本發(fā)明涉及一種制備方法,具體涉及一種含氧化石墨烯抗菌防霉壁紙的制備方法。屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):壁紙,也稱為墻紙,它是一種應(yīng)用廣泛的室內(nèi)裝飾材料。因?yàn)楸诩埦哂酗L(fēng)格多變、色彩多樣、圖案豐富、安全環(huán)保、施工方便、價(jià)格適宜、易于更換等多種其它室內(nèi)裝飾材料所無法比擬的特點(diǎn),故在歐美、東南亞、日韓等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)得到相當(dāng)程度的普及。隨著我國人民生活水平的提升,壁紙因其色彩與風(fēng)格的多樣性,而廣受消費(fèi)者的青睞。但現(xiàn)今市場上的絲綢壁紙普遍存在易發(fā)霉現(xiàn)象,特別是在江南地區(qū)。專利號(hào):201310417819.3,公開號(hào):CN103538306A,申請人:杭州萬事利絲綢科技有限公司和浙江理工大學(xué),發(fā)明名稱:一種抗菌防霉絲綢壁紙的制備方法,公開一種抗菌防霉絲綢壁紙,其將抗菌防霉劑與PVC樹脂結(jié)合后干燥膠化,其所得的功能層再經(jīng)熱軋工藝與絲綢面料復(fù)合,雖然有較好的抗菌防霉效果,但由于PVC樹脂對抗菌防霉劑的包埋,從而降低了其本身的抗菌防霉除異味的效果,大大增加了除臭抗菌防霉劑的使用量,同時(shí)一些發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑的使用對人有一定影響。申請?zhí)枺篊N201410335827.8,公開號(hào):CN104153241A,申請人:安徽紫荊花壁紙股份有限公司,發(fā)明名稱:PVC發(fā)泡壁紙用高硬高韌耐刮擦PVC糊料及其制備方法,公開了一種PVC發(fā)泡壁紙用高硬高韌耐刮擦PVC糊料,包括DOP、納米氧化石墨烯、納米三氧化二鋁、鈦白粉、降粘劑、有機(jī)硅復(fù)合粉末、PVC糊樹脂、微球發(fā)泡劑、熱穩(wěn)定劑,為了不僅對PVC糊料具有良好的增強(qiáng)增韌效果,而且還能提高其附著力、硬度、耐刮擦性、致密性、光潔度、冷熱疲勞、抗蠕變等性能,同時(shí)為了納米粒子填料在PVC糊料中能更好的分散,以便達(dá)到更好的增強(qiáng)增韌等效果,在組分配方中添加了納米氧化石墨烯、納米三氧化二鋁等納米材料。另有研究者,為了抗菌防霉,壁紙?jiān)O(shè)計(jì)多層,使得制備工藝的繁瑣。化石墨烯(grapheneoxide)是石墨烯的氧化物,其顏色為棕黃色,市面上常見的產(chǎn)品有粉末狀、片狀以及溶液狀的。因經(jīng)氧化后,其上含氧官能團(tuán)增多而使性質(zhì)較石墨烯更加活潑,可經(jīng)由各種與含氧官能團(tuán)的反應(yīng)而改善本身性質(zhì)。氧化石墨烯薄片是石墨粉末經(jīng)化學(xué)氧化及剝離后的產(chǎn)物,氧化石墨烯是單一的原子層,可以隨時(shí)在橫向尺寸上擴(kuò)展到數(shù)十微米,因此,其結(jié)構(gòu)跨越了一般化學(xué)和材料科學(xué)的典型尺度。氧化石墨烯可視為一種非傳統(tǒng)型態(tài)的軟性材料,具有聚合物、膠體、薄膜,以及兩性分子的特性。氧化石墨烯長久以來被視為親水性物質(zhì),因?yàn)槠湓谒芯哂袃?yōu)越的分散性,但是,相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,氧化石墨烯實(shí)際上具有兩親性,從石墨烯薄片邊緣到中央呈現(xiàn)親水至疏水的性質(zhì)分布。因此,氧化石墨烯可如同界面活性劑一般存在界面,并降低界面間的能量。野百合為豆科植物野百合的全草。夏、秋季采集。別名佛指甲(《植物名實(shí)圖考》),貍豆(《植物學(xué)大辭典》),狗鈴草、藍(lán)花野百合(《中國主要植物圖說·豆科》),山油麻、野芝麻、芝麻響鈴鈴(《浙江民間常用草藥》),農(nóng)吉利(《全展選編·腫瘤》)。原植物野百合為一年生直立草本,高20~100厘米,被緊貼稍長的毛,毛略粗糙。