CN112472863A - 负离子功能芯片、制备方法及负离子卫生巾 - Google Patents

负离子功能芯片、制备方法及负离子卫生巾 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种负离子功能芯片、制备方法及负离子卫生巾。所述的负离子功能芯片的制备方法包括下述步骤：将以重量份计的1‑10份电气石粉、1‑10份麦饭石粉、0.5‑1.5份卡波姆或石花籽胶、5‑15份羧酸化木质素磺酸钙、0.02‑0.1份柠檬酸铜、0.01‑0.05份柠檬酸银、0.2‑0.5份纳米二氧化钛复合材料加入50‑120份去离子水中以转速为100‑400转/分搅拌5‑15min，混合均匀，得到负离子整理液；将芯片放入40‑50℃所述负离子整理液中浸渍，所述芯片与所述负离子整理液的质量比为1:(3‑10)，浸渍时间为20‑50min；然后在40‑60℃烘干1‑5h，即得所述负离子功能芯片。本发明制备的负离子功能芯片和卫生巾，具备瞬吸柔软功能，还具备持久抑菌及释放负离子功效，可疏通气血、抗菌消炎、缓解经期不适症状。

Description

负离子功能芯片、制备方法及负离子卫生巾
技术领域
本发明涉及一次性卫生用品技术领域，具体涉及一种负离子功能芯片、制备方法及负离子卫生巾。
背景技术
卫生棉，亦称卫生巾，是一种具有吸收力的物质，主要的材质为棉、不织布、纸浆或以上材质复合物所形成的高分子聚合物和高分子聚合物复合纸。现代卫生巾逐渐向多功能化方向发展，例如通过在卫生巾芯片上附加多种功能，制备功能型卫生巾产品。
中国专利申请CN108066808A公开了一种负离子卫生巾及其制备方法，包括负离子功能芯片，将负离子功能芯片与表层、吸收体、底膜、离型纸、包膜和快易贴按常规卫生巾制备工艺加工即得。制备得到的卫生巾具备抑菌和释放负离子的保健功能，具有疏通气血、温经散寒、调理痛经、缓解不适、舒缓情绪及安神镇静等作用。
功能型卫生巾的芯片如何在存放过程中保持其有效功能成分的长效性、稳定性成为有待解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中，卫生巾负离子功能芯片的抗菌性能、负离子释放性能、持久性均有待提高的问题。本发明提供一种负离子功能芯片、制备方法及负离子卫生巾。
本发明是在CN108066808A基础上进一步研发。发明人发现虽然通过上述发明所制备的负离子功能芯片的抗菌性能较为理想，但持久性有待提高，难以保持稳定抗菌性能和负离子释放性能。为解决持久性的问题，发明人初步构思是在负离子整理液中加入抗菌效果更好更持久的成分，以及具备缓释效果的物质。
依据上述发明构思，本发明的技术方案如下：
一种负离子功能芯片的制备方法，包括下述步骤：
将电气石粉、麦饭石粉、卡波姆或石花籽胶、羧酸化木质素磺酸钙、柠檬酸铜、柠檬酸银、纳米二氧化钛复合材料加入去离子水中搅拌混合均匀得到负离子整理液；
将芯片放入所述负离子整理液中浸渍，烘干，即得所述负离子功能芯片。
优选的，一种负离子功能芯片的制备方法，包括下述步骤：
将以重量份计的1-10份电气石粉、1-10份麦饭石粉、0.5-1.5份卡波姆或石花籽胶、5-15份羧酸化木质素磺酸钙、0.02-0.1份柠檬酸铜、0.01-0.05份柠檬酸银、0.2-0.5份纳米二氧化钛复合材料加入50-120份去离子水中以转速为100-400转/分搅拌5-15min，混合均匀，得到负离子整理液；
将芯片放入40-50℃所述负离子整理液中浸渍，所述芯片与所述负离子整理液的质量比为1:(3-10)，浸渍时间为20-50min；然后在40-60℃烘干1-5h，即得所述负离子功能芯片。
所述芯片为长10-18cm、宽为5-8cm的长方形纯棉无纺布。优选，所述芯片为长15cm、宽为7cm的长方形纯棉无纺布。
