本发明涉及石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯抗菌卫生用品芯片的制备方法。
背景技术：
市面上的卫生用品，如卫生巾/护垫/婴儿尿不湿等，在面料选择上，主要以化纤面料为主，也有部分产品使用纯棉面料、含有竹纤维的面料、含有蚕丝的面料。功能上也主要从手感柔软，亲肤滋润，吸湿透气，除湿、散热，促进微循环等角度改进，还有产品通过外加中药或抑菌性成分(如氯已啶类产品)达到皮肤粘膜消毒、抗菌等功能，但是，中药制剂由于储藏期较短，容易变质失效，而氯已啶类产品可引起皮肤及粘膜刺激与接触性皮炎，反复使用还产生细菌耐药性、抗药性等问题。
石墨烯是从石墨中剥离出来的只有一层原子厚度的二维晶体，厚度约为0.34nm。继1985年c60(富勒烯)和1991年碳纳米管的首次报道后，2004年石墨烯的发现再次推动了人们对碳素纳米材料的研究。研究表明，石墨烯具有非凡的机械性能、导电性能、热学性能、光学性能以及高效抗菌除臭、抗静电等性能。为了将石墨烯的这些优异性能进行实际应用，人们对石墨烯进行了进一步的研究。
通过对现有专利文献的检索发现，申请公开号为cn106581732a的中国发明专利申请公开了一种多功能的石墨烯卫生巾及其制备方法；其艾绒卫生棉上粘接的粉末固体里含有氧化石墨烯。然而，其主要利用了中药制剂，同样存在储藏期较短，容易变质失效等问题；并且，含石墨烯的粉末固体是粘接在艾绒卫生棉上，抗菌组分容易脱落导致失效。
授权公告号为cn206239604u的实用新型专利公开了一种抗菌抑菌舒适性好的卫生巾结构；其在卫生巾本体的夹层中铺设石墨烯内暖纤维(是从玉米芯秸秆中研发出生物质石墨烯，再将其与各类纤维复合生产出的多功能纤维材料)，利用石墨烯内暖纤维具有的特性保证卫生巾在使用过程中的舒适性，防止细菌滋生，吸附异味，促进血液循环。然而，目前石墨烯与各类纤维复合形成的纤维材料表面柔软度、蓬松性以及吸水性、舒适性等均不佳，且还存在抗菌组分容易脱落失效，抗菌性能不稳定等问题，严重影响了其在卫生用品中的推广应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述抗菌材料技术上的缺点，利用石墨烯优异的抗菌性能、对人体无毒害、对皮肤无任何刺激的特性，提供一种石墨烯抗菌卫生用品芯片的制备方法；并用此芯片制备成可应用于卫生用品上的抗菌芯片。本发明的抗菌芯片抗菌组分不易脱落，可缓慢释放抗菌组分，长期产生抗菌作用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种石墨烯抗菌卫生用品芯片的制备方法，所述方法包括如下步骤：
s1、将质量比为1～12:10～15:3～5的石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌混合，形成石墨烯抗菌剂；
s2、将所述石墨烯抗菌剂加入聚丙烯酸溶液中混合均匀，纺丝，形成抗菌纤维；所述石墨烯抗菌剂和聚丙烯酸溶液的质量比为15～30:20～40；所述聚丙烯酸溶液的质量百分比浓度为40～60％；
s3、将质量比为35～70:40～60的所述抗菌纤维与吸水纤维混合均匀，依次经开松、梳理、铺网和针刺形成第一抗菌无纺布层；
s4、将所述石墨烯抗菌剂与聚乙烯加入至螺杆挤压机中，混合、熔融；所述石墨烯抗菌剂与聚乙烯的质量比为10～20:60～80；
s5、采用纺丝箱体对步骤s4得到的熔体进行分配，使熔体均匀分配到整个幅宽上，纺丝组件使流态的熔体经喷丝板挤出成丝；冷却后对对熔体细流进行牵伸，使熔体细流成为高度取向的纤维；
s6、将所述纤维分布在网帘上，经热压辊预压定型形成纤维网；网帘将纤维网送经热轧加固得到第二抗菌无纺布层；
s7、将所述第一抗菌无纺布层、第二抗菌无纺布层进行复合水刺处理后烘干，得所述芯片。
优选的，步骤s1中，所述石墨烯包括气相沉积法制备石墨烯、二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、溴代十二烷改性氧化石墨烯、溴代十六烷改性氧化石墨烯、溴代十八烷改性石墨烯、高温热膨胀所得还原氧化石墨烯、低温热膨胀所得还原氧化石墨烯、电化学剥离所得石墨烯、改性的电化学剥离石墨烯、机械球磨剥离石墨烯、三辊研磨机械剥离石墨烯中的一种或几种。
优选的，步骤s3中，所述吸水纤维包括天然纤维、纤维素纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的一种或多种。
优选的，步骤s4中，所述聚乙烯的数均分子量为2000～3000g/mol。
优选的，步骤s4中，所述熔融是在混合后升温至100～120℃，加热20～40s，再升温至160～170℃，加热15～25s，最后再升温至200～220℃，加热3～7s。
优选的，步骤s5中，挤出成丝时纺丝箱内的温度为180～220℃。
优选的，步骤s6中，所述热压辊预压定型的温度为80～100℃。