單葉,線形或披針形,葉片大小變化很大,長2.5~8厘米,闊0.5~1厘米,兩端狹尖,先端通常有束狀毛,上面略被毛或幾無毛,下面披絲光質(zhì)毛;幾無葉柄;托葉極細(xì)小,剛毛狀??偁罨ㄐ颍斏蛞干?,有花2~20朵,花朵密集一起。苞片及小苞片極相似,線形;小苞片著生于花梗上部,均被略粗糙的長毛;花梗極短,結(jié)果時(shí)下垂:花萼長10~15毫米,密被棕黃色長毛,萼齒先端尖;花冠蝶形,紫藍(lán)色或淡藍(lán)色,約與花萼等長,旗瓣圓形,翼瓣較旗瓣短,倒卵狀矩圓形,龍骨瓣與翼瓣等長,內(nèi)彎,具喙;雄蕊10,單體,花藥2型;子房無柄,花柱細(xì)長。莢果無毛,長圓形,約與花萼等長;種子10~15顆。花期9月。生于荒地雜草中。分布東北、華東、華南以及西南各地。常見于將野百合提取物應(yīng)用與醫(yī)藥領(lǐng)域,但將其提取物應(yīng)用于壁紙的抗菌防霉,鮮有報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的壁紙易發(fā)霉的不足,提供一種含氧化石墨烯的抗菌抗酶的壁紙及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:一種含氧化石墨烯抗菌防霉壁紙的制備方法,該方法包括:將制備的抗菌防霉劑經(jīng)噴灑工藝均勻分布在基紙上,即得抗菌防霉壁紙。所述抗菌防霉劑,以重量份其包括:納米氧化石墨烯0.5-4.35份、納米氧化鈰2.3-5.5份、野百合提取化合物0.01-1.65份、聚乙二醇1.0-5.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.2-1.8份,水20-80份。所述納米氧化石墨烯,其純度≥95%,片層厚度0.5-2nm,片層長度為100-800nm。所述的野百合提取化合物的結(jié)構(gòu)式為:所述野百合提取化合物的制備方法,包含以下操作步驟:(a)將野百合的干燥全草粉碎,用75~85%乙醇熱回流提取,合并提取液,濃縮至無醇味,依次用石油醚、乙酸乙酯和水飽和的正丁醇萃取,分別得到石油醚萃取物、乙酸乙酯萃取物和正丁醇萃取物;(b)步驟(a)中乙酸乙酯萃取物用大孔樹脂除雜,先用10%乙醇洗脫8個(gè)柱體積,再用75%乙醇洗脫10個(gè)柱體積,收集75%乙醇洗脫液,減壓濃縮得75%乙醇洗脫物浸膏;(c)步驟(b)中75%乙醇洗脫浸膏用正相硅膠分離,依次用體積比為85∶1、40∶1、20∶1、12∶1和1∶1的二氯甲烷-甲醇梯度洗脫得到5個(gè)組分;(d)步驟(c)中組分4用正相硅膠進(jìn)一步分離,依次用體積比為20∶1、12∶1和5∶1的二氯甲烷-甲醇梯度洗脫得到3個(gè)組分;(e)步驟(d)中組分2用十八烷基硅烷鍵合的反相硅膠分離,用體積百分濃度為70%的甲醇水溶液等度洗脫,收集8~10個(gè)柱體積洗脫液,洗脫液減壓濃縮即得到野百合提取化合物。所述抗菌防霉劑制備方法,具體包括以下操作步驟:(a)超聲波作用下,依次將重量份的聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮以及納米氧化鈰加入水中,超聲波作用25-75min,超聲功率:200-600W體系溫度:10-30℃;(2)室溫機(jī)械攪拌作用,依次將納米氧化石墨烯、野百合提取化合物加入步驟(1)體系中,轉(zhuǎn)速:300-12000r/min,時(shí)間:10-50min。所述基紙為原生木漿紙、原生竹漿紙、再生紙、無紡布中的一種;所述除抗菌防霉劑的噴灑比例為1.5-5g/m2基紙。本發(fā)明的有益效果:(1)本發(fā)明所提出的制備工藝簡便易操作,使用的化學(xué)藥品少且成本低廉,降低了其生產(chǎn)周期,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。