所述电气石粉，是电气石经过加工获得的粉状产品。电气石化学成分较复杂，是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物，具有压电性、热释电性、导电性、远红外辐射和释放负离子性等独特性能。电气石存在永久性自发电极，产生的静电场对水中重金属离子有吸附作用，并且足以使空气发生电离，使邻近的空气水分子电离转化为空气负离子，起到杀菌作用。
所述麦饭石粉是一种天然的硅酸盐矿物麦饭石的粉制品，无毒。麦饭石粉颗粒呈珊瑚礁海绵状，多孔，比表面积大，吸附能力强，又具备良好的溶出性，对金属离子有吸附和缓释作用。
所述柠檬酸铜、柠檬酸银溶于水中后，释放出铜离子和银离子，具备消毒杀菌能力。尤其是银离子可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基(-SH)，迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡。当细菌被银离子杀死后，银离子又由细菌尸体中游离出来，再与其它菌落接触，起到持久杀菌效果。
所述纳米二氧化钛复合材料是由纳米二氧化钛和(还原氧化石墨烯和/或钨酸铋)经水热法制得。
优选地，所述纳米二氧化钛复合材料由纳米二氧化钛和还原氧化石墨烯经水热法制得。
所述纳米二氧化钛复合材料制备方法为：将纳米二氧化钛与还原氧化石墨烯以质量比100:(3-9)置于去离子水中超声分散，搅拌均匀，在80-240℃条件下加热1-15小时进行水热反应，反应完毕后自然冷却、真空过滤、洗涤至中性、干燥、研磨，可得所述纳米二氧化钛复合材料。
优选地，所述纳米二氧化钛复合材料由纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯和钨酸铋经水热法制得。
所述纳米二氧化钛复合材料制备方法为：将纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯和钨酸铋以质量比100:(4-6)：(0.5-1.5)混合，置于去离子水中超声分散，搅拌均匀，在80-240℃条件下加热1-15小时进行水热反应，反应完毕后自然冷却、真空过滤、洗涤至中性、干燥、研磨，可得所述纳米二氧化钛复合材料。
所述纳米二氧化钛化学式为TiO2，为白色疏松粉末，无毒、具有良好的分散性和耐候性，有较好的紫外线掩蔽作用和抗菌能力。其抗菌作用机理为：在水和空气体系中，在阳光尤其是紫外线的照射下，TiO2能自行分解出自由移动的带负电的电子和带正电的空穴，形成空穴-电子对。吸附在TiO2表面的溶解氧俘获电子变成·O2-，，而空穴则将吸附TiO2表面的OH-和H2O氧化成·OH。·O2-和·OH能与细菌有机物反应，使其分解为CO2和H2O，因此可以迅速杀死细菌。但由于所形成的的空穴-电子对容易复合，将影响TiO2的杀菌效果。
所述还原氧化石墨烯是石墨烯的一种衍生物，具有二维层状结构、比表面积大、含氧官能团丰富、力学热学电学性能优越，是一种理想的纳米材料复合载体。
所述钨酸铋化学式为Bi2O12W3，是一种可见光触媒抗菌材料，其光催化机理与二氧化钛相近，能在可见光的照射下，产生空穴-电子对，与空气中溶解氧和水接触生成O2-和·OH，能与细菌有机物反应，使其分解为CO2和H2O，从而迅速杀死细菌。尽管其可见光吸收性能良好，但其产生的光生电子和光生空穴易发生复合，导致其实际电子效率较低。
实验发现，加入纳米二氧化钛复合材料后，负离子功能芯片的抗菌性能及持久性得到极大提升。分析其原因：
抗菌性能：首先，TiO2和Bi2O12W3本身分别具备较强杀菌效果，由于还原氧化石墨烯具备优异的导电性，TiO2和Bi2O12W3与还原氧化石墨烯复合后，光催化效率进一步提升，抗菌效果明显提高，与电气石、银离子、铜离子的抗菌作用起到叠加效果，并且起效速度比银离子和铜离子更快。其次，TiO2和Bi2O12W3的光催化抗菌功能和铜、银离子的抗菌功能具有协同增效作用：TiO2和Bi2O12W3形成空穴-电子对后，由于铜离子和银离子是很好的电子接受体，可降低空穴和电子的复合，提高TiO2和Bi2O12W3的抗菌效率。此外，在有银离子和铜离子存在的条件下，还有利于控制TiO2晶相的长大，宽化TiO2的吸收带隙，可能扩展TiO2对光的反应范围，提高反应活性。
