本發(fā)明屬于功能材料與電熱元件領域，特別涉及一種石墨烯頻譜護眼罩及其制備方法。

背景技術：

現(xiàn)在人們對電子產(chǎn)品的使用越來越多，特別是手機電腦。經(jīng)常面對電腦、手機，人會感到眼睛干澀疲勞。這時除了選擇讓眼睛休息外，熱敷是最好的理療、休息保健方法。我國中醫(yī)學理論認為，熱敷具有疏通經(jīng)絡、宣暢氣血、散於消腫止痛的功效?，F(xiàn)代醫(yī)學認為，熱敷的主要目的是血管擴張、促進炎癥的吸收、減輕疼痛、促進局部血液循環(huán)、促進淤血的吸收消散、增強局部營養(yǎng)，家庭熱敷主要用于角膜炎、急性虹膜睫狀體炎麥粒腫、急性淚囊炎、皮下淤血，等等。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯頻譜護眼罩，以石墨烯材料作為發(fā)熱體在電流的作用下石墨烯微晶體產(chǎn)生晶格震蕩，并向外輻射強烈的遠紅外線，使人體感覺具有太陽光照射般的溫暖。

本發(fā)明的技術方案是：

一種石墨烯頻譜護眼罩，包括：護眼罩外裝飾層、絕緣保護層、有機硅膠層、石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜，具體結構如下：

石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜的上下兩面分別通過有機硅膠層連接絕緣保護層，絕緣保護層的外面分別設置護眼罩外裝飾層。

所述的石墨烯頻譜護眼罩，石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜的兩側分別設置電極，電極通過引線與電源連接。

所述的石墨烯頻譜護眼罩，絕緣保護層為無紡布層或棉布層。

所述的石墨烯頻譜護眼罩，石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜包括：植物纖維漿、石墨烯粉體膠液、納米竹炭纖維粉或納米遠紅外負離子粉、纖維擴散劑，按照重量份數(shù)計，植物纖維漿50～80份，石墨烯粉體膠液10～30份，納米竹炭纖維粉或納米遠紅外負離子粉5～10份，纖維擴散劑2～5份。

所述的石墨烯頻譜護眼罩，植物纖維漿的組成如下，按重量份數(shù)計，氫氧化鈉4～6份，植物纖維55～65份，水30～50份；石墨烯粉體膠液的組成如下，按重量份數(shù)計，石墨烯粉體30～40份，乙醇水溶液50～60份，改性松香膠粉乳液10～20份；在石墨烯粉體中，含有5～10層石墨烯粉體的重量百分比是30％～50％；乙醇水溶液是由純度80wt％～90wt％的乙醇和水按10～20％的重量百分比混合的水溶液；改性松香膠粉乳液是由改性松香和乙醇按重量比例1：(5～15)混合而成的乳液，改性松香為脂松香、氫化松香、歧化松香或聚合松香；納米竹炭纖維粉直徑為10～100微米、長度10～20微米，發(fā)射遠紅外釋放負離子數(shù)大于6500個/立方厘米；纖維擴散劑采用亞甲基二萘磺酸鈉。

所述的石墨烯頻譜護眼罩的制備方法，包括如下步驟：

(1)、制作石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜：采用植物纖維漿、石墨烯粉體膠液、納米竹炭纖維粉或納米遠紅外負離子粉通過磨合、混合、攪拌、抄制、烘干、壓制上卷工序制成；在制作過程中，通過磨合、混合、攪拌如下工序，將植物纖維通過盤磨機進行掃帚化處理后，使其更容易與石墨烯粉體膠液結合，加入石墨烯粉體膠液進行混合、攪拌，再加入纖維擴散劑和納米竹炭纖維粉或納米遠紅外負離子粉進行攪拌均勻，將石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜作為發(fā)熱芯主體；

(2)、選用石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜，制成人體眼部所需的大??；

(3)、采用有機硅膠將石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜和絕緣保護層，復合成絕緣防水、人體感到舒適的發(fā)熱體，并確保無毒無味；

