墨烯抗菌膜，还包括塑料基层，所述塑料基层两侧均设有石墨烯抗菌膜，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层之间设有胶黏剂层，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层通过胶黏剂层粘接。
优选的，用十二条侧边热封固定成六面方体袋形，制成的四方体形真空压缩袋，可比三边封压缩袋多装几倍衣物，侧面有多层复合薄膜焊接，可拎起方体真空压缩袋的提手，提手便于对方体真空压缩袋搬运，方便拿取。
优选的，方体袋口处焊接有促使袋口闭合的双牙凹凸密封条，有拉链头闭合密封条。
优选的，方体袋平面中间设置薄膜免抽气单向排气阀，不用电泵就能把压缩袋内空气快速排出。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
通过利用氧化石墨烯的抗菌作用，改变细胞的离子通道，有效杀菌抑菌，配合艾蒿萃取物的防霉效果，羧甲基纤维素钠增强氧化石墨的成膜性和结构稳定性，茶多酚抗氧化，进一步保证真空压缩袋的卫生安全，通过均匀混合和复合工艺制备石墨烯抗菌膜，并进一步的制备真空压缩袋，使真空压缩袋两侧有效抑菌，提高真空压缩袋的使用功能和安全性。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将对本发明作进一步的详细介绍。
实施例1：
本发明提供了一种石墨烯抗菌膜，其中所使用的主料按重量计包括：氧化石墨烯45份、聚氨脂树脂25份、聚醚砜树脂15份、聚四氟乙烯树脂10份、聚乙烯树脂8份、有机溶剂50份、艾蒿萃取物5份、羧甲基纤维素钠2份、茶多酚1份和阳离子纳米银抗菌剂3份；
石墨烯抗菌膜的制备方法具体如下：
步骤一：以氧化石墨烯为原料，利用强氧化剂，在搅拌作用下，对石墨进行化学插层，剪切剥离、分散和细化，筛分得到氧化石墨粉料，将准备好的阳离子纳米银抗菌剂与氧化石墨烯粉料充分混合均匀，备用；
步骤二：将艾蒿萃取物加入有机溶剂内并搅拌均匀，在得到有机抗菌溶剂，并在有机抗菌溶剂中加入羧甲基纤维素钠和茶多酚，再次充分混合，有机溶剂设置为三乙醇胺，且艾蒿萃取物与有机溶剂混合温度设置为25℃；
步骤三：将聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂、聚乙烯树脂等树脂添加到有机抗菌溶剂中进行搅拌剪切分散得到树脂溶液，所述氧化石墨粉料料、聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂和聚乙烯树脂粉末颗粒均设置为纳米级；
步骤四：将步骤一中的氧化石墨烯粉料加入树脂溶液中，高温环境下搅拌均匀，高温环境设置为100℃，搅拌速度设置为250r/min，循环搅拌30min，同时利用真空装置处理除去浆料中多余气泡，并利用挤出过滤的方式获得成膜均匀细料；
步骤五：利用涂布烘干设备将成膜均匀细料涂布在基材上，同时通过干燥加热去除平铺在基材上浆料中的溶剂，烘干温度设置为60℃，烘干时间设置为45min，获得复合膜，之后利用剥离收卷设备将复合膜从基材上剥离收卷，利用压延装置辊筒之间的挤压力作用对复合膜进行挤压和延展，得到厚度、密度均匀的氧化石墨复合抗菌膜。
本实施例还提供一种方体真空压缩袋，包括上述的石墨烯抗菌膜，还包括塑料基层，所述塑料基层两侧均设有石墨烯抗菌膜，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层之间设有胶黏剂层，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层通过胶黏剂层粘接。
进一步的，用十二条侧边热封固定成六面方体袋形，制成的四方体形真空压缩袋，可比三边封压缩袋多装几倍衣物，侧面有薄膜焊接可拎起搬运的提手。
