CN106832880A - 石墨烯‑油性pu复合浆料及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种石墨烯‑油性PU复合浆料及其制备方法和用途，所述复合浆料包括重量比为100:(0.025～5)的油性PU和石墨烯；所述油性PU的固含量为25‑35％。采用该复合浆料制备的油性PU手套具有抗菌效果，通过国际标准ISO20743、美国标准AATCC100测试，抗菌率大于99％；经过欧盟标准EN407测试，抗热接触等级达到1级；经过欧盟标准EN388测试，耐磨等级达到4级。且该产品为远红外产品，符合中国标准GB/T30127。

Description

石墨烯-油性PU复合浆料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种石墨烯-油性PU复合浆料及其制备方法和用途。
背景技术
PU涂层手套又称PU涂胶手套或PU贴指、贴掌手套，是将经特殊处理的聚氨酯完全覆盖在手掌部分，能提供良好的耐磨、防滑等性能，并能防止人体手掌的手汗和微粒污染。
石墨烯是一种二维纳米材料，它的晶格是由六个碳原子组成的六边形，厚度为一个原子层，碳原子之间由s键连接，结合方式为sp2杂化，这些s键赋予了石墨烯极其优异的力学性能和结构刚性，石墨烯的强度比最好的钢铁还要强100倍。石墨烯具有很高的导电性，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，石墨烯还具有抗菌、阻燃、抗辐射等功能性。然而，未见有将石墨烯应用于油性PU手套的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种石墨烯-油性PU浆料及其制备方法和用途。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种石墨烯-油性PU复合浆料，所述复合浆料包括重量比为100:(0.025～5)的油性PU和石墨烯；所述油性PU的固含量为25-35％。
优选地，所述复合浆料还包括协同剂，所述协同剂与油性PU的重量比为(0.01-0.2):100；所述协同剂为单硬脂酸甘油酯、油酸、油胺、聚氧乙烯、Span、Tween或乙醇胺中的一种或几种的混合。
优选地，所述复合浆料还包括促进剂和消泡剂中的至少一种；以油性PU的重量份数100份为基础，促进剂为0.5-2份，消泡剂为0.1-1份。
优选地，所述复合浆料还包括DMF，所述DMF的加入量为使复合浆料的树脂固含量控制到8-14％所需的量。
优选地，所述石墨烯的类型选自化学气相沉积法制备石墨烯、二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、溴代十二烷改性氧化石墨烯、溴代十六烷改性氧化石墨烯、溴代十八烷改性氧化石墨烯、高温热膨胀所得还原氧化石墨烯、低温热膨胀所得还原氧化石墨烯、电化学剥离所得石墨烯、改性的电化学剥离石墨烯、机械球磨剥离石墨烯、三辊研磨机械剥离石墨烯中的一种或几种。
优选地，所述促进剂为硅油类促进剂；所述消泡剂为改性聚醚硅类消泡剂。
本发明还涉及一种石墨烯-油性PU复合浆料的制备方法，包括以下步骤：将PU树脂、DMF、协同剂、促进剂、消泡剂混合均匀，然后加入石墨烯混合，搅拌均匀即得；或
所述制备方法包括以下步骤：先将石墨烯分散于DMF中，然后再将含有石墨烯的DMF添加进PU中,与协同剂、促进剂、消泡剂混合，搅拌均匀即得。
本发明还涉及一种石墨烯-油性PU复合浆料制备的油性PU手套。
本发明还涉及一种油性PU手套的制备方法，包括将手套坯套在模具上进行升温至35-70℃后，将手套胚进行浸浆、淋浆、泡洗、烘干、脱型处理，即得所述油性PU手套；
所述浸浆的浆料为石墨烯-油性PU复合浆料；所述淋浆的过程为浸浆结束后将浸浆的模具悬空多余的浆料自然或振动滴落在浆槽内。
优选地，所述泡洗的步骤包括：将手套模具依次放入第一水槽、第二水槽、第三水槽中浸泡；所述第一水槽为常温，第二水槽、第三水槽的温度均各为40-80℃，在各水槽的浸泡时间均各为10-20分钟
优选地，所述泡洗的步骤还包括：第三次水槽浸泡后，将手套套在模具上在淋水槽中进行淋水冲泡2-10分钟。
优选地，所述烘干的温度为80-120℃，时间为40-70分钟。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明产品具有抗菌效果，通过国际标准ISO20743、美国标准AATCC100测试，抗菌率大于99％。
