CN106954636A - 一种石墨烯‑纳米银复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯‑纳米银复合材料,包括按照重量份计的以下组分:石墨烯混合粉体1‑16份;纳米银抗菌粉体1‑9份;其中,石墨烯混合粉体包括按照重量份计的以下组分:石墨烯0.3‑65份;石墨碳0.2‑25份;石墨0.02‑10份;纳米银抗菌粉体包括按照重量份计的以下组分:硝酸银2‑5份;磷酸锆90‑95份;氧化锌1‑5份。该复合材料抗菌杀菌效果好,性能稳定。本发明还公开了该复合材料的制备方法,步骤少,流程简单。另外,本发明还公开了采用该复合材料的抗菌纤维及其制备方法,同时把该抗菌纤维应用于混纺纱中。该抗菌纤维对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、白色念珠菌的抑制率均超过国家标准。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域,尤其涉及一种石墨烯-纳米银复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
纳米银由于具有较好的广谱抗菌性、对人类细胞低毒害性、不易产生耐药性及安全性高等特点已逐步应用于生物医学及临床等相关领域,越来越多与之相关抗菌卫材、妇科抗菌洗剂等各类抗菌、杀菌生活及医疗用品出现在大众消费市场上。
而石墨烯作为一种全新的材质,其新奇的结构在电学、光学、热学、力学等方面展现出优良的特性,使其自发现之日就得到研究人员的关注。将这种新型材质与高分子材料进行结合,为各行各业的技术创新又展现出了更多的可能性。
大量试验及第三方检测机构的认证表明,将纳米银抗菌剂与石墨烯混合后,其抗菌效力有显著的提升。石墨烯独特的二维结构在纳米银抑制细菌细胞繁殖的过程中发挥了催化的功能,使混合物的抗菌能力显著提升。石墨烯-纳米银复合材料的杀菌性能是由石墨烯和纳米银共同作用形成的,其主要杀菌过程为:首先复合材料通过静电作用吸附在细菌表面,然后释放出纳米银。最后纳米银离子进入细胞内杀死细菌。石墨烯具有较强的负电性,纳米银的引入明显的降低了材料表面的负电性,因此纳米银的引入增加了复合材料与细菌细胞间的吸引力,进而增加了与细菌的直接接触机率。也就是,石墨烯与纳米银协同作用使得石墨烯-纳米银复合材料的发挥了很好的抗菌性。
石墨烯-纳米银复合材料的应用范围日益广泛,其中包括被应用到织物中,形成抗菌织物。抗菌纺织品不仅可以防止纺织品被微生物沾污损伤,更重要的是能够防止疾病传染,在保证纺织品健康和舒适的同时,降低公共环境的交叉感染率。但是,现有的石墨烯抗菌纤维存在功能单一,抗菌效果不佳,保健效果较差,生产操作较复杂等不足。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的第一个目的在于提供一种石墨烯-纳米银复合材料,组成简单,抗菌杀菌效果好,性能稳定。
本发明的第二个目的在于提供一种石墨烯-纳米银复合材料的制备方法,步骤少,流程简单,操作安全。
本发明的第三个目的在于提供一种抗菌纤维,能够起到改善人体表面微循环,增强免疫力等方面的保健功效,且对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、白色念珠菌的抑制效率均达到国家对抗菌类产品的要求;同时,该抗菌纤维的抑菌效力发挥用时相比传统的纯纳米银抗菌产品缩短了30%以上。