(4)、將發(fā)熱體的兩個電極用引線焊接牢固連接到外部插口，作為電源引線；

(5)、測試發(fā)熱體的溫度合格后，將其裝入制作好的眼罩內部，形成石墨烯頻譜護眼罩。

所述的石墨烯頻譜護眼罩的制備方法，制作石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜的具體步驟如下：

(1)將石墨烯粉體經(jīng)過乙醇水溶液浸泡1～5小時后，使石墨烯粉體表面得到充分凈化；

(2)浸泡時間滿足后，加入改性松香膠粉乳液，使石墨烯粉體充分混合，充分攪拌后形成石墨烯粉體膠液，靜置備用；

(3)將植物纖維用盤磨機磨到有掃帚狀出現(xiàn)，將氫氧化鈉、植物纖維、水混合，放到攪拌池繼續(xù)攪拌，形成植物纖維漿；

(4)將石墨烯粉體膠液投放到攪拌池中，與植物纖維漿混合攪拌1～5小時，使植物纖維與石墨烯粉體充分結合復合成為一體，使植物纖維得到石墨烯粉體的充分包裹；

(5)加入纖維擴散劑和納米竹炭纖維粉或納米遠紅外負離子粉，繼續(xù)1～5小時至攪拌均勻，得到用于制備石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜的漿液；

(6)混合、攪拌完成后需要檢驗，檢驗合格后，經(jīng)抄制、烘干、壓制，形成石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜。

所述的石墨烯頻譜護眼罩的制備方法，發(fā)熱膜的發(fā)熱溫度為38.5-40.5℃，方阻為5-10歐姆/厘米。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：

1、石墨烯是現(xiàn)今人們公認的導電率最高、導熱強度最大最快的新型材料，遠高于碳纖維碳納米管等一些新材料。本發(fā)明以石墨烯為發(fā)熱原料，與植物纖維復合制作出石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜，再通過有機硅膠與無紡布棉布等復合制成各種形狀的護眼罩，利用石墨烯透明導電特性作為電發(fā)熱薄膜，具有發(fā)熱效率高、發(fā)熱均勻的顯著特點。

2、本發(fā)明制作的石墨烯遠紅外負離子導電發(fā)熱膜具有表面電阻率可調的特點，可用于抗靜電電路，能有效地將電荷釋放掉，同時具有遠紅外發(fā)射和負離子釋放的功能，起到凈化消毒作用，又起到對人體健康的作用。

3、本發(fā)明石墨烯遠紅外負離子導電發(fā)熱膜，可提高導電性、加強導熱性，這些指標遠遠高于碳纖維導電發(fā)熱性能。

4、本發(fā)明石墨烯遠紅外負離子導電發(fā)熱膜，以植物纖維和石墨烯粉體為主、納米竹炭纖維和添加劑為輔，經(jīng)過磨制、混合攪拌、復合炒制、烘干壓制、復合后制作而成。

5、與已有的技術相比，本發(fā)明技術工藝方案采用了石墨烯粉體與植物纖維更好的結合，復合制成后的發(fā)熱膜電流分配更加完善，發(fā)熱更加均勻，穩(wěn)定性更好。同時，由于加入了納米竹炭纖維具有遠紅外和負離子的功能，更加環(huán)保、更加健康。而且，竹炭纖維更有黑金之稱，在制作過程中經(jīng)過合理的工藝更加完善，增加輻射量提高，輻射強度言辭制成的成品比現(xiàn)有的產(chǎn)品更有發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為電源接線圖。

圖中，1護眼罩外裝飾層；2絕緣保護層；3有機硅膠層；4石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜；5電極；6引線。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明石墨烯頻譜護眼罩主要包括：護眼罩外裝飾層1、絕緣保護層2、有機硅膠層3、石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜4等，具體結構如下：

石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜4的上下兩面分別通過有機硅膠層3連接絕緣保護層2，絕緣保護層2的外面分別設置護眼罩外裝飾層1。

如圖2所示，本發(fā)明石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜4的兩側分別設置電極5，電極5通過引線6與電源連接。