(2)本發(fā)明所制得的抗菌防霉壁紙,為環(huán)境友好型建筑裝飾材料,不僅具有環(huán)保美觀、抗菌防霉等一系列的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)由于添加了納米氧化石墨烯、納米氧化鈰、野百合提取物,使得該壁紙具有抗菌、防霉、除異味等優(yōu)勢,這是由于氧化石墨烯殺菌性能卓越,是沒有耐藥性的物理“抗生素”,氧化石墨烯不但可以通過對細(xì)菌細(xì)胞膜的插入進(jìn)行切割,還可以通過對細(xì)胞膜上磷脂分子的大規(guī)模直接抽取,來破壞細(xì)胞膜從而殺死細(xì)菌,石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使其可以與細(xì)菌細(xì)胞膜上的磷脂分子發(fā)生超強(qiáng)的相互作用,從而導(dǎo)致大量磷脂分子脫離細(xì)胞膜;本發(fā)明的野百合提取物是一種新型化合物,研究發(fā)現(xiàn)其對霉菌極為敏感,納米氧化鈰是紫外線、電子線、甲醛的吸收劑,納米氧化石墨烯、野百合提取物以及納米氧化鈰的協(xié)同作用下,顯著地提高了其抗菌防霉除異味的效果,其防霉等級為0級,對金色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率最高可達(dá)99.9%、霉菌100%。另在其本身不含甲醛等有毒物質(zhì)的同時(shí),對甲醛的吸附效果更是可達(dá)到95%,有利于家居環(huán)境的改善,給使用者帶來身心上的愉悅感,提高了其使用價(jià)值及經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容,但并不以此限定本發(fā)明保護(hù)范圍。盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。實(shí)施例1:野百合提取化合物分離制備及結(jié)構(gòu)確證:制備方法:(a)野百合的干燥全草(10kg)粉碎,用80%乙醇熱回流提取(25L×3次),合并提取液,濃縮至無醇味(3L),依次用石油醚(3L×3次)、乙酸乙酯(3L×3次)和水飽和的正丁醇(3L×3次)萃取,分別得到石油醚萃取物、乙酸乙酯萃取物(398g)和正丁醇萃取物;(b)步驟(a)中乙酸乙酯萃取物用AB-8型大孔樹脂除雜,先用10%乙醇洗脫8個(gè)柱體積,再用75%乙醇洗脫10個(gè)柱體積,收集75%乙醇洗脫液,減壓濃縮得75%乙醇洗脫物浸膏(163g);(c)步驟(b)中75%乙醇洗脫浸膏用200-300目正相硅膠分離,依次用體積比為85∶1(8個(gè)柱體積)、40∶1(8個(gè)柱體積)、20∶1(8個(gè)柱體積)、12∶1(10個(gè)柱體積)和1∶1(5個(gè)柱體積)的二氯甲烷-甲醇梯度洗脫得到5個(gè)組分;(d)步驟(c)中組分4(49g)用200-300目正相硅膠進(jìn)一步分離,依次用體積比為20∶1(8個(gè)柱體積)、12∶1(10個(gè)柱體積)和5∶1(5個(gè)柱體積)的二氯甲烷-甲醇梯度洗脫得到3個(gè)組分;(e)步驟(d)中組分2(25g)用十八烷基硅烷鍵合的反相硅膠ODS-C18分離,用體積百分濃度為70%的甲醇水溶液等度洗脫,收集8~10個(gè)柱體積洗脫液,洗脫液減壓濃縮得到純的化合物(I)(44mg)。結(jié)構(gòu)確證:黃色無定形粉;HR-ESIMS顯示[M+Na]+為m/z549.2314,結(jié)合核磁特征可得分子式為C33H34O6,不飽和度為17。核磁共振氫譜數(shù)據(jù)δH(ppm,DMSO-d6,500MHz):H-4(6.33,d,J=1.8),H-6(6.55,d,J=1.8),H-α(6.85,d,J=16.0),H-β(6.61,d,J=16.0),H-2’,6’(7.04,d,J=8.2),H-3’,5’(6.64,d,J=8.2)H-3”(6.24,d,J=2.3),H-5”(6.14,dd,J=8.2,2.3),H-6”(6.62,d,J=8.2),H-α’(2.38,2H,m),H-β’(2.20,2H,m),H-γ’(4.45,br,s),H-2”’,6”’(7.04,d,J=8.2),H-3”’,5”’(6.64,d,J=8.2),3-OCH3(3.58,s),2”-OCH3(3.52,s),4”-OCH3(3.62,s),4”’-OCH3(3.59,s);核磁共振碳譜數(shù)據(jù)δC(ppm,DMSO-d6,125MHz):139.9(C,1-C),124.7(C,2-