【技术实现步骤摘要】
本申请涉及抗菌母粒的，特别是涉及一种基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒及其制备方法。
技术介绍
1、聚酰胺纤维，也常被称为尼龙纤维，具有优异的耐磨性、抗皱性、柔软性及高拉伸强度等特点，可以制作高品质服饰、内衣、家纺等纺织品，在纺织领域有着广泛的应用。通过在聚酰胺纤维中添加功能性母粒，可以赋予聚酰胺纤维特定的功能性，如抗静电、抗菌、防紫外线、阻燃等，拓展了纤维的应用领域和功能。
2、氧化石墨烯是一种具有广泛应用前景的二维纳米材料，具有优异的物理化学性质，如高比表面积、优越的导电性、热导性及生物相容性等。在抗菌领域，氧化石墨烯因其良好的抗菌性能而备受关注。将氧化石墨烯与聚合物材料相结合，在制备抗菌聚合物母粒中起到了重要作用。单独的氧化石墨烯与聚合物结合仅有物理上的抗菌作用，在传统的加工工艺上，氧化石墨烯以粉体的形式添加到聚合物中，通过熔融共挤造粒，但是存在易聚集、分散性差欠佳等问题，限制了其在实际应用中的广泛应用。因此，其抗菌性及在高聚物中的分散性需要进一步提升。
3、目前在熔融共挤过程中，氧化石墨烯在熔体中容易发生团聚，形成颗粒堆积或簇状结构，这会降低其分散性，团聚是由于范德华力、氧化石墨烯表面官能团间的相互作用等引起的。另外氧化石墨烯与聚合物之间的界面作用力不足，导致其在复合材料中容易发生界面剥离或断裂现象。而在熔融共挤过程中，解决氧化石墨烯与聚合物结合通过熔融共挤时分散性差的方法主要包括以下几种途径：
4、1.表面改性处理：对氧化石墨烯进行表面改性处理，如羟化、羧化、氨基化等，引入具有亲水性或其他
5、2.添加分散剂：向混合料中添加专门的分散剂或表面活性剂，帮助降低氧化石墨烯颗粒之间的相互作用力，促进其均匀分散在聚合物基体中，从而改善分散性。
6、3.优化工艺条件：调整共挤过程的温度、压力、剪切速率等工艺参数，控制熔体流动状态，减少氧化石墨烯的团聚，提高其分散性。
7、4.预处理氧化石墨烯：在原料制备过程中，进行超滤、洗涤、干燥等处理，去除杂质和残余溶剂等预处理步骤，以提高氧化石墨烯的纯度和表面活性，有助于提高其分散性。
8、然而，对于氧化石墨烯表面改性处理时，由于氧化石墨烯颗粒之间往往存在团聚现象，难以实现均匀分散和官能团的均匀引入，增加了表面修饰的难度；现有的氧化石墨烯官能团太少，而大量的官能团很难引入；另外引入大量的官能团可能需要昂贵的化学品，需要经历多步骤的处理过程，这会增加工艺复杂度、生产成本和对操作人员技术要求。
技术实现思路
1、本申请针对现有技术的不足，提供一种提高抗菌性能和分散性能的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，该母粒的制备原料包括：改性氧化石墨烯2-7重量份、分散剂1-2重量份、抗氧剂0.6-1.2重量份、增韧剂1-3重量份、抗菌剂1-3重量份、润滑剂1-4重量份、成纤高聚物50-100重量份。
3、进一步的，所述的分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯、聚乙二醇、三乙基己基磷酸、十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酰胺、纤维素醚、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
4、进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂330、抗氧剂dstdp、抗氧剂dltdp中的一种或多种。
5、进一步的，所述的增韧剂为聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体(sbs)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(mbs)、丙烯酸酯橡胶中的一种或多种。
6、进一步的，所述的抗菌剂为壳聚糖、银离子抗菌剂、纳米银抗菌剂、纳米二氧化钛、纳米氧化铜、纳米二氧化锌、十二烷基二甲基苄基氯化铵、5-氯-2-甲基异噻唑啉-3-酮、二甲基哌啶中的一种或多种。
7、进一步的，所述润滑剂为石蜡、聚酯蜡、蒙旦蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸季戊四醇酯中的一种或多种。
8、进一步的，所述的成纤高聚物为聚酰胺切片(pa)、聚酯切片(pet)、聚丙烯腈切片(pan)中的一种或多种。
9、进一步的，所述的改性氧化石墨烯，其制备步骤包括：
10、(1)称重配料：按照如下重量百分比称取原料：过氧化氢(h2o2)3-9份、丁二酸酐(羧化试剂)3-12份、纯净水6-12份、氧化石墨烯1-7份、有机溶剂30-90份；
11、(2)制备丁二酸酰基过氧化物粉体：将过氧化氢和丁二酸酐放入含有纯净水的反应容器中，在5-8℃的环境中反应3-5h出现白色固体，过滤、干燥，取出研磨，得到丁二酸酰基过氧化物粉体；
12、(3)制备氧化石墨烯悬浮液：将氧化石墨烯添加到含有有机溶剂的反应容器中，在常温下持续超声搅拌2-4h，使氧化石墨烯表面完全湿润制成氧化石墨烯悬浊液；
13、(4)制备羧基化氧化石墨烯(go-cooh)：将步骤(3)制备的氧化石墨烯悬浊液升温至80-90℃，在此温度下，把步骤(2)制备的丁二酸酰基过氧化物粉体加入到氧化石墨烯悬浊液中，保持温度并持续反应时间2-3h；然后恢复至室温，抽滤3-5次，用有机溶剂(此处洗涤用的有机溶剂是和上述“制备氧化石墨烯悬浮液”采用的有机溶剂是一样的)；然后冷冻真空干燥获得羧基化氧化石墨烯，即为改性氧化石墨烯。
14、进一步的，所述氧化石墨烯为化学氧化方法得到的石墨烯氧化物，径向尺寸为0.5-15μm，厚度为1-25nm。
15、进一步的，所述的氧化石墨烯与丁二酸酰基过氧化物粉体的质量比例为1：2-5。
16、作为优选，所述的有机溶剂二甲苯、乙二醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、n-n-二甲苯甲酰胺(dmf)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)中的一种或多种。
