一种长效抗菌保暖内衣及其制备方法技术领域
本发明属于服装领域，尤其涉及一种长效抗菌保暖内衣及其制备方法。
背景技术
保暖内衣的材质要求具备轻盈、柔软、亲肤、透气等特点。现有的保暖内衣常采用
棉纤维和人工合成纤维制成，棉纤维的保暖效果不够理想，人工合成纤维易引起皮肤过敏、
干燥、粗糙、增厚，甚至发生皲裂、皮炎等。此外冬天人们衣服穿得较多，出汗后不易及时排
除，导致里层的保暖内衣容易滋生细菌。
最新研究发现，银对液体中的微生物具有吸附作用，微生物被银吸附后，起呼吸作
用的酶就失去功效，微生物会迅速死亡。银的杀菌能力不但很强，还对人畜无任何伤害，故
现在世界上已有超过半数的航空公司使用银制的滤水器，许多国家的游泳池也用银来净
化。
在保暖内衣中添加纳米银制成抗菌内衣已有较长的历史，但他们一般都是在人工
合成纤维制作过程中加入纳米银粒子，或者是将布匹浸泡在含银溶液中，再让银吸附沉积
在布匹表面；前者的缺陷是人工合成纤维不够亲肤，保暖效果有待提高，后者的缺陷是沉积
在布匹表面的银颗粒不够稳定，多次洗涤易失效。
发明内容
本发明旨在解决背景技术中提到的缺陷，提供一种穿着十分舒适、保暖效果好、亲
肤性强、纳米银粒子附着牢固的长效抗菌保暖内衣及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种长效抗菌保暖内衣，主要由泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物和未处理过的棉
纤维混纺而成，所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为
10～90:100。
一种长效抗菌保暖内衣的制备方法，包括如下步骤：
(1)将棉纤维在丙酮溶液中二浸二轧，然后在将所述棉纤维置于强碱溶液中，于80
～90℃下反应，然后用酸中和后再用去离子水漂洗、挤压吹干；
(2)配制氧化石墨稀溶液和银氨溶液，然后将所述氧化石墨稀溶液和所述银氨溶
液缓和均匀；
(3)然后将步骤(1)处理的棉纤维浸入步骤(2)制得的水溶液中，搅拌使Ag+及氧化
石墨烯与棉纤维充分混合；
(4)将步骤(3)中的棉纤维和Ag+及氧化石墨烯混合溶液放入纱布中，挤压去除多
余的水分；
(5)将步骤(4)处理的棉纤维放入抗坏血酸溶液中，室温下搅拌使抗坏血酸与棉纤
维充分混合；
(6)将步骤(5)得到的混合液转移到高压釜中，水热反应，得到银/石墨烯/棉纤维
复合物；
(7)将步骤(6)制得的银/石墨烯/棉纤维复合物放入液氮中急速冷冻成型；
(8)将步骤(7)处理后的银/石墨烯/棉纤维复合物放入真空冷冻机中，冷冻干燥，
得到疏松多孔的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物；
(9)将步骤(8)得到的疏松多孔的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物按照常见的纺
线工艺与未处理过的棉纤维一起混纺，然后经过漂染、织布、剪裁、缝制而得到长效抗菌保
暖内衣。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为10～
30％，浸泡时间为0.5～1h，轧液率为70～80％；所述强碱溶液的pH值为12～14，于80～90℃
下反应1～2h。
作为本发明改进的技术方案：所述步骤(2)最后形成的混合液中，所述氧化石墨烯
的浓度为10～50g/L，Ag+的浓度为1～5g/L。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的60～
80％。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(5)中，所述抗坏血酸的浓度为20～100g/
L，所述步骤(4)处理的棉纤维与抗坏血酸溶液的体积比为1:0.8～1.5。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(6)中，所述水热反应温度为120～160℃，
水热反应时间为6～18h。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(7)中，先将步骤(6)得到的银/石墨烯/棉
纤维复合物制成厚度为1～5cm的片状，再放入液氮中急速冷冻。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-30～-20℃，
真空度为1～10Pa。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤(9)中，疏松多孔的泡沫状银/石墨烯/棉纤
维复合物为未处理的棉纤维的10～90％wt。
有益效果
与现有的保暖内衣相比，本发明具有长效抗菌作用，与现有的抗菌内衣相比，本发
明将纳米银均匀地植入棉纤维内部并与棉纤维有机的结合在一起，因此摩擦、揉搓，纳米银
微粒都不脱落，属于永久型产品，产品易于洗涤，耐揉搓，整理方便。此外，本发明的主要材
质是棉纤维，因而具备舒适透气、吸汗效果好、亲肤性强等优点；本发明制得的泡沫状银/石
墨烯/棉纤维复合物是一种气凝胶，具有保暖效果好、结构稳定的优点，同时石墨烯还赋予
了本发明长效抗菌保暖内衣良好的抗静电性能。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更清楚明了的理解本发明，现结合具体实施例，对本发
明进行详细说明。
本发明的长效抗菌保暖内衣主要由疏松多孔的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物
和未处理过的棉纤维按照常见的纺线工艺一起混纺，然后经过漂染、织布、剪裁、缝制而得
到长效抗菌保暖内衣。所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百
分比为10～90:100。
本发明中的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物的制备步骤包括：(1)将棉纤维在丙
酮溶液中二浸二轧，然后在将所述棉纤维置于强碱溶液中，于80～90℃下反应，然后用酸中
和后再用去离子水漂洗、挤压吹干；配制氧化石墨稀溶液和银氨溶液，然后将所述氧化石墨
稀溶液和所述银氨溶液缓和均匀；(3)然后将步骤(1)处理的棉纤维浸入步骤(2)制得的水
溶液中，搅拌使Ag+及氧化石墨烯与棉纤维充分混合；(4)将步骤(3)中的棉纤维和Ag+及氧化
石墨烯混合溶液放入纱布中，挤压去除多余的水分；(5)将步骤(4)处理的棉纤维放入抗坏
血酸溶液中，室温下搅拌使抗坏血酸溶液与棉纤维充分混合；(6)将步骤(5)得到的混合液
转移到高压釜中，水热反应，得到银/石墨烯/棉纤维复合物；(7)将步骤(6)制得的银/石墨
烯/棉纤维复合物放入液氮中急速冷冻成型；(8)将步骤(7)处理后的银/石墨烯/棉纤维复
合物放入真空冷冻机中，冷冻干燥，得到疏松多孔的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物。
所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物制备步骤中的各工艺参数及测试结果参见
实施例1-5。
实施例1：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为10％，浸泡时间为1h，轧液率为80％；所述
强碱溶液的pH值为14，于80℃下反应2h；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化钠、氢氧化钾
