CN107432830A - 一种含氧化石墨烯的牙膏及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含氧化石墨烯的牙膏及其制备方法和应用。由氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂组成。本发明创造性地将牙膏的原料中加入氧化石墨烯和黑茶提取物，不但能提高牙膏的清洁和抗菌性能，氧化石墨烯独特的二维结构可以承载黑茶提取物，使黑茶提取物的效果更佳；制备得到的牙膏去污渍作用强，消除口腔的烟味和臭味；对口腔黏膜及牙齿刺激低，而且其黑茶提取物的活性成分能发挥更大的功效。本含氧化石墨烯的牙膏能有效杀灭口腔细菌，消除口腔的烟味和臭味；使牙膏不但具有超强的清洁功能，还能缓解吸烟者的一系列口腔问题；使用安全，实用性广泛。本含氧化石墨烯的牙膏的所用的材料常规易得；制备工艺简单，适合工业化生产。

Description

一种含氧化石墨烯的牙膏及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及日化产品技术领域，更具体地，涉及一种含氧化石墨烯的牙膏及其制备方法和应用。

背景技术

牙膏是常用的清洁用品。随着科学技术的不断发展，工艺装备的不断改进和完善，各种类型的牙膏相继问世，随着产品的质量和档次不断提高，现在牙膏品种已由单一的清洁型牙膏，发展成为品种齐全，满足了不同层次消费水平的需要。

吸烟能增加口腔里的细菌，破坏口腔中的细菌种群平衡，会引发一系列身体问题，影响健康，选用适合的牙膏进行口腔清理尤为重要。

氧化石墨烯是石墨烯的重要衍生物，它的结构与石墨烯基本相同，仍保持着层状结构，但是其片层上引入了许多含氧官能团，如羧基、羟基、环氧基和羰基等，经过溶剂剥离或热剥离得到的单层结构。作为从氧化石墨上剥离下来的单层材料，由于在表面及边缘上大量含氧基团的引入，其可在水溶液以及极性溶剂中稳定存在。且具有较强的广谱抗菌作用，尤其对真菌抑制作用强于细菌，可谓天然抗生素。而现有技术中公开的申请号为CN201510783408.5的一种含氧化石墨烯的新型牙膏及其制备方法，主要由以下重量含量的组分组成：氧化石墨烯0.01～1.5％、离子液体0.1～0.85％，余量为助剂。而离子液体选用的N-丁基吡啶六氟磷酸盐、N-丁基吡啶四氟硼酸盐、1-甲基咪唑三氟乙酸盐中一种或几种；众所周知，此种离子液体均有毒性，不适合各类人群。

黑茶中含有较丰富的营养成份，最主要的是维生素和矿物质，另外还有

蛋白质、氨基酸、糖类物质等。它不但具有降脂减肥，抗氧化，降血压血糖，利尿解毒还具有杀菌和抗癌的作用，尤其适合吸烟者饮用，深受世界各地人群的喜爱。经检索，暂未发现在牙膏中同时加入氧化石墨烯和黑茶的产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含氧化石墨烯的牙膏及其制备方法和应用，针对吸烟者的口腔清洁问题，能有清理和抵抗口腔细菌的同时，消除口腔的烟味和臭味；黑茶的成分能不但能使烟草的尼古丁发生沉淀，并随小便排出体外，而且还能清除烟气中的自由基，降低烟气对人体的毒害作用，黑茶提取物结合氧化石墨烯，杀菌抗菌性能极强，能有效缓解口腔问题，如如口腔溃疡，牙周炎等症状；本发明提供的牙膏安全性能高，清洁效果佳，实用性强。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种含氧化石墨烯的牙膏，由氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂组成，按重量份数配比为：

氧化石墨烯：0.1～0.8份

分散液：0.2～0.6份

黑茶提取物：0.7～2.0份

助剂：94～98份。

进一步优化地，所述氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂，按重量份数配比为：

氧化石墨烯：0.5～0.7份

分散液：0.3～0.5份

黑茶提取物：1.0～2.0份

助剂：95～98份。

本发明公开的含氧化石墨烯的牙膏创造性地将牙膏的原料中加入氧化石墨烯和黑茶提取物，不但能提高牙膏的清洁和抗菌性能，氧化石墨烯独特的二维结构可以承载黑茶提取物，使黑茶提取物的功效增强；制备得到的牙膏去污渍作用强，对口腔黏膜及牙齿刺激低而且其黑茶成分能有效降低吸烟者的尼古丁在口腔及体内的沉淀，清新口气，适用性强。