17、本申请还提供一种基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒的制备方法，制备步骤包括：
18、(1)混炼：按如下比例称取原料：将改性氧化石墨烯2-7份、分散剂1-2份、抗氧剂0.6-1.2份、增韧剂1-3份、抗菌剂1-3份、润滑剂1-4份、成纤高聚物50-100份；将上述原料加入高速混炼机内，高速混炼机转速为500-1000转/分，混炼时间为30～90min，得到含有改性氧化石墨烯聚合物混合母体；
19、(2)熔融共挤：把改性氧化石墨烯的聚合物混合母体经双螺杆挤出机中混炼共挤，在高温熔融共挤过程中，最终得到改性氧化石墨烯聚合物熔体，双螺杆挤出机的挤出温度200-350℃，转速为150-400rpm(转/分)；
20、(3)造粒：将上述步骤(2)得到的改性氧化石墨烯聚合物熔体经双螺杆挤出机熔炼共挤后，经过拉条、水冷、切粒、干燥、包装得到改性氧化石墨烯抗菌聚合物母粒。
21、与现有技术相比，本申请具有如下优点和有益效果：
22、1.本申请在80-90℃环境下添加的丁二酸酰基过氧化物粉体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：该母粒的制备原料包括：改性氧化石墨烯2-7重量份、分散剂1-2重量份、抗氧剂0.6-1.2重量份、增韧剂1-3重量份、抗菌剂1-3重量份、润滑剂1-4重量份、成纤高聚物50-100重量份。
2.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯、聚乙二醇、三乙基己基磷酸、十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酰胺、纤维素醚、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂330、抗氧剂DSTDP、抗氧剂DLTDP中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的增韧剂为聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸酯橡胶中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的抗菌剂为壳聚糖、银离子
6.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述润滑剂为石蜡、聚酯蜡、蒙旦蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸季戊四醇酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的成纤高聚物为聚酰胺切片、聚酯切片、聚丙烯腈切片中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的改性氧化石墨烯，其制备步骤包括：
9.根据权利要求8所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述氧化石墨烯为化学氧化方法得到的石墨烯氧化物，径向尺寸为0.5-15μm，厚度为1-25nm。
10.根据权利要求8所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的氧化石墨烯与丁二酸酰基过氧化物粉体的质量比例为1：2-5。
11.根据权利要求8所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的有机溶剂二甲苯、乙二醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、N-N-二甲苯甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
12.一种根据权利要求1-11任一权利要求所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒的制备方法，其特征在于：制备步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：该母粒的制备原料包括：改性氧化石墨烯2-7重量份、分散剂1-2重量份、抗氧剂0.6-1.2重量份、增韧剂1-3重量份、抗菌剂1-3重量份、润滑剂1-4重量份、成纤高聚物50-100重量份。
2.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯、聚乙二醇、三乙基己基磷酸、十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酰胺、纤维素醚、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂330、抗氧剂dstdp、抗氧剂dltdp中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的增韧剂为聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯酸酯橡胶中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯的抗菌尼龙母粒，其特征在于：所述的抗菌剂为壳聚糖、银离子抗菌剂、纳米银抗菌剂、纳米二氧化钛、纳米氧化铜、纳米二氧化锌、十二烷基二甲基苄基氯化铵、5-氯-2-甲基异噻唑啉-3-酮、二...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂汝明，石创创，刘大营，秦磊，刘兆平，
申请(专利权)人：宁波石墨烯创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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