一次性石墨烯‑丁腈胶手套及其制备方法与流程

本发明涉及乳胶手套技术领域,具体是一种具有抗菌、抗静电功能的一次性石墨烯-丁腈胶手套及其制备方法。

背景技术：

羧基丁腈橡胶系由丁二烯、丙烯腈和有机酸(丙烯酸、甲基丙烯酸等)三元共聚而成。简称xnbr，相对密度0.98～0.99。引入羧基增加了极性并赋予了高强度，具有良好的粘接性和耐老化性，改进耐磨性和撕裂强度，进一步提高耐油性。拉伸强度25.5～26.5mpa，扯断伸长率310％～380％，撕裂强度51.0～55.9kn/m。丁腈手套是以丁腈料与钛白粉、辅料、及消泡剂等为主要原料经过混合、过滤、凝固、烘干等工艺制作形成，拥有杰出的抗化学性能、抗摩擦性能、极少产生过敏等优点，广泛，用于医药、电子、食品、化工、水产等行业,主要起到隔离污染、保护双手的作用。

石墨烯(graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨，一般把层数小于10层的统称为石墨烯。石墨烯具有十分优异的力学性能，抗拉强度和弹性模量分别为125gpa和1.1tpa，杨氏模量约为42n/m2，是目前已知的强度最大的材料；同时，石墨烯具有热稳性(石墨烯的热导率高达5300w/(m.k))，极低的电阻率(10^-6ω·cm)、抗菌性能、抗紫外性能等。水性石墨烯，则是石墨烯经化学作用后在表面键结有羟基、羧基、醚基化学功能集团的石墨烯，添加活性剂后，使得水性石墨烯在水系溶液中有优良好的分散性。

但一次性丁腈手套的断裂强度和断裂伸长率分别大致为20mpa和500％，仍不能够满足正常使用时的性能要求，进一步提升一次性丁腈手套的力学性能，尤指在断裂强度和断裂伸长率方面，开发出一款有较高力学性能的一次性高品质手套，以满足在各领域中的高效使用。

另外，一次性丁腈手套多应用于食品，卫生，医疗等方面，较长时间暴露在空气中，易滋生大量细菌，不能从本质上杜绝细菌在特殊应用条件下的使用，故旨在开发出一款长效抗菌性一次性高品质手套。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有抗菌、抗静电功能的一次性石墨烯-丁腈胶手套及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种石墨烯-丁腈胶复合物，包括如下重量份数的各组分：