本发明的第四个目的在于提供一种抗菌纤维的制备方法,步骤少,流程简单,安全性高,可操作性强。
本发明的第五个目的在于提供一种混纺纱,该混纺纱柔软舒适,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抗菌性能均达到并超过国家合格标准。
本发明的第一个目的采用以下技术方案实现:
一种石墨烯-纳米银复合材料,包括按照重量份计的以下组分:石墨烯混合粉体1-16份;纳米银抗菌粉体1-9份;其中,所述石墨烯混合粉体包括按照重量份计的以下组分:石墨烯0.3-65份;石墨碳0.2-25份;石墨0.02-10份;所述纳米银抗菌粉体包括按照重量份计的以下组分:硝酸银2-5份;磷酸锆90-95份;氧化锌1-5份。
优选的,所述石墨烯混合粉体和所述纳米银抗菌粉体的粒径均≤0.5μm。
本发明的第二个目的采用以下技术方案实现:
一种石墨烯-纳米银复合材料的制备方法,包括以下步骤:把重量份的石墨烯混合粉体和重量份的纳米银抗菌粉体混合均匀,研磨,即成;其中,所述石墨烯混合粉体的制备方法如下:把重量份的石墨烯、石墨碳和石墨混合均匀,研磨,即成;所述纳米银抗菌粉体的制备方法如下:把重量份的硝酸银配置成硝酸银溶液,然后加入重量份的磷酸锆,边搅拌边加入重量份的氧化锌,得到第一分散液;接着,用水把所述第一分散液配制成第二分散液,恒温搅拌,过滤,洗涤滤渣并收集;把滤渣烘干后,煅烧,冷却,研磨,即成。
优选的,在所述纳米银抗菌粉体的制备过程中,用去离子水把所述第一分散液配制成浓度为5-12%的第二分散液,恒温搅拌2.5-3.5h,过滤,洗涤滤渣并收集;然后把滤渣置于110-125℃下烘干,并控制含水率在7.5%以下;烘干后的固体进行破碎后,置于410-430℃下煅烧5-6h,冷却至室温,研磨,即成。
更加具体地,所述纳米银抗菌粉体是由纳米级的磷酸锆与硝酸银在水中交换而成为磷酸银,在交换过程中加氧化锌,从而得到纳米级的含银磷酸锆;将制得的含银磷酸锆分散液用去离子水配制成浓度为5-12%,然后恒温搅拌3h,洗涤过滤后,滤渣置于120℃下烘干,并控制含水率在7.5%以下,烘干后的固体破碎后,再置于420℃下煅烧5-6h,冷却至室温,进行研磨粉碎,即得含银离子的纳米银抗菌粉。
本发明的第三个目的采用以下技术方案实现:
一种抗菌纤维,包括按照重量份计的以下组分:
纤维切片65-90份; 石墨烯混合粉体1-16份;
纳米银抗菌粉体1-9份; 聚合物助纺剂8-10份。
优选的,所述纤维切片为涤纶切片、丙纶切片或锦纶切片;所述聚合物助纺剂为钛酸脂系列物质和/或硅烷系列物质;其中,所述钛酸酯系列物质为异丙基三异硬脂酸钛酸酯和/或异丙基异硬脂酰基-甲基丙烯基钛酸酯;所述硅烷系列物质为r-琉基三甲氧基硅烷、r-缩水甘油氧基三甲氧基硅烷和双(r-三乙氧基硅基丙基)四琉中的一种或任意组合。
优选的,还包括分散剂和/或功能性物质;所述功能性物质为氧化铁磁粉和/或炭。
优选的,所述功能性物质的添加量应控制重量百分比为0.5-3%。
本发明的第四个目的采用以下技术方案实现:
一种抗菌纤维的制备方法,包括以下步骤:
1)研磨:将所述石墨烯混合粉体和所述纳米银抗菌粉体混合均匀,研磨至粒径≤0.5μm,得到石墨烯-纳米银复合材料;
