本發(fā)明涉及乳膠手套技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種具有抗菌、抗靜電功能的一次性石墨烯-丁腈膠手套及其制備方法。

背景技術(shù)：

羧基丁腈橡膠系由丁二烯、丙烯腈和有機(jī)酸(丙烯酸、甲基丙烯酸等)三元共聚而成。簡(jiǎn)稱xnbr，相對(duì)密度0.98～0.99。引入羧基增加了極性并賦予了高強(qiáng)度，具有良好的粘接性和耐老化性，改進(jìn)耐磨性和撕裂強(qiáng)度，進(jìn)一步提高耐油性。拉伸強(qiáng)度25.5～26.5mpa，扯斷伸長率310％～380％，撕裂強(qiáng)度51.0～55.9kn/m。丁腈手套是以丁腈料與鈦白粉、輔料、及消泡劑等為主要原料經(jīng)過混合、過濾、凝固、烘干等工藝制作形成，擁有杰出的抗化學(xué)性能、抗摩擦性能、極少產(chǎn)生過敏等優(yōu)點(diǎn)，廣泛，用于醫(yī)藥、電子、食品、化工、水產(chǎn)等行業(yè),主要起到隔離污染、保護(hù)雙手的作用。

石墨烯(graphene)是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨，一般把層數(shù)小于10層的統(tǒng)稱為石墨烯。石墨烯具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度和彈性模量分別為125gpa和1.1tpa，楊氏模量約為42n/m2，是目前已知的強(qiáng)度最大的材料；同時(shí)，石墨烯具有熱穩(wěn)性(石墨烯的熱導(dǎo)率高達(dá)5300w/(m.k))，極低的電阻率(10^-6ω·cm)、抗菌性能、抗紫外性能等。水性石墨烯，則是石墨烯經(jīng)化學(xué)作用后在表面鍵結(jié)有羥基、羧基、醚基化學(xué)功能集團(tuán)的石墨烯，添加活性劑后，使得水性石墨烯在水系溶液中有優(yōu)良好的分散性。

但一次性丁腈手套的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率分別大致為20mpa和500％，仍不能夠滿足正常使用時(shí)的性能要求，進(jìn)一步提升一次性丁腈手套的力學(xué)性能，尤指在斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率方面，開發(fā)出一款有較高力學(xué)性能的一次性高品質(zhì)手套，以滿足在各領(lǐng)域中的高效使用。

另外，一次性丁腈手套多應(yīng)用于食品，衛(wèi)生，醫(yī)療等方面，較長時(shí)間暴露在空氣中，易滋生大量細(xì)菌，不能從本質(zhì)上杜絕細(xì)菌在特殊應(yīng)用條件下的使用，故旨在開發(fā)出一款長效抗菌性一次性高品質(zhì)手套。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種具有抗菌、抗靜電功能的一次性石墨烯-丁腈膠手套及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明提供一種石墨烯-丁腈膠復(fù)合物，包括如下重量份數(shù)的各組分：

