CN107296677A - 一种致密内膜石墨烯避孕套的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种致密内膜石墨烯避孕套的制造方法，包括以内置有螺旋碳纤维热源的二氧化硅柱状圆头模具及表面喷涂的纯铜层为工装通过化学气相沉积制取致密石墨烯内膜、在石墨烯内膜上通过雾化催化缓冷的方式获得与石墨烯紧密结合的端羟基聚四氢呋喃再聚合出弹性功能型聚氨酯、封闭、干燥、卷边、膨润、干燥、检验、真空封装处理而最终获得。本发明的避孕套成型性好、生产效率高、柔软度高、延伸率高。

Description

一种致密内膜石墨烯避孕套的制造方法

技术领域

本发明涉及性用品领域，尤其涉及一种致密内膜石墨烯避孕套的制造方法。

背景技术

目前最常见的避孕套一般为天然乳胶避孕套，但这种避孕套有三个缺陷：一是由于固含的一部分水溶性蛋白质无法脱除，对小部分人群易造成皮肤过敏，有安全隐患；二是受其制造工艺方法限制，厚度较厚，易降低使用体验；三是受天然乳胶材质本身特性限制，导热性差，同样易降低使用体验。

随着科学技术的发展，逐渐有一些厂家开始推出聚氨酯材质的避孕套，这种材料相对于天然乳胶而言具有五大优点：强度高、致密性高、生物相容性好、厚度薄、导热快。但同时也有一些相对不足的地方：一是韧性差，破损和脱出率相较天然乳胶避孕套高；二是相对较脆硬，使用时容错率低；三是拉伸比低，对具有不同生理特征的人群不能广泛适用。

针对现有技术中的这些问题，市场上亟待一种成型性好、生产效率高、柔软度高、延伸率高的致密内膜石墨烯避孕套。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供成型性好、生产效率高、柔软度高、延伸率高的致密内膜石墨烯避孕套的制造方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种制造致密内膜石墨烯避孕套的方法，包括以下步骤：

