CN111941710A - 一种抗静电防化乳胶手套及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗静电防化手套及其制备方法,属于防护橡胶手套技术领域。本发明提供的抗静电防化手套添加石墨烯和碳纳米管,其中石墨烯是少层片状结构,形成横向导电层,平面导电作用良好,碳纳米管由于长径比大,形成纵向导电层,纵向导作用良好,横向和纵向导电层协同导电,从而提高手套的电导率,实施例的数据表明,本发明制备的抗静电防化手套电阻值最低为3.0×105Ω,符合抗静电标准EN16350‑2014。
Description
技术领域
本发明涉及防护橡胶手套技术领域,尤其涉及一种抗静电防化手套及其制备方法。
背景技术
静电的危害众所周知,比如引起电子设备的故障或误动作,造成电磁干扰,击穿集成电路和精密的电子元件,或者促使元件老化,降低生产成品率;因此抗静电防化手套是上述场所的必备品。随着人们对高科技产品精度要求的提高,相应的对皮革、橡胶织物等从抗静电到电磁屏蔽等涉及安全保护的性能需求越来越高,要求其达到的电阻值也越来越低。
有机分子抗静电剂只能达到初级级别的抗静电,电阻值无法进一步降低,也无法做到电磁屏蔽。随着抗静电需求在逐步的提升,需要添加无机粒子(如碳黑),可使乳胶手套的国际标准BS EN16350-2014中规定电阻低至105Ω。但上述无机粒子的填入会导致橡胶分子链之间不能很好的接触,物理性能和防化性能都会降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗静电防化手套及其制备方法。本发明提供的乳胶手套中含有石墨烯乳胶层和碳纳米管乳胶层,在不影响物理性能和防化性能的前提下,提高手套的抗静电性能。
本发明提供了一种抗静电防化手套的制备方法,包括以下步骤:
将手模在絮凝剂中进行第一浸渍后第一烘干,得到一次浸渍手套;
将所述一次浸渍手套在含石墨烯外层乳胶乳液中进行第二浸渍,得到二次浸渍手套;
将所述二次浸渍手套在含碳纳米管乳胶乳液中进行第三浸渍,得到三次浸渍手套;
将所述三次浸渍手套在含石墨烯内层乳胶乳液中进行第四浸渍,得到四次浸渍手套;
将所述四次浸渍手套依次进行流平、第二烘干、硫化和反向脱模,得到所述抗静电防化乳胶手套。
优选地,所述含石墨烯内层乳胶乳液和含石墨烯外层乳胶乳液独立地包括石墨烯分散液和乳胶乳液;所述石墨烯分散液包括烷基吡咯烷酮、石墨烯和水,所述石墨烯分散液的质量为所述乳胶乳液质量的0.2%。
优选地,所述石墨烯分散液中石墨烯的固含量独立地为2.5~3.2%,所述石墨烯的层数独立地为5~10层。
优选地,所述含碳纳米管乳胶乳液包括碳纳米管分散液和乳胶乳液,所述碳纳米管分散液包括烷基吡咯烷酮、碳纳米管和水,所述碳纳米管分散液的质量为所述乳胶乳液质量的0.1%。
优选地,所述碳纳米管分散液的固含量为3.0~6.0%,所述碳纳米管的管壁层数为5~10层,所述碳纳米管的外径为7~11nm,长度为2~4μm。
优选地,所述含石墨烯内层乳胶乳液、含石墨烯外层乳胶乳液和含碳纳米管乳胶乳液中的乳胶乳液包括乳胶、硫磺分散液、二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液和氧化锌分散液,所述乳胶为丁腈乳胶或天然乳胶。
优选地,所述第一浸渍前还包括对手模进行预处理,所述预处理为将所述手模进行酸洗和碱洗,然后再依次水洗和烘干。
优选地,所述第二浸渍、第三浸渍和第四浸渍的时间独立地为10~30s,形成的湿膜厚度独立地为0.10~0.15mm。
优选地,所述硫化的温度为80~115℃,时间为10~50min。
本发明还提供了上述所述技术方案制得的抗静电防化手套,包括内石墨烯乳胶层、中间碳纳米管乳胶层和外石墨烯乳胶。