实验发现，无紫外光，在可见光照射时，该负离子功能芯片的抗菌效果与负离子释放能力也明显增强。可能的原因是：Bi2O12W3与还原氧化石墨烯的界面紧密接触，由于还原氧化石墨烯优异的导电性能，提高了光生电荷的传输效率和分离效率，增加了反应活性位点，提高了光吸收强度。进一步的，由于电气石的电场作用和还原氧化石墨烯的导电性能，Bi2O12W3产生空穴-电子对时，诱导TiO2上空穴-电子对的形成，使TiO2的吸收范围扩展到可见光区域，提高了反应活性。另一方面，由于在整理液中的电气石颗粒可能出现正负极首尾相连，导致产生空气负离子的能力降低。而纳米二氧化钛复合材料表面负氧离子与电气石颗粒表面的负氧离子产生静电斥力，能与整理液中的电气石粉颗粒形成有效的分散态，提高电气石粉的抗菌能力和释放负离子的能力。
持久抗菌性能：TiO2和Bi2O12W3是通过光催化作用达到抗菌效果，其自身分子结构在杀菌过程中不会被损耗，与电气石、银离子一样也是一种持久长效的抗菌剂，并且三者可相互补充，保持芯片持续稳定的发挥长效抗菌性能。例如：电气石粉单独作用的抗菌能力较弱，而银离子虽然可以循环作用达到持久抗菌效果，但杀灭细菌的过程中，当部分银离子与细菌蛋白酶结合发生作用时，整理液中有效银离子数量降低，灭菌效果下降。加入纳米二氧化钛复合材料后，即使银离子还没杀死细菌，从细菌尸体中游离出来，纳米二氧化钛复合材料与电气石粉也可发挥良好的抗菌作用，保持芯片的抗菌性能。
实验还发现，现有技术中，由于银离子在光照等条件下易被转化成单质银或Ag2O，导致芯片变色，抗菌性能降低。加入纳米二氧化钛复合材料后，因其具备出色的抗紫外线功能，可以有效控制变色问题，并能延缓因棉纤维芯片经日晒老化导致有效成分的脱落，增强芯片的持久抗菌性能和负离子释放功能。
所述石花籽胶，为石花籽水提物。石花籽又叫冰粉籽系假酸浆的种子，名为假酸浆籽。其水提物主要成分为低酯果胶，水溶液呈胶状，具有良好的成膜性和抗菌性能。并能与金属二价离子结合形成“蛋格”结构，大大提高紧密性。并有清热退火、利尿、祛风、消炎等功效。
所述石花籽胶，采用下述方法进行制备：将1重量份石花籽放入3-5重量份水中，25-55℃搅拌5-10min，搅拌速度为100-300r/min，再液相和固相分离，取液相冷冻干燥5-10h得到所述石花籽胶。其中所述石花籽，拉丁学名Nicandra physaioides(L)Gaertn。
进一步优选地，所述石花籽胶，采用下述方法进行制备：
将1重量份石花籽放入3-5重量份水中，25-55℃搅拌5-10min，搅拌速度为100-300r/min，再液相和固相分离，取液相，采用铅盐沉淀法进行纯化得到纯化液，将所述纯化液冷冻干燥5-10h得到所述石花籽胶。
所述铅盐沉淀法具体步骤为：
沉淀：室温下，将饱和中性醋酸铅溶液加到所述液相至沉淀完全，过滤得到粗纯液；
脱铅：将硫化氢气体通入到粗纯液至沉淀完全，此时铅被完全除去，过滤得到脱铅液；
脱硫：将脱铅液置于蒸发皿内，65℃水浴加热至无臭鸡蛋味，此时脱铅液中的硫化氢被除尽，获得纯化液。
采用铅盐沉淀法得到的石花籽胶，有机酸、蛋白质、氨基酸、黏液质、鞣质、树脂、酸性皂苷等杂质得以去除，可获得含量更高、纯度更高的有效成分-低酯果胶。
实验还发现，采用石花籽胶替换卡波姆后，负离子整理液的抗菌性能和负离子功能芯片的负离子释放性能以及持久性均有提高，分析原因，可能是由于石花籽胶能与整理液中的Ca2+，Cu2+形成“蛋格”结构，使得整理液更加紧密，促进有效成分之间的相互作用，并且对有效成分有缓释作用，以达到更好的持久性能。
本发明还提供了一种负离子功能芯片，采用上述方法制备而成。
本发明还提供了一种负离子功能芯片在制备负离子卫生巾中的应用。
本发明还提供了一种负离子卫生巾，包含所述负离子功能芯片。
本发明制备的负离子功能芯片和卫生巾，持久抗菌并能持续释放负离子。本发明研究了不同制备工艺条件下负离子整理液的抑菌功效和功能芯片的负离子释放性能，从而得到负离子功能卫生巾芯片的最佳生产工艺，所制得的卫生巾产品不仅具备瞬吸柔软等基本功能，还具备持久抑菌及释放负离子功效，可疏通气血、抗菌消炎、缓解经期不适症状。