C),160.0(C,3-C),98.5(CH,4-C),159.6(C,5-C),103.7(CH,6-C),125.8(CH,α-C),130.6(CH,β-C),130.1(C,1’-C),128.2(CH,2’,6’-C),116.0(CH,3’,5’-C),157.5(C,4’-C),122.3(C,1”-C),159.3(C,2”-C),99.2(CH,3”-C),156.9(C,4”-C),106.8(CH,5”-C),130.6(CH,6”-C),28.5(CH2,α’-C),33.4(CH2,β’-C),39.6(CH,γ’-C),138.0(C,1”’-C),129.1(CH,2”’,6”’-C),113.6(CH,3”’,5”’-C),158.1(C,4”’-C),55.2(CH3,3-OCH3),55.2(CH3,2”-OCH3),55.4(CH3,4”-OCH3),55.2(CH3,4”’-OCH3);碳原子標(biāo)記參見圖1。1HNMR和1H-1HCOSY譜顯示出兩對雙質(zhì)子雙峰[δH7.04(2H,d,J=8.2Hz),6.64(2H,d,J=8.2Hz),7.04(2H,d,J=8.2Hz),6.64(2H,d,J=8.2Hz)],表明該化合物含有兩個(gè)1,4-二取代芳環(huán)。此外,觀察到一組ABX的耦合信號(hào)δH6.62(1H,d,J=8.2Hz),6.24(1H,d,J=2.3Hz)和6.14(1H,dd,J=8.2,2.3Hz),表明該化合物含有一個(gè)1,2,4-三取代的芳環(huán)。另兩個(gè)間耦合信號(hào)δH6.55(1H,d,J=1.8Hz)和6.33(1H,d,J=1.8Hz),說明還含有一個(gè)1,2,3,5-四取代芳香環(huán)。除了芳族質(zhì)子,還有兩個(gè)反式烯烴質(zhì)子信號(hào)δH6.85(1H,d,J=16.0Hz)和6.61(1H,d,J=16.0Hz),兩個(gè)亞甲基脂肪族質(zhì)子信號(hào)[δH2.20(2H,m),2.38(2H,m)],一個(gè)次甲基信號(hào)[d4.45(1H,br,s)]以及四個(gè)甲氧基信號(hào)[δH3.62,3.59,3.58,3.52,(3H,s)]。13CNMR和HSQC譜顯示了與氫譜一致的11個(gè)芳香季碳,包括六個(gè)含氧季碳,十三個(gè)芳香族次甲基碳,三個(gè)脂族次甲基碳,兩個(gè)脂族亞甲基碳,四個(gè)甲氧基碳。HMBC譜中,反式烯烴sp2自旋質(zhì)子與對-羥基苯和四取代苯環(huán)的相關(guān)性表明該化合物為共軛茋類化合物。1H-1HCOSY相關(guān)譜表明了脂族鏈碳信號(hào)C-α’,C-β’,C-γ’的存在,HMBC譜中H-α’與芳香族碳的相關(guān)性表明C-α’與2,4-二甲氧基苯基相連。NOESY譜中H-γ’信號(hào)與反式烯烴單元和3-甲氧基-5-羥基苯環(huán)的相關(guān)性表明,上述二苯乙烯單元與C-γ’相連。綜合氫譜、碳譜、HMBC譜和NOESY譜,以及文獻(xiàn)關(guān)于相關(guān)類型核磁數(shù)據(jù),可基本確定該化合物如圖1所示,立體構(gòu)型進(jìn)一步通過ECD試驗(yàn)確定,理論值與實(shí)驗(yàn)值基本一致(圖2)。實(shí)施例2:一種含氧化石墨烯抗菌防霉壁紙的制備方法,該方法包括:將制備的抗菌防霉劑經(jīng)噴灑工藝均勻分布在基紙上,即得抗菌防霉酶壁紙。所述抗菌防霉劑,以重量份其包括:納米氧化石墨烯0.5份、納米氧化鈰2.3份、野百合提取化合物0.01份、聚乙二醇1.0份、聚乙烯吡咯烷酮0.2份,水20份。所述納米氧化石墨烯,其純度≥95%,片層厚度0.5nm,片層長度為100nm。所述的野百合提取化合物的結(jié)構(gòu)式為及制備方法同實(shí)施例1。所述抗菌防霉劑制備方法,具體包括以下操作步驟:(a)超聲波作用下,依次將重量份的聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮以及納米氧化鈰加入水中,超聲波作用25min,超聲功率:200W體系溫度:10℃;(2)室溫機(jī)械攪拌作用,依次將納米氧化石墨烯、野百合提取化合物加入步驟(1)體系中,轉(zhuǎn)速:300r/min,時(shí)間:50min。