本发明提供了一种抗静电防化手套的制备方法,包括以下步骤:将手模在絮凝剂中进行第一浸渍后第一烘干,得到一次浸渍手套;将所述一次浸渍手套在含石墨烯外层乳胶乳液中进行第二浸渍,得到二次浸渍手套;将所述二次浸渍手套在含碳纳米管乳胶乳液中进行第三浸渍,得到三次浸渍手套;将所述三次浸渍手套在含石墨烯内层乳胶乳液中进行第四浸渍,得到四次浸渍手套;将所述四次浸渍手套依次进行流平、第二烘干、硫化和反向脱模,得到所述抗静电防化乳胶手套。本发明制备得到的抗静电防化手套包括内石墨烯乳胶层、中间碳纳米管乳胶层和外石墨烯乳胶层,石墨烯是少层片状结构,具有良好的平面导电作用,形成横向导电层;碳纳米管长径比较大,具有良好的径向导电作用,形成纵向导电层;横向导电层和纵向导电层协同导电,从而提高了乳胶手套的电导率。实施例的数据表明,本发明制备的抗静电防化手套电阻最低为3.0×105Ω,符合国际标准BS EN16350-2014。
附图说明
图1是本发明实施例制备抗静电防化乳胶手套的流程图;
图2是本发明实施例提供的抗静电防化乳胶手套的整体图及内部结构图。
具体实施方式
本发明提供了抗静电防化乳胶手套的制备方法,包括以下步骤:
将手模在絮凝剂中进行第一浸渍后第一烘干,得到一次浸渍手套;
将所述一次浸渍手套在含石墨烯外层乳胶乳液中进行第二浸渍,得到二次浸渍手套;
将所述二次浸渍手套在含碳纳米管乳胶乳液中进行第三浸渍,得到三次浸渍手套;
将所述三次浸渍手套在含石墨烯内层乳胶乳液中进行第四浸渍,得到四次浸渍手套;
将所述四次浸渍手套依次进行流平、第二烘干、硫化和反向脱模,得到所述抗静电防化乳胶手套。
本发明将手模在絮凝剂中进行第一浸渍后第一烘干,得到一次浸渍手套。
本发明优选对手模进行预处理后再进行第一浸渍,所述预处理优选包括对手模进行清洗,所述清洗的方式优选为先酸洗后碱洗再水洗,然后烘干。在本发明中,所述酸洗用酸性溶液优选为盐酸,所述盐酸的质量浓度优选为2~5g/L,所述碱洗用碱性溶液优选为氢氧化钠溶液,所述氢氧化钠溶液的质量浓度优选为2~5g/L;所述水洗优选采用蒸馏水,本发明对所述水洗的次数没有特殊的要求,将所述碱性溶液洗干净为准。在本发明中,所述烘干的温度优选为50~60℃,所述烘干的时间优选为20~30min;所述烘干优选在烘箱中进行。
在本发明中,所述絮凝剂优选为硝酸钙溶液,所述硝酸钙溶液的质量浓度优选为10~15g/L,本发明对所述絮凝剂的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员所熟知的市售产品即可。在本发明中,所述絮凝剂使得胶乳颗粒均匀破乳,形成胶乳膜,辅助形成均一厚度的胶乳手套膜。
在本发明中,所述第一浸渍的时间优选为1~3min,形成湿膜的厚度优选为0.3~0.5mm。
在本发明中,所述第一烘干优选在烘箱中进行,所述第一烘干的温度优选为50~60℃,更优选为55℃;时间优选为2~4min,更优选为3min。
得到一次浸渍手套后,本发明将所述一次浸渍手套在含石墨烯外层乳胶乳液中进行第二浸渍,得到二次浸渍手套。
在本发明中,所述含石墨烯外层乳胶乳液优选包括乳胶乳液和石墨烯分散液,所述石墨烯分散液的质量优选为所述乳胶乳液质量的0.2%,所述乳胶乳液优选包括乳胶、硫磺分散液、二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液和氧化锌分散液;所述乳液中硫磺分散液、二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液、氧化锌分散液的质量比优选为1~3:1~10~1~10;所述乳胶优选为丁腈乳胶或天然乳胶,更优选为丁腈乳胶,所述乳胶优选为所述乳胶乳液的质量分数的40%~50%。在本发明中,所述硫磺分散液为硫化剂,所述二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液为硫化促进剂,两者能够促进橡胶的硫化反应,并且进一步提升橡胶产品的物理性能和防化性能。
在本发明中,所述乳胶乳液的制备方法优选包括以下步骤:将乳胶、硫磺分散液分散液、二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液和氧化锌分散液混合,得到所述乳胶乳液。
在本发明中,所述混合的转速优选为150~250r/min,时间优选为1.5~3.5h,更优选为2h,所述混合优选在低速分散机中进行。