在具體實施過程中，本發(fā)明石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜，包括植物纖維漿、石墨烯粉體膠液、納米竹炭纖維粉(或納米遠紅外負離子粉)和纖維擴散劑，按照重量份數(shù)計，植物纖維漿50～80份，石墨烯粉體膠液10～30份，納米竹炭纖維粉(或納米遠紅外負離子粉)5～10份，纖維擴散劑2～5份。

植物纖維漿的組成如下，按重量份數(shù)計，氫氧化鈉4～6份，植物纖維55～65份，水30～50份。植物纖維可以在市場上采購，如：植物纖維為一年生或多年生的原木、稻草秸稈兒、蘆葦?shù)戎参锢w維經(jīng)過化學處理，完全可以使用。另外，亦可用原木紙漿進行加工使用。

石墨烯粉體膠液的組成如下，按重量份數(shù)計，石墨烯粉體30～40份，乙醇水溶液50～60份，改性松香膠粉乳液10～20份。在石墨烯粉體中，含有5～10層石墨烯粉體的重量百分比是30％～50％，常州二維碳素科技股份有限公司制造。乙醇水溶液是由純度80wt％～90wt％的乙醇和水按10～20％的重量百分比混合的水溶液。改性松香膠粉乳液是由改性松香和乙醇按重量比例1：(5～15)混合而成的乳液，改性松香為脂松香、氫化松香、歧化松香或聚合松香。

納米竹炭纖維粉具有釋放負離子、發(fā)射遠紅外抗菌吸附功能，通過高效吸收和發(fā)射遠紅外釋放負離子，具有保溫、改善微循環(huán)系統(tǒng)，促進血液循環(huán)，抑制微生物生長等保健功能。納米竹炭纖維粉直徑為10～100微米、長度10～20微米，發(fā)射遠紅外釋放負離子數(shù)大于6500個/立方厘米，納米竹炭纖維粉為市購產(chǎn)品，采用上海滬正納米科技有限公司生產(chǎn)的納米竹炭纖維粉。另外，為了降低成本，本發(fā)明還可以采用市購的納米遠紅外負離子粉代替納米竹炭纖維。另外，纖維擴散劑采用亞甲基二萘磺酸鈉。

本發(fā)明石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜的制備方法，采用植物纖維漿、石墨烯粉體膠液、納米竹炭纖維粉(或納米遠紅外負離子粉)等通過磨合、混合、攪拌、抄制、烘干、壓制上卷等工序制成。在制作過程中，通過磨合、混合、攪拌如下工序，將植物纖維通過盤磨機進行掃帚化處理后，使其更容易與石墨烯粉體膠液結合，加入石墨烯粉體膠液進行混合、攪拌，再加入纖維擴散劑和納米竹炭纖維粉(或納米遠紅外負離子粉)進行攪拌均勻。其具體的制備過程如下：

1、將石墨烯粉體經(jīng)過乙醇水溶液浸泡1～5小時后，使石墨烯粉體表面得到充分凈化；

2、浸泡時間滿足后，加入改性松香膠粉乳液，使石墨烯粉體充分混合，充分攪拌后形成石墨烯粉體膠液，靜置備用；

3、將植物纖維用盤磨機磨到有掃帚狀出現(xiàn)，將氫氧化鈉、植物纖維、水混合，放到攪拌池繼續(xù)攪拌，形成植物纖維漿；

4、將石墨烯粉體膠液投放到攪拌池中，與植物纖維漿混合攪拌1～5小時，使植物纖維與石墨烯粉體充分結合復合成為一體，使植物纖維得到石墨烯粉體的充分包裹；

5、加入纖維擴散劑和納米竹炭纖維粉(或納米遠紅外負離子粉)，繼續(xù)1～5小時至攪拌均勻，得到用于制備石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜的漿液；

6、混合、攪拌完成后需要檢驗，檢驗合格后，經(jīng)抄制、烘干、壓制，形成石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜。采用200～300目篩網(wǎng)在所得漿液中10厘米以下深度，取樣三次以上，壓干水分、光照去除水分，通過目測是否均勻。然后進行電阻測量，要求三次以上阻值之間誤差在2～5％內范圍之內，電阻率在2～2000歐姆單位厘米范圍內，可以根據(jù)需要進行調整。