进一步地，所述分散液为乙醇或聚乙烯吡咯烷酮中任一种。

分散液主要用于分散氧化石墨烯，氧化石墨烯片不亲水也不亲油，并且由于范德华力还容易发生团聚，难以长时间稳定分散在溶液中。本发明选用的分散剂环保健康，无毒副作用；本发明氧化石墨烯分散液选用乙醇或聚乙烯吡咯烷酮；乙醇不但是氧化石墨烯的良好的有机溶剂，而且可以溶解黑茶提取物中大部分有机成分，有助于黑茶中有效成分的析出；作用得到较好的发挥；将氧化石墨烯和黑茶提取物有效结合，发挥更好的协同作用。

聚乙烯吡咯烷酮优良的生理惰性，不参与人体新陈代谢，又具有优良的生物相容性，石墨烯可均匀分散在其中，聚乙烯吡咯烷酮对皮肤和口腔粘膜等不形成任何刺激。适用于各类人群使用。

进一步地，所述助剂为摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。

所述助剂均选用牙膏常规使用的摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。其中摩擦剂为碳酸钙、磷酸氢钙、焦磷酸钙、二氧化硅和氢氧化铝的任意一种；保湿剂为甘油、山梨醇、丙二醇、聚乙二醇和水的任意一种；增稠剂为羧甲基纤维素、鹿角果胶、羟乙基纤维素、黄原胶、瓜尔胶和角叉胶的任意一种；发泡剂为月桂醇硫酸酯钠；芳香剂为柠檬酸锌和甘油混合。

本发明的另一目的在于提供一种含氧化石墨烯的牙膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.氧化石墨烯的制备：将所述氧化石墨烯和分散液加入去离子水中，超声分散10～30min；

S2.黑茶提取物的制备：

S21.取黑茶，装入粉碎机粉碎至粉末，然后加水搅拌混匀，得到混合液；

S22.将步骤S21所述混合液倒入超声装置进行超声分散，所述超声分散的时间为20～40min，所述超声分散的温度为60～75℃，分散完全后降至室温；

S23.将步骤S22超声分散后的混合液过滤，离心，得到黑茶提取物。

S3.将步骤S1～S2按比例混合，放置在装有助剂的混料池中，室温下搅拌20～35min。

进一步地，步骤S1所述超声分散的功率为20～40KHz；步骤S2所述超声分散的功率为20～30KHz。

进一步地，其特征在于，步骤S3所述搅拌的转数为3000～4000转/min。

本发明公开的含氧化石墨烯的牙膏适用于吸烟者的牙齿清洁及护理。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的含氧化石墨烯的牙膏创造性地将牙膏的原料中加入氧化石墨烯和黑茶提取物，不但能提高牙膏的清洁和抗菌性能，氧化石墨烯独特的二维结构可以承载黑茶提取物，使黑茶提取物的效果更佳；制备得到的牙膏去污渍作用强，消除口腔的烟味和臭味；对口腔黏膜及牙齿刺激低，而且其黑茶提取物的活性成分能发挥更大的功效。

本发明提供的含氧化石墨烯的牙膏过按比例添加氧化石墨烯，通氧化石墨烯、黑茶提取物和助剂的科学配比，使牙膏的抗菌及黑茶提取物的效果达到最佳，扩大了适应人群，还提高了功效。

本发明的分散液为乙醇或聚乙烯吡咯烷酮中任一种，环保健康，无毒副作用；将氧化石墨烯和黑茶提取物有效结合，发挥更好的协同作用。

本发明提供的含氧化石墨烯的牙膏，能有效杀灭口腔细菌，消除口腔的烟味和臭味；充分发挥黑茶和氧化石墨烯的特性，使牙膏不但具有超强的清洁功能，而且还能缓解吸烟者的一系列口腔问题，如口腔溃疡，牙周炎等症状；使用安全，实用性广泛。本含氧化石墨烯的牙膏的所用的材料常规，易得；制备工艺简单，适合工业化生产。