中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种；
步骤(2)中，首先配制氧化石墨烯浓度为20g/L的氧化石墨烯水溶液和Ag+浓度为
2g/L的银氨溶液，然后按照体积比为1:1的比例将所述氧化石墨烯水溶液和所述银氨溶液
均匀地混合在一起；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的80％；
步骤(5)中，所述抗坏血酸溶液浓度为20g/L，所述步骤(4)处理的棉纤维与抗坏血
酸溶液的体积比为1:0.8；
步骤(6)中，所述水热反应温度为120℃，水热反应时间为18h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的银/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为1cm的片状，
再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-20℃，真空度为10Pa。
测得泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.064。在培养皿底部铺上一
层所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为39％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为83％。
实施例2：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为15％，浸泡时间为50min，轧液率为78％；
所述强碱溶液的pH值为13.5，于82℃下反应1h45min；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化
钠、氢氧化钾中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种；
步骤(2)中，首先配制氧化石墨烯浓度为40g/L的氧化石墨烯水溶液和Ag+浓度为
4g/L的银氨溶液，然后按照体积比为1:1的比例将所述氧化石墨烯水溶液和所述银氨溶液
均匀地混合在一起；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的75％；
步骤(5)中，所述抗坏血酸溶液浓度为40g/L，所述步骤(4)处理的棉纤维与抗坏血
酸溶液的体积比为1:1；
步骤(6)中，所述水热反应温度为130℃，水热反应时间为15h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的银/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为2cm的片状，
再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-17℃，真空度为7Pa。
测得泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.054。在培养皿底部铺上一
层所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为43％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为85％。
实施例3：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为20％，浸泡时间为40min，轧液率为75％；
所述强碱溶液的pH值为13，于85℃下反应1h30min；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化钠、
氢氧化钾中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种；
步骤(2)中，首先配制氧化石墨烯浓度为60g/L的氧化石墨烯水溶液和Ag+浓度为
6g/L的银氨溶液，然后按照体积比为1:1的比例将所述氧化石墨烯水溶液和所述银氨溶液
均匀地混合在一起；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的70％；
步骤(5)中，所述抗坏血酸溶液浓度为60g/L，所述步骤(4)处理的棉纤维与抗坏血
酸溶液的体积比为1:1.2；
步骤(6)中，所述水热反应温度为140℃，水热反应时间为12h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的银/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为3cm的片状，
再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-15℃，真空度为5Pa。
测得泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.045。在培养皿底部铺上一
层所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为56％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为90％。
实施例4：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为25％，浸泡时间为30min，轧液率为72％；
所述强碱溶液的pH值为12.5，于87℃下反应1h15min；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化
钠、氢氧化钾中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种。
步骤(2)中，首先配制氧化石墨烯浓度为80g/L的氧化石墨烯水溶液和Ag+浓度为
8g/L的银氨溶液，然后按照体积比为1:1的比例将所述氧化石墨烯水溶液和所述银氨溶液
均匀地混合在一起；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的65％；
步骤(5)中，所述抗坏血酸溶液浓度为60g/L，所述步骤(4)处理的棉纤维与抗坏血
酸溶液的体积比为1:1.3；
步骤(6)中，所述水热反应温度为150℃，水热反应时间为9h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的银/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为4cm的片状，
再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-12℃，真空度为3Pa。
测得泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.046。在培养皿底部铺上一
层所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为63％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为92％。
实施例5：
步骤(1)中，所述丙酮溶液的质量分数为30％，浸泡时间为30min，轧液率为70％；
所述强碱溶液的pH值为12，于90℃下反应1h；其中，所述强碱溶液主要包括氢氧化钠、氢氧