優(yōu)選地，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的一種或幾種的組合。

優(yōu)選地，所述表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫-20中的一種或幾種的組合。

優(yōu)選地，所述消泡劑為聚醚硅油、正辛醇、異辛醇、聚二甲基硅氧烷、無機(jī)硅消泡劑(例如byk-011)中的一種或幾種的組合。

優(yōu)選地，所述輔助組分包括1.0～1.5份的氧化鋅，0.5～1.0份的硫磺，二氧化鈦2.5～3.0份，硫化促進(jìn)劑0.1～0.5份。

優(yōu)選地，所述硫化促進(jìn)劑為bz(二丁基二硫代氨基甲酸鋅)、pz(二甲基二硫代氨基甲酸鋅)、ez(二乙基二硫代氨基甲酸鋅)中一種或幾種的組合。

第二方面，本發(fā)明提供一種一次性石墨烯-丁腈膠手套，所述手套的材質(zhì)采用如上所述的石墨烯-丁腈膠復(fù)合物。

第三方面，本發(fā)明提供一種所述一次性石墨烯-丁腈膠手套的制備方法，包括如下步驟：

按所述重量份數(shù)備料；

將所述堿加入所述丁腈膠乳中，對(duì)丁腈膠乳進(jìn)行堿化處理；

向所述堿化處理后的丁腈乳膠中加入輔助組分，研磨；

將所述研磨后的丁腈乳膠中加入石墨烯、表面活性劑、消泡劑進(jìn)行預(yù)交聯(lián)；

將浸過凝固劑的手模干燥后浸入所述預(yù)交聯(lián)所得的石墨烯-丁腈膠乳中，在手模表面形成膠膜；

對(duì)所述膠膜進(jìn)行熟化交聯(lián)、漂洗、卷邊，干燥；

將所述干燥后所得膠膜進(jìn)行瀝濾、氯化處理，漂洗、干燥即得所述一次性石墨烯-丁腈膠手套；

其中，所述原料是在其水溶液的條件下加入的。

優(yōu)選地，所述凝固劑的溶劑為水，溶質(zhì)及其在所述溶劑中的重量含量為28～42wt％硝酸鈣，0.1～0.5wt％脫模劑，0.1～0.5wt％的消泡劑。

優(yōu)選地，所述消泡劑為乙醇；所述脫模劑為市售常規(guī)脫模劑。

優(yōu)選地，所述熟化交聯(lián)的條件為：10～40攝氏度、12～48小時(shí)。

優(yōu)選地，所述制備方法還包括對(duì)所得一次性石墨烯-丁腈膠手套進(jìn)行脫模的步驟。

優(yōu)選地，所述脫模后還需對(duì)一次性石墨烯-丁腈膠手套進(jìn)行烘干、質(zhì)檢。

優(yōu)選地，所述堿化處理后丁腈膠乳的ph在9以上。

優(yōu)選地，所述研磨的次數(shù)為2～3次。

優(yōu)選地，所述預(yù)交聯(lián)的時(shí)間為12-48小時(shí)、溫度為20～80攝氏度。

優(yōu)選地，所述手模在浸凝固劑前需進(jìn)行清洗、干燥。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述清洗具體為依次進(jìn)行ph2～3的酸洗，水洗，ph11～14的堿洗；所述干燥具體采用烘箱。

優(yōu)選地，所述干燥的溫度為100～150攝氏度。

優(yōu)選地，所述一次性石墨烯-丁腈膠手套的制備中，所述氯化處理具體是將膠膜浸氯水，所述漂洗具體是采用水進(jìn)行漂洗。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明通過對(duì)一次性手套組分及制備方法的優(yōu)化，使得所獲手套的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率顯著改善，并且手套壽命和抑菌效果也得到提升。

附圖說明

圖1和圖2為對(duì)比例一次性丁腈手套制備樣品；因添加石墨烯，呈現(xiàn)出的顏色不同，當(dāng)石墨烯添加量較少時(shí)、手套顏色為乳黃色(對(duì)比例2)，石墨烯的含量提升時(shí)，顏色有加深趨勢(shì)(對(duì)比例3)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

下述實(shí)施例采用的脫模劑為市售常規(guī)橡膠脫模劑，例如lanlionre-zc45。

實(shí)施例1-3

實(shí)施例1-3分別提供了一種以表1所示石墨烯-丁腈膠復(fù)合物為原料進(jìn)行一次性石墨烯-丁腈膠手套制備的技術(shù)方案，具體步驟如下(請(qǐng)參見圖1)：

步驟一，按表1所述重量份數(shù)備料；原料是在其水溶液的條件下加入；

步驟二，將所述堿加入所述丁腈膠乳中，對(duì)丁腈膠乳進(jìn)行堿化處理；本步驟中，所述堿(氫氧化鉀)處理后丁腈膠乳的ph在9以上；

步驟三，向所述堿化處理后的丁腈乳膠中加入輔助組分，研磨；本步驟中，研磨的次數(shù)為2次；

步驟四，將所述研磨后的丁腈乳膠中加入石墨烯、表面活性劑、消泡劑進(jìn)行預(yù)交聯(lián)；本步驟中，所述預(yù)交聯(lián)的時(shí)間為12小時(shí)；