具体实施方式
抑菌性能测试：
细菌培养用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基具体配方为：牛肉膏3.0g，蛋白胨10g，氯化钠5.0g，琼脂20g，水1000mL加热融化，调pH值为7.5。分装，高压湿热灭菌(121℃，20min)，备用。
菌种：金黄色葡萄球菌ATCC25923、大肠杆菌ATCC8739。
将所有供试菌种移接入相对应的试管斜面培养基上，每种菌种接多支重复。细菌置于37℃生化培养箱培养24h，霉菌置于28℃培养48h。每种菌种取2支供实验用，其余冷藏备用。
挑取各菌落接种平皿，细菌培养24h，用无菌生理盐水洗脱，分别制成含菌107CFU/mL的菌悬液。具体制备方法：分别挑取少量细菌孢子至无菌生理盐水中洗出、玻璃珠打散、制成菌悬液、调菌悬液浓度为107CFU/mL，备用。
将直径为60mm的圆形空白滤纸片经160℃干热灭菌后，无菌条件下保存备用。用无菌移液器吸取经活化、并调整好菌液浓度的各实验菌悬液0.1mL加入到已倒好培养基的培养皿中，用自制经干热灭菌的玻璃涂布器将菌悬液涂布均匀。再用无菌镊子夹起各滤纸片放入不同的含菌培养皿上，用无菌移液器吸取10μL负离子整理液到每个滤纸片上，每种菌平行做两个皿。然后用去离子水作阴性对照。细菌在生化培养箱中37℃恒温培养24h，十字交叉法量取抑菌圈直径，取平均值。
负离子释放性能测试：参考JCT 1016-2006材料负离子发生量的测试方法进行。测试仪器采用北京中仪友信科技有限公司提供的型号为ITC-201A的负离子测定仪。
持久性测试：将负离子整理液密封于常温常压下保存2个月，测试抑菌性能；将制备完成的负离子功能芯片密封于常温常压下保存2个月，测试负离子释放性能。
实施例中纯棉无纺布，具体采用吴江豪纺纺织有限公司提供的100％纯棉水刺无纺布，克重为60g/m2。
实施例中电气石粉，具体采用河北省灵寿县天泽矿产品加工厂提供的8000目的电气石粉。
实施例中麦饭石粉，具体采用天津鸿雁天山石业纳米技术有限公司提供的粒径为200纳米的麦饭石粉。
实施例中卡波姆，CAS号：54182-57-9，具体采用湖北如天生物工程有限公司提供的化妆品级卡波姆940。
实施例中柠檬酸铜，CAS号：10402-15-0。
实施例中柠檬酸银，CAS号：314040-92-1。
实施例中羧酸化木质素磺酸钙的制备方法与专利申请CN201711381045.8实施例1中羧酸化木质素磺酸钙的制备方法相同。其中原料木质素磺酸钙为上海云哲新材料科技有限公司提供的型号为MG-3的木质素磺酸钙。
实施例中锐态型纳米二氧化钛，CAS号：1317-80-2。由宣城晶瑞新材料有限公司提供，型号：VK-TA18，纯度＞99.8％，粒径：20nm，比表面积：80m2/g。
实施例中还原氧化石墨烯，由上海赫狄通纳米科技有限公司提供，生产商：Graphene Supermarket，产品编号：HDT0345，纯度为98％，比表面积为400m2/g。
实施例中钨酸铋，CAS号：13595-87-4。
实施例中醋酸铅(三水)，CAS号：6080-56-4。
实施例中硫化氢，CAS号：7783-06-4。
实施例中二氧化碳，CAS号：124-38-9。
实施例1
(1)将锐钛型纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯以质量比100:6置于去离子水中超声分散，固液质量比为1：80，搅拌均匀，在100℃条件下加热5小时进行水热反应，反应完毕后自然冷却、真空过滤、洗涤至中性、干燥、研磨，可得二氧化钛复合材料。
(2)将以重量份计的5份电气石粉、4份麦饭石粉、1份卡波姆940、10份羧酸化木质素磺酸钙、0.07份柠檬酸铜、0.03份柠檬酸银、0.4份二氧化钛复合材料加入90份去离子水中以转速为300r/min搅拌10min，混合均匀即得负离子整理液。