化钾中的其中一种，所述酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一种；
步骤(2)中，首先配制氧化石墨烯浓度为100g/L的氧化石墨烯水溶液和Ag+浓度为
10g/L的银氨溶液，然后按照体积比为1:1的比例将所述氧化石墨烯水溶液和所述银氨溶液
均匀地混合在一起；
步骤(4)中，挤压水分为棉纤维吸水总量的60％；
步骤(5)中，所述抗坏血酸溶液浓度为100g/L，所述步骤(4)处理的棉纤维与抗坏
血酸溶液的体积比为1:1.5；
步骤(6)中，所述水热反应温度为160℃，水热反应时间为6h；
步骤(7)中，先将步骤(6)得到的银/石墨烯/棉纤维复合物制成厚度为5cm的片状，
再放入液氮中急速冷冻；
步骤(8)中，所述冷冻干燥温度为-10℃，真空度为1Pa。
测得泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物的导热系数为0.056。在培养皿底部铺上一
层所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为59％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为90％。
实施例6：
将实施例4制得的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混
纺，所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为10:100，得
到的保暖内衣用线的导热系数为0.067。在培养皿底部铺上一层所述泡沫状银/石墨烯/棉
纤维复合物与未处理过的棉纤维混纺后织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为15％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为27％。
实施例7：
将实施例4制得的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混
纺，所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为25:100，得
到的保暖内衣用线的导热系数为0.063。在培养皿底部铺上一层所述泡沫状银/石墨烯/棉
纤维复合物与未处理过的棉纤维混纺后织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为20％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为45％。
实施例8：
将实施例4制得的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混
纺，所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为40:100，得
到的保暖内衣用线的导热系数为0.061。在培养皿底部铺上一层所述泡沫状银/石墨烯/棉
纤维复合物与未处理过的棉纤维混纺后织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为27％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为57％。
实施例9：
将实施例4制得的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混
纺，所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为50:100，得
到的保暖内衣用线的导热系数为0.054。在培养皿底部铺上一层所述泡沫状银/石墨烯/棉
纤维复合物与未处理过的棉纤维混纺后织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为39％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为75％。
实施例10：
将实施例4制得的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混
纺，所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为60:100，得
到的保暖内衣用线的导热系数为0.05。在培养皿底部铺上一层所述泡沫状银/石墨烯/棉纤
维复合物与未处理过的棉纤维混纺后织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测得
1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为45％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为80％。
实施例10：
将实施例4制得的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混
纺，所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为70:100，得
到的保暖内衣用线的导热系数为0.049。在培养皿底部铺上一层所述泡沫状银/石墨烯/棉
纤维复合物与未处理过的棉纤维混纺后织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为51％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为91％。
实施例11：
将实施例4制得的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混
纺，所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为80:100，得
到的保暖内衣用线的导热系数为0.049。在培养皿底部铺上一层所述泡沫状银/石墨烯/棉
纤维复合物与未处理过的棉纤维混纺后织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为55％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为91％。
实施例12：
将实施例4制得的泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维一起混
纺，所述泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维的质量百分比为90:100，得
到的保暖内衣用线的导热系数为0.048。在培养皿底部铺上一层所述泡沫状银/石墨烯/棉
纤维复合物与未处理过的棉纤维混纺后织成的布匹，然后放入革兰氏阳性菌及培养液，测
得1h后，革兰氏阳性菌的死亡率为49％，2h后革兰氏阳性菌的死亡率为85％。
由实施例6-12可见，泡沫状银/石墨烯/棉纤维复合物在保暖内衣用线中的含量越
高，其抗菌效果和保暖效果越好。但是综合考虑制备成本和抗菌保暖效果，所述泡沫状银/
石墨烯/棉纤维复合物与未处理过的棉纤维最优质量百分比为70:100。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领
域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。