1.本发明涉及熔喷无纺布技术领域，尤其是一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布、口罩及其制备方法。
背景技术：
2.目前，人们的卫生防护意识明显提升，口罩的使用也越发常态化。口罩的基材一般为聚丙烯熔喷无纺布，具有良好的过滤空气性能。而普通熔喷无纺布只能被动阻挡空气中较大的粉尘、飞沫和气溶胶等物质，而不具有杀菌、抗病毒的主动防护能力，这导致佩戴者随时都有再次接触感染的风险。在此背景下，亟待研究一种具有抗菌抗病毒功能的熔喷无纺布。
3.发明专利cn112695458a公开了一种具有抗菌功能的熔喷无纺布及其制备方法与应用，所述熔喷无纺布中含有抗菌剂；所述抗菌剂为色氨酸功能化石墨烯量子点-银配合物。所述抗菌剂通过化学键结合，不影响聚合物的加工成型和力学等使用性能，且接枝的抗菌成分稳定性更好，因此抗菌能力更加持久。然而银离子的抗菌机理是通过使病原体蛋白质变性和破坏dna的表达来实现的，其作为抗菌剂对人的生物安全性仍未有系统性定论。
4.发明专利cn111334930a公开了一种石墨烯熔喷布、制造工艺及其防护用品；所述熔喷布熔喷纤维设备的出口与冷却设备之间，增加石墨烯喷洒设备；所述熔喷布熔喷成絮状或网状纤维通过向高温粘流状态时的絮状或网状纤维上喷洒石墨烯粉体，使得石墨烯粉体局部嵌入纤维中或者粘接在纤维上。所述石墨烯熔喷布具有高吸附过滤性能，可以有效去除有害气体，预防静电产生，耐撕裂，防毒抗菌效果好。但石墨烯粉体负载需要增加石墨烯喷洒设备，提高了生产成本、降低了生产效率，喷洒工艺制备的石墨烯熔喷布有大量粉体粘接在纤维上，该方法存在分散均匀性和使用时会有脱落等使用方面的问题。
技术实现要素：
5.针对上述现有技术存在的不足，提供了一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布、口罩及其制备方法，该熔喷无纺布在制备过程中通过共混方式加入石墨烯量子点作为抗菌剂，有效避免了抗菌剂的脱落，抗菌抗病毒效力更持久；此外，与传统银基抗菌剂不同，石墨烯量子点通过光热和产生的活性氧来杀灭微生物，生物安全性更好，且具有优异的力学性能。
6.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，其制备原料按质量分数计包括如下组分：
7.高分子母粒90％-95％
8.驻极母粒2％-5％
9.白油2％-5％
10.石墨烯量子点0.5％-2％
11.偶联剂0.01％-0.1％
12.分散剂0.1％-1％。
13.上述的一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，所述高分子母粒包括聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯中的一种或两种。
14.上述的一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，所述驻极母粒的助剂为电气石或聚四氟乙烯中的一种或二者混合物。
15.上述的一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，所述石墨烯量子点的径向尺寸为100nm以下。
16.上述的一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、聚多巴胺和聚乙烯亚胺。
17.上述的一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、亚甲基双荼磺酸钠、聚乙二醇、石蜡或聚醚中的任意一种或几种的组合。
18.上述的一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布的制备方法，包括如下步骤：
19.(1)、将高分子母粒、驻极母粒、白油、石墨烯量子点、偶联剂和分散剂混合，混合时间为1～2h，加热熔融，搅拌均匀后通过挤出机挤出，水下切粒形成石墨烯量子点复合母粒；
20.(2)、将步骤(1)得到的石墨烯量子点复合母粒加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述挤出机有若干个温度不同个区间，将各区温度设定到工艺要求值并保温20min，采用计量泵将熔融的纺丝熔体送到喷丝组件，依次打开主机、风机和接收网帘，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊收卷成型，得到熔喷无纺布。
21.上述的一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布的制备方法，所述步骤(1)挤出通过双螺杆挤出机进行，双螺杆挤出机挤出的温度为180-220℃,双螺杆挤出机转速为400-500rpm。
22.上述的一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布的制备方法，所述步骤(2)中：螺杆挤出机有5个区，螺杆挤出机5个区的温度值分别为：一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为230-250℃，四区温度为230-250℃，五区温度为205-225℃，主机的转速为230-370r/min，风机的热风温度为200-260℃，风机的转速为500-1500r/min，收卷辊的转速为700-900r/min，喷吹的距离为150-200mm，驻极电压为200-300v。
23.一种口罩，所述口罩中含有上述的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布。
24.本发明一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布、口罩及其制备方法的有益效果是，(1)通过在制备原料中添加特定质量分数的石墨烯量子点作为抗菌剂，克服了传统银离子抗菌剂自身的稳定性不好、使用过程中溢出和存在生物安全性隐患的问题；其次，石墨烯量子点通过共混的方式与高分子基体复合，并且在其中添加偶联剂和分散剂，不仅解决了墨烯量子点在高分子基体中的分散均匀性问题，还有效避免了抗菌剂的脱落，抗菌抗病毒效力更持久。
