一种石墨烯量子点复合薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种石墨烯量子点复合薄膜及其制备方法和应用，所述石墨烯量子点复合薄膜的制备原料包括特定份数的石墨烯复合母粒、高分子母粒和助剂；所述石墨烯复合母粒的制备原料包括特定份数的石墨烯量子点、偶联剂、分散剂和高分子基体；通过将石墨烯量子点、偶联剂和高分子基体首先制备成石墨烯复合母粒，再与高分子母粒进行混合，使最终得到的石墨烯量子点复合薄膜兼具优异的抗病毒、抗菌性以及较高的拉伸强度。的拉伸强度。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯量子点复合薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于复合膜
，具体涉及一种石墨烯量子点复合薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，塑料制品在人们的日常生活和工农业生产中占有十分重要的地位。为了使得塑料制品得到更广泛的应用，人们常在制备塑料制品的塑料母粒中添加抗菌剂，从而获得抗菌塑料制品。目前所添加的抗菌剂一般以有机抗菌剂和无机抗菌剂为主；有机抗菌剂以有机酸、酚、醇为主要成分，杀菌力强，即效性好，但加工中会产生刺激性气味，在塑料中易迁移，耐热性差，且有机材料抗菌不能在机体里面直接熔融，只能后处理；而无机类抗菌剂是将银、铜、锌等本身具有抗菌能力的金属或金属离子负载于无机物载体上，通过载体的缓释来实现抗菌；金属材料抗菌属于重金属银、铜、锌及其氧化物，容易氧化并对人体产生重金属污染。生物质材料抗菌量有限，抗菌效果不显著。
[0003]石墨烯、氧化石墨烯的抗菌性能优异，氧化石墨烯灭菌/除臭的机理是其与细菌接触，细胞膜承受压力，并由于其氧化官能团与膜相互产生氧化作用，因而刺穿破裂，细菌细胞内的RNA或DNA流出而灭活，另外，加入氧化石墨烯，具有极大比表面积，可高达500～1000m2/g，吸附能力特强，对臭气具有极佳吸附去除效果，其生物相容性、毒性、环保性、安全性优异，是极具应用潜力的抗菌、除臭材料之一。CN107805329A公开了一种薄膜组合物及其制备方法。它包括聚烯烃树脂和/或聚酯类树脂、分散剂、抗氧剂和微粒填充物，所述微粒填充物为石墨烯粉末和纳米银粉末；将聚烯烃和/或聚酯类树脂、分散剂、抗氧剂、石墨烯粉末和纳米银粉末混合后加入双螺杆挤出机中进行共混改性，造成母粒；母粒加入吹塑机或拉伸流延设备进行制膜；薄膜经拉伸机构拉伸产生微孔，制成透气膜。本专利技术申请将石墨烯和纳米银作为微粒填充物均匀分散在膜中，代替了传统使用的碳酸钙，增加了透气膜的吸附性能和提高了透气性，并具有良好的抗菌性，在薄膜的生产、储存和销售的过程中可以抑制菌类微生物在薄膜中的滋生，保证产品质量。CN104893213A公开了一种载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜的制备方法。将氧化石墨烯分散在去离子水中得到分散均匀的混合液，加入新配置的银氨溶液，40～60℃条件下搅拌混合同时滴加聚乙二醇，115～125℃保温反应2
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3h，洗涤、干燥后得到载银氧化石墨烯粉末；将PVA溶解于去离子水中，加入上述载银氧化石墨烯，充分搅拌混合，85～95℃反应1～2h，冷却、铺膜得到载银氧化石墨烯聚乙烯醇复合薄膜。所制得的复合膜平滑、均匀、并有较大的柔韧性，可以用小刀或剪刀切割成各式各样理想的形状；具有较好的拉升强度、热稳定性等优异性能，还具有一定的抗菌性能。
[0004]但是，石墨烯量子点本身的比表面积较大，直接将其加入到塑料的制备中，会因填料在基体中的分散性、界面作用和空间结构的影响，导致其对塑料的刚度、强度、韧性和延展性等的改善效果不够，进而使得到的产品的抗菌效果有所下降。
[0005]因此，开发一种具有优异抗菌效果的石墨烯量子点复合薄膜，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯量子点复合薄膜及其制备方法和应用；所述石墨烯量子点复合薄膜的制备原料包括石墨烯复合母粒、高分子母粒和助剂的组合；所述石墨烯复合母粒的制备原料又包括特定份数的石墨烯量子点、偶联剂、分散剂和高分子基体；通过在制备原料中添加偶联剂以及采用二次混合的方式先将石墨烯量子点和高分子基体制备成石墨烯复合母粒，再将其与高分子母粒混合，使最终得到的石墨烯量子点复合薄膜兼具优异的力学性能和优异的抗菌和抗病毒效果。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种石墨烯量子点复合薄膜，所述石墨烯量子点复合薄膜的制备原料按照重量份包括如下组分：
[0009]石墨烯复合母粒
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1～3重量份；
[0010]高分子母粒
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5～10重量份；
