CN107955238A - 一种超薄丁腈胶乳手套及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯、蒙脱土改性丁腈胶乳，生产丁腈超薄手套的方法及使用该方法制备的手套。所述方法采用石墨烯、蒙脱土与丁腈胶乳共混的方法提高丁腈手套性能。该共混胶乳用浸渍成型工艺制得丁腈手套，比较传统手套具有更好的化学品防护性、干爽性，且易穿戴、针孔率低。

Description

一种超薄丁腈胶乳手套及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超薄丁腈胶乳及其手套产品的制备方法。
背景技术
氧化石墨烯(graphene oxide)是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使其性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。
氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量，其亲水性被广泛认知。
氧化石墨烯结构图1所示。
蒙脱土(英文名称montmorillonite)又名胶岭石、微晶高岭石，一种硅酸盐的天然矿物，为膨润土矿的主要矿物组分。含Al2O3 16.54％；MgO 4.65％；SiO2 50.95％。结构式为(Al，Mg)2〔SiO10〕(OH)2·n H2O。单斜晶系，多位微晶，集合体呈土状、球粒等状。
蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成。具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性，从而赋予蒙脱土诸多改性的可能和应用领域的扩大。经改性的蒙脱土具有很强的吸附能力，良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用。
近年来，随着企业保护劳动者意识的提高，企业在劳动保护方面的投入越来越大，最明显的就是手套品种的变化，从传统的劳保用品(线手套)，到合成化学品劳保用品(乳胶手套)，防护性能逐渐增强，手套种类越来越丰富，防护的针对性越来越强。目前，在医疗、食品、电子、光伏等多个行业，手套的防护都越来越重要，主要的手套种类有PE手套、聚氯乙烯手套、天然橡胶手套、丁腈手套等，其中丁腈手套由于不含有天然乳胶手套中的蛋白质，不会引起穿戴手套过敏，而逐渐代替天然胶乳手套。
随着原材料及能源价格的上涨，丁腈手套生产成本越来越高。节省原材料、降低能源消耗成为丁腈手套行业大的趋势。在满足手套基本功能基础上，降低手套厚度，生产超薄手套既节省原材料有可以降低能源消耗。
中国现有关于手套相关专利如CN103549686A、CN1759778、CN101036535、CN103564892A、CN102599660A、CN101028742和CN1513903都是从手套防护功能和用途，以及生产工艺方面进行研究的，很少有从制作手套胶乳原料本身进行改性研究的。
本发明的目的是提供一种通过氧化石墨烯--蒙脱土共混改性丁腈胶乳制备超薄丁腈手套的方法。
本发明是通过氧化石墨烯—蒙脱土共混改性丁腈胶乳制备超薄丁腈手套。氧化石墨烯可以提高丁腈手套的抗拉强度，蒙脱土具有独特的一维层状纳米结构，可以提高丁腈手套的耐防护化学物质的性能。由于羧基丁腈胶乳具有耐油、耐溶剂、耐酸碱性能。在性能上可以起到强强联合的效果，有关氧化石墨烯-蒙脱土改性丁腈胶乳的研究报道还未见报道。
本发明采用石墨烯-蒙脱土共混改性丁腈胶乳增加丁腈胶乳耐化学品性能。用该共混胶乳用浸渍成型工艺制得丁腈手套超薄，具有较好的化学品防护性，手套表面干爽，易于穿戴，可以在现有丁腈胶乳手套生产线上生产。
发明内容
本发明采用石墨烯-蒙脱土共混改性丁腈胶乳的方法，制备超薄丁腈手套。增加羧基丁腈胶乳耐化学品性能。用该共混胶乳用浸渍成型工艺制得丁腈手套，具有较好的化学品防护性。
本发明采用的技术方案是：把氧化石墨烯和蒙脱土按一定比例混合，加入分散剂放入球磨机研磨制成浆料。将配置好的浆料加入配置好的丁腈胶乳混合料，制成石墨烯-蒙脱土共混改性丁腈胶乳混合料。然后通过浸渍成型工艺，制得手套。
所述分散剂为制备乳胶手套常用的分散剂，优选非离子型分散剂。
所述浆料为氧化石墨烯与蒙脱土按一定比例混合后研磨制成。
所述的丁腈胶乳为羧基丁腈胶乳，固含量为43-45Wt.％。
所述丁腈胶乳混合料为羧基丁腈胶、硫磺、氧化锌、促进剂、分散剂、钛白粉、去离子水等制备的混合物。
丁腈胶乳混合方法为，先将丁腈胶乳乳液按照一定比例加入硫磺0.8-1.5份、促进剂0.5-1.2份、氧化锌0.5-1.2份、分散剂0.01-0.05份、二氧化钛1-2.0份，加入适量去离子水，混合均匀后，搅拌的情况下，加入氧化石墨烯—蒙脱土研磨的浆料，室温搅拌4-8小时。
