一種納米碳晶牙刷及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于牙刷技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種納米碳晶牙刷及制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 牙刷是人們?nèi)粘１貍涞难例X清理和護(hù)理工具，與口腔接觸最為密切。牙刷部位中 最為重要的是牙刷絲，牙刷絲的材質(zhì)和排列方式對牙齒的美白和牙銀按摩刺激有著重要的 作用。目前牙刷絲都是由高分子材料制備而成，雖然具有一定的疏水和硬度，但是容易卷曲 且無法恢復(fù)直立狀，另外普通牙刷絲W及牙刷整體沒有抗菌和抑菌效果。為了解決傳統(tǒng)牙 刷使用壽命較短且容易滋生有害細(xì)菌的問題，人們對牙刷的材料和制造工藝進(jìn)行了多種改 進(jìn)。有的對牙刷絲進(jìn)行了抗菌處理，在制造牙刷絲的材料中加入了抗菌抑菌的藥物成分。有 的在牙刷絲中加入其它固體顆粒來提高其硬度W達(dá)到延長使用壽命的目的。有的對牙刷整 體進(jìn)行了改進(jìn)W方便清洗清潔來達(dá)到抗菌等目的。運(yùn)些改進(jìn)都有局限性，運(yùn)些改進(jìn)僅僅是 對其中的一個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)，但是效果不明顯且制造成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、效果好且成本低的納米碳晶牙刷及制作方 法。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案:一種納米碳晶牙刷，由牙刷本體和牙 刷絲組成，其中牙刷本體包括牙刷頭和與牙刷頭連接的手柄，牙刷頭上均布有牙刷絲，牙刷 絲是截面為正六邊形的柱體結(jié)構(gòu);牙刷本體中設(shè)有表面功能化處理的納米碳晶；牙刷絲外 表面均布有表面功能化處理的納米碳晶；手柄中部傾斜設(shè)置有四個(gè)環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽靠 近牙刷頭的一側(cè)設(shè)有一個(gè)拇指凹槽;牙刷絲縱向分布呈波浪形，牙刷絲橫向分布呈銀齒形； 納米碳晶為類球形形貌，碳晶表面的C原子與內(nèi)層金剛石相的C原子構(gòu)成C原子的二聚體結(jié) 構(gòu)，C原子的二聚體結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)碳原子為非對稱分布;納米碳晶的平均粒徑為R，Inm < R ^Onm;納米碳晶的C含量為99~100〇/〇。
[0005] 進(jìn)一步地，表面功能化處理的納米碳晶通過W下步驟制得:將納米碳晶置于質(zhì)量 比1: (3~5)的濃HN化/濃也S化的混合液中，加熱回流后進(jìn)行離屯、沉淀，取沉淀物先用蒸饋水 洗涂至抑5.0~6.0,再用0.2~0.6mo化-1化細(xì)溶液洗涂的同時(shí)進(jìn)行超聲分散，然后用0.2~ 0.6mol[iHCl洗涂的同時(shí)進(jìn)行超聲分散，最后用去離子水洗涂后烘干得到表面功能化處理 的納米碳晶。
[0006] 進(jìn)一步地，牙刷頭的頂面為拱形。
[0007] 進(jìn)一步地，牙刷頭通過傾斜設(shè)置的連接部與手柄相連接;連接部與牙刷頭形成的 角度范圍為120°~155°。
[000引進(jìn)一步地，牙刷絲頂端的邊緣處設(shè)有坡面。
