本发明涉及鞋子的制备领域，尤其涉及一种石墨烯抗菌发热鞋及其制备方法。
背景技术：
在冬季寒冷的天气中，人们可通过不断增加衣物来进行保暖，而脚部保暖却不能不断外穿鞋子而且每双鞋子的保暖效果有限，因此冬天里给脚部加温加热是大多数人的愿望。中国专利(公开号cn201352983)公开了一种鞋子，皮革鞋面内侧设有内里，所述皮革鞋面与内里之间设置有包头，所述内包头与所述皮革鞋面之间设置有发热片，该发热片通过电线连接设置于皮革鞋面外层的电池兜内的电池。电热鞋能够有效防止脚指冻伤，而电池置于皮革鞋面外层虽然能够快速更换电池，但是其电池容易掉落，直接与外部环境接触还容易造成漏电等危险。且，该专利的鞋子没有抗菌功能。
石墨烯是单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状结构的一种新型碳材料，其是构件其他维度碳质材料，如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨等的基本单元。单层石墨由于其大的比表面积，优良的导电、导热性能和低的热膨胀系数而被认为是理想的材料。如：1、高强度，杨氏摩尔量，(1,100gpa)，断裂强度：(125gpa)；2、高热导率，(5,000w/mk)；3、高导电性、载流子传输率，(200,000cm2/v*s)；4、高的比表面积，(理论计算值：2,630m2/g)。尤其是其高导电性质，大的比表面性质和其单分子层二维的纳米尺度的结构性质，可在超级电容器和锂离子电池中用作电极材料。目前，电子器件体积越来越小，功率越来越大，带来了电子器件散热空间的局限性；同时，所用材料的多样性也使得在多种材料表面制备热界面材料的难度越来越大。如何使散热材料节省空间，同时提高散热效率，是当前散热领域的一大难题。
技术实现要素：
因此，针对以上内容，本发明提供一种石墨烯抗菌发热鞋及其制备方法，解决现有技术的发热鞋没有抗菌效果、发热速度慢、散热效率低的缺陷。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种石墨烯抗菌发热鞋，包括鞋底及设于鞋底上的鞋帮，所述鞋底上设有凹孔石墨烯加热芯片及与石墨烯加热芯片电连接的电源，所述凹孔外设有用于覆盖石墨烯电热芯片及电源的透气垫片，所述石墨烯加热芯片包括基板及设于基板上的电路，所述基板的表层涂覆有石墨烯涂层，所述石墨烯涂层包括以下重量份的各原料：石墨烯5～10份、有机溶剂15～30份、润湿剂20～25份、分散剂30～40份；所述石墨烯为采用机械剥离石墨法生产，由单层和部分寡层石墨烯堆积而成的粉体，具有以下技术指标：外观，黑灰色粉末；厚度＜5nm，直径5-20nm，含水率＜2％；堆积密度0.02-0.04g/ml。
进一步的改进是：所述电源为电池。
进一步的改进是：所述润湿剂为聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯多元醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯酸嵌段共聚物、脂肪酸聚乙二醇酯、多元醇酯、脂肪胺聚氧乙烯醚加成物中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
进一步的改进是：所述分散剂为高分子嵌段共聚物、多聚磷酸盐、聚羧酸盐中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
进一步的改进是：所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
一种石墨烯抗菌发热鞋的制备方法，包括石墨烯加热芯片的制备，所述石墨烯加热芯片的制备方法为：(1)制备石墨烯浆料：将石墨烯5～10份、有机溶剂15～30份、润湿剂20～25份、分散剂30～40份混合搅拌，然后经高速分散均匀，再对分散处理后的浆料进行研磨，最后再低速搅拌均匀，所述高速搅拌时转速控制在3000～6000r/min，所述低速搅拌时转速控制在300～500r/min；(2)将步骤(1)制得的石墨烯浆料喷涂在基板上：将石墨烯浆料通过电喷涂设备通过点喷涂的方式碰到基板上。
进一步的改进是：所述点喷涂的具体方式为：将石墨烯浆料注入到电喷涂设备中，电喷涂设备具有喷嘴，喷嘴与基板之间的距离控制在1～3cm，电机电压控制在5～10v，喷涂时间为2～4min。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的石墨烯抗菌发热鞋，通过在鞋底上设置凹孔，在凹孔内设置石墨烯加热芯片及与石墨烯加热芯片电连接的电源，启动电源即可实现对鞋子进行加热，所述石墨烯加热芯片包括基板及设于基板上的电路，基板上涂覆有石墨烯涂层，所述石墨烯涂层是通过电喷涂以点阵列的方式分布在基板上，石墨烯加热芯片具有导热速度快，且散热效率高，可将热量快速分散至鞋内的其他区域，在石墨烯加热芯片的表面覆盖透气垫片可方便热量分散出来用于加热人体的脚部；本发明的石墨烯芯片还具有抗菌效果。另外，本发明将石墨烯材料应用到鞋底上，开创了石墨烯新的应用领域。