25.(2)本发明制备的熔喷无纺布，不仅可以吸附病菌和病毒，还能将其有效杀灭，避免再次接触感染。
26.(3)含有上述的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布的口罩，不仅可以阻挡空气中较大的粉尘、飞沫和气溶胶等物质，而且具有杀菌、抗病毒的主动防护能力，避免佩戴者随时都有再次接触感染的风险。
27.(4)制备出具有优异抗菌抗病毒功能的石墨烯量子点熔喷布，对大肠杆菌、金黄色
葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌率≥99％，对甲型流感病毒h1n1(a/pr/8/34)的灭活率达到99％，对肠道病毒71型的灭活率达到99％。
28.(5)所制备的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布耐水洗、耐摩擦牢度达到四级以上。
29.(6)制备的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布的强度比常规熔喷布提高10-30％。无需制备石墨烯复合母粒后，再将其与高分子母粒混合，便可使石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布兼具优异的力学性能和优异的抗菌和抗病毒效果，制备工艺更加简单。
30.(7)经过驻极以后进一步提高其抗菌、抗病毒活性。
具体实施方式
31.下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
32.实施例1
33.一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，其制备原料按质量分数计包括如下组分：
34.高分子母粒90％-95％
35.驻极母粒2％-5％
36.白油2％-5％
37.石墨烯量子点0.5％-2％
38.偶联剂0.01％-0.1％
39.分散剂0.1％-1％。
40.所述高分子母粒包括聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯中的一种或两种。
41.所述驻极母粒的助剂为电气石或聚四氟乙烯中的一种或二者混合物。
42.所述石墨烯量子点的径向尺寸为100nm以下。
43.所述偶联剂包括硅烷偶联剂、聚多巴胺和聚乙烯亚胺。
44.所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、亚甲基双荼磺酸钠、聚乙二醇、石蜡或聚醚中的任意一种或几种的组合。
45.上述的一种石墨烯量子点抗菌熔喷布的制备方法，包括如下步骤：
46.(1)、将高分子母粒、驻极母粒、白油、石墨烯量子点、偶联剂和分散剂混合，混合时间为1～2h，加热熔融，搅拌均匀后通过挤出机挤出，水下切粒形成石墨烯量子点复合母粒；
47.(2)、将步骤(1)得到的石墨烯量子点复合母粒加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述挤出机有若干个温度不同个区间，将各区温度设定到工艺要求值并保温20min，采用计量泵将熔融的纺丝熔体送到喷丝组件，依次打开主机、风机和接收网帘，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊收卷成型，得到熔喷无纺布。
48.所述步骤(1)挤出通过双螺杆挤出机进行，双螺杆挤出机挤出的温度为180-220℃,双螺杆挤出机转速为400-500rpm。
49.所述步骤(2)中：螺杆挤出机有5个区，螺杆挤出机5个区的温度值分别为：一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为230-250℃，四区温度为230-250℃，五区温度为205-225℃，主机的转速为230-370r/min，风机的热风温度为200-260℃，风机的转速为500-1500r/min，收卷辊的转速为700-900r/min，喷吹的距离为150-200mm，驻极电压为200-300v。
50.一种口罩，所述口罩中含有上述的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布。
51.实施例2
52.一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，其制备原料按质量分数计包括如下组分：
53.高分子母粒90％
54.驻极母粒2％
55.白油2％
56.石墨烯量子点0.5％
57.偶联剂0.01％
58.分散剂0.1％。
59.一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布的制备方法，如下步骤：
60.(1)将90％聚酰胺母粒、2％白油和2％电气石合并180℃熔融，加入0.5％石墨烯量子点(径向尺寸为40nm)、0.01％硅烷偶联剂和0.1％亚甲基双荼磺酸钠，然后将搅拌1h后的上述混合物用双螺杆挤出机挤出，经水下切粒形成石墨烯量子点复合母粒，其中双螺杆挤出机挤出的温度为180℃，双螺杆挤出机转速为400rpm。
61.(2)将步骤(1)得到的石墨烯量子点复合母粒加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，螺杆挤出机有5个区，5个区的温度值分别为：一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为230℃，四区温度为230℃，五区温度为205℃，将各区温度设定到工艺要求值并保温20min，采用计量泵将熔融的纺丝熔体送到喷丝组件，依次打开主机、风机和接收网帘，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊收卷成型，得到熔喷无纺布。主机的转速为230r/min，风机的热风温度为200℃，风机的转速为500r/min，收卷辊的转速为700r/min，喷吹的距离为150mm，驻极电压为200v。