2)熔融:将重量份的纤维切片和重量份的石墨烯-纳米银复合材料混合,然后加入重量份的聚合物助纺剂,充分搅拌30-60min后,熔融,设置熔融温度为260-286℃;
3)造粒:将步骤2)得到的熔融物通过双螺杆造粒机造粒,形成石墨烯-纳米银抗菌母粒;
4)喷丝:把步骤3)获取的石墨烯-纳米银抗菌母粒加热至260-286℃,使其形成熔体,然后将熔体经螺杆挤压机,由计量泵挤压到喷丝孔,使之形成细流状并射入空气中,经0-10℃冷水喷淋冷凝,使液态状原料熔浆迅速成型变成细条料材;
5)成型:把步骤4)获取的细条料材经过冷却固化、牵伸弯曲,即得所述抗菌纤维。
优选的,在步骤2)中,加入所述聚合物助纺剂前,对所述聚合物助纺剂进行前处理,具体如下:把所述聚合物助纺剂和有机溶剂混合,溶解后,形成混合溶液,再把所述混合溶液加入;其中,所述有机溶剂为丙酮或乙醇。
本发明的第五个目的采用以下技术方案实现:
一种混纺纱,由所述抗菌纤维与棉纤维混纺形成,所述抗菌纤维与所述棉纤维的重量比为(1-4):7。
优选的,所述抗菌纤维与棉纤维的重量比为3:7。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
(1)本发明所提供的石墨烯-纳米银复合材料,组成简单,抗菌杀菌效果好,性能稳定。纳米银抗菌粉体的粒径≤0.5nm,小尺寸粒径能够提高产品的抗菌性能,颗粒尺寸小的纳米银能够更加容易地穿过菌体细胞膜,进入到菌体细胞内,破坏细胞结构,从而杀死细菌。
(2)本发明所提供的石墨烯-纳米银复合材料,石墨烯混合粉体由天然石墨制备而成,纯度高。由石墨烯-纳米银复合材料制作出的抗菌纤维,以及由此抗菌纤维加工而成的纤维织物面料(混纺纱),它们在抗菌、抗紫外线、发射远红外线、释放负氧离子,改善人体表面微循环和增强免疫力等多个方面具有显著的保健效果。经试验测试结果证明,此抗菌纤维及混纺纱对大肠杆菌、金黄葡萄球链菌和白色念珠菌的抑制效率均达到国家对抗菌类产品的要求。此外,更为值得关注的是,对比传统的纯纳米银抗菌产品,本发明的石墨烯-纳米银抗菌纤维的抑菌效力发挥用时能够缩短30%以上,为未来更多一次性卫生用品的材料选择上提供了更优的选择。
(3)本发明所提供的抗菌纤维的制备方法,聚合物助纺剂首先通过低沸点有机溶剂溶解后,再与纤维切片和石墨烯-纳米银复合材料混合,能够使全部原料最大限度的均匀混合,以利于下一个制作过程中各种材料的融合,有利于提高产品质量及提高质量的稳定性。
(4)本发明所提供的石墨烯-纳米银复合材料的制备方法、抗菌纤维的制备方法和混纺纱的制备方法,均具有步骤少,流程简单,安全性高,可操作性强的特点。
具体实施方式
下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述:
实施例1
一种混纺纱,依次按照以下步骤制备而成:
1)制备石墨烯-纳米银复合材料
A、制备石墨烯混合粉体;取石墨烯35g、石墨碳13g和石墨4.5g,混合均匀,研磨,即得;
B、制备纳米银抗菌粉体;取硝酸银2g、纳米级磷酸锆91.5g和氧化锌2g;把硝酸银配置成硝酸银溶液,然后加入磷酸锆,边搅拌边加入氧化锌,得到第一分散液;将制得的第一分散液用去离子水配制成浓度为5-12%的第二分散液,然后恒温搅拌3h,洗涤过滤后,滤渣置于120℃下烘干,并控制含水率在7.5%以下,烘干后的固体破碎后,再置于420℃下煅烧5h,冷却至室温,进行研磨粉碎,即得;