具体实施方式
以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。
实施例一
一种石墨烯抗菌发热鞋，包括鞋底及设于鞋底上的鞋帮，所述鞋底上设有凹孔石墨烯加热芯片及与石墨烯加热芯片电连接的电池，所述凹孔外设有用于覆盖石墨烯电热芯片及电池的透气垫片，所述石墨烯加热芯片包括基板及设于基板上的电路，所述基板的表层涂覆有石墨烯涂层，所述石墨烯涂层包括以下重量份的各原料：石墨烯5份、n,n-二甲基甲酰胺15份、聚氧乙烯烷基醚20份、多聚磷酸钠30份；所述石墨烯为采用机械剥离石墨法生产，由单层和部分寡层石墨烯堆积而成的粉体，具有以下技术指标：外观，黑灰色粉末；厚度4nm，直径5nm，含水率1％；堆积密度0.02g/ml。
其制备方法，包括石墨烯加热芯片的制备，所述石墨烯加热芯片的制备方法为：(1)制备石墨烯浆料：将石墨烯5份、n,n-二甲基甲酰胺15份、聚氧乙烯烷基醚20份、多聚磷酸钠30份混合搅拌，然后经高速分散均匀，再对分散处理后的浆料进行研磨，最后再低速搅拌均匀，所述高速搅拌时转速控制在3000r/min，所述低速搅拌时转速控制在300r/min；(2)将步骤(1)制得的石墨烯浆料喷涂在基板上：将石墨烯浆料通过电喷涂设备通过点喷涂的方式碰到基板上。所述点喷涂的具体方式为：将石墨烯浆料注入到电喷涂设备中，电喷涂设备具有喷嘴，喷嘴与基板之间的距离控制在1cm，电机电压控制在5v，喷涂时间为2min。
实施例二
一种石墨烯抗菌发热鞋，包括鞋底及设于鞋底上的鞋帮，所述鞋底上设有凹孔石墨烯加热芯片及与石墨烯加热芯片电连接的电池，所述凹孔外设有用于覆盖石墨烯电热芯片及电池的透气垫片，所述石墨烯加热芯片包括基板及设于基板上的电路，所述基板的表层涂覆有石墨烯涂层，所述石墨烯涂层包括以下重量份的各原料：石墨烯7份、二甲基亚砜19份、聚氧乙烯多元醇醚23份、聚羧酸钠35份；所述石墨烯为采用机械剥离石墨法生产，由单层和部分寡层石墨烯堆积而成的粉体，具有以下技术指标：外观，黑灰色粉末；厚度3nm，直径12nm，含水率0.5％；堆积密度0.03g/ml。
其制备方法，包括石墨烯加热芯片的制备，所述石墨烯加热芯片的制备方法为：(1)制备石墨烯浆料：将石石墨烯7份、二甲基亚砜19份、聚氧乙烯多元醇醚23份、聚羧酸钠35份混合搅拌，然后经高速分散均匀，再对分散处理后的浆料进行研磨，最后再低速搅拌均匀，所述高速搅拌时转速控制在4000r/min，所述低速搅拌时转速控制在400r/min；(2)将步骤(1)制得的石墨烯浆料喷涂在基板上：将石墨烯浆料通过电喷涂设备通过点喷涂的方式碰到基板上。所述点喷涂的具体方式为：将石墨烯浆料注入到电喷涂设备中，电喷涂设备具有喷嘴，喷嘴与基板之间的距离控制在2cm，电机电压控制在7v，喷涂时间为3min。
实施例三
一种石墨烯抗菌发热鞋，包括鞋底及设于鞋底上的鞋帮，所述鞋底上设有凹孔石墨烯加热芯片及与石墨烯加热芯片电连接的电池，所述凹孔外设有用于覆盖石墨烯电热芯片及电池的透气垫片，所述石墨烯加热芯片包括基板及设于基板上的电路，所述基板的表层涂覆有石墨烯涂层，所述石墨烯涂层包括以下重量份的各原料：石墨烯10份、n,n-二甲基甲酰胺30份、脂肪胺聚氧乙烯醚加成物25份、高分子嵌段共聚物40份；所述石墨烯为采用机械剥离石墨法生产，由单层和部分寡层石墨烯堆积而成的粉体，具有以下技术指标：外观，黑灰色粉末；厚度2nm，直径20nm，含水率1％；堆积密度0.04g/ml。
其制备方法，包括石墨烯加热芯片的制备，所述石墨烯加热芯片的制备方法为：(1)制备石墨烯浆料：将石墨烯10份、有机溶剂30份、润湿剂25份、分散剂40份混合搅拌，然后经高速分散均匀，再对分散处理后的浆料进行研磨，最后再低速搅拌均匀，所述高速搅拌时转速控制在6000r/min，所述低速搅拌时转速控制在500r/min；(2)将步骤(1)制得的石墨烯浆料喷涂在基板上：将石墨烯浆料通过电喷涂设备通过点喷涂的方式碰到基板上。所述点喷涂的具体方式为：将石墨烯浆料注入到电喷涂设备中，电喷涂设备具有喷嘴，喷嘴与基板之间的距离控制在3cm，电机电压控制在10v，喷涂时间为4min。
本发明中，所述石墨烯的各原料在以下参数范围内均可实现本发明的目的：石墨烯5～10份、有机溶剂15～30份、润湿剂20～25份、分散剂30～40份。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。