所述基紙為原生木漿紙;所述除抗菌防霉劑的噴灑比例為1.5g/m2基紙。經(jīng)抗菌測試,對金黃色葡萄球菌的抑菌率為99.98%,對大腸桿菌的抑菌率為99.99%,對霉菌的抑菌率為100%。實(shí)施例3:一種含氧化石墨烯抗菌防壁紙的制備方法,該方法包括:將制備的抗菌防霉劑經(jīng)噴灑工藝均勻分布在基紙上,即得抗菌防霉壁紙。所述抗菌防霉劑,以重量份其包括:納米氧化石墨烯4.35份、納米氧化鈰5.5份、野百合提取化合物1.65份、聚乙二醇5.5份、聚乙烯吡咯烷酮1.8份,水80份。所述納米氧化石墨烯,其純度≥95%,片層厚度2nm,片層長度為800nm。所述的野百合提取化合物的結(jié)構(gòu)式為及制備方法同實(shí)施例1。所述抗菌防霉劑制備方法,具體包括以下操作步驟:(a)超聲波作用下,依次將重量份的聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮以及納米氧化鈰加入水中,超聲波作用75min,超聲功率:600W體系溫度:30℃;(2)室溫機(jī)械攪拌作用,依次將納米氧化石墨烯、野百合提取化合物加入步驟(1)體系中,轉(zhuǎn)速:12000r/min,時(shí)間:10min。所述基紙為原生竹漿紙;所述除抗菌防霉劑的噴灑比例為5g/m2基紙。經(jīng)抗菌測試,對金黃色葡萄球菌的抑菌率為99.99%,對大腸桿菌的抑菌率為100%,對霉菌的抑菌率為100%。實(shí)施例4:一種含氧化石墨烯抗菌防霉壁紙的制備方法,該方法包括:將制備的抗菌防霉劑經(jīng)噴灑工藝均勻分布在基紙上,即得抗菌防霉酶壁紙。所述抗菌防霉劑,以重量份其包括:納米氧化石墨烯1.5份、納米氧化鈰2.8份、野百合提取化合物0.1份、聚乙二醇1.2份、聚乙烯吡咯烷酮0.5份,水32份。所述納米氧化石墨烯,其純度≥95%,片層厚度0.8nm,片層長度為200nm。所述的野百合提取化合物的結(jié)構(gòu)式及制備方法同實(shí)施例1。所述抗菌防霉劑制備方法,具體包括以下操作步驟:(a)超聲波作用下,依次將重量份的聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮以及納米氧化鈰加入水中,超聲波作用35min,超聲功率:320W體系溫度:15℃;(2)室溫機(jī)械攪拌作用,依次將納米氧化石墨烯、野百合提取化合物加入步驟(1)體系中,轉(zhuǎn)速:800r/min,時(shí)間:35min。所述基紙為再生紙;所述除抗菌防霉劑的噴灑比例為2.0g/m2基紙。經(jīng)抗菌測試,對金黃色葡萄球菌的抑菌率為99.91%,對大腸桿菌的抑菌率為99.23%,對霉菌的抑菌率為100%。實(shí)施例5:一種含氧化石墨烯抗菌防霉壁紙的制備方法,該方法包括:將制備的抗菌防霉劑經(jīng)噴灑工藝均勻分布在基紙上,即得抗菌防霉壁紙。所述抗菌防霉劑,以重量份其包括:納米氧化石墨烯3.35份、納米氧化鈰3.5份、野百合提取化合物1.25份、聚乙二醇4.5份、聚乙烯吡咯烷酮1.6份,水79份。所述納米氧化石墨烯,其純度≥95%,片層厚度1.8nm,片層長度為390nm。所述的野百合提取化合物的結(jié)構(gòu)式及制備方法同實(shí)施了1。所述抗菌防霉劑制備方法,具體包括以下操作步驟:(a)超聲波作用下,依次將重量份的聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮以及納米氧化鈰加入水中,超聲波作用65min,超聲功率:550W體系溫度:28℃;(2)室溫機(jī)械攪拌作用,依次將納米氧化石墨烯、野百合提取化合物加入步驟(1)體系中,轉(zhuǎn)速:11000r/min,時(shí)間:45min。所述基紙為無紡布;所述除抗菌防霉劑的噴灑比例為3.8g/m2基紙。經(jīng)抗菌測試,對金黃色葡萄球菌的抑菌率為99%,對大腸桿菌的抑菌率為99%,對霉菌的抑菌率為100%。上述雖然對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。