(3)将芯片放入45℃负离子整理液中浸渍，芯片与负离子整理液的质量比为1:5，浸渍时间为30min，50℃烘干3h，即得负离子功能芯片。
所述芯片为长15cm、宽为7cm的长方形纯棉无纺布。
实施例2
(1)将锐钛型纳米二氧化钛、钨酸铋以质量比100:6置于去离子水中超声分散，固液质量比为1：80，搅拌均匀，在100℃条件下加热5小时进行水热反应，反应完毕后自然冷却、真空过滤、洗涤至中性、干燥、研磨，可得二氧化钛复合材料。
(2)将以重量份计的5份电气石粉、4份麦饭石粉、1份卡波姆940、10份羧酸化木质素磺酸钙、0.07份柠檬酸铜、0.03份柠檬酸银、0.4份二氧化钛复合材料加入90份去离子水中以转速为300r/min搅拌10min，混合均匀即得负离子整理液。
(3)将芯片放入45℃负离子整理液中浸渍，芯片与负离子整理液的质量比为1:5，浸渍时间为30min，50℃烘干3h，即得负离子功能芯片。
所述芯片为长15cm、宽为7cm的长方形纯棉无纺布。
实施例3
(1)将锐钛型纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯与钨酸铋以质量比100:5:1置于去离子水中超声分散，固液质量比为1：80，搅拌均匀，在100℃条件下加热5小时进行水热反应，反应完毕后自然冷却、真空过滤、洗涤至中性、干燥、研磨，可得二氧化钛复合材料。
(2)将以重量份计的5份电气石粉、4份麦饭石粉、1份卡波姆940、10份羧酸化木质素磺酸钙、0.07份柠檬酸铜、0.03份柠檬酸银、0.4份二氧化钛复合材料加入90份去离子水中以转速为300r/min搅拌10min，混合均匀即得负离子整理液。
(3)将芯片放入45℃负离子整理液中浸渍，芯片与负离子整理液的质量比为1:5，浸渍时间为30min，50℃烘干3h，即得负离子功能芯片。
所述芯片为长15cm、宽为7cm的长方形纯棉无纺布。
实施例4
(1)将锐钛型纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯与钨酸铋以质量比100:5:1置于去离子水中超声分散，固液质量比为1：80，搅拌均匀，在100℃条件下加热5小时进行水热反应，反应完毕后自然冷却、真空过滤、洗涤至中性、干燥、研磨，可得二氧化钛复合材料。
(2)将以重量份计的5份电气石粉、4份麦饭石粉、1份石花籽胶、10份羧酸化木质素磺酸钙、0.07份柠檬酸铜、0.03份柠檬酸银、0.4份二氧化钛复合材料加入90份去离子水中以转速为300r/min搅拌10min，混合均匀即得负离子整理液。
(3)将芯片放入45℃负离子整理液中浸渍，芯片与负离子整理液的质量比为1:5，浸渍时间为30min，50℃烘干3h，即得负离子功能芯片。
所述芯片为长15cm、宽为7cm的长方形纯棉无纺布。
所述石花籽胶，采用下述方法进行制备：将1重量份石花籽放入3重量份水中，40℃搅拌5min，搅拌速度为200r/min。搅拌完毕使用分离机将液相和固相分离，取液相，冷冻干燥10h得到石花籽胶。
实施例5
(1)将锐钛型纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯与钨酸铋以质量比100:5:1置于去离子水中超声分散，固液质量比为1：80，搅拌均匀，在100℃条件下加热5小时进行水热反应，反应完毕后自然冷却、真空过滤、洗涤至中性、干燥、研磨，可得二氧化钛复合材料。
(2)将以重量份计的5份电气石粉、4份麦饭石粉、1份石花籽胶、10份羧酸化木质素磺酸钙、0.07份柠檬酸铜、0.03份柠檬酸银、0.4份二氧化钛复合材料加入90份去离子水中以转速为300r/min搅拌10min，混合均匀即得负离子整理液。
(3)将芯片放入45℃负离子整理液中浸渍，芯片与负离子整理液的质量比为1:5，浸渍时间为30min，50℃烘干3h，即得负离子功能芯片。
所述芯片为长15cm、宽为7cm的长方形纯棉无纺布。