本发明对所述乳胶、硫磺分散液、二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液和氧化锌分散液的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中,所述石墨烯分散液优选包括石墨烯、烷基吡咯烷酮和水。
在本发明中,所述石墨烯分散液的制备方法优选包括以下步骤:
将烷基吡咯烷酮溶于水,得到烷基吡咯烷酮水溶液;
将石墨烯与所述烷基吡咯烷酮水溶液依次进行混合和超声,得到所述石墨烯分散液。
在本发明中,所述烷基吡咯烷酮优选为烷基吡咯烷酮粉末,本发明对所述烷基吡咯烷酮的粒径没有特殊的要求,采用本领域技术所熟知的粒径范围即可;所述水优选为去离子水,所述烷基吡咯烷酮水溶液的质量分数优选为0.5~1.5%,更优选为1%。本发明对所述烷基吡咯烷酮的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可,本发明优选采用亚什兰公司的市售烷基吡咯烷酮。在本发明中,所述烷基吡咯烷酮能够提高石墨烯的分散性能。
在本发明中,所述石墨烯优选为石墨烯粉末;本发明对所述石墨烯粉末的粒径没有特殊的要求,采用本领域技术人员所熟知的粒径范围即可;所述石墨烯分散液中石墨烯的固含量优选为2.5~3.2%,所述石墨烯的层数优选为5~10层,所述烷基吡咯烷酮的质量优选为石墨烯质量的2.5%~10%。本发明对所述石墨烯的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可,在本发明中,优选采用东莞鸿纳石墨烯科技有限公司的市售石墨烯。
在本发明中,所述石墨烯是少层片状结构,具有良好的平面导电作用,形成横向导电层。
在本发明中,所述石墨烯和烷基吡咯烷酮水溶液混合的转速优选为8000~10000rpm,时间优选为2h,所述混合优选在高速分散机中进行;在本发明中,所述超声的频率优选为900~1100Hz,更优选为1000Hz;所述超声的时间优选为8~12min,更优选为10min。
在本发明中,所述含石墨烯外层乳胶乳液的制备方法优选包括以下步骤:将所述石墨烯分散液与乳胶乳液混合,得到所述含石墨烯外层乳胶乳液。在本发明中,所述混合的转速优选为100~500rpm,时间优选为8h,所述混合优选低速分散机中进行。
在本发明中,所述第二浸渍的时间优选为10~30s,更优选为15~25s;所述第二浸渍形成湿膜的厚度优选为0.10~0.15mm。
得到二次浸渍手套后,本发明将所述二次浸渍手套在含碳纳米管乳胶乳液中进行第三浸渍,得到三次浸渍手套。
在本发明中,所述含碳纳米管乳胶乳液包括乳胶乳液和碳纳米管分散液,所述碳纳米管分散液的质量优选为所述乳胶乳液质量的0.1%,所述乳胶乳液优选与上述技术方案所述含石墨烯外层乳胶乳液中乳胶乳液的方案一致,在此不再赘述。
在本发明中,所述碳纳米管分散液优选包括碳纳米管、烷基吡咯烷酮和水。
在本发明中,所述碳纳米管分散液的制备方法优选包括以下步骤:
将烷基吡咯烷酮溶于水,得到烷基吡咯烷酮水溶液;
将碳纳米管与所述烷基吡咯烷酮水溶液依次进行混合和超声,得到所述碳纳米管分散液。
在本发明中,所述烷基吡咯烷酮优选为烷基吡咯烷酮粉末,本发明对所述烷基吡咯烷酮粉末的粒径没有特殊的要求,采用本领域技术所熟知的粒径范围即可;所述水优选为去离子水,所述烷基吡咯烷酮水溶液的质量分数优选为0.5~1.5%,更优选为1%。本发明对所述烷基吡咯烷酮的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中,所述烷基吡咯烷酮能够分散碳纳米管,使其不团聚。
在本发明中,所述碳纳米管优选为少壁碳纳米管,所述碳纳米管分散液中碳纳米管的固含量优选为3%~6%,所述碳纳米管层的数优选为5~10层,所述碳纳米管的外径优选为7~11nm,长度优选为2~4μm。在本发明中,所述烷基吡咯烷酮的质量优选为碳纳米管质量的2.5~10%,更优选为3~5%。本发明对所述碳纳米管的来源没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中,所述碳纳米管长径比较大,纵向导电作用良好,从而提高纵向电导率。