具体实施方式

以下结合说明书具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本实施例所用的原料和设备均为本技术领域常规市购的原料和设备。

本发明公开的含氧化石墨烯的牙膏，由氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂组成，其中，分散液选取液为乙醇或聚乙烯吡咯烷酮中任一种。优选为乙醇；所述助剂均选用牙膏常规使用的摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。摩擦剂为碳酸钙、磷酸氢钙、焦磷酸钙、二氧化硅和氢氧化铝中的任意一种；保湿剂为甘油、山梨醇、丙二醇、聚乙二醇和水中的任意一种；增稠剂为羧甲基纤维素、鹿角果胶、羟乙基纤维素、黄原胶、瓜尔胶和角叉胶中的任意一种；发泡剂为月桂醇硫酸酯钠；芳香剂为柠檬酸锌和甘油按质量比1:1混合。

助剂中摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水的重量份数比为：45:15:1.5:1.5:0.02：37。

通过按比例添加氧化石墨烯和黑茶提取物，不仅使牙膏的抗菌性能增加，更加强了黑茶提取物与氧化石墨烯的结合，黑茶提取物与氧化石墨烯的协同作用，通氧化石墨烯、黑茶提取物和助剂的科学配比，使牙膏的抗菌及黑茶效果达到最佳，扩大了适应人群，还提高了功效。

实施例1

(1)含氧化石墨烯的牙膏

将氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂按表1配比称重，其中分散液为乙醇，助剂为摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。摩擦剂为磷酸氢钙；保湿剂为甘油；增稠剂为瓜尔胶；发泡剂为月桂醇硫酸酯钠；芳香剂为柠檬酸锌和甘油按质量比1:1混合。

(2)含氧化石墨烯的牙膏的制备方法

氧化石墨烯的牙膏的制备方法，包括以下步骤：

S1.氧化石墨烯的制备：将所述氧化石墨烯和分散液加入去离子水中，超声分散的功率为20KHz的条件下，超声分散30min；

S2.黑茶提取物的制备：

S21.取黑茶，装入粉碎机粉碎至粉末，然后加水搅拌混匀，得到混合液；

S22.将步骤S21所述混合液倒入超声装置进行超声分散，在功率为30KHz，温度为60℃条件下，分散20min，分散完全后降至室温；

S23、将步骤S22超声分散后的混合液过滤，离心，得到黑茶提取物。

S3.将步骤S1～S2按比例混合，放置在装有助剂的混料池中，室温下，转数为3000转/min，搅拌35min。

实施例2

(1)含氧化石墨烯的牙膏

将氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂按表1配比称重，其中分散液为聚乙烯吡咯烷酮；助剂为摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。摩擦剂为碳酸钙；保湿剂为聚乙二醇；增稠剂为角叉胶；发泡剂为月桂醇硫酸酯钠；芳香剂为柠檬酸锌和甘油按质量比1:1混合。

(2)含氧化石墨烯的牙膏的制备方法

氧化石墨烯的牙膏的制备方法，包括以下步骤：

S1.氧化石墨烯的制备：将所述氧化石墨烯和分散液加入去离子水中，超声分散的功率为40KHz的条件下，超声分散10min；

S2.黑茶提取物的制备：

S21.取黑茶，装入粉碎机粉碎至粉末，然后加水搅拌混匀，得到混合液；

S22.将步骤S21所述混合液倒入超声装置进行超声分散，在功率为20KHz，温度为75℃条件下，分散40min，分散完全后降至室温；

S23、将步骤S22超声分散后的混合液过滤，离心，得到黑茶提取物。

S3.将步骤S1～S2按比例混合，放置在装有助剂的混料池中，室温下，转数为4000转/min，搅拌20min。

实施例3

(1)含氧化石墨烯的牙膏

将氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂按表1配比称重，其中分散液为乙醇，助剂为摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。摩擦剂为磷酸氢钙；保湿剂为甘油；增稠剂为羟乙基纤维素；发泡剂为月桂醇硫酸酯钠；芳香剂为柠檬酸锌和甘油按质量比1:1混合。