进一步的，方体袋口处焊接有促使袋口闭合的双牙凹凸密封条，有拉链头闭合密封条，使衣被装入方体压缩袋内把空气排出，在真空状态下不漏气。
进一步的，方体袋平面中间设置薄膜免抽气单向排气阀，不用电泵抽气，用手挤压就能把压缩袋内空气快速排出，在负压状态下单向排气阀薄膜自动闭合，永不漏气，高效安全节能环保。
本实施例中制备的氧化石墨复合抗菌膜质地均匀，延展性好，便于加工使用，且该氧化石墨复合抗菌膜耐拉伸耐弯折，复原性好，能够有效杀菌抑菌，在使用本实施例制备的氧化石墨复合抗菌膜加工真空压缩袋后，对该袋体的物理性质进行测试，结果表明：该真空压缩袋拉伸强度为110MPa，耐折次数>1000次，表面有效抗细菌率为99.99％，持久杀菌，防霉等级为0级，有强抗霉作用。(评级标准：不长霉菌＝0级，长霉面积小于10％＝1级，霉菌生长覆盖面积大于10％＝2级)
实施例2：
本发明提供了一种石墨烯抗菌膜，其中所使用的主料按重量计包括：氧化石墨烯50份、聚氨脂树脂28份、聚醚砜树脂18份、聚四氟乙烯树脂13份、聚乙烯树脂9份、有机溶剂55份、艾蒿萃取物6份、羧甲基纤维素钠3份、茶多酚2份和阳离子纳米银抗菌剂5份；
石墨烯抗菌膜的制备方法具体如下：
步骤一：以氧化石墨烯为原料，利用强氧化剂，在搅拌作用下，对石墨进行化学插层，剪切剥离、分散和细化，筛分得到氧化石墨粉料，将准备好的阳离子纳米银抗菌剂与氧化石墨烯粉料充分混合均匀，备用；
步骤二：将艾蒿萃取物加入有机溶剂内并搅拌均匀，在得到有机抗菌溶剂，并在有机抗菌溶剂中加入羧甲基纤维素钠和茶多酚，再次充分混合，有机溶剂设置为三乙醇胺，且艾蒿萃取物与有机溶剂混合温度设置为30℃；
步骤三：将聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂、聚乙烯树脂等树脂添加到有机抗菌溶剂中进行搅拌剪切分散得到树脂溶液，所述氧化石墨粉料料、聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂和聚乙烯树脂粉末颗粒均设置为纳米级；
步骤四：将步骤一中的氧化石墨烯粉料加入树脂溶液中，高温环境下搅拌均匀，高温环境设置为110℃，搅拌速度设置为280r/min，利用多层共挤流延设备，共挤出厚薄均匀的石墨烯防霉抗菌薄膜；
步骤五：利用涂布烘干设备将成膜均匀细料涂布在基材上，同时通过干燥加热去除平铺在基材上浆料中的溶剂，烘干温度设置为70℃，烘干时间设置为50min，获得复合膜，之后利用剥离收卷设备将复合膜从基材上剥离收卷，利用压延装置辊筒之间的挤压力作用对复合膜进行挤压和延展，得到厚度、密度均匀的氧化石墨复合抗菌膜。
本实施例还提供一种方体真空压缩袋，包括上述的石墨烯抗菌膜，还包括塑料基层，所述塑料基层两侧均设有石墨烯抗菌膜，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层之间设有胶黏剂层，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层通过胶黏剂层粘接。
进一步的，用十二条侧边热封固定成六面方体袋形，制成的四方体形真空压缩袋，可比三边封压缩袋多装几倍衣物，侧面有薄膜焊接可拎起搬运的提手。
进一步的，方体袋口处焊接有促使袋口闭合的双牙凹凸密封条，有拉链头闭合密封条。
进一步的，方体袋平面中间设置薄膜免抽气单向排气阀，不用电泵抽气，用手挤压就能把压缩袋内空气快速排出，在负压状态下单向排气阀薄膜自动闭合，永不漏气，高效安全节能环保。