1）内层制备

①在密闭空间内准备内置有螺旋碳纤维热源的二氧化硅柱状圆头模具；

②在二氧化硅柱状内模表面喷涂厚度5μm-8μm的纯铜层；

③在密闭空间内以150sccm-180sccm的速率通入还原性气氛；

④气氛持续通入5min后，将模具通过30min-35min加热，均匀升温至1020℃-1050℃；

⑤将还原性气氛通入速率调整至15sccm-20sccm，以80sccm-100sccm的速率通入丙烷；

⑥持续35min-40min，生成石墨烯内膜

2）外层制备

①采用3bar-5bar气压的氮气将1）中步骤⑥获得的石墨烯内膜及模具冷却至300℃-350℃；

②配置四氢呋喃、环氧丙烷、高氯酸、醋酸酐混合溶液，雾化后通入密闭空间内；

③在密闭空间内加载正静电场，通过不断喷雾保持雾气浓度不变，至零件缓冷至室温，获得在石墨烯内膜表面复合有与石墨烯紧密结合的端羟基聚四氢呋喃；

④浸入含二异氰酸脂的液态环境内进行聚合，即完成聚氨酯外层的生产；

3）避孕套成型

①取出模具，放至温度50℃-58℃的烘箱内至干燥；

②将零件表面均匀涂抹封闭剂，然后升温至45℃-50℃，保温20min-30min，然后自然干燥并卷边，即获得避孕套坯料；

③对步骤②获得的避孕套坯料进行膨润、干燥、检验、真空封装处理，即获得所需致密内膜石墨烯避孕套。

与现有技术相比较，由于采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：采用在喷涂的铜上化学气相沉积石墨烯，成本低，结构致密，活性高，在正电场（根据我公司试验情况，端羟基聚四氢呋喃与石墨烯在正静电场内更易结合，这与同时申请的另一份专利不同）作用下，更易于与外层聚氨酯原料之一的端羟基聚四氢呋喃结合紧密，使两者有机结合，然后通过合适的工艺使聚氨酯的聚合反应直接在石墨烯表面进行，这样获得的弹性功能型聚氨酯与石墨烯的结合力将远优于简单的物理粘接；由于采用了电化学制备工艺，获得内层为等边六角形晶粒形状的石墨烯膜，由于石墨烯是现有已知材料中比强和韧性最好的材料，也为本发明提供了足够的强度支撑及抗破损能力，使本发明的韧性和拉伸比大大提高，除此之外，石墨烯还有高导热、亲肤性好的特点，其内表面自成固定等边六角形形状，增大内表层与肌肤之间的摩擦力，由于石墨烯本身的材质特性，它本身会有主动吸附在肌肤表面的倾向，给人体增强快感的结构支持；表层材料是聚氨酯为主，根据现有技术数据，弹性功能型聚氨酯具有优良的综合性能，使最终成型的避孕套外层具有非常好的弹性和强度，同时有一定的聚氨酯柔垫缓冲，韧性也能基本满足使用要求，加之石墨烯的结构支撑，韧性也优于同等条件下的天然乳胶制品；工艺设计合理，步骤简短易实现，采用较粗放的方式制取的石墨烯不同于高精生产的电学或光学需求石墨烯，其质地相对粗糙、散乱，且不是单层结构，但本发明所需的强度、韧性、传热、抗撕裂等性能完全能得到满足，成本大大低于高精度石墨烯；事实也证明在针对与内层的石墨烯结合成的最终成品避孕套检测时，实测出的各项指标均优于一般的乳胶制品，其中电极测试未发现漏电；漏水试验维持了10min未发现有漏水现象，高于标准规定的1min；空气爆破试验实测充气体积可达31L-36L，高于一般要求的18L；压力3.8kPa-4.3kPa，远高于标准规定超强避孕套的2.0kPa；拉断力平均值161N-173N，高于标准要求的100N；没有针孔和可见缺陷。与同时申请的另一份专利相较，本发明的，成型性相对更好、生产效率更高、柔软度明显更优、延伸率较高，但强度较低，耐磨、耐蚀、抗冲击性能相对较差。

具体实施方式

实施例1

一种制造致密内膜石墨烯避孕套的方法，包括以下步骤：

1）内层制备

①在密闭空间内准备内置有螺旋碳纤维热源的二氧化硅柱状圆头模具；

②在二氧化硅柱状内模表面喷涂厚度6μm的纯铜层；

③在密闭空间内以160sccm的速率通入还原性气氛；

④气氛持续通入5min后，将模具通过32min加热，均匀升温至1030℃；

⑤将还原性气氛通入速率调整至18sccm，以90sccm的速率通入丙烷；

⑥持续38min，生成石墨烯内膜

2）外层制备

①采用4bar气压的氮气将1）中步骤⑥获得的石墨烯内膜及模具冷却至320℃；

②配置四氢呋喃、环氧丙烷、高氯酸、醋酸酐混合溶液，雾化后通入密闭空间内；

③在密闭空间内加载正静电场，通过不断喷雾保持雾气浓度不变，至零件缓冷至室温，获得在石墨烯内膜表面复合有与石墨烯紧密结合的端羟基聚四氢呋喃；

④浸入含二异氰酸脂的液态环境内进行聚合，即完成聚氨酯外层的生产；

3）避孕套成型

①取出模具，放至温度55℃的烘箱内至干燥；

②将零件表面均匀涂抹封闭剂，然后升温至48℃，保温25min，然后自然干燥并卷边，即获得避孕套坯料；

③对步骤②获得的避孕套坯料进行膨润、干燥、检验、真空封装处理，即获得所需致密内膜石墨烯避孕套。

根据本实施例生产出的避孕套，随机选取20支进行实测并取平均值后四舍五入，测出的各项指标均优于一般的乳胶制品，其中空气爆破试验实测充气体积可达35L；压力4.1kPa；拉断力平均值171N。