在本发明中,所述碳纳米管与烷基吡咯烷酮水溶液混合的转速优选为8000~10000rpm,时间优选为2h,所述混合优选在高速分散机中进行。在本发明中,所述超声的频率优选为900~1100Hz,更优选为1000Hz;时间优选为8~12min,更优选为10min。
在本发明中,所述含碳纳米管乳胶乳液的制备方法优选包括:将所述碳纳米管分散液与乳胶乳液混合,得到所述含碳纳米管乳胶乳液。在本发明中,所述混合的转速优选为100~500rpm,时间优选为6~10h,更优选为8h,所述混合优选在低速分散剂中进行。
在本发明中,所述第三浸渍的时间优选为10~30s,更优选为15~25s;所述第三浸渍形成的湿膜的厚度优选为0.10~0.15mm。
得到三次浸渍手套后,本发明将所述三次浸渍手套在含石墨烯内层乳胶乳液中进行第四浸渍,得到四次浸渍手套。
在本发明中,所述含石墨烯内层乳胶乳液优选与上述技术方案所述含石墨烯外层乳胶乳液的方案一致,在此不再赘述。在本发明中,所述第四浸渍的时间优选为10~30s,更优选为15~25s;所述第四浸渍形成的湿膜的厚度优选为0.10~0.15mm。
得到四次浸渍手套后,本发明将所述四次浸渍手套依次进行流平、第二烘干、硫化和反向脱模,得到所述抗静电防化乳胶手套。
在本发明中,所述流平的方式优选为旋转流平,所述旋转流平的时间优选为30s;所述第二烘干的温度优选为60~100℃,更优选为70~90℃,最优选为80℃,所述第二烘干的时间优选为10~30min,更优选为15~25min,最优选为20min,所述第二烘干优选在烘箱中进行;所述硫化优选在硫化机内进行,所述硫化的温度优选为100~120℃,更优选为110℃,所述硫化的时间优选为20~40min,更优选为30min;所述反向脱模优选为手工剥离,所述反向脱模的过程中会脱除絮凝剂形成的胶乳手套膜。
本发明优选将脱模后的手套进行去离子水清洗,得到所述抗静电防化手套。
图1是本发明制备抗静电防化手套的流程图,将手模在絮凝剂中浸没后第一烘干,再依次在含石墨烯外层乳胶乳液、含碳纳米管乳胶乳液和含石墨烯内层乳胶乳液中浸渍,流平,第二烘干后,依次硫化和反向脱模,得到抗静电防化乳胶手套。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的抗静电防化手套,包括内石墨烯乳胶层、中间碳纳米管乳胶层和外石墨烯乳胶层。
图2是本发明制得手套的整体图及内部结构图,包括石墨烯乳胶内层、碳纳米管乳胶中间层和石墨烯乳胶外层。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的抗静电防化手套及其制备方法进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
提供乳胶乳液:固含量为50%的丁腈乳胶,在200rpm下添加1.5phr的硫磺分散液,3phr的氧化锌分散液以及2phr的二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液,其余为丁腈乳胶,搅拌2个小时,形成乳胶乳液;
提供含石墨烯外层乳胶乳液:将石墨烯(8层)与1wt%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为石墨烯质量的5%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混合10min,得到石墨烯分散液,将石墨烯分散液在300rpm与上述乳胶乳液混合8h,得到含石墨烯外层乳胶乳液,石墨烯分散液为所述乳胶乳液质量的0.2%;
提供含碳纳米管乳胶乳液:将碳纳米管(8层,外径9nm,长度3μm)与1wt%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为碳纳米管质量的5%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混10min,得到碳纳米管分散液,将碳纳米管分散液在300rpm下与上述乳液混合8h,得到含碳纳米管乳胶乳液,碳纳米管分散液为所述乳胶乳液质量的0.1%;