对比实施例1，本实施例中制备的氧化石墨复合抗菌膜质地均匀，延展性好，便于加工使用，且该氧化石墨复合抗菌膜耐拉伸耐弯折，复原性好，能够有效杀菌抑菌，在使用本实施例制备的氧化石墨复合抗菌膜加工真空压缩袋后，对该袋体的物理性质进行测试，结果表明：该真空压缩袋拉伸强度为120MPa，耐折次数>1000次，表面有效抗细菌率为99.99％，持久杀菌，防霉等级为0级，有强抗霉作用。(评级标准：不长霉菌＝0级，长霉面积小于10％＝1级，霉菌生长覆盖面积大于10％＝2级)
实施例3：
本发明提供了一种石墨烯抗菌膜，其中所使用的主料按重量计包括：氧化石墨烯52份、聚氨脂树脂29份、聚醚砜树脂19份、聚四氟乙烯树脂14份、聚乙烯树脂10份、有机溶剂53份、艾蒿萃取物7份、羧甲基纤维素钠4份、茶多酚2份和阳离子纳米银抗菌剂5份；
石墨烯抗菌膜的制备方法具体如下：
步骤一：以氧化石墨烯为原料，利用强氧化剂，在搅拌作用下，对石墨进行化学插层，剪切剥离、分散和细化，筛分得到氧化石墨粉料，将准备好的阳离子纳米银抗菌剂与氧化石墨烯粉料充分混合均匀，备用；
步骤二：将艾蒿萃取物加入有机溶剂内并搅拌均匀，在得到有机抗菌溶剂，并在有机抗菌溶剂中加入羧甲基纤维素钠和茶多酚，再次充分混合，有机溶剂设置为三乙醇胺，且艾蒿萃取物与有机溶剂混合温度设置为30℃；
步骤三：将聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂、聚乙烯树脂等树脂添加到有机抗菌溶剂中进行搅拌剪切分散得到树脂溶液，所述氧化石墨粉料料、聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂和聚乙烯树脂粉末颗粒均设置为纳米级；
步骤四：将步骤一中的氧化石墨烯粉料加入树脂溶液中，高温环境下搅拌均匀，高温环境设置为120℃，搅拌速度设置为300r/min，利用多层共挤流延设备，共挤出厚薄均匀的石墨烯防霉抗菌薄膜；
步骤五：利用涂布烘干设备将成膜均匀细料涂布在基材上，同时通过干燥加热去除平铺在基材上浆料中的溶剂，烘干温度设置为70℃，烘干时间设置为50min，获得复合膜，之后利用剥离收卷设备将复合膜从基材上剥离收卷，利用压延装置辊筒之间的挤压力作用对复合膜进行挤压和延展，得到厚度、密度均匀的氧化石墨复合抗菌膜。
本实施例还提供一种方体真空压缩袋，包括上述的石墨烯抗菌膜，还包括塑料基层，所述塑料基层两侧均设有石墨烯抗菌膜，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层之间设有胶黏剂层，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层通过胶黏剂层粘接。
进一步的，用十二条侧边热封固定成六面方体袋形，制成的四方体形真空压缩袋，可比三边封压缩袋多装几倍衣物，侧面有薄膜焊接可拎起搬运的提手。
进一步的，方体袋口处焊接有促使袋口闭合的双牙凹凸密封条，有拉链头闭合密封条。
进一步的，方体袋平面中间设置薄膜免抽气单向排气阀，不用电泵就能把压缩袋内空气快速排出。
对比实施例1和2，本实施例中制备的氧化石墨复合抗菌膜质地均匀，延展性好，便于加工使用，且该氧化石墨复合抗菌膜耐拉伸耐弯折，复原性好，能够有效杀菌抑菌，在使用本实施例制备的氧化石墨复合抗菌膜加工真空压缩袋后，对该袋体的物理性质进行测试，结果表明：该真空压缩袋拉伸强度为119MPa，耐折次数>1000次，表面有效抗细菌率为99.99％，持久杀菌，防霉等级为0级，有强抗霉作用。(评级标准：不长霉菌＝0级，长霉面积小于10％＝1级，霉菌生长覆盖面积大于10％＝2级)
实施例4：
本发明提供了一种石墨烯抗菌膜，其中所使用的主料按重量计包括：氧化石墨烯55份、聚氨脂树脂30份、聚醚砜树脂20份、聚四氟乙烯树脂15份、聚乙烯树脂10份、有机溶剂60份、艾蒿萃取物8份、羧甲基纤维素钠5份、茶多酚2份和阳离子纳米银抗菌剂6份；