氧化石墨烯—蒙脱土与丁腈胶乳的质量比为：氧化石墨烯：蒙脱土：丁腈胶乳为0.0003～0.0015:0.01～0.1：1，优选为0.0005～0.0012:0.03～0.05：1。
改性丁腈胶乳成型工艺为：硝酸钙加水配置成凝固剂，利用离子沉积法，经陶瓷手模在改性丁腈胶乳中浸渍后，经过50±10℃的沥滤，经过100±20℃的烘烤，得到改性丁腈胶乳手套。
本发明还包括上述氧化石墨烯—蒙脱土改性丁腈胶乳手套制备方法制备的手套。
手套膜厚为0.03-0.05毫米。手套膜的拉伸强度大于30MPa，伸长率大于500％。
本发明的具体技术方案详述如下：
一种氧化石墨烯-蒙脱土改性丁腈胶乳手套的制备方法，包括如下步骤：
(1)氧化石墨烯-蒙脱土浆料的制备，将氧化石墨烯和蒙脱土按一定比例混合，加入分散剂用球磨机研磨。控制研磨粒径小于10微米。
(2)氧化石墨烯-蒙脱土改性丁腈胶乳乳液混合，先将丁腈胶乳乳液加入硫磺0.8-1.5份、促进剂0.5-1.2份、氧化锌0.5-1.2份、分散剂0.01-0.05份、二氧化钛1-2.0份，混合均匀后，搅拌的情况下，加入氧化石墨烯-蒙脱土浆料，室温搅拌4-8小时后，备用。氧化石墨烯—蒙脱土与丁腈胶乳的质量比为：氧化石墨烯：蒙脱土：丁腈胶乳为0.0003～0.0015:0.01～0.1：1，优选为0.0005～0.0012:0.03～0.05：1。
(3)改性丁腈胶乳成型制备，硝酸钙水溶液为凝固剂，利用离子沉积法，经陶瓷手模在改性丁腈胶乳中浸渍后，经过50±10℃的沥滤，经过100±20℃的烘烤，得到改性丁腈胶乳手套。
手套膜厚为0.03-0.05毫米，优选厚度为0.04毫米，手套膜的拉伸强度大于25MPa，伸长率大于500％。
附图说明
图1为氧化石墨烯结构图。
图2为本发明手套浸渍成型工艺的一种实施例的流程图。
具体实施方式
表1丁腈胶乳配方
氧化石墨烯-蒙脱土浆料的制备
将氧化石墨烯和蒙脱土按一定比例混合，加入分散剂用球磨机研磨。控制研磨粒径小于10微米。
氧化石墨烯-蒙脱土改性丁腈胶乳乳液混合：
丁腈胶乳100份，加入硫磺1份、促进剂0.8份、氧化锌1份、分散剂0.04份、二氧化钛2份、纯水适量，混合均匀后，搅拌的情况下，加入氧化石墨烯-蒙脱土浆料，室温搅拌4-8小时后，备用。
改性丁腈胶乳成型制备
用硝酸钙的水溶液为凝固剂，利用离子沉积法，经陶瓷手模在改性丁腈胶乳中浸渍后，经过50±10℃的沥滤，经过100±20℃的烘烤，得到改性丁腈胶乳手套。
手套浸渍成型工艺流程如图2。
表2手套膜性能测试
表3手套膜性能测试(续)
由上表可以看出，随着氧化石墨烯和蒙脱土在胶乳中比例提高，手套的拉伸强度伸长率都有所提高，蒙脱土到0.08时伸长率有所降低；耐化学品性均得到提高。在氧化石墨烯：蒙脱土：丁腈胶乳0.001：0.05：1时拉伸强度、伸长率最好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于制备丁腈胶乳手套的胶乳，其特征在于：所述胶乳为氧化石墨烯、蒙脱土改性丁腈胶乳的混合乳液，其中氧化石墨烯、蒙脱土与丁腈胶乳的质量比是氧化石墨烯：蒙脱土：丁腈胶乳为0.0003～0.0015:0.01～0.1：1。
2.根据权利要求1所述的胶乳，其特征在于：所述的丁腈胶乳为羧基丁腈胶乳，固含量为44-46％。
3.根据权利要求1所述的胶乳，其特征在于：氧化石墨烯、蒙脱土与丁腈胶乳的质量比是氧化石墨烯：蒙脱土：丁腈胶乳为0.0005～0.0012:0.03～0.05：1。
4.根据权利要求1所述的胶乳，其特征在于：所述丁腈胶乳为丁腈胶乳液100份加入硫磺0.8-1.5份、促进剂0.5-1.2份、氧化锌0.5-1.2份、分散剂0.01-0.05份、二氧化钛1-2.0份，加入适量去离子水，混合而成。
5.权利要求1-4任一项所述的用于制备丁腈胶乳手套的胶乳的制备方法，其特征在于：把氧化石墨烯和蒙脱土按比例混合，加入分散剂放入球磨机研磨制成浆料；将配置好的浆料加入配置好的丁腈胶乳，制成石墨烯-蒙脱土共混改性丁腈胶乳混合料。
6.权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述丁腈胶乳的混合步骤为，先将丁腈胶乳乳液100份加入硫磺0.8-1.5份、促进剂0.5-1.2份、氧化锌0.5-1.2份、分散剂0.01-0.05份、二氧化钛1-2.0份，加入适量去离子水，混合均匀。
7.一种改性丁腈胶乳手套成型方法，包括如下步骤：用硝酸钙为凝固剂，利用离子沉积法，经陶瓷手模在权利要求1-4任一项所述的用于制备丁腈胶乳手套的胶乳中浸渍后，经过50±10℃的沥滤，经过50±10℃的烘烤，得到改性丁腈胶乳手套。
8.权利要求7所述方法制备的手套。
9.根据权利要求8所述的手套，其特征在于：手套膜厚为0.03-0.05毫米。
10.根据权利要求8所述的手套，其特征在于：手套膜的拉伸强度大于25MPa，伸长率大于500％。
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