62.一种口罩，所述口罩中含有上述的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布。
63.实施例3
64.本实施例与实施例1相同部分，不再赘述，其不同之处在于：
65.一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，其制备原料按质量分数计包括如下组分：
66.高分子母粒93％
67.驻极母粒3％
68.白油3％
69.石墨烯量子点1％
70.偶联剂0.08％
71.分散剂0.5％。
72.(1)将93％聚对苯二甲酸乙二醇酯母粒、3％白油和3％聚四氟乙烯合并180℃熔融，加入1％石墨烯量子点(径向尺寸为50nm)、0.8％聚多巴胺和0.1％聚乙二醇，然后将搅拌1.5h后的上述混合物用双螺杆挤出机挤出，经水下切粒形成石墨烯量子点复合母粒，其中双螺杆挤出机挤出的温度为180℃，双螺杆挤出机转速为450rpm。
73.(2)将步骤(1)得到的石墨烯量子点复合母粒加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，螺杆挤出机有5个区，5个区的温度值分别为：一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为235℃，四区温度为240℃，五区温度为210℃，将各区温度设定到工艺要求值并保温20min，采用计量泵将熔融的纺丝熔体送到喷丝组件，依次打开主机、风机和接收网帘，待熔
喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊收卷成型，得到熔喷无纺布。主机的转速为240r/min，风机的热风温度为220℃，风机的转速为800r/min，收卷辊的转速为800r/min，喷吹的距离为180mm，驻极电压为230v。
74.一种口罩，所述口罩中含有上述的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布。
75.实施例4
76.本实施例与实施例1相同部分，不再赘述，其不同之处在于：
77.一种石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布，其制备原料按质量分数计包括如下组分：
78.高分子母粒95％
79.驻极母粒5％
80.白油5％
81.石墨烯量子点2％
82.偶联剂0.1％
83.分散剂1％。
84.所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、亚甲基双荼磺酸钠、聚乙二醇、石蜡或聚醚中的任意一种或几种的组合。
85.一种口罩，所述口罩中含有上述的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布。
86.(1)将95％聚乙烯母粒、5％白油和5％电气石和或聚四氟乙烯混合物合并180℃熔融，加入2％石墨烯量子点(径向尺寸为100nm)、0.1％聚乙烯亚胺和1％石蜡或聚醚，然后将搅拌2h后的上述混合物用双螺杆挤出机挤出，经水下切粒形成石墨烯量子点复合母粒，其中双螺杆挤出机挤出的温度为220℃，双螺杆挤出机转速为500rpm。
87.(2)将步骤(1)得到的石墨烯量子点复合母粒加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，螺杆挤出机有5个区，5个区的温度值分别为：一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为250℃，四区温度为250℃，五区温度为225℃，将各区温度设定到工艺要求值并保温20min，采用计量泵将熔融的纺丝熔体送到喷丝组件，依次打开主机、风机和接收网帘，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊收卷成型，得到熔喷无纺布。主机的转速为370r/min，风机的热风温度为260℃，风机的转速为1500r/min，收卷辊的转速为900r/min，喷吹的距离为200mm，驻极电压为300v。
88.一种口罩，所述口罩中含有上述的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布。
89.实施例5
90.本实施例与实施例1相同部分，不再赘述，其不同之处在于：
91.(1)将94％聚丙烯母粒、2％白油和2％驻极母粒合并180℃熔融，加入1％石墨烯量子点(径向尺寸为30nm)、0.1％聚乙烯亚胺和0.9％聚乙烯吡咯烷酮，然后将搅拌1.2h后的上述混合物用双螺杆挤出机挤出，经水下切粒形成石墨烯量子点复合母粒，其中双螺杆挤出机挤出的温度为200℃，双螺杆挤出机转速为450rpm。
92.(2)将步骤(1)得到的石墨烯量子点复合母粒加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，螺杆挤出机有5个区，5个区的温度值分别为：一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为238℃，四区温度为230-250℃，五区温度为205-225℃，将各区温度设定到工艺要求值并保温20min，采用计量泵将熔融的纺丝熔体送到喷丝组件，依次打开主机、风机和接收网帘，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊收卷成型，得到熔喷无纺布。
93.所述步骤(2)中：主机的转速为230-370r/min，风机的热风温度为200-260℃，风机的转速为500-1500r/min，收卷辊的转速为700-900r/min，喷吹的距离为150-200mm，驻极电压为200-300v。
94.一种口罩，所述口罩中含有上述的石墨烯量子点抗菌抗病毒熔喷布。
95.当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不局限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。