石墨烯抗菌膜的制备方法具体如下：
步骤一：以氧化石墨烯为原料，利用强氧化剂，在搅拌作用下，对石墨进行化学插层，剪切剥离、分散和细化，筛分得到氧化石墨粉料，将准备好的阳离子纳米银抗菌剂与氧化石墨烯粉料充分混合均匀，备用；
步骤二：将艾蒿萃取物加入有机溶剂内并搅拌均匀，在得到有机抗菌溶剂，并在有机抗菌溶剂中加入羧甲基纤维素钠和茶多酚，再次充分混合，有机溶剂设置为三乙醇胺，且艾蒿萃取物与有机溶剂混合温度设置为40℃；
步骤三：将聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂、聚乙烯树脂等树脂添加到有机抗菌溶剂中进行搅拌剪切分散得到树脂溶液，所述氧化石墨粉料料、聚氨脂树脂、聚醚砜树脂、聚四氟乙烯树脂和聚乙烯树脂粉末颗粒均设置为纳米级；
步骤四：将步骤一中的氧化石墨烯粉料加入树脂溶液中，高温环境下搅拌均匀，高温环境设置为120℃，搅拌速度设置为300r/min，利用多层共挤流延设备，共挤出厚薄均匀的石墨烯防霉抗菌薄膜；
步骤五：利用涂布烘干设备将成膜均匀细料涂布在基材上，同时通过干燥加热去除平铺在基材上浆料中的溶剂，烘干温度设置为80℃，烘干时间设置为60min，获得复合膜，之后利用剥离收卷设备将复合膜从基材上剥离收卷，利用压延装置辊筒之间的挤压力作用对复合膜进行挤压和延展，得到厚度、密度均匀的氧化石墨复合抗菌膜。
本实施例还提供一种方体真空压缩袋，包括上述的石墨烯抗菌膜，还包括塑料基层，所述塑料基层两侧均设有石墨烯抗菌膜，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层之间设有胶黏剂层，所述石墨烯抗菌膜与塑料基层通过胶黏剂层粘接。
进一步的，用十二条侧边热封固定成六面方体袋形，制成的四方体形真空压缩袋，可比三边封压缩袋多装几倍衣物，侧面有薄膜焊接可拎起搬运的提手。
进一步的，方体袋口处焊接有促使袋口闭合的双牙凹凸密封条，有拉链头闭合密封条。
进一步的，方体袋平面中间设置薄膜免抽气单向排气阀，不用电泵就能把压缩袋内空气快速排出。
对比实施例1-3，本实施例中制备的氧化石墨复合抗菌膜质地均匀，延展性好，便于加工使用，且该氧化石墨复合抗菌膜耐拉伸耐弯折，复原性好，能够有效杀菌抑菌，在使用本实施例制备的氧化石墨复合抗菌膜加工真空压缩袋后，对该袋体的物理性质进行测试，结果表明：该真空压缩袋拉伸强度为120MPa，耐折次数>1000次，表面有效抗细菌率为99.98％，持久杀菌，防霉等级为0级，有强抗霉作用。(评级标准：不长霉菌＝0级，长霉面积小于10％＝1级，霉菌生长覆盖面积大于10％＝2级)
根据实施例1-4得出下表：
由上表可知，实施例2中原材料比例适中，加工温度适中，加工时间适宜，该实施例制备的氧化石墨复合抗菌膜，整体性能最优，应用于生产真空压缩袋后耐拉伸、耐弯折延展性好，便于推广使用，另外，本技术方案通过利用氧化石墨烯的抗菌作用，以及氧化石墨烯优异的结构性能，及易修饰的特点，在表面接覆银离子杀菌剂，通过载体与纳米金属的协同抗菌作用提高活性，降低成本，改变细胞的离子通道，有效杀菌抑菌，配合艾蒿萃取物的防霉效果，羧甲基纤维素钠增强氧化石墨的成膜性和结构稳定性，茶多酚抗氧化，进一步保证真空压缩袋的卫生安全，保证真空压缩袋的防霉抗菌功能，满足人民生活卫生安全的需要，通过均匀混合和多层共挤出工艺制备石墨烯抗菌膜，并进一步制备真空压缩袋，使真空压缩袋在装衣被等物品后，在真空状态下有效防霉抑菌，提高真空压缩袋的实用安全性，解除牛皮癣等皮肤病患者内衣裤一次性使用的痛点，防止衣物存储因霉菌发臭，设置薄膜单向排气阀，不用电泵就能把压缩袋内空气快速排出，形成真空状态缩小体积。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