[0011]助剂
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2～6重量份；
[0012]所述石墨烯复合母粒的制备原料按照重量份包括如下组分：
[0013][0014]所述石墨烯复合母粒可以为1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份等。
[0015]所述高分子母粒可以为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份等。
[0016]所述助剂可以为2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份、5.5重量份或6重量份等。
[0017]所述石墨烯量子点可以为3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份、5.5重量份、6重量份或6.5重量份等。
[0018]所述偶联剂可以为0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。
[0019]所述分散剂可以为2.1重量份、2.2重量份、2.3重量份、2.4重量份、2.5重量份、2.6重量份、2.7重量份、2.8重量份或2.9重量份等。
[0020]所述高分子基体可以为91重量份、92重量份、93重量份、94重量份、95重量份、96重量份、97重量份、98重量份或99重量份等。
[0021]本专利技术提供的石墨烯量子点复合薄膜的制备原料包括特定份数的石墨烯复合母粒、高分子母粒以及助剂；所述石墨烯复合母粒包括特定份数的石墨烯量子点、偶联剂、分散剂和高分子基体的组合；将石墨烯量子点首先与高分子基体制备成石墨烯复合母粒，并在其中添加特定份数的分散剂和偶联剂，有利于提升石墨烯量子点在高分子基体中的分散均匀性，提升粘结性；再将得到的石墨烯复合母粒进一步与高分子母粒复合，有利于提升石
墨烯复合母粒在基体中的分散性，使最终得到的石墨烯量子点复合薄膜兼具优异的力学性能和优异的抗菌、抗病毒和防螨效果。
[0022]优选地，所述高分子母粒和高分子基体包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩甲醛、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯或聚丙烯中的至少一种。
[0023]优选地，其特征在于，所述石墨烯量子点的径向尺寸为10～20nm，例如11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm或19nm等。
[0024]本专利技术中所述“径向尺寸”指的是平面内的最长距离，另外，考虑到石墨烯量子点中各个片层或颗粒的大小不可能完全相同，“径向尺寸”为平均值。
[0025]本专利技术提供的石墨烯量子点的径向尺寸为10～20nm，径向尺寸较小，比表面积较大，容易团聚，但是抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯量子点复合薄膜，其特征在于，所述石墨烯量子点复合薄膜的制备原料按照重量份包括如下组分：石墨烯复合母粒
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1～3重量份；高分子母粒
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5～10重量份；助剂
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2～6重量份；所述石墨烯复合母粒的制备原料按照重量份包括如下组分：2.根据权利要求1所述的石墨烯量子点复合薄膜，其特征在于，所述高分子母粒和高分子基体包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩甲醛、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯或聚丙烯中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的石墨烯量子点复合薄膜，其特征在于，所述石墨烯量子点的径向尺寸为10～20nm。4.根据权利要求1～3任一项所述的石墨烯量子点复合薄膜，其特征在于，所述分散剂包括聚乙二醇、低分子聚乙烯蜡、石蜡会聚醚中的任意一种或几种的组合；优选地，所述助剂包括石蜡、白油、聚烯烃弹性体、聚乙烯蜡、三元乙丙橡胶、苯乙烯类热塑性弹性体、乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物、丁苯橡胶、乙烯
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【专利技术属性】
技术研发人员：秦继恩，杨永强，秦秀宪，唐玉芹，王动芝，
申请(专利权)人：烯源科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：