提供含石墨烯内层乳胶液:与所述含石墨烯外层乳胶乳液原料与制备方法一致;
将手模在质量浓度为3g/L的盐酸中清洗,然后在3g/L的氢氧化钠溶液中清洗,最后清水中进行清洗,将盐酸和氢氧化钠溶液除去,在65℃干燥20min,得到干净的手模;将干净的手模在质量浓度为10g/L的硝酸钙溶液中浸渍3min,在55℃烘箱中干燥30min,得到烘干的手模;
将烘干后的手模依次在石墨烯内层乳胶乳液中浸渍20s、在含碳纳米管乳胶乳液中浸渍20s、在含石墨烯外层乳胶乳液中浸渍20s,旋转流平30s后,放置于80℃烘箱中烘干20min,然后在110℃硫化机中硫化30min,反向脱模,清洗,得到抗静电防化乳胶手套。
实施例2
提供乳胶乳液:固含量为50%的丁腈胶乳,在200rpm下添加1.2phr的硫磺分散液,2.5phr的氧化锌分散液以及1.5phr的二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液,其余为丁腈胶乳,缓慢搅拌2个小时,形成乳胶乳液;
提供含石墨烯外层乳胶乳液:将石墨烯(5层)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为石墨烯的8%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混合10min,得到石墨烯分散液,将石墨烯分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含石墨烯外层乳胶乳液,石墨烯分散液为所述乳胶乳液质量的0.2%;
提供含碳纳米管乳胶乳液:将碳纳米管(5层,外径7nm,长度4μm)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为碳纳米管的6%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混10min,得到碳纳米管分散液,将碳纳米管分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含碳纳米管乳胶乳液,碳纳米管分散液为所述乳胶乳液质量的0.1%;
提供含石墨烯内层乳胶乳液:与所述含石墨烯外层乳胶乳液原料与制备方法一致;
将手模在质量浓度为4g/L的盐酸中清洗,然后在3g/L的氢氧化钠溶液中清洗,最后清水中进行清洗,将盐酸和氢氧化钠溶液除去,在60℃下干燥20min,得到干净的手模;将干净的手模在质量浓度为15g/L的硝酸钙溶液中浸渍3min,在60℃烘箱中干燥30min,得到烘干的手模;
将烘干后的手模依次在石墨烯乳胶乳液中浸渍10s,在含碳纳米管乳胶乳液中浸渍20s,在含石墨烯外层乳胶乳液中浸渍20s,旋转流平30s后,放置于80℃烘箱中20min,然后在100℃硫化机中硫化30min,脱模,得到抗静电防化乳胶手套。
实施例3
提供乳胶乳液:固含量为40%的丁腈胶乳,在200rpm下添加3phr的硫磺分散液,5phr的氧化锌分散液以及5phr的二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液,其余为丁腈胶乳,缓慢搅拌2个小时,形成乳胶乳液;
提供含石墨烯外层乳胶乳液:将石墨烯(10层)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为石墨烯的2.5%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混合10min,得到石墨烯分散液,将石墨烯分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含石墨烯外层乳胶乳液,石墨烯分散液为所述乳胶乳液质量的0.2%;