实施例2

整体与实施例1一致，差异之处在于：

1）内层制备

②在二氧化硅柱状内模表面喷涂厚度5μm的纯铜层；

③在密闭空间内以150sccm的速率通入还原性气氛；

④气氛持续通入5min后，将模具通过30min加热，均匀升温至1020℃；

⑤将还原性气氛通入速率调整至15sccm，以80sccm的速率通入丙烷；

⑥持续35min，生成石墨烯内膜

2）外层制备

①采用3bar气压的氮气将1）中步骤⑥获得的石墨烯内膜及模具冷却至300℃；

3）避孕套成型

①取出模具，放至温度50℃的烘箱内至干燥；

②将零件表面均匀涂抹封闭剂，然后升温至45℃，保温20min，然后自然干燥并卷边，即获得避孕套坯料；

根据本实施例生产出的避孕套，随机选取20支进行实测并取平均值后四舍五入，测出的各项指标均优于一般的乳胶制品，其中空气爆破试验实测充气体积可达32L；压力3.9kPa；拉断力平均值165N。

实施例3

整体与实施例1一致，差异之处在于：

一种制造致密内膜石墨烯避孕套的方法，包括以下步骤：

1）内层制备

②在二氧化硅柱状内模表面喷涂厚度8μm的纯铜层；

③在密闭空间内以180sccm的速率通入还原性气氛；

④气氛持续通入5min后，将模具通过35min加热，均匀升温至1050℃；

⑤将还原性气氛通入速率调整至20sccm，以100sccm的速率通入丙烷；

⑥持续40min，生成石墨烯内膜

2）外层制备

①采用5bar气压的氮气将1）中步骤⑥获得的石墨烯内膜及模具冷却至350℃；

3）避孕套成型

①取出模具，放至温度58℃的烘箱内至干燥；

②将零件表面均匀涂抹封闭剂，然后升温至50℃，保温30min，然后自然干燥并卷边，即获得避孕套坯料；

根据本实施例生产出的避孕套，随机选取20支进行实测并取平均值后四舍五入，测出的各项指标均优于一般的乳胶制品，其中空气爆破试验实测充气体积可达33L；压力4.0kPa；拉断力平均值169N。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种制造致密内膜石墨烯避孕套的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）内层制备

①在密闭空间内准备内置有螺旋碳纤维热源的二氧化硅柱状圆头模具；

②在二氧化硅柱状内模表面喷涂厚度5μm-8μm的纯铜层；

③在密闭空间内以150sccm-180sccm的速率通入还原性气氛；

④气氛持续通入5min后，将模具通过30min-35min加热，均匀升温至1020℃-1050℃；

⑤将还原性气氛通入速率调整至15sccm-20sccm，以80sccm-100sccm的速率通入丙烷；

⑥持续35min-40min，生成石墨烯内膜

2）外层制备

①采用3bar-5bar气压的氮气将1）中步骤⑥获得的石墨烯内膜及模具冷却至300℃-350℃；

②配置四氢呋喃、环氧丙烷、高氯酸、醋酸酐混合溶液，雾化后通入密闭空间内；

③在密闭空间内加载正静电场，通过不断喷雾保持雾气浓度不变，至零件缓冷至室温，获得在石墨烯内膜表面复合有与石墨烯紧密结合的端羟基聚四氢呋喃；

④浸入含二异氰酸脂的液态环境内进行聚合，即完成聚氨酯外层的生产；

3）避孕套成型

①取出模具，放至温度50℃-58℃的烘箱内至干燥；

②将零件表面均匀涂抹封闭剂，然后升温至45℃-50℃，保温20min-30min，然后自然干燥并卷边，即获得避孕套坯料；

③对步骤②获得的避孕套坯料进行膨润、干燥、检验、真空封装处理，即获得所需致密内膜石墨烯避孕套。