一种食品级石墨烯手套及其制备方法与流程

本发明涉及一种食品级功能手套及其制备方法，具体地，涉及一种食品级石墨烯手套及其制备方法。

背景技术：

1、手是人体器官中最为精细致密的器官之一，人们使用双手来完成各种工作。手套则是手部保暖或劳动保护用品，也有装饰用的。它是人在寒冷时的保温必备之物，或是医疗防菌、工业防护用品。手套按照制作方法分为缝制、针织、浸胶等。随着对手套各种功能性要求的提升，手套的材质和制备工艺等方向的相关技术也在不断地发展。特别是手套的材质，决定了手套的防护性能，是手套选择的依据。

2、石墨烯是一种有碳原子按六边形排列而成的二维材料，是本世纪最具颠覆性的新材料，石墨烯单原子层二维片状结构，使得石墨烯在许多方面具有奇特的性能，可用作超级电容和高效储能电池、超薄超轻航空航天材料、超韧超强防弹衣材料、新型医学材料、纳米传感器材料等等。目前，欧洲、美国、日本、中国等众多国家，都把石墨烯列为本世纪最重要的新材料进行研究和开发。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种食品级功能手套及其制备方法，该手套不仅手感柔软，还具有较好的抗菌效果，可以应用在各种食品生产中，减少细菌对食品安全的影响。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种食品级石墨烯手套的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例选取各原料；各原料中包括食品级涤纶切片、石墨烯、改性剂、水性聚氨酯浆料；步骤2，将石墨烯进行清洗，制备石墨烯粉体；步骤3，将食品级涤纶切片进行干燥处理，然后将涤纶切片进行研磨，得到涤纶切片粉体，将清洗后的一部分石墨烯粉体和改性剂加入到涤纶切片粉体中，混合搅拌，得到石墨烯涤纶混合粉体；步骤4，将步骤3所得的石墨烯涤纶混合粉体，加入到螺杆挤出机中挤出造粒，得到食品级改性石墨烯涤纶母粒；步骤5，将步骤4所得的改性石墨烯涤纶母粒进行干燥，然后加入到螺杆挤出机中加热熔融，经纺丝箱体过滤后纺丝成束，得到食品级改性石墨烯涤纶复合纤维；步骤6，将步骤5所得的食品级石墨烯涤纶纤维，通过针织机织造成手套坯；步骤7，将剩余的石墨烯粉体和改性剂加入到水性聚氨酯浆料中，混合均匀，得到混合聚氨酯浆料；步骤8，将步骤6所得的手套坯浸渍步骤7所得的混合浆料，然后进行烘燥，清洗多余浆料后进行硫化，再通过烘干过程，最后脱模，得到食品级石墨烯手套。

3、上述的食品级石墨烯手套的制备方法，其中，所述的步骤1中，各原料按质量百分比计，由食品级涤纶切片64％～79％、石墨烯0.1％～15％、改性剂0.1％～1％、水性聚氨酯浆料20％～35％组成。

4、上述的食品级石墨烯手套的制备方法，其中，所述的改性剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种或多种。

5、上述的食品级石墨烯手套的制备方法，其中，所述的石墨烯通过氧化还原法、机械剥离法、化学气相沉积法中任意一种制备。

6、上述的食品级石墨烯手套的制备方法，其中，所述的步骤2中，将石墨烯分散在去离子水中进行稀释清洗，搅拌均匀，而后通过三次真空抽滤，抽滤去除杂质，冷冻干燥制得石墨烯粉体。

7、上述的食品级石墨烯手套的制备方法，其中，所述的步骤3中，干燥后的涤纶切片含水量小于100ppm，研磨得到的涤纶切片粉体目数＞100目，将清洗后的一部分石墨烯粉体和改性剂加入到涤纶切片粉体中放入高速混合机，混合搅拌，转速为3000～5000转/min，搅拌时间为20～30min，得到石墨烯涤纶混合粉体，混合搅拌器为食品级材料专用，并在使用前消毒；石墨烯粉体和改性剂的用量分别为各自总量的1/2～2/3。

8、上述的食品级石墨烯手套的制备方法，其中，所述的步骤4中，将石墨烯涤纶混合粉体，加入到双螺杆挤出机中加热熔融，挤出造粒；双螺杆挤出机一区到五区的温度分别为255-270℃，265-275℃，275-285℃，265-275℃，255-270℃。

9、上述的食品级石墨烯手套的制备方法，其中，所述的步骤5中，干燥温度为80-100℃，干燥后的母粒含水量小于100ppm，然后加入到螺杆挤出机中加热熔融，经纺丝箱体过滤后纺丝成束，纺丝温度为270-295℃，纺丝速度为600-1000m/min，所得的初生丝经过拉伸、卷曲工艺，得到改性石墨烯涤纶纤维。