[0009] -種納米碳晶牙刷的制作方法，其特征在于:包括W下方法：（1)制備牙刷本體:1) 將表面功能化處理的納米碳晶加入到尼龍?jiān)现械玫交旌显?，其中納米碳晶占混合原料 總重的0.5%~2.5%;2)將步驟I)得到的混合原料在110°C±2°C溫度下攬拌混勻，再將混勻 的混合原料加入造粒機(jī)中進(jìn)行造粒制成牙刷本體;（2)制備牙刷絲：1)將牙刷絲原料接入噴 絲機(jī)，將噴絲口的內(nèi)徑設(shè)定為正六邊形，進(jìn)行噴絲;2)在噴絲機(jī)噴絲口處接入微粉壓力噴涂 器，將表面功能化處理的納米碳晶噴涂在步驟1)噴出的處于烙融狀態(tài)的牙刷絲表面;3)步 驟2)中得到的牙刷絲制型得到牙刷絲成品；（3)將步驟(2)制備的牙刷絲安裝到步驟（1)審。 備的牙刷本體上，得到納米碳晶牙刷。
[0010] 進(jìn)一步地，納米碳晶的表面功能化處理方法如下:將納米碳晶置于質(zhì)量比1: (3~ 5)的濃HN03/濃此S〇4的混合液中，加熱回流后進(jìn)行離屯、沉淀，取沉淀物先用蒸饋水洗涂至 pH5.0~6.0，再用0.2~0.6mo 1L-I化OH溶液洗涂的同時(shí)進(jìn)行超聲分散，然后用0.2~ 0.6mol[iHCl洗涂的同時(shí)進(jìn)行超聲分散，最后用去離子水洗涂后烘干得到表面功能化處理 的納米碳晶。
[0011] 納米碳晶采用W下方法制備，步驟為： (1) 初步破碎:將金剛石原料機(jī)械破碎后，篩分出500目W上的細(xì)料，將該細(xì)料重復(fù)過篩 一次W上，W保證分選粒度的準(zhǔn)確性； (2) 再次破碎:將篩分出500目W上細(xì)料輸送至氣流破碎機(jī)內(nèi)，利用高壓氣流對細(xì)料粉 碎后篩分出10000目W上的細(xì)粉，篩余物返回氣流破碎機(jī)進(jìn)行重新破碎； (3) 酸洗:將10000目W上的細(xì)粉依次采用濃硫酸與濃硝酸混合液、稀鹽酸、氨氣酸對該 細(xì)粉酸洗，然后使用去離子水清洗至清洗液pH接近于7;，使用去離子水清洗至清洗液pH接 近于7;所述濃硫酸與濃硝酸混合液由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%濃硝酸按照 質(zhì)量比為5:1混合而成； (4) 分選:將清洗后的物料進(jìn)行離屯、分離，取上層液體進(jìn)行4-7天沉淀分選，去除上層清 液，將下層沉淀物干燥后即得成品納米碳晶；離屯、分離步驟中，離屯、時(shí)間為30min-化，轉(zhuǎn)速 為8000巧m-20000巧m。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明才有益效果如下： 1、 牙刷絲是截面為正六邊形的柱體結(jié)構(gòu)，可W在牙刷頭上分布較多的牙刷絲，同時(shí)可 利用正六邊形柱體的棱邊對口腔進(jìn)行清除，清潔效果更好； 2、 牙刷本體中設(shè)有表面功能化處理的納米碳晶，牙刷絲外表面均布有表面功能化處理 的納米碳晶，納米碳晶具有疏水、防滑性能，具有抗菌、抑菌功能，提高牙刷的清潔抗菌效 果，同時(shí)可提高牙刷絲的耐磨性能，延長牙刷的使用壽命； 3、 納米碳晶表面具有非對稱分布的C原子的二聚體結(jié)構(gòu)，具有很高的表面活性，容易被 表面功能化處理，同時(shí)納米碳晶具有耐磨性強(qiáng)的特點(diǎn)，經(jīng)充分混合之后的PP和PBT材料不僅 兼具其本身的初性，增加了材料的強(qiáng)度，可提高牙刷本體和牙刷絲的耐磨性，在對口腔、牙 齒進(jìn)行清潔時(shí)，不僅能有效消除牙齒表面的頑固污潰和有效清除口腔內(nèi)部食物殘?jiān)?，而?