优选地，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或几种的组合。

优选地，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、吐温-20中的一种或几种的组合。

优选地，所述消泡剂为聚醚硅油、正辛醇、异辛醇、聚二甲基硅氧烷、无机硅消泡剂(例如byk-011)中的一种或几种的组合。

优选地，所述辅助组分包括1.0～1.5份的氧化锌，0.5～1.0份的硫磺，二氧化钛2.5～3.0份，硫化促进剂0.1～0.5份。

优选地，所述硫化促进剂为bz(二丁基二硫代氨基甲酸锌)、pz(二甲基二硫代氨基甲酸锌)、ez(二乙基二硫代氨基甲酸锌)中一种或几种的组合。

第二方面，本发明提供一种一次性石墨烯-丁腈胶手套，所述手套的材质采用如上所述的石墨烯-丁腈胶复合物。

第三方面，本发明提供一种所述一次性石墨烯-丁腈胶手套的制备方法，包括如下步骤：

按所述重量份数备料；

将所述碱加入所述丁腈胶乳中，对丁腈胶乳进行碱化处理；

向所述碱化处理后的丁腈乳胶中加入辅助组分，研磨；

将所述研磨后的丁腈乳胶中加入石墨烯、表面活性剂、消泡剂进行预交联；

将浸过凝固剂的手模干燥后浸入所述预交联所得的石墨烯-丁腈胶乳中，在手模表面形成胶膜；

对所述胶膜进行熟化交联、漂洗、卷边，干燥；

将所述干燥后所得胶膜进行沥滤、氯化处理，漂洗、干燥即得所述一次性石墨烯-丁腈胶手套；

其中，所述原料是在其水溶液的条件下加入的。

优选地，所述凝固剂的溶剂为水，溶质及其在所述溶剂中的重量含量为28～42wt％硝酸钙，0.1～0.5wt％脱模剂，0.1～0.5wt％的消泡剂。

优选地，所述消泡剂为乙醇；所述脱模剂为市售常规脱模剂。

优选地，所述熟化交联的条件为：10～40摄氏度、12～48小时。

优选地，所述制备方法还包括对所得一次性石墨烯-丁腈胶手套进行脱模的步骤。

优选地，所述脱模后还需对一次性石墨烯-丁腈胶手套进行烘干、质检。

优选地，所述碱化处理后丁腈胶乳的ph在9以上。

优选地，所述研磨的次数为2～3次。

优选地，所述预交联的时间为12-48小时、温度为20～80摄氏度。

优选地，所述手模在浸凝固剂前需进行清洗、干燥。

进一步优选地，所述清洗具体为依次进行ph2～3的酸洗，水洗，ph11～14的碱洗；所述干燥具体采用烘箱。

优选地，所述干燥的温度为100～150摄氏度。

优选地，所述一次性石墨烯-丁腈胶手套的制备中，所述氯化处理具体是将胶膜浸氯水，所述漂洗具体是采用水进行漂洗。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过对一次性手套组分及制备方法的优化，使得所获手套的断裂强度和断裂伸长率显著改善，并且手套寿命和抑菌效果也得到提升。

附图说明

图1和图2为对比例一次性丁腈手套制备样品；因添加石墨烯，呈现出的颜色不同，当石墨烯添加量较少时、手套颜色为乳黄色(对比例2)，石墨烯的含量提升时，颜色有加深趋势(对比例3)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

下述实施例采用的脱模剂为市售常规橡胶脱模剂，例如lanlionre-zc45。

实施例1-3

实施例1-3分别提供了一种以表1所示石墨烯-丁腈胶复合物为原料进行一次性石墨烯-丁腈胶手套制备的技术方案，具体步骤如下(请参见图1)：

步骤一，按表1所述重量份数备料；原料是在其水溶液的条件下加入；

步骤二，将所述碱加入所述丁腈胶乳中，对丁腈胶乳进行碱化处理；本步骤中，所述碱(氢氧化钾)处理后丁腈胶乳的ph在9以上；

步骤三，向所述碱化处理后的丁腈乳胶中加入辅助组分，研磨；本步骤中，研磨的次数为2次；

步骤四，将所述研磨后的丁腈乳胶中加入石墨烯、表面活性剂、消泡剂进行预交联；本步骤中，所述预交联的时间为12小时；

步骤五，将浸过凝固剂的手模干燥后浸入所述预交联所得的石墨烯-丁腈胶乳中，在手模表面形成胶膜；本步骤中，所述手模在浸凝固剂前需进行清洗、干燥；所述清洗具体为依次进行ph2～3的酸洗，水洗，ph11～14的碱洗；所述干燥具体采用烘箱；干燥的温度为100～150摄氏度；

步骤六，对所述胶膜进行定型、漂洗、卷边，干燥；本步骤中，干燥的温度为100～150摄氏度；

步骤七，将所述干燥后所得胶膜进行沥滤、氯化处理，漂洗、干燥即得所述一次性石墨烯-丁腈胶手套；本步骤中，所述氯化处理具体是将胶膜浸氯水，所述漂洗具体是采用水进行漂洗；

所述凝固剂的溶剂为水，所含溶质及其在溶剂中的含量为30wt％硝酸钙，0.5wt％橡胶脱模剂，0.1wt％的消泡剂乙醇。

其中，所述制备方法还包括对所得一次性石墨烯-丁腈胶手套进行脱模的步骤；所述脱模后还需对一次性石墨烯-丁腈胶手套进行烘干、质检。

表1

实施例4一次性石墨烯/丁腈复合手套的制备

实施例4提供了一种以表2所示石墨烯-丁腈胶复合物为原料进行一次性石墨烯-丁腈胶手套制备的技术方案，具体步骤如下：

步骤一，按表2所述重量份数备料；原料在水溶液状态下加入；

步骤二，用1.5份氨水配置一定比例的碱水溶液调节胶乳的酸碱度；

步骤三，加入辅助组分，搅拌均匀后加入2.6份研磨料在研磨机中研磨3次；

步骤四，再加入0.01份的石墨烯与羧基丁腈胶乳、消泡剂进行预交联反应，本步骤中，预交联的条件为60摄氏度、12小时；同时，添加0.001份表面活性剂；

步骤五，对手模依次进行酸洗、水洗和碱洗后，对手摸进行第一次烘干后将手模浸渍凝固剂进行第二次烘干，通过烘箱烘烤至一定的干燥状态浸渍丁睛胶乳形成胶膜，随后沥滤卷唇；本步骤中烘干的温度为105摄氏度；