(2)含氧化石墨烯的牙膏的制备方法

氧化石墨烯的牙膏的制备方法与实施例1相同，其不同之处在于，步骤S2中超声分散的功率为25KHz的条件下，通过超声分散20min；

实施例4

(1)含氧化石墨烯的牙膏

将氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂按表1配比称重，其中分散液为乙醇，助剂为摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。摩擦剂二氧化硅；保湿剂为山梨醇；增稠剂为瓜尔胶；发泡剂为月桂醇硫酸酯钠；芳香剂为柠檬酸锌和甘油按质量比1:1混合。

(2)含氧化石墨烯的牙膏的制备方法

氧化石墨烯的牙膏的制备方法与实施例1相同。

实施例5

(1)含氧化石墨烯的牙膏

将氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂按表1配比称重，其中分散液为聚乙烯吡咯烷酮；助剂为摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。摩擦剂为焦磷酸钙；保湿剂为丙二醇；增稠剂为鹿角果胶；发泡剂为月桂醇硫酸酯钠；芳香剂为柠檬酸锌和甘油按质量比1:1混合。

(2)含氧化石墨烯的牙膏的制备方法

氧化石墨烯的牙膏的制备方法与实施例1相同。

实施例6

(1)含氧化石墨烯的牙膏

将氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂按表1配比称重，其中分散液为聚乙烯吡咯烷酮，所述助剂为摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。摩擦剂为氢氧化铝；保湿剂为聚乙二醇；增稠剂为羧甲基纤维素；发泡剂为月桂醇硫酸酯钠；芳香剂为柠檬酸锌和甘油按质量比1:1混合。

(2)含氧化石墨烯的牙膏的制备方法

氧化石墨烯的牙膏的制备方法与实施例1相同。

对比例1

本对比例公开一种含氧化石墨烯的牙膏，与实施例3的原料配比相同，其不同之处在于，原料中不含黑茶提取物，其制备方法为：

Y1.氧化石墨烯的制备：将所述氧化石墨烯和分散液加入去离子水中，超声分散的功率为40KHz的条件下，超声分散10min；

Y2.将步骤Y1的氧化石墨烯分散后溶液，放置在装有助剂的混料池中，室温下，转数为4000转/min，搅拌20min。制备得到含氧化石墨烯的牙膏。

对比例2

本对比例公开一种黑茶牙膏，与实施例3的原料配比相同，其不同之处在于，原料中不含氧化石墨烯，其制备方法为：

P1.黑茶提取物的制备：

P11.取黑茶，装入粉碎机粉碎至粉末，然后加水搅拌混匀，得到混合液；S22.将步骤S21所述混合液倒入超声装置进行超声分散，在功率为30KHz，温度为60℃条件下，分散20min，分散完全后降至室温；

P12.将步骤S21所述混合液倒入超声装置进行超声分散，在功率为30KHz，温度为60℃条件下，分散20min，分散完全后降至室温；

P2.将步骤P1所得黑茶提取物溶液，放置在装有助剂的混料池中，室温下，转数为4000转/min，搅拌20min。制得黑茶牙膏。

对比例3

本对比例公开一种黑茶牙膏，与实施例3的原料选取和制备方法相同，不同之处在于原料间的比例不同，具体配比见表1。

表1

为进一步验证实施例1～6与对比例1～3的效果与作用，进行抗菌实验，具体实验方案如下：

将90名受试者随机分成9组，每组10名；受试者在实验前，在舌头背部一侧抽吸以收集细菌，然后将收集的样品用血琼脂培养基在37℃的厌氧条件下进行培养，72小时后，计算平均细菌菌落形成单位(基线)，然后受试者分别使用本实施例1～6的牙膏组合物，每日刷牙早晚各1次，每次使用牙膏2克，持续3个月，采用水平颤动法刷牙；3个月后，受试者在舌头背部另一侧抽吸以收集细菌，然后将收集的样品用血琼脂培养基在37℃的厌氧条件下进行培养，72小时后，计算平均细菌菌落形成单位，比较使用本实施例1～6和对比例1～3的牙膏组合物前后受试者的平均菌落形成单位结果的变化。其实验结果见表2。