提供含碳纳米管乳胶乳液:将碳纳米管(6层,外径11nm,长度4μm)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为碳纳米管的5%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混10min,得到碳纳米管分散液,将碳纳米管分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含碳纳米管乳胶乳液,碳纳米管分散液为所述乳胶乳液质量的0.1%;
提供含石墨烯内层乳胶乳液:与所述含石墨烯外层乳胶乳液原料与制备方法一致;
将手模在质量浓度为5g/L的盐酸中清洗,然后在3g/L的氢氧化钠溶液中清洗,最后清水中进行清洗,将盐酸和氢氧化钠溶液除去,在70℃下干燥20min,得到干净的手模;将干净的手模在质量浓度为12g/L的硝酸钙溶液中浸渍3min,在60℃烘箱中干燥30min,得到烘干的手模;
将烘干后的手模依次在石墨烯乳胶乳液中浸渍30s,在含碳纳米管乳胶乳液中浸渍20s,在含石墨烯外层乳胶乳液中浸渍20s,旋转流平30s后,放置于80℃烘箱中20min,然后在110℃硫化机中硫化30min,脱模,得到抗静电防化乳胶手套。
实施例4
提供乳胶乳液:固含量为50%的丁腈胶乳,在200rpm下添加2.5phr的硫磺分散液,6phr的氧化锌分散液以及8phr的二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液,其余为丁腈胶乳,缓慢搅拌2个小时,形成乳胶乳液;
提供含石墨烯外层乳胶乳液:将石墨烯(5层)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为石墨烯的10%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混合10min,得到石墨烯分散液,将石墨烯分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含石墨烯外层乳胶乳液,石墨烯分散液为所述乳胶乳液质量的0.2%;
提供含碳纳米管乳胶乳液:将碳纳米管(10层,外径8nm,长度2μm)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为碳纳米管的10%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混10min,得到碳纳米管分散液,将碳纳米管分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含碳纳米管乳胶乳液,碳纳米管分散液为所述乳胶乳液质量的0.1%;
提供含石墨烯内层乳胶乳液:与所述含石墨烯外层乳胶乳液原料与制备方法一致;
将手模在质量浓度为3g/L的盐酸中清洗,然后在3g/L的氢氧化钠溶液中清洗,最后清水中进行清洗,将盐酸和氢氧化钠溶液除去,在65℃下干燥20min,得到干净的手模;将干净的手模在质量浓度为10g/L的硝酸钙溶液中浸渍3min,在55℃烘箱中干燥30min,得到烘干的手模;
将烘干后的手模依次在石墨烯乳胶乳液中浸渍15s,在含碳纳米管乳胶乳液中浸渍20s,在含石墨烯外层乳胶乳液中浸渍20s,旋转流平30s后,放置于80℃烘箱中20min,然后在110℃硫化机中硫化30min,脱模,得到抗静电防化乳胶手套。
实施例5
提供乳胶乳液:固含量为45%的丁腈胶乳,在200rpm下添加2phr的硫磺分散液,5phr的氧化锌分散液以及5phr的二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液,其余为丁腈胶乳,缓慢搅拌2个小时,形成乳胶乳液;
提供含石墨烯外层乳胶乳液:将石墨烯(6层)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为石墨烯的6%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混合10min,得到石墨烯分散液,将石墨烯分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含石墨烯外层乳胶乳液,石墨烯分散液为所述乳胶乳液质量的0.2%;