步驟五，將浸過凝固劑的手模干燥后浸入所述預(yù)交聯(lián)所得的石墨烯-丁腈膠乳中，在手模表面形成膠膜；本步驟中，所述手模在浸凝固劑前需進(jìn)行清洗、干燥；所述清洗具體為依次進(jìn)行ph2～3的酸洗，水洗，ph11～14的堿洗；所述干燥具體采用烘箱；干燥的溫度為100～150攝氏度；

步驟六，對(duì)所述膠膜進(jìn)行定型、漂洗、卷邊，干燥；本步驟中，干燥的溫度為100～150攝氏度；

步驟七，將所述干燥后所得膠膜進(jìn)行瀝濾、氯化處理，漂洗、干燥即得所述一次性石墨烯-丁腈膠手套；本步驟中，所述氯化處理具體是將膠膜浸氯水，所述漂洗具體是采用水進(jìn)行漂洗；

所述凝固劑的溶劑為水，所含溶質(zhì)及其在溶劑中的含量為30wt％硝酸鈣，0.5wt％橡膠脫模劑，0.1wt％的消泡劑乙醇。

其中，所述制備方法還包括對(duì)所得一次性石墨烯-丁腈膠手套進(jìn)行脫模的步驟；所述脫模后還需對(duì)一次性石墨烯-丁腈膠手套進(jìn)行烘干、質(zhì)檢。

表1

實(shí)施例4一次性石墨烯/丁腈復(fù)合手套的制備

實(shí)施例4提供了一種以表2所示石墨烯-丁腈膠復(fù)合物為原料進(jìn)行一次性石墨烯-丁腈膠手套制備的技術(shù)方案，具體步驟如下：

步驟一，按表2所述重量份數(shù)備料；原料在水溶液狀態(tài)下加入；

步驟二，用1.5份氨水配置一定比例的堿水溶液調(diào)節(jié)膠乳的酸堿度；

步驟三，加入輔助組分，攪拌均勻后加入2.6份研磨料在研磨機(jī)中研磨3次；

步驟四，再加入0.01份的石墨烯與羧基丁腈膠乳、消泡劑進(jìn)行預(yù)交聯(lián)反應(yīng)，本步驟中，預(yù)交聯(lián)的條件為60攝氏度、12小時(shí)；同時(shí)，添加0.001份表面活性劑；

步驟五，對(duì)手模依次進(jìn)行酸洗、水洗和堿洗后，對(duì)手摸進(jìn)行第一次烘干后將手模浸漬凝固劑進(jìn)行第二次烘干，通過烘箱烘烤至一定的干燥狀態(tài)浸漬丁睛膠乳形成膠膜，隨后瀝濾卷唇；本步驟中烘干的溫度為105攝氏度；

步驟六，對(duì)所述膠膜進(jìn)行定型、漂洗、卷邊，干燥；本步驟中，干燥的溫度為105攝氏度；

步驟七，將所述干燥后所得膠膜進(jìn)行瀝濾、氯化處理，漂洗、干燥即得所述一次性石墨烯-丁腈膠手套；本步驟中，所述氯化處理具體是將膠膜浸氯水，所述漂洗具體是采用水進(jìn)行漂洗；

所述凝固劑的溶質(zhì)組分為：32wt％硝酸鈣，0.5wt％脫模劑(例如lanlionre-zc45)，0.5wt％的消泡劑乙醇，68wt％為溶劑去離子水；

其中，所述制備方法還包括對(duì)所得一次性石墨烯-丁腈膠手套進(jìn)行脫模的步驟；所述脫模后還需對(duì)一次性石墨烯-丁腈膠手套進(jìn)行烘干、質(zhì)檢。

