[发明专利]石墨烯功能化丁腈植绒手套的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯功能化丁腈植绒手套的制备方法；本发明采用水溶性强的氧化石墨烯，并对其有机化改性处理，再经过特殊处理后均匀分散在丁腈乳胶中，同时在乳胶中添加氧化石墨烯还原剂，在丁腈乳胶在高温下硫化成型中，通过氧化石墨烯的热还原和还原剂还原的共同作用，使得被还原石墨烯的性能在乳胶手套中最大程度的展现出来。石墨烯功能化丁腈植绒手套的测试数据表明：其力学性能提升65％，达到43MPa的拉伸强度；断裂伸长率提高38％以上，达到360％以上；抗菌性能达到100％，抗化学性能表现为5级；同时手套的耐磨、抗切割和穿刺性能都有很大的提升。

技术领域

本发明涉及一种手套，尤其涉及一种石墨烯功能化丁腈植绒手套的制备方法。

背景技术

手套是人们日常生活及工业生产必需防护品。其中以橡胶、塑料为原料生产的长筒手套具有良好的防水、防玷污和防腐蚀等防护作用。但以这种材料生产的手套，在使用中会出现皮肤过敏、细菌感染、出汗粘结和产生异味等不足，且抗撕裂性能和抗化学性能等级不高，无法满足在化工、石油等行业的使用。为了满足各行业对手套性能的需求，急需开发出一款可以改善以上不足点，并赋予抗菌、除螨、吸汗和除臭等新性能的手套。

调研有关功能化丁腈手套专利，发现手套行业通常通过添加配制的“护肤液”起到润肤和护肤作用，添加杀菌剂起到杀菌作用，添加芳香剂提供香味等等。目前市场上的功能化丁腈手套，是通过橄榄油、芦荟粉、玫瑰精油和白莲粉等配制的“护肤液”在手套内层喷涂后成型，形成具有护肤功能的膈膜层。这种以喷涂方式给手套赋予的功能性，一则众多“护肤液”成分增加了手套的原材料成本，二则手套在长期存放后，“护肤”膈膜层有脱落的可能。有些厂家则是通过添加芦荟粉、杀菌剂、芳香剂和护肤材料于高分子乳液(水性聚氨酯乳液或水性聚丙烯酸酯乳液)中，再将上述高分子乳液浸于丁腈膜外层后成型，从而赋予手套杀菌、润肤、美肤和香味的功能。同样，此种方式由于添加助剂成分过多，一方面无形中增加了手套的原材料成本，另一方面增加手套的生产工序，使得制备工艺繁琐，且增加生产成本。

综上，在现有专利调研中，发明人只发现通过外涂覆方式，将众多具有功能性的材料粘附在手套内层，以达到功能化的要求。在文献调研中，发现石墨烯具有众多功能属性于一身，有望通过添加一种材料，使得丁腈手套具有多种功能性，且能提升手套的拉伸强度和断裂伸长率等物理属性。

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以Sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为1306Pa。氧化石墨烯(Grapheneoxide，GO)是一种通过氧化石墨得到的层状材料。X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、固体核磁共振谱(NMR)等表征结果显示石墨烯氧化物含有大量的含氧官能团，包括羟基、羰基和羧基。氧化石墨烯可以通过热还原、溶剂热还原和还原剂还原后，得到石墨烯。

中国科学院的科学家发现石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长超级有效，而且不会伤害到人体细胞。我国学者樊春海、黄庆研究员于2010年发现G0有抗菌作用，其机制为氧化石墨烯可以破坏细菌的细胞膜，导致胞内物质外流从而杀死细菌。同年，Akhavan教授研究发现氧化石墨烯对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出优异的杀菌活性。(氧化)石墨烯目前最有权威的抗菌机制是石墨烯将菌体细胞膜完全切割，通过对菌体细胞膜上磷脂分子进行了抽取，破坏了膜的完整性，因此被称为不会产生耐药性的“物理抗生素”。

中国专利申请CN107216505公开了一种一次性石墨烯-丁腈胶手套及其制备方法，该专利则是添加氧化石墨烯，利用氧化石墨烯表面的含氧官能团与丁腈胶乳发生氢键作用，此专利中没有对石墨烯进一步做预处理，但是在手套成型工艺所要求的温度参数下，含氧官能团会部分热还原，实际上在手套成品中，石墨烯在丁腈胶乳中会有部分以两相存在，不能起到力学性能增强效果。

发明内容