步骤六，对所述胶膜进行定型、漂洗、卷边，干燥；本步骤中，干燥的温度为105摄氏度；

步骤七，将所述干燥后所得胶膜进行沥滤、氯化处理，漂洗、干燥即得所述一次性石墨烯-丁腈胶手套；本步骤中，所述氯化处理具体是将胶膜浸氯水，所述漂洗具体是采用水进行漂洗；

所述凝固剂的溶质组分为：32wt％硝酸钙，0.5wt％脱模剂(例如lanlionre-zc45)，0.5wt％的消泡剂乙醇，68wt％为溶剂去离子水；

其中，所述制备方法还包括对所得一次性石墨烯-丁腈胶手套进行脱模的步骤；所述脱模后还需对一次性石墨烯-丁腈胶手套进行烘干、质检。

实施例5一次性石墨烯-丁腈胶手套的制备

实施例5提供了一种以表2所示石墨烯-丁腈胶复合物为原料进行一次性石墨烯-丁腈胶手套制备的技术方案，具体步骤如下：

步骤一，按表2所述重量份数备料；原料在水溶液状态下加入；

步骤二，用1.5份氨水和氢氧化钾混合碱配置一定比例的碱溶液调节胶乳的酸碱度；

步骤三，加入辅助组分，加入2.6份研磨料在研磨机中研磨3次；

步骤四，再加入份的石墨烯、表面活性剂、消泡剂在60摄氏度下预交联12小时。

步骤五，对手模依次进行酸洗、水洗和碱洗后，对手摸进行第一次烘干后将手模浸渍凝固剂进行第二次烘干，通过烘箱烘烤至一定的干燥状态浸渍丁睛胶乳，形成胶膜；

骤六，对所述胶膜进行定型、漂洗、卷边，干燥；本步骤中，干燥的温度为100摄氏度；

步骤七，将所述干燥后所得胶膜进行沥滤、氯化处理，漂洗、干燥即得所述一次性石墨烯-丁腈胶手套；本步骤中，所述氯化处理具体是将胶膜浸氯水，所述漂洗具体是采用水进行漂洗；

所述凝固剂的溶质组分为：36wt％硝酸钙，0.5wt％脱模剂，0.5wt％的消泡剂，余量为溶剂去离子水；

其中，所述制备方法还包括对所得一次性石墨烯-丁腈胶手套进行脱模的步骤；所述脱模后还需对一次性石墨烯-丁腈胶手套进行烘干、质检。

表2

对比例1普通一次性丁腈手套的制备

首先由100份丁腈原始胶乳按照一定的配方比例，配置好待用的丁睛胶乳。用1.5份氨水配置一定比例的碱溶液调节胶乳的酸碱度，搅拌均匀后加入2.6份研磨料在研磨机中研磨三次，在60摄氏度下预交联12小时。对手模依次进行酸洗、水洗和碱洗后，对手摸进行第一次烘干后将手模浸渍凝固剂进行第二次烘干，通过烘箱烘烤至一定的干燥状态浸渍丁睛胶乳，沥滤卷唇，在150摄氏度下硫化后冷却，第一次氯洗中和第二次漂洗脱模，得到普通一次性丁腈手套。

对比例2、3

对比例2、3是实施例1的对比例，制备方法与实施例1相同，对比之处仅在于：

对比例2中的石墨烯的含量小于0.05份，为0.005份(图1)；

对比例3中的石墨烯的含量大于0.5份，为0.8份(图2)。

对比例4、5

对比例4、5是实施例1的对比例，制备方法与实施例1相同，对比之处仅在于：

对比例4中的石墨烯的含量小于0.05份，为0.005份；同时，预交联的时间小于6小时，为5小时；

对比例5中的石墨烯的含量小于0.05份，为0.005份；同时，预交联的时间大于24小时，为25小时。

性能测试

为了体现本发明技术方案的创造性，突出本发明的优势效果，发明人对本发明的实施例1及其对比例的效果进行了测试，结果见表3；

测试的具体方法如下：

针对手套样品，在室温下熟化24小时，测其力学性能，得到数据见表3，执行标准astmd412、en455、iso37、gb/t528；引伸计标距试样直径规定非比例延伸率。

表3

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。