C、混合;取所制得的石墨烯混合粉体50g和纳米银抗菌粉体30g,混合均匀,通过高速研磨将混合料研磨成为粒径≤0.5μm的超细微粉,即得石墨烯-纳米银复合材料;
2)熔融造粒;
A、取1000g涤纶切片,涤纶切片为直径和高度均为3mm的圆柱体;把涤纶切片和步骤1)的石墨烯-纳米银复合材料混合,得到混合料;
B、将30g异丙基三异硬脂酸钛酸酯加入80ml的乙醇中,使他们充分溶解,形成聚合物助纺剂溶液;
C、把B步骤的聚合物助纺剂溶液加入A步骤的混合料中,然后置于双螺杆混炼机内进行熔融,熔融温度为260-286℃;将熔融并充分混合的熔融浆料通过双螺杆造粒机造粒,形成石墨烯-纳米银抗菌母粒;
3)喷丝成型;将步骤2)获取的石墨烯-纳米银抗菌母粒加热至260-286℃,使其形成熔体;然后将熔体经螺杆挤压机,由计量泵压出喷丝孔,即使之形成细流状并射入空气中,经0-10℃冷水喷淋冷凝,成型变成细条料材;细条料材经冷却固化、卷曲牵伸,形成石墨烯-纳米银抗菌纤维;
4)混纺;将步骤3)获得的抗菌纤维与棉纤维按照重量比3:7的比例混纺形成混纺纱,即成。
实施例2
一种混纺纱,依次按照以下步骤制备而成:
1)制备石墨烯-纳米银复合材料
A、制备石墨烯混合粉体;取石墨烯65g、石墨碳25g和石墨10g,混合均匀,研磨,即得;
B、制备纳米银抗菌粉体;取硝酸银5g、纳米级磷酸锆90g和氧化锌5g;把硝酸银配置成硝酸银溶液,然后加入磷酸锆,边搅拌边加入氧化锌,得到第一分散液;将制得的第一分散液用去离子水配制成浓度为5-12%的第二分散液,然后恒温搅拌3.5h,洗涤过滤后,滤渣置于125℃下烘干,并控制含水率在7.5%以下,烘干后的固体破碎后,再置于425℃下煅烧6h,冷却至室温,进行研磨粉碎,即得;
C、混合;取所制得的石墨烯混合粉体90g和纳米银抗菌粉体60g,混合均匀,通过高速研磨将混合料研磨成为粒径≤0.5μm的超细微粉,即得石墨烯-纳米银复合材料;
2)熔融造粒;
A、取900g丙纶切片,丙纶切片为直径和高度均为3mm的圆柱体;把丙纶切片和步骤1)的石墨烯-纳米银复合材料混合,得到混合料;
B、将40g r-缩水甘油氧基三甲氧基硅烷加入80ml的丙酮中,使他们充分溶解,形成聚合物助纺剂溶液;
C、把B步骤的聚合物助纺剂溶液加入A步骤的混合料中,然后置于双螺杆混炼机内进行熔融,熔融温度为260-286℃;将熔融并充分混合的熔融浆料通过双螺杆造粒机造粒,形成石墨烯-纳米银抗菌母粒;
3)喷丝成型;将步骤2)获取的石墨烯-纳米银抗菌母粒加热至260-286℃,使其形成熔体;然后将熔体经螺杆挤压机,由计量泵压出喷丝孔,即使之形成细流状并射入空气中,经0-10℃冷水喷淋冷凝,成型变成细条料材;细条料材经冷却固化、卷曲牵伸,形成石墨烯-纳米银抗菌纤维;
4)混纺;将步骤3)获得的抗菌纤维与棉纤维按照重量比4:7的比例混纺形成混纺纱,即成。
实施例3
一种混纺纱,依次按照以下步骤制备而成:
1)制备石墨烯-纳米银复合材料
A、制备石墨烯混合粉体;取石墨烯30g、石墨碳20g和石墨2g,混合均匀,研磨,即得;