表2

牙菌斑指数降低率＝[(使用前牙菌斑指数-使用3个月后牙菌斑指数)/使用前牙菌斑指数]×100％。

由上表2可知，使用本发明的氧化石墨烯的牙膏后，牙菌斑指数降低率达75.00～84.09％，细菌量去除效果显著。

为了本发明的牙膏组合物的牙菌斑去除效力，进行了如下实验验证，具体实验方案如下：

将90名受试者随机分成9组，每组10名；受试者分别使用本实施例1～6和对比例1～3的牙膏组合物，每日刷牙早晚各1次，每次使用牙膏2克，持续3个月，采用水平颤动法刷牙；考察使用本实施例1～6和对比例1～3的牙膏组合物前后受试者的牙菌斑指数(PLI)的变化。牙菌斑指数(PLI)计算平均值。其实验结果见表3。

表3

由上表3可知，使用本发明的氧化石墨烯的牙膏，牙菌斑指数降低率达59.8～70.0％，抗牙菌斑效果明显。

由上述实验表明，本发明制备的含氧化石墨烯的牙膏，能有杀灭口腔细菌，抗菌效果好；氧化石墨烯和黑茶提取物用在牙膏上能相互增益，实施例3的配比选用，使得杀菌效果最明显；能提高牙膏的清洁和抗菌性能，氧化石墨烯独特的二维结构可以承载黑茶提取物，使黑茶提取物的效果更佳；制备得到的牙膏去污渍作用强，对口腔黏膜及牙齿刺激低，清新口气。

为了更进一步验证本发明的效果，进行用户体验跟踪实验，本含氧化石墨烯的牙膏的使用效果：

吸烟者100例，每天坚持使用本含氧化石墨烯的牙膏，其用量和普通牙膏相同，连续使用10天，消除口腔的烟味和口臭现象及缓解口腔溃疡等问题效果显著的89例，占89％。

本发明提供的含氧化石墨烯的牙膏，能有效杀灭口腔细菌，消除口腔的烟味和臭味；充分发挥黑茶和氧化石墨烯的特性，使牙膏不但具有超强的清洁功能，而且还能缓解吸烟者的一系列口腔问题，使用安全，实用性广泛。本含氧化石墨烯的牙膏的所用的材料常规，易得；制备工艺简单，适合工业化生产。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优势。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种含氧化石墨烯的牙膏，其特征在于，由氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂组成，按重量份数配比为：

氧化石墨烯：0.1~0.8份

分散液：0.2~0.6份

黑茶提取物：0.7~2.0份

助剂：94~98份。

2.根据权利要求1所述含氧化石墨烯的牙膏，其特征在于，所述氧化石墨烯、分散液、黑茶提取物和助剂，按重量份数配比为：

氧化石墨烯：0.5~0.7份

分散液：0.3~0.5份

黑茶提取物：1.0~2.0份

助剂：95~98份。

3.根据权利要求1所述含氧化石墨烯的牙膏，其特征在于，所述分散液为乙醇或聚乙烯吡咯烷酮中任一种。

4.根据权利要求1所述含氧化石墨烯的牙膏，其特征在于，所述助剂为摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂和水。

5.一种根据权利要求1~4任意一项所述含氧化石墨烯的牙膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 氧化石墨烯的制备：将所述氧化石墨烯和分散液加入去离子水中，超声分散10~30min；

S2.黑茶提取物的制备：

S21. 取黑茶，装入粉碎机粉碎至粉末，然后加水搅拌混匀，得到混合液； S22.将步骤S21所述混合液倒入超声装置进行超声分散，所述超声分散的时间为20~40min，所述超声分散的温度为60~75℃，分散完全后降至室温； S23、将步骤S22超声分散后的混合液过滤，离心，得到黑茶提取物；

S3. 将步骤S1~S2按比例混合，放置在装有助剂的混料池中，室温下搅拌20~35min。

6.根据权利要求5所述含氧化石墨烯的牙膏的制备方法，其特征在于，步骤S1所述超声分散的功率为 20~40KHz；步骤S2所述超声分散的功率为 20~30KHz。

7.根据权利要求5所述含氧化石墨烯的牙膏的制备方法，其特征在于，步骤S3所述搅拌的转数为3000~4000转/min。

8.一种根据权利要求1~4或6~7任意一项所述含氧化石墨烯的牙膏适用于吸烟者的牙齿清洁及护理。