提供含碳纳米管乳胶乳液:将碳纳米管(9层,外径8nm,长度3μm)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为碳纳米管的6%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混10min,得到碳纳米管分散液,将碳纳米管分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含碳纳米管乳胶乳液,碳纳米管分散液为所述乳胶乳液质量的0.1%;
提供含石墨烯内层乳胶乳液:与所述含石墨烯外层乳胶乳液原料与制备方法一致;
将手模在质量浓度为5g/L的盐酸中清洗,然后在5g/L的氢氧化钠溶液中清洗,最后清水中进行清洗,将盐酸和氢氧化钠溶液除去,在63℃下干燥20min,得到干净的手模;将干净的手模在质量浓度为10g/L的硝酸钙溶液中浸渍3min,在52℃烘箱中干燥30min,得到烘干的手模;
将烘干后的手模依次在石墨烯乳胶乳液中浸渍25s,在含碳纳米管乳胶乳液中浸渍20s,在含石墨烯外层乳胶乳液中浸渍20s,旋转流平30s后,放置于78℃烘箱中20min,然后在106℃硫化机中硫化30min,脱模,得到抗静电防化乳胶手套。
对比例1
提供乳胶乳液:固含量为50%的丁腈胶乳,在200转/分的转速下添加1.5phr的硫磺分散液,3phr的氧化锌分散液以及2phr的二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液,其余为丁腈乳胶,搅拌2个小时,形成乳胶乳液;
提供含碳纳米管乳胶乳液:将碳纳米管(8层,外径9nm,长度3μm)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为碳纳米管的5%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混10min,得到碳纳米管分散液,将碳纳米管分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含碳纳米管乳胶乳液,碳纳米管分散液为所述乳胶乳液质量的0.1%;
将手模在质量浓度为3g/L的盐酸中清洗,然后在3g/L的氢氧化钠溶液中清洗,最后清水中进行清洗,将盐酸和氢氧化钠溶液除去,在65℃下干燥20min,得到干净的手模;将干净的手模在质量浓度为10g/L的硝酸钙溶液中浸渍3min,在55℃烘箱中干燥30min,得到烘干的手模;
将烘干后的手模依次在乳胶乳液中浸渍20s,在含碳纳米管乳胶乳液中浸渍20s,乳胶乳液中浸渍20s,旋转流平30s后,放置于80℃烘箱中20min,然后在110℃硫化机中硫化30min,脱模,得到乳胶手套。
对比例2
提供乳胶乳液:固含量为50%的丁腈胶乳,在200转/分的转速下添加1.5phr的硫磺分散液,3phr的氧化锌分散液以及2phr的二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液,其余为丁腈乳胶,搅拌2个小时,形成乳胶乳液;
提供含石墨烯外层乳胶乳液:将石墨烯(8层)与1%烷基吡咯烷酮水溶液,其中烷基吡咯烷酮的质量为石墨烯的5%,在9000rpm,1000Hz下超声分散混合10min,得到石墨烯分散液,将石墨烯分散液在300rpm下与上述乳胶乳液混合8h,得到含石墨烯外层乳胶乳液,石墨烯分散液为所述乳胶乳液质量的0.2%;
提供含石墨烯内层乳胶乳液:与所述含石墨烯外层乳胶乳液原料与制备方法一致;
将手模在质量浓度为3g/L的盐酸中清洗,然后在3g/L的氢氧化钠溶液中清洗,最后清水中进行清洗,将盐酸和氢氧化钠溶液除去,在65℃下干燥20min,得到干净的手模;将干净的手模在质量浓度为10g/L的硝酸钙溶液中浸渍3min,在55℃烘箱中干燥30min,得到烘干的手模;
将烘干后的手模依次在石墨烯乳胶乳液中浸渍20s,乳胶乳液中浸渍20s,在含石墨烯外层乳胶乳液中浸渍20s,旋转流平30s后,放置于80℃烘箱中20min,然后在110℃硫化机中硫化30min,脱模,得到抗静电防化乳胶手套。