B、制备纳米银抗菌粉体;取硝酸银4.5g、纳米级磷酸锆94g和氧化锌2.5g;把硝酸银配置成硝酸银溶液,然后加入磷酸锆,边搅拌边加入氧化锌,得到第一分散液;将制得的第一分散液用去离子水配制成浓度为5-12%的第二分散液,然后恒温搅拌2.5h,洗涤过滤后,滤渣置于110℃下烘干,并控制含水率在7.5%以下,烘干后的固体破碎后,再置于415℃下煅烧5.5h,冷却至室温,进行研磨粉碎,即得;
C、混合;取所制得的石墨烯混合粉体50g和纳米银抗菌粉体100g,混合均匀,通过高速研磨将混合料研磨成为粒径≤0.5μm的超细微粉,即得石墨烯-纳米银复合材料;
2)熔融造粒;
A、取氧化铁磁粉10g和1500g锦纶切片,锦纶切片为直径和高度均为3mm的圆柱体;把锦纶切片和步骤1)的石墨烯-纳米银复合材料混合,得到混合料;
B、将75g异丙基异硬脂酰基-甲基丙烯基钛酸酯加入100ml的丙酮中,使他们充分溶解,形成聚合物助纺剂溶液;
C、把B步骤的聚合物助纺剂溶液加入A步骤的混合料中,然后置于双螺杆混炼机内进行熔融,熔融温度为260-286℃;将熔融并充分混合的熔融浆料通过双螺杆造粒机造粒,形成石墨烯-纳米银抗菌母粒;
3)喷丝成型;将步骤2)获取的石墨烯-纳米银抗菌母粒加热至260-286℃,使其形成熔体;然后将熔体经螺杆挤压机,由计量泵压出喷丝孔,即使之形成细流状并射入空气中,经0-10℃冷水喷淋冷凝,成型变成细条料材;细条料材经冷却固化、卷曲牵伸,形成石墨烯-纳米银抗菌纤维;
4)混纺;将步骤3)获得的抗菌纤维与棉纤维按照重量比2:7的比例混纺形成混纺纱,即成。
实施例4
一种混纺纱,依次按照以下步骤制备而成:
1)制备石墨烯-纳米银复合材料
A、制备石墨烯混合粉体;取石墨烯55g、石墨碳15g和石墨8g,混合均匀,研磨,即得;
B、制备纳米银抗菌粉体;取硝酸银3g、纳米级磷酸锆91g和氧化锌3g;把硝酸银配置成硝酸银溶液,然后加入磷酸锆,边搅拌边加入氧化锌,得到第一分散液;将制得的第一分散液用去离子水配制成浓度为5-12%的第二分散液,然后恒温搅拌2.9h,洗涤过滤后,滤渣置于122℃下烘干,并控制含水率在7.5%以下,烘干后的固体破碎后,再置于423℃下煅烧5.7h,冷却至室温,进行研磨粉碎,即得;
C、混合;取所制得的石墨烯混合粉体70g和纳米银抗菌粉体70g,混合均匀,通过高速研磨将混合料研磨成为粒径≤0.5μm的超细微粉,即得石墨烯-纳米银复合材料;
2)熔融造粒;
A、取分散剂90g和1200g锦纶切片,锦纶切片为直径和高度均为3mm的圆柱体;把锦纶切片和步骤1)的石墨烯-纳米银复合材料混合,得到混合料;
B、将75g异丙基异硬脂酰基-甲基丙烯基钛酸酯加入100ml的丙酮中,使他们充分溶解,形成聚合物助纺剂溶液;
C、把B步骤的聚合物助纺剂溶液加入A步骤的混合料中,然后置于双螺杆混炼机内进行熔融,熔融温度为260-286℃;将熔融并充分混合的熔融浆料通过双螺杆造粒机造粒,形成石墨烯-纳米银抗菌母粒;
3)喷丝成型;将步骤2)获取的石墨烯-纳米银抗菌母粒加热至260-286℃,使其形成熔体;然后将熔体经螺杆挤压机,由计量泵压出喷丝孔,即使之形成细流状并射入空气中,经0-10℃冷水喷淋冷凝,成型变成细条料材;细条料材经冷却固化、卷曲牵伸,形成石墨烯-纳米银抗菌纤维;
4)混纺;将步骤3)获得的抗菌纤维与棉纤维按照重量比2:7的比例混纺形成混纺纱,即成。
实施例5
一种混纺纱,依次按照以下步骤制备而成:
1)制备石墨烯-纳米银复合材料
A、制备石墨烯混合粉体;取石墨烯60g、石墨碳18g和石墨9g,混合均匀,研磨,即得;