优选的，步骤s6中，所述热轧加固的温度为150～170℃。
优选的，步骤s7中，所述复合水刺处理包括将开松混和、梳理、交叉铺网、牵伸、预湿、正反水刺、后整理、烘燥、卷绕步骤。
优选的，步骤s7中，所述烘干的温度为60～90℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的石墨烯抗菌卫生用品芯片中抗菌组分不易脱落，可缓慢释放抗菌组分，长期产生抗菌作用，抗菌率达到99.9％以上；
2、本发明的石墨烯抗菌卫生用品芯片中无纺布层表面柔软、蓬松、质感优良，在具有抗菌功能的同时，又具有很好的吸水性和舒适性，抗菌性能高、持久、安全广谱，可广泛用于卫生用品，安全卫生。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种石墨烯抗菌卫生用品芯片的制备方法；具体步骤如下：
(1)将质量比为6:13:4的石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌混合，调配成石墨烯抗菌剂，将制备好的抗菌剂加入聚丙烯酸溶液(石墨烯抗菌剂和聚丙烯酸溶液的质量比为22:25，聚丙烯酸溶液的质量百分比浓度为50％)中混合均匀，然后进行纺丝，形成抗菌纤维，将质量比为50:50的抗菌纤维和吸水纤维混合均匀，依次经开松、梳理、铺网和针刺形成第一抗菌无纺布层；
(2)将质量比为15:70的石墨烯抗菌剂、聚乙烯(分子量为2000-3000)加入至螺杆挤压机中进行初步混合后，升高温度至110℃，加热30s，再升温至165℃，加热20s，最后再升温至210℃，加热6s熔融，使得物料之间充分混合；
(3)采用纺丝箱体对步骤(3)的熔体进行分配，使熔体尽可能均匀地分配到整个幅宽上，纺丝组件使流态的熔体经喷丝板挤出成丝，纺丝箱内的温度为200℃；
(4)冷却后利用风机产生的高速气流实现对熔体细流的牵伸，使熔体细流成为高度取向的纤维，再将纤维随机分布在网帘上，通过温度为90℃的热压辊的预压定型形成纤维网，网帘将纤维网送至温度为160℃的热轧机进一步加固得到第二抗菌无纺布层；
(5)将第一抗菌无纺布层、第二抗菌无纺布层进行复合水刺处理后烘干，得到石墨烯抗菌芯片成品。
实施例2
本实施例涉及一种石墨烯抗菌卫生用品芯片的制备方法；具体步骤同实施例1，所不同之处在于：
(1)石墨烯抗菌剂中石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌的质量比为1:10:3；石墨烯抗菌剂和聚丙烯酸溶液的质量比为15:20；抗菌纤维和吸水纤维的质量比为35:40；
(2)石墨烯抗菌剂、聚乙烯的质量比为10:60；初步混合后，升高温度至100℃，加热40s，再升温至160℃，加热25s，最后再升温至200℃，加热7s进行熔融；
(3)纺丝箱内的温度为180℃；
(4)热压辊预压定型的温度为80℃；热轧加固的温度为150℃。
实施例3
本实施例涉及一种石墨烯抗菌卫生用品芯片的制备方法；具体步骤同实施例1，所不同之处在于：
(1)石墨烯抗菌剂中石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌的质量比为12:15:5；石墨烯抗菌剂和聚丙烯酸溶液的质量比为30:40；抗菌纤维和吸水纤维的质量比为70:60；
(2)石墨烯抗菌剂、聚乙烯的质量比为20:80；初步混合后，升高温度至120℃，加热20s，再升温至170℃，加热15s，最后再升温至220℃，加热3s进行熔融；
(3)纺丝箱内的温度为220℃；
(4)热压辊预压定型的温度为100℃；热轧加固的温度为170℃。
对比例1
本对比例涉及一种石墨烯抗菌卫生用品芯片的制备方法；具体步骤同实施例1，所不同之处在于：
该芯片仅包括第一抗菌无纺布层。
对比例2
本对比例涉及一种石墨烯抗菌卫生用品芯片的制备方法；具体步骤同实施例1，所不同之处在于：
该芯片仅包括第二抗菌无纺布层。
对比例3
本对比例涉及一种石墨烯抗菌卫生用品芯片的制备方法；具体步骤如下：
(1)在功率为90w条件下，将50mg氧化石墨烯溶于100ml无水乙醇中，制得氧化石墨烯溶液。
(2)将5g聚丙烯加入到80g二甲苯中，以800r/min的搅拌速率在三口烧瓶中加热溶解，温度为125℃，待聚丙烯溶解于二甲苯溶剂中，制得聚丙烯溶液。
(3)升温至155℃，将氧化石墨烯溶液分批少量加入到聚丙烯溶液中，搅拌0.5h，混合均匀后，将混合物放在50℃空气气氛中干燥48h，即得到氧化石墨烯改性聚丙烯复合材料；之后将复合材料进行熔融纺丝。制得石墨烯抗菌卫生用品芯片。
对该石墨烯抗菌芯片进行材料表面柔软度、蓬松性、吸水性、抗菌性等的测试，其中抗菌性按照astm-e2149-13a测试，测试结果如表1：
表1
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。