10、上述的食品级石墨烯手套的制备方法，其中，所述的步骤8中，将手套坯浸渍混合浆料，然后在60-80℃条件下，烘燥15-25min，再经两次清水清洗多余浆料后进行硫化，通过烘干过程，最后脱模，得到食品级石墨烯手套。

11、本发明还提供了通过上述的方法制备的食品级石墨烯手套。

12、本发明提供的食品级石墨烯手套及其制备方法具有以下优点：

13、本发明的食品级石墨烯手套不仅手感柔软，还具有较好的抗菌效果，其中大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌抑菌率能够达到99％。由于该手套本身采用食品级原料，并且在生产各环节进行消毒杀菌，生产的手套可以应用在各种食品生产中，且该手套可安全水洗，多次重复使用，由于石墨烯的存在，不会滋生细菌，减少细菌对食品安全的影响。

14、本方法优先进行石墨烯清洗，而后与食品级涤纶切片进行复合，经熔融纺丝技术纺出涤纶丝，而后经手套针织机织造成手套坯，最后通过水性pu浸胶制得食品级石墨烯手套产品。通过该方法制备食品级石墨烯手套，工艺简单易操作，成本低廉，经济效益高，适合大规模工业化生产。

技术特征：

1.一种食品级石墨烯手套的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：

2.如权利要求1所述的食品级石墨烯手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，各原料按质量百分比计，由食品级涤纶切片64％～79％、石墨烯0.1％～15％、改性剂0.1％～1％、水性聚氨酯浆料20％～35％组成。

3.如权利要求2所述的食品级石墨烯手套的制备方法，其特征在于，所述的改性剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种或多种。

4.如权利要求2所述的食品级石墨烯手套的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯通过氧化还原法、机械剥离法、化学气相沉积法中任意一种制备。

5.如权利要求1所述的食品级石墨烯手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，将石墨烯分散在去离子水中进行稀释清洗，搅拌均匀，而后通过三次真空抽滤，抽滤去除杂质，冷冻干燥制得石墨烯粉体。

6.如权利要求1所述的食品级石墨烯手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，干燥后的涤纶切片含水量小于100ppm，研磨得到的涤纶切片粉体目数＞100目，将清洗后的一部分石墨烯粉体和改性剂加入到涤纶切片粉体中放入高速混合机，混合搅拌，转速为3000～5000转/min，搅拌时间为20～30min，得到石墨烯涤纶混合粉体，混合搅拌器为食品级材料专用，并在使用前消毒；石墨烯粉体和改性剂的用量分别为各自总量的1/2～2/3。

7.如权利要求1所述的食品级石墨烯手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中，将石墨烯涤纶混合粉体，加入到双螺杆挤出机中加热熔融，挤出造粒；双螺杆挤出机一区到五区的温度分别为255-270℃，265-275℃，275-285℃，265-275℃，255-270℃。

8.如权利要求1所述的食品级石墨烯手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤5中，干燥温度为80-100℃，干燥后的母粒含水量小于100ppm，然后加入到螺杆挤出机中加热熔融，经纺丝箱体过滤后纺丝成束，纺丝温度为270-295℃，纺丝速度为600-1000m/min，所得的初生丝经过拉伸、卷曲工艺，得到改性石墨烯涤纶纤维。

9.如权利要求1所述的食品级石墨烯手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤8中，将手套坯浸渍混合浆料，然后在60-80℃条件下，烘燥15-25min，再经两次清水清洗多余浆料后进行硫化，通过烘干过程，最后脱模，得到食品级石墨烯手套。

10.一种通过如权利要求1～9中任意一项所述的方法制备的食品级石墨烯手套。

技术总结
本发明公开了一种食品级石墨烯手套及其制备方法，该方法包含：步骤1，按比例选取各原料；步骤2，制备石墨烯粉体；步骤3，制备石墨烯涤纶混合粉体；步骤4，将石墨烯涤纶混合粉体挤出造粒；步骤5，将改性石墨烯涤纶母粒进行干燥，加热熔融，纺丝成束；步骤6，将食品级石墨烯涤纶纤维，织造成手套坯；步骤7，将石墨烯粉体和改性剂加入到水性聚氨酯浆料中，混合均匀；步骤8，将手套坯浸渍混合浆料，然后进行烘燥，清洗多余浆料后进行硫化，再通过烘干过程，最后脱模。本发明还提供了通过该方法制备的食品级石墨烯手套。本发明提供的手套不仅手感柔软，还具有较好的抗菌效果，可以应用在各种食品生产中，减少细菌对食品安全的影响。

技术研发人员：沙嫣,沙晓林,马立国,张文辉
受保护的技术使用者：南通强生新材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13