所述石花籽胶，采用下述方法进行制备：将1重量份石花籽放入3重量份水中，40℃搅拌5min，搅拌速度为200r/min，再液相和固相分离，取液相，采用铅盐沉淀法进行纯化得到纯化液，将所述纯化液在冷冻干燥10h得到石花籽胶。
所述铅盐沉淀法具体步骤为：
沉淀：室温下，将饱和中性醋酸铅溶液加到所述液相至沉淀完全，过滤得到粗纯液；
脱铅：将硫化氢气体通入到粗纯液至沉淀完全，此时铅被完全除去，过滤得到脱铅液；
脱硫：将脱铅液置于蒸发皿内，65℃水浴加热至无臭鸡蛋味，此时脱铅液中的硫化氢被除尽，获得纯化液。
对比例1
(1)将以重量份计的5份电气石粉、4份麦饭石粉、1份卡波姆940、10份羧酸化木质素磺酸钙、0.07份柠檬酸铜、0.03份柠檬酸银、0.4份锐钛型纳米二氧化钛加入90份去离子水中以转速为300r/min搅拌10min，混合均匀即得负离子整理液。
(2)将芯片放入45℃负离子整理液中浸渍，芯片与负离子整理液的质量比为1:5，浸渍时间为30min，50℃烘干3h，即得负离子功能芯片。
所述芯片为长15cm、宽为7cm的长方形纯棉无纺布。
对比例2
(1)将锐钛型纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯以质量比100:6置于去离子水中超声分散，固液质量比为1：80，搅拌均匀，在100℃条件下加热5小时进行水热反应，反应完毕后自然冷却、真空过滤、洗涤至中性、干燥、研磨，可得二氧化钛复合材料。
(2)将以重量份计的5份电气石粉、4份麦饭石粉、10份羧酸化木质素磺酸钙、0.07份柠檬酸铜、0.03份柠檬酸银、0.4份二氧化钛复合材料加入90份去离子水中以转速为300r/min搅拌10min，混合均匀即得负离子整理液。
(3)将芯片放入45℃负离子整理液中浸渍，芯片与负离子整理液的质量比为1:5，浸渍时间为30min，50℃烘干3h，即得负离子功能芯片。
所述芯片为长15cm、宽为7cm的长方形纯棉无纺布。
测试例1
将实施例1-5、对比例1-2制备的负离子整理液的抑菌性能进行测试，具体结果见表1。
表1：抑菌性能测试数据表
Figure BDA0002825304130000111
将实施例1-5、对比例1-2制备的负离子功能芯片的负离子释放特性进行测试，具体结果见表2。
表2：负离子释放特性测试
Figure BDA0002825304130000112
测试例2
将实施例1-5、对比例1-2制备的负离子整理液密封于常温常压下保存2个月，测试抑菌性能，具体结果见表3。
表3：抑菌持久性测试数据表
Figure BDA0002825304130000121
将实施例1-5、对比例1-2制备的负离子功能芯片密封于常温常压下保存2个月，测试负离子释放特性，具体结果见表4。
表4：负离子释放持久性测试数据表
Figure BDA0002825304130000122
通过对比可以看出，实施例3中还原氧化石墨烯、钨酸铋、纳米二氧化钛三元复合材料的抗菌性能、负离子释放功能及持久性最好。实施例3在实施例2的基础上添加还原氧化石墨烯，将还原氧化石墨烯与纳米二氧化钛、钨酸铋复合形成纳米二氧化钛复合材料。钨酸铋经可见光催化生成的电荷，在石墨烯优异的导电性能下，得到快速传输，有效激发二氧化钛形成空穴-电子对，从而实现抗菌效果，使复合材料整体的抗菌能力得到大幅提升。实施例3在实施例1的基础上添加了钨酸铋，将钨酸铋与纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯复合形成纳米二氧化钛复合材料。实施例1仅靠电气石的电场作用和还原氧化石墨烯的导电性能，虽可诱导纳米二氧化钛吸收范围扩展到可见光区域，但其诱导效果有限。添加钨酸铋后，钨酸铋与还原氧化石墨烯的界面紧密接触，由于还原氧化石墨烯优异的导电性能，提高了光生电荷的传输效率和分离效率，增加了反应活性位点，提高了光吸收强度。进一步的，钨酸铋形成空穴-电子对协助诱导二氧化钛形成空穴-电子对从而实现抗菌效果，提升复合材料的抗菌能力。