實施例

為了更好的將遠紅外輻射于人的眼部，以彌補市場上一些產(chǎn)品的缺陷和遠紅外輻射的不足，本發(fā)明選用導熱快、導電率好的石墨烯材料制作遠紅外頻譜保健護眼罩，其制作方法如下：

1、制作石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜：采用中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?01710096589.3)制備石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜，將石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜作為發(fā)熱芯主體。

本實施例中，石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜，包括植物纖維漿、石墨烯粉體膠液、納米竹炭纖維粉(或納米遠紅外負離子粉)和纖維擴散劑，按照重量份數(shù)計，植物纖維(如：原木纖維)漿60份，石墨烯粉體膠液30份，納米竹炭纖維粉(或納米遠紅外負離子粉)5份，纖維擴散劑5份。

植物纖維漿的組成如下，按重量份數(shù)計，氫氧化鈉5份，植物纖維60份，水35份。石墨烯粉體膠液的組成如下，按重量份數(shù)計，石墨烯粉體35份，乙醇水溶液50份，改性松香膠粉乳液15份。在石墨烯粉體中，含有5～10層石墨烯粉體的重量百分比是30％。乙醇水溶液是由純度90wt％的乙醇和水按10％的重量百分比混合的水溶液。改性松香膠粉乳液是由改性松香和乙醇按重量比例1：15混合而成的乳液，改性松香為歧化松香。納米竹炭纖維粉直徑為10～100微米、長度10～20微米，纖維擴散劑采用亞甲基二萘磺酸鈉。

本實施例中，石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜的制備過程如下：

(1)、將石墨烯粉體經(jīng)過乙醇水溶液浸泡2小時后，使石墨烯粉體表面得到充分凈化；

(2)、浸泡時間滿足后，加入改性松香膠粉乳液，使石墨烯粉體充分混合，充分攪拌后形成石墨烯粉體膠液，靜置備用；

(3)、將植物纖維用盤磨機磨到有掃帚狀出現(xiàn)，將氫氧化鈉、植物纖維、水混合，放到攪拌池繼續(xù)攪拌，形成植物纖維漿；

(4)、將石墨烯粉體膠液投放到攪拌池中，與植物纖維漿混合攪拌3小時，使植物纖維與石墨烯粉體充分結合復合成為一體，使植物纖維得到石墨烯粉體的充分包裹；

(5)、加入纖維擴散劑和納米竹炭纖維粉(或納米遠紅外負離子粉)，繼續(xù)2小時至攪拌均勻，得到用于制備石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜的漿液；

(6)、混合、攪拌完成后需要檢驗，檢驗合格后，經(jīng)抄制、烘干、壓制，形成石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜。采用300目篩網(wǎng)在所得漿液中10厘米以下深度，取樣十次，壓干水分、光照去除水分，通過目測是否均勻。然后進行電阻測量，要求十次阻值之間誤差在2～5％內范圍之內。

本實施例石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜，電阻率為2至10歐姆/厘米，做出的制品可用作1.5V至36V低壓保健品或生活用品的電熱產(chǎn)品。

2、選用石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜，制成人體眼部所需的大小，其發(fā)熱溫度優(yōu)選為38.5-40.5℃，方阻優(yōu)選為5-10歐姆/厘米。

3、采用有機硅膠將石墨烯納米遠紅外負離子復合纖維導電發(fā)熱膜和絕緣保護層(如：無紡布或棉布等其他布料)，復合成絕緣防水、人體感到舒適的發(fā)熱體，并確保無毒無味。

4、將發(fā)熱體的兩個電極用引線焊接牢固連接到外部插口，作為電源引線，適用的電源電壓優(yōu)選為3.5-5.5V。

5、測試發(fā)熱體的溫度是否滿足38.5-40.5℃，合格后將其裝入制作好的眼罩內部，形成石墨烯頻譜護眼罩。

結果表明，本發(fā)明石墨烯頻譜護眼罩產(chǎn)品，采用面狀發(fā)熱材料，其發(fā)熱快、遠紅外輻射強，對人眼的理療保護作用好。