2.本产品经过欧盟标准EN407测试，抗热接触等级达到1级。
3.本产品经久耐用，经过欧盟标准EN388测试，耐磨等级达到4级。
4.本产品为远红外产品，符合中国标准GB/T30127。
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。
下述实施例所述的油性PU树脂可以是产品型号为3046、311、1021的PU树脂。
实施例1
本实施例提供一种油性PU手套的制备方法，具体实施步骤如下：
将手套坯套在模具上进行升温至35℃后，浸入石墨烯-油性PU复合浆料中，然后淋浆，将淋浆后的手套放入温度为常温的第一水槽中15分钟，然后放入温度为50-55℃的第二水槽中12-15分钟，再放入温度为60-65℃的第三水槽中12-15分钟，再淋水槽中5分钟；然后将手套模具放入烘箱中，80℃温度下烘70分钟，手套成型脱模即得。
所述石墨烯-油性PU复合浆料的各组分为：油性PU树脂100份；石墨烯1份；聚氧乙烯0.1份；HQ-7A促进剂(虹侨化工生产)1份；TL-56NQ消泡剂(四新科技公司生产)1份；DMF适量使树脂固含量为10％。所述石墨烯-油性PU复合浆料的制备方法为：将各组分混合均匀即可。
按照该实施例制备的油性PU手套采用欧洲标准EN388：2003进行测试，具体测试结果见表1。
实施例2
本实施例提供一种油性PU手套的制备方法，具体实施步骤如下：
将手套坯套在模具上进行升温至50℃后，浸入石墨烯-油性PU复合浆料中，然后淋浆，将淋浆后的手套放入第一水槽中20分钟，然后放入温度为80℃的第二水槽中10分钟，再放入温度为70℃的第三水槽中12分钟，再淋水槽中10分钟；然后将手套模具放入烘箱中，100℃温度下烘50分钟，手套成型脱模即得。
所述石墨烯-油性PU复合浆料的各组分为：油性PU树脂100份；石墨烯5份；Tween0.2份；HQ-7A促进剂0.5份；TL-56NQ消泡剂0.5份；DMF适量使树脂固含量为10％。所述石墨烯-油性PU复合浆料的制备方法为：先将石墨烯分散于DMF中，然后再将含有石墨烯的DMF添加进PU中,与协同剂、促进剂、消泡剂混合，搅拌均匀即得。
按照该实施实例制备的石墨烯-胶乳防护手套采用欧洲标准EN388：2003进行测试，具体测试结果见表1。
实施例3
本实施例提供一种油性PU手套的制备方法，具体实施步骤如下：
将手套坯套在模具上进行升温至70℃后，浸入石墨烯-油性PU复合浆料中，然后淋浆，将淋浆后的手套放入第一水槽中12分钟，然后放入温度为40℃的第二水槽中20分钟，再放入温度为80℃的第三水槽中10分钟，再淋水槽中2分钟；然后将手套模具放入烘箱中，120℃温度下烘40分钟，手套成型脱模即得。
所述石墨烯-油性PU复合浆料的各组分为：油性PU树脂100份；石墨烯0.5份；乙醇胺0.01份；HQ-7A促进剂0.5份；TL-56NQ消泡剂0.1份；DMF适量使树脂固含量为10％。所述石墨烯-油性PU复合浆料的制备方法为：将PU树脂、DMF、协同剂、促进剂、消泡剂混合均匀，然后加入石墨烯混合，搅拌均匀即得。
按照该实施实例制备的石墨烯-胶乳防护手套采用欧洲标准EN388：2003进行测试，具体测试结果见表1。
对比例1
本对比例提供了一种油性PU手套的制备方法，具体实施步骤与实施例1相同，不同之处仅在于：本对比例所述石墨烯-油性PU复合浆料的组分中石墨烯重量份数为8份。按照该实施实例制备的石墨烯-胶乳防护手套采用欧洲标准EN388：2003进行测试，具体测试结果见表1。且该对比例制备手套时，由于石墨烯含量过高，导致胶乳变脆，胶面容易开裂，影响耐磨，导致最终产品质量不合格。
对比例2
本对比例提供了一种油性PU浆料及其制备方法，其组分及制备方法与实施例1的方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例所述石墨烯-油性PU复合浆料的组分中不含有石墨烯。
将上述油性PU浆料制备油性PU手套，具体步骤与实施例1相同。按照该实施实例制备的石墨烯-胶乳防护手套采用欧洲标准EN388：2003进行测试，具体测试结果见表1。
对比例3
本对比例提供了一种油性PU手套的制备方法，具体实施步骤与实施例3相同，不同之处仅在于：本对比例中加入DMF使树脂固含量为15％。该对比例制备的手套过厚，太硬，无法正常使用。
对比例4