可W對牙齒進(jìn)行拋光處理使得污潰不易再次附著在牙齒表面； 4、 納米碳晶為類球形形貌，其平均粒徑不大于10納米，粒徑小于高分子碳鏈之間的空 隙，納米碳晶可W均勻混合在原有的牙刷本體和牙刷絲材料中，提高牙刷絲的耐磨性和硬 度，同時(shí)產(chǎn)品結(jié)晶性較強(qiáng)，表面活性強(qiáng)，吸附能力強(qiáng)，附在牙刷絲表面上可增強(qiáng)牙刷絲的清 潔性能； 5、 納米碳晶的C含量在99~100%之間，純度很高，具有很高的生物相容性，它和人體組 織細(xì)胞不會產(chǎn)生任何的生物排他性反應(yīng)，用在口腔清潔材料中非常合適； 6、 手柄中部傾斜設(shè)置有四個(gè)環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽靠近牙刷頭的一側(cè)設(shè)有一個(gè)拇指凹 槽，四個(gè)環(huán)形凹槽和拇指凹槽相配合使得使用者可W握緊牙刷，防止牙刷滑落； 7、 牙刷絲縱向分布呈波浪形，牙刷絲橫向分布呈銀齒形，牙刷毛可吻合牙齒的形態(tài)，同 時(shí)牙刷絲可對牙縫進(jìn)行清潔； 8、 牙刷頭的頂面為拱形，水流可W順楊地從牙刷頭上流出，避免牙刷頭上存留水分導(dǎo) 致細(xì)菌滋生； 9、 牙刷頭通過傾斜設(shè)置的連接部與手柄相連接且連接部與牙刷頭形成的角度范圍為 120° -155°，牙刷頭可深入到口腔內(nèi)部進(jìn)行清潔，使用方便； 10、 牙刷絲頂端的邊緣處設(shè)有坡面，避免牙刷絲對人體口腔造成損傷。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是實(shí)施例1中牙刷頭的左視圖； 圖3是實(shí)施例1中牙刷頭的俯視圖； 圖4是實(shí)施例1中牙刷絲的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是制備納米碳晶的工藝流程框圖； 圖6是納米碳晶的TEM分析圖； 圖7是納米碳晶的XRD譜圖； 圖8是納米碳晶的EDS譜圖； 圖9是納米碳晶的Raman光譜圖； 圖10是納米碳晶的MS NM時(shí)普圖； 圖11是抗菌效果對比試驗(yàn)中瓊脂塊菌落數(shù)量變化圖； 圖12是抗菌效果對比試驗(yàn)中樣片菌落數(shù)量變化圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1 一種納米碳晶牙刷，如圖1-4所示，由牙刷本體和牙刷絲2組成，其中牙刷本體包括牙刷 頭1和與牙刷頭1連接的手柄5,牙刷頭1上均布有牙刷絲2,牙刷絲2是截面為正六邊形的柱 體結(jié)構(gòu);牙刷本體中設(shè)有表面功能化處理的納米碳晶;牙刷絲2外表面均布有納米碳晶7,可 提高牙刷絲2的摩擦能力W提高牙刷對口腔的清潔能力;牙刷絲2內(nèi)部也可均布有納米碳晶 7W提高牙刷絲2的初性和耐磨性能，延長牙刷絲2的使用時(shí)間；手柄5中部傾斜設(shè)置有四個(gè) 環(huán)形凹槽4,環(huán)形凹槽4靠近牙刷頭1的一側(cè)設(shè)有一個(gè)拇指凹槽3;牙刷絲2縱向分布呈波浪 形，牙刷絲2橫向分布呈銀齒形;納米碳晶7為類球形形貌，納米碳晶7表面的C原子與內(nèi)層金 剛石相的C原子構(gòu)成C原子的二聚體結(jié)構(gòu)，C原子的二聚體結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)碳原子為非對稱分 布;納米碳晶7的平均粒徑為IOnm;納米碳晶7的C含量為99~100%。牙刷頭1的頂面為拱形。 牙刷頭1通過傾斜設(shè)置的連接部6與手柄5相連接;連接部6與牙刷頭1形成的角度范圍為