實(shí)施例5一次性石墨烯-丁腈膠手套的制備

實(shí)施例5提供了一種以表2所示石墨烯-丁腈膠復(fù)合物為原料進(jìn)行一次性石墨烯-丁腈膠手套制備的技術(shù)方案，具體步驟如下：

步驟一，按表2所述重量份數(shù)備料；原料在水溶液狀態(tài)下加入；

步驟二，用1.5份氨水和氫氧化鉀混合堿配置一定比例的堿溶液調(diào)節(jié)膠乳的酸堿度；

步驟三，加入輔助組分，加入2.6份研磨料在研磨機(jī)中研磨3次；

步驟四，再加入份的石墨烯、表面活性劑、消泡劑在60攝氏度下預(yù)交聯(lián)12小時(shí)。

步驟五，對(duì)手模依次進(jìn)行酸洗、水洗和堿洗后，對(duì)手摸進(jìn)行第一次烘干后將手模浸漬凝固劑進(jìn)行第二次烘干，通過烘箱烘烤至一定的干燥狀態(tài)浸漬丁睛膠乳，形成膠膜；

驟六，對(duì)所述膠膜進(jìn)行定型、漂洗、卷邊，干燥；本步驟中，干燥的溫度為100攝氏度；

步驟七，將所述干燥后所得膠膜進(jìn)行瀝濾、氯化處理，漂洗、干燥即得所述一次性石墨烯-丁腈膠手套；本步驟中，所述氯化處理具體是將膠膜浸氯水，所述漂洗具體是采用水進(jìn)行漂洗；

所述凝固劑的溶質(zhì)組分為：36wt％硝酸鈣，0.5wt％脫模劑，0.5wt％的消泡劑，余量為溶劑去離子水；

其中，所述制備方法還包括對(duì)所得一次性石墨烯-丁腈膠手套進(jìn)行脫模的步驟；所述脫模后還需對(duì)一次性石墨烯-丁腈膠手套進(jìn)行烘干、質(zhì)檢。

表2

對(duì)比例1普通一次性丁腈手套的制備

首先由100份丁腈原始膠乳按照一定的配方比例，配置好待用的丁睛膠乳。用1.5份氨水配置一定比例的堿溶液調(diào)節(jié)膠乳的酸堿度，攪拌均勻后加入2.6份研磨料在研磨機(jī)中研磨三次，在60攝氏度下預(yù)交聯(lián)12小時(shí)。對(duì)手模依次進(jìn)行酸洗、水洗和堿洗后，對(duì)手摸進(jìn)行第一次烘干后將手模浸漬凝固劑進(jìn)行第二次烘干，通過烘箱烘烤至一定的干燥狀態(tài)浸漬丁睛膠乳，瀝濾卷唇，在150攝氏度下硫化后冷卻，第一次氯洗中和第二次漂洗脫模，得到普通一次性丁腈手套。

對(duì)比例2、3

對(duì)比例2、3是實(shí)施例1的對(duì)比例，制備方法與實(shí)施例1相同，對(duì)比之處僅在于：

對(duì)比例2中的石墨烯的含量小于0.05份，為0.005份(圖1)；

對(duì)比例3中的石墨烯的含量大于0.5份，為0.8份(圖2)。

對(duì)比例4、5

對(duì)比例4、5是實(shí)施例1的對(duì)比例，制備方法與實(shí)施例1相同，對(duì)比之處僅在于：

對(duì)比例4中的石墨烯的含量小于0.05份，為0.005份；同時(shí)，預(yù)交聯(lián)的時(shí)間小于6小時(shí)，為5小時(shí)；

對(duì)比例5中的石墨烯的含量小于0.05份，為0.005份；同時(shí)，預(yù)交聯(lián)的時(shí)間大于24小時(shí)，為25小時(shí)。

性能測(cè)試

為了體現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)方案的創(chuàng)造性，突出本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)效果，發(fā)明人對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1及其對(duì)比例的效果進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果見表3；

測(cè)試的具體方法如下：

針對(duì)手套樣品，在室溫下熟化24小時(shí)，測(cè)其力學(xué)性能，得到數(shù)據(jù)見表3，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)astmd412、en455、iso37、gb/t528；引伸計(jì)標(biāo)距試樣直徑規(guī)定非比例延伸率。

表3

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。