本对比例提供了一种油性PU浆料及其制备方法，其组分及制备方法与实施例1的方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例所述石墨烯-油性PU复合浆料的组分中不含有聚氧乙烯。
将上述油性PU浆料制备油性PU手套，具体步骤与实施例1相同。按照该实施实例制备的石墨烯-胶乳防护手套采用欧洲标准EN388：2003进行测试，具体测试结果见表1。
对比例5
本对比例提供了一种油性PU浆料及其制备方法，其组分及制备方法与实施例1的方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例所述石墨烯-油性PU复合浆料的组分中聚氧乙烯的含量为0.3份。
将上述油性PU浆料制备油性PU手套，具体步骤与实施例1相同。按照该实施实例制备的石墨烯-胶乳防护手套采用欧洲标准EN388：2003进行测试，具体测试结果见表1。
性能测试
对上述实施例、对比例制得的防护手套产品进行性能测试，结果如下：
表1油性PU防护手套性能测试
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种石墨烯-油性PU复合浆料，其特征在于，所述复合浆料包括重量比为100:(0.025～5)的油性PU和石墨烯；所述油性PU的固含量为25-35％。
2.根据权利要求1所述的石墨烯-油性PU复合浆料，其特征在于，所述复合浆料还包括协同剂，所述协同剂与油性PU的重量比为(0.01-0.2):100；所述协同剂为单硬脂酸甘油酯、油酸、油胺、聚氧乙烯、Span、Tween或乙醇胺中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求1所述的石墨烯-油性PU复合浆料，其特征在于，所述复合浆料还包括促进剂和消泡剂中的至少一种；以油性PU的重量份数100份为基础，促进剂为0.5-2份，消泡剂为0.1-1份。
4.根据权利要求2所述的石墨烯-油性PU复合浆料，其特征在于，所述复合浆料还包括DMF，所述DMF的加入量为使复合浆料的树脂固含量控制到8-14％所需的量。
5.根据权利要求1所述的石墨烯-油性PU复合浆料，其特征在于，所述石墨烯的类型选自化学气相沉积法制备石墨烯、二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、溴代十二烷改性氧化石墨烯、溴代十六烷改性氧化石墨烯、溴代十八烷改性氧化石墨烯、高温热膨胀所得还原氧化石墨烯、低温热膨胀所得还原氧化石墨烯、电化学剥离所得石墨烯、改性的电化学剥离石墨烯、机械球磨剥离石墨烯、三辊研磨机械剥离石墨烯中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的石墨烯-油性PU复合浆料，其特征在于，所述促进剂为硅油类促进剂；所述消泡剂为改性聚醚硅类消泡剂。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的石墨烯-油性PU复合浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将PU树脂、DMF、协同剂、促进剂、消泡剂混合均匀，然后加入石墨烯混合，搅拌均匀即得；或
所述制备方法包括以下步骤：先将石墨烯分散于DMF中，然后再将含有石墨烯的DMF添加进PU中,与协同剂、促进剂、消泡剂混合，搅拌均匀即得。
8.一种根据权利要求1-6任一项所述的石墨烯-油性PU复合浆料制备的油性PU手套。
9.一种油性PU手套的制备方法，其特征在于，包括将手套坯套在模具上进行升温至35-70℃后，将手套胚进行浸浆、淋浆、泡洗、烘干、脱型处理，即得所述油性PU手套；
所述浸浆的浆料为石墨烯-油性PU复合浆料；所述淋浆的过程为浸浆结束后将浸浆的模具悬空多余的浆料自然或振动滴落在浆槽内。
10.根据权利要求9所述的油性PU手套的制备方法，其特征在于，所述泡洗的步骤包括：将手套模具依次放入第一水槽、第二水槽、第三水槽中浸泡；所述第一水槽为常温，第二水槽、第三水槽的温度均各为40-80℃，在各水槽的浸泡时间均各为10-20分钟。
11.根据权利要求9所述的油性PU手套的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为80-120℃，时间为40-70分钟。
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