对实施例1~5及对比例1和对比例2制得的橡胶手套进行测定,测定方法按照BSEN16350-2014中规定的体积电阻测试方法,测定结果见表1。
表1实施例1~5及对比例1~2制得的橡胶手套测定结果
由表1的测定结果数据,可以得到本发明实施例1~5制得的乳胶手套,电阻值可降低至3.0×105Ω,符合国际标准BSEN16350-2014,拉伸强度可达26MPa,甲醇渗透时间可达56min,对比例1电阻值为5.0×108Ω,拉伸强度为23MPa,甲醇渗透时间为28min,对比例2的电阻值超出量程,拉伸强度为26MPa,甲醇渗透时间为32min;可见,本发明制备方法制得的手套,在保证机械强度和防化效果的条件下,电阻值符合国际标准BSEN16350-2014,具有良好的抗静电防化效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出,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和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种抗静电防化乳胶手套的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将手模在絮凝剂中进行第一浸渍后第一烘干,得到一次浸渍手套;
将所述一次浸渍手套在含石墨烯外层乳胶乳液中进行第二浸渍,得到二次浸渍手套;
将所述二次浸渍手套在含碳纳米管乳胶乳液中进行第三浸渍,得到三次浸渍手套;
将所述三次浸渍手套在含石墨烯内层乳胶乳液中进行第四浸渍,得到四次浸渍手套;
将所述四次浸渍手套依次进行流平、第二烘干、硫化和反向脱模,得到所述抗静电防化乳胶手套。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含石墨烯内层乳胶乳液和含石墨烯外层乳胶乳液独立地包括石墨烯分散液和乳胶乳液;所述石墨烯分散液包括烷基吡咯烷酮、石墨烯和水,所述石墨烯分散液的质量为所述乳胶乳液质量的0.2%。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述石墨烯分散液中石墨烯的固含量独立地为2.5~3.2%,所述石墨烯的层数独立地为5~10层。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含碳纳米管乳胶乳液包括碳纳米管分散液和乳胶乳液,所述碳纳米管分散液包括烷基吡咯烷酮、碳纳米管和水,所述碳纳米管分散液的质量为所述乳胶乳液质量的0.1%。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述碳纳米管分散液的固含量为3.0~6.0%,所述碳纳米管的管壁层数为5~10层,所述碳纳米管的外径为7~11nm,长度为2~4μm。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含石墨烯内层乳胶乳液、含石墨烯外层乳胶乳液和含碳纳米管乳胶乳液中的乳胶乳液包括乳胶、硫磺分散液、二乙基二硫代氨基甲酸锌分散液和氧化锌分散液,所述乳胶为丁腈乳胶或天然乳胶。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一浸渍前还包括对手模进行预处理,所述预处理为将所述手模进行酸洗和碱洗,然后再依次水洗和烘干。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第二浸渍、第三浸渍和第四浸渍的时间独立地为10~30s,形成的湿膜厚度独立地为0.10~0.15mm。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硫化的温度为80~115℃,时间为10~50min。
10.权利要求1~9任一项所述制备方法制得的抗静电防化手套,包括内石墨烯乳胶层、中间碳纳米管乳胶层和外石墨烯乳胶层。
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