当实施例4采用石花籽胶替换卡波姆后，整理液的抗菌功能、负离子功能芯片的负离子释放功能及功能的持久性都得到有效提升，可能是由于石花籽胶能与整理液中的Ca2+，Cu2+形成“蛋格”结构，使得整理液更加紧密，促进有效成分之间的相互作用，并且石花籽胶的包覆作用对有效成分有缓释效果，使功能持久性能提高。当采用实施例5中铅盐沉淀法纯化石花籽胶后，效果进一步增强，因为所得石花籽胶中有效成分的纯度更高。
对比例1中单独使用纳米二氧化钛，仅能在紫外光照射下形成空穴-电子对，从而实现抗菌效果和协助电气石粉颗粒分散，因此其抗菌性能、负离子释放功能及持久性都不高。
对比例2使用纳米二氧化钛与还原氧化石墨烯复合，由于缺少卡波姆和石花籽胶，整理液中功能性成分呈分散状态，相互作用较弱，并且不能有效附着于芯片上，所制备功能芯片上功能性成分少，显示出的各项功能均为最弱。
本发明制备的负离子功能芯片和卫生巾，具备优异、稳定且持久的抗菌性能和负离子释放性能。

Claims (10)

1.一种负离子功能芯片的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
将电气石粉、麦饭石粉、卡波姆或石花籽胶、羧酸化木质素磺酸钙、柠檬酸铜、柠檬酸银、纳米二氧化钛复合材料加入去离子水中搅拌混合均匀得到负离子整理液；
将芯片放入所述负离子整理液中浸渍，烘干，即得所述负离子功能芯片。
2.如权利要求1所述的负离子功能芯片的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
将以重量份计的1-10份电气石粉、1-10份麦饭石粉、0.5-1.5份卡波姆或石花籽胶、5-15份羧酸化木质素磺酸钙、0.02-0.1份柠檬酸铜、0.01-0.05份柠檬酸银、0.2-0.5份纳米二氧化钛复合材料加入50-120份去离子水中以转速为100-400转/分搅拌5-15min，混合均匀，得到负离子整理液；
将芯片放入40-50℃所述负离子整理液中浸渍，所述芯片与所述负离子整理液的质量比为1:(3-10)，浸渍时间为20-50min；然后在40-60℃烘干1-5h，即得所述负离子功能芯片。
3.如权利要求2所述的负离子功能芯片的制备方法，其特征在于，所述芯片为长10-18cm、宽为5-8cm的长方形纯棉无纺布。
4.如权利要求1所述的负离子功能芯片的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛复合材料是由纳米二氧化钛和(还原氧化石墨烯和/或钨酸铋)经水热法制得。
5.如权利要求4所述的负离子功能芯片的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛复合材料由纳米二氧化钛和还原氧化石墨烯经水热法制得。
6.如权利要求4所述的负离子功能芯片的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛复合材料由纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯和钨酸铋经水热法制得。
7.如权利要求6所述的负离子功能芯片的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛复合材料制备方法为：将纳米二氧化钛、还原氧化石墨烯和钨酸铋以质量比100:(4-6)：(0.5-1.5)混合，置于去离子水中超声分散，搅拌均匀，在80-240℃条件下加热1-15小时进行水热反应，反应完毕后自然冷却、真空过滤、洗涤至中性、干燥、研磨，可得所述纳米二氧化钛复合材料。
8.一种负离子功能芯片，采用权利要求1-7任一项方法制备而成。
9.如权利要求8所述负离子功能芯片在制备负离子卫生巾中的应用。
10.一种负离子卫生巾，其特征在于，包含权利要求8所述负离子功能芯片。
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