B、制备纳米银抗菌粉体;取硝酸银4g、纳米级磷酸锆92g和氧化锌4g;把硝酸银配置成硝酸银溶液,然后加入磷酸锆,边搅拌边加入氧化锌,得到第一分散液;将制得的第一分散液用去离子水配制成浓度为5-12%的第二分散液,然后恒温搅拌2.9h,洗涤过滤后,滤渣置于122℃下烘干,并控制含水率在7.5%以下,烘干后的固体破碎后,再置于423℃下煅烧5.7h,冷却至室温,进行研磨粉碎,即得;
C、混合;取所制得的石墨烯混合粉体64g和纳米银抗菌粉体36g,混合均匀,通过高速研磨将混合料研磨成为粒径≤0.5μm的超细微粉,即得石墨烯-纳米银复合材料;
2)熔融造粒;
A、取分散剂30g、纳米竹炭粉10g和1800g涤纶切片,涤纶切片为直径和高度均为3mm的圆柱体;把涤纶切片和步骤1)的石墨烯-纳米银复合材料混合,得到混合料;
B、将25g r-琉基三甲氧基硅烷和25g异丙基三异硬脂酸钛酸酯加入120ml的乙醇中,使他们充分溶解,形成聚合物助纺剂溶液;
C、把B步骤的聚合物助纺剂溶液加入A步骤的混合料中,然后置于双螺杆混炼机内进行熔融,熔融温度为260-286℃;将熔融并充分混合的熔融浆料通过双螺杆造粒机造粒,形成石墨烯-纳米银抗菌母粒;
3)喷丝成型;将步骤2)获取的石墨烯-纳米银抗菌母粒加热至260-286℃,使其形成熔体;然后将熔体经螺杆挤压机,由计量泵压出喷丝孔,即使之形成细流状并射入空气中,经0-10℃冷水喷淋冷凝,成型变成细条料材;细条料材经冷却固化、卷曲牵伸,形成石墨烯-纳米银抗菌纤维;
4)混纺;将步骤3)获得的抗菌纤维与棉纤维按照重量比2:7的比例混纺形成混纺纱,即成。
测试例
分别取实施例1-5的混纺纱,织成面料,把所得到的5种面料送至广东省微生物分析检测中心进行抗(抑)菌测试,样品在测试前均未经过洗涤。检测依据和方法依据“GB/T20944.3-2008震荡法”进行,报告编号为:2016FM7741R01,测试数据如下表1所示。
表1实施例1-5混纺纱的抗菌测试数据记录表
从表1的数据可得,实施例1-5的混纺纱,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌性均超过了国家标准,本发明实施例所提供的混纺纱抗菌效果好,穿着安全性高,特别是实施例1的混纺纱,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率分别达到84.28%、98.21%和81.16,为最佳实施例。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种石墨烯-纳米银复合材料,其特征在于,包括按照重量份计的以下组分:石墨烯混合粉体1-16份;纳米银抗菌粉体1-9份;
其中,所述石墨烯混合粉体包括按照重量份计的以下组分:
石墨烯0.3-65份; 石墨碳0.2-25份; 石墨0.02-10份;
所述纳米银抗菌粉体包括按照重量份计的以下组分:
硝酸银2-5份; 磷酸锆90-95份; 氧化锌1-5份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯-纳米银复合材料,其特征在于,所述石墨烯混合粉体和所述纳米银抗菌粉体的粒径均≤0.5μm。
3.一种如权利要求1-2任意一项所述的石墨烯-纳米银复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:把重量份的石墨烯混合粉体和重量份的纳米银抗菌粉体混合均匀,研磨,即成;
其中,所述石墨烯混合粉体的制备方法如下:把重量份的石墨烯、石墨碳和石墨混合均匀,研磨,即成;
所述纳米银抗菌粉体的制备方法如下:把重量份的硝酸银配置成硝酸银溶液,然后加入重量份的磷酸锆,边搅拌边加入重量份的氧化锌,得到第一分散液;接着,用水把所述第一分散液配制成第二分散液,恒温搅拌,过滤,洗涤滤渣并收集;把滤渣烘干后,煅烧,冷却,研磨,即成。
4.根据权利要求3所述的墨烯-纳米银复合材料的制备方法,其特征在于,在所述纳米银抗菌粉体的制备过程中,用去离子水把所述第一分散液配制成浓度为5-12%的第二分散液,恒温搅拌2.5-3.5h,过滤,洗涤滤渣并收集;然后把滤渣置于110-125℃下烘干,并控制含水率在7.5%以下;烘干后的固体进行破碎后,置于410-430℃下煅烧5-6h,冷却至室温,研磨,即成。
5.一种包括权利要求1-2任意一项所述的石墨烯-纳米银复合材料的抗菌纤维,其特征在于,包括按照重量份计的以下组分:
纤维切片65-90份; 石墨烯混合粉体1-16份;
纳米银抗菌粉体1-9份; 聚合物助纺剂8-10份。
6.根据权利要求5所述的抗菌纤维,其特征在于,所述纤维切片为涤纶切片、丙纶切片或锦纶切片;
所述聚合物助纺剂为钛酸脂系列物质和/或硅烷系列物质;其中,所述钛酸酯系列物质为异丙基三异硬脂酸钛酸酯和/或异丙基异硬脂酰基-甲基丙烯基钛酸酯;所述硅烷系列物质为r-琉基三甲氧基硅烷、r-缩水甘油氧基三甲氧基硅烷和双(r-三乙氧基硅基丙基)四琉中的一种或任意组合。
7.根据权利要求5所述的抗菌纤维,其特征在于,还包括分散剂和/或功能性物质;所述功能性物质为氧化铁磁粉和/或炭。
8.一种如权利要求5所述的抗菌纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)研磨:将所述石墨烯混合粉体和所述纳米银抗菌粉体混合均匀,研磨至粒径≤0.5μm,得到石墨烯-纳米银复合材料;
2)熔融:将重量份的纤维切片和重量份的石墨烯-纳米银复合材料混合,然后加入重量份的聚合物助纺剂,充分搅拌30-60min后,熔融,设置熔融温度为260-286℃;
3)造粒:将步骤2)得到的熔融物通过双螺杆造粒机造粒,形成石墨烯-纳米银抗菌母粒;
4)喷丝:把步骤3)获取的石墨烯-纳米银抗菌母粒加热至260-286℃,使其形成熔体,然后将熔体经螺杆挤压机,由计量泵挤压到喷丝孔,使之形成细流状并射入空气中,经0-10℃冷水喷淋冷凝,成型变成细条料材;
5)成型:把步骤4)获取的细条料材经过冷却固化、牵伸弯曲,即得所述抗菌纤维。
9.根据权利要求8所述的抗菌纤维的制备方法,其特征在于,在步骤2)中,加入所述聚合物助纺剂前,对所述聚合物助纺剂进行前处理,具体如下:把所述聚合物助纺剂和有机溶剂混合,溶解后,形成混合溶液,再把所述混合溶液加入;其中,所述有机溶剂为丙酮或乙醇。
10.一种包括如权利要求5所述的抗菌纤维的混纺纱,其特征在于,由所述抗菌纤维与棉纤维混纺形成,所述抗菌纤维与所述棉纤维的重量比为(1-4):7。
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