CN115216975B - 一种高档手套用导电性皮料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高档手套用导电性皮料，属于人造革技术领域，将聚四氢呋喃醚二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和酸化石墨烯粉末混合后进行反应，得到预聚体C；将蓖麻油、除水后的聚四氢呋喃醚二醇、扩链剂和催化剂搅拌混合，得到热混物；将热混物加入预聚体C中，搅拌混合并除去气泡，固化，捏合，喷丝，干燥，牵伸，得到导电纤维，然后将导电纤维采用纬编针织的方式制成基布；将预聚体A、预聚体B、酸化石墨烯粉末、延迟催化剂和匀泡剂按比例混合，然后涂布在基布上并熟化，得到导电性皮料；该皮料柔软透气，皮层与基布不易脱离，并且该皮料的电导率可达5×103‑5×104Ω‑1·cm‑1，满足导电手套要求。

Description

一种高档手套用导电性皮料
技术领域
本发明属于人造革技术领域，具体涉及一种高档手套用导电性皮料。
背景技术
在寒冷季节或寒冷地带，人们需要戴手套为手部进行保暖，但是现在的电子设备采用的触控屏一般为电容屏，而电容屏是利用人体的电流感应进行工作的，当手指触摸在屏幕上，用户和屏幕表面形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，电子设备通过控制器计算四个电流比例，得出触摸点的位置，所以佩戴具有绝缘性能的手套给操作电子设备带来了困难。
使用导电手套可以解决这一问题，其中常规的导电性皮料在制备过程中添加了导电性填料，往往较硬，制备出的手套在长期使用后容易出现折痕，甚至使皮料表层脱落，影响美观和使用寿命，所以提出一种高档手套用导电性皮料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高档手套用导电性皮料，以解决背景技术中的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高档手套用导电性皮料，包括基布和皮层。
皮层的原料主要为预聚体A、预聚体B和酸化石墨烯粉末；预聚体A和预聚体B的单体均为聚四氢呋喃醚二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯；预聚体A的平均分子量为2200，其中异氰酸酯基的含量为11.7％；预聚体B的平均分子量为5000，其中羟基的含量为1.7％。
该导电性皮料的制备方法为：将预聚体A、预聚体B、酸化石墨烯粉末、延迟催化剂和匀泡剂按照30g：70g：5-8g：0.3g：1g的用量比依次加入搅拌机中并混合均匀，然后将混合物料均匀地涂布在基布上，控制涂层的厚度为0.4-0.6mm，然后在130±5℃的条件下熟化7min，得到导电性皮料。其中，延迟催化剂为DY-5503、DY-5508和DY-5580中的任意一种；匀泡剂为聚醚改性204水溶性硅油。
基布通过如下步骤：
步骤一：将聚四氢呋喃醚二醇加入烧瓶中，在105-115℃和0±5KPa的条件下快速搅拌除水2-3h；
步骤二：在60-70℃的条件下，向烧瓶中加入除水后的聚四氢呋喃醚二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和酸化石墨烯粉末，搅拌至混合物的温度不再变化后，在75-85℃的条件下反应3-4h，得到预聚体C；
步骤三：将蓖麻油、除水后的聚四氢呋喃醚二醇、扩链剂和催化剂在室温条件下搅拌混合，然后预热至75-80℃，得到热混物；
步骤四：将热混物加入预聚体C中，在1000-1200r/min的条件下搅拌混合，除去气泡后在80-90℃的条件下固化，然后将固化后的产物转移至捏合机中，在160-200℃的条件下捏合1-3h，得到导电复合材料；
步骤五：将导电复合材料用熔融纺丝机喷丝，制备出导电纤维；将导电纤维在通风橱中放置24h，然后在60℃的条件下干燥5-8h，再用预牵伸机进行牵伸，消除其塑性形变，得到导电纤维，然后将导电纤维采用纬编针织的方式制成基布。
进一步地，步骤二中聚四氢呋喃醚二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和酸化石墨烯粉末的用量比为100g：100g：3-4g；
进一步地，步骤三中蓖麻油、聚四氢呋喃醚二醇、扩链剂和催化剂的用量比为20-30g：40-50g：17.5-18.5g：0.3g；
进一步地，扩链剂为1,4-丁二醇；
进一步地，催化剂为二月桂酸二丁基锡；
进一步地，酸化石墨烯粉末通过如下步骤制备：
向烧瓶中加入石墨烯粉末加入烧瓶中，然后向烧瓶中缓慢加入混酸，混酸为浓硫酸和浓硝酸按照7:3的体积比混合制得；在磁力搅拌的条件下将石墨烯与混酸混合，超声分散2h后加热回流2h，抽滤除去混酸，然后将滤饼用去离子水洗涤至最后一次洗涤液呈中性；将洗涤后的滤饼放入烘箱中干燥，然后转移至球磨机中球磨，过300目筛得到酸化石墨烯粉末。
本发明的有益效果：
本发明中高档手套用导电性皮料柔软透气，制备成手套后反复使用不易出现皮层脱落的情况，兼具美观性和实用性。
本发明通过蓖麻油对导电复合材料进行改性，蓖麻油可以与聚四氢呋喃醚二醇进行酯交换反应生成带有二官能团的蓖麻油衍生物，与聚四氢呋喃醚二醇共同作为大分子二元醇使用，蓖麻油中的长链脂肪基可以增加制备出的导电复合材料的耐水解性能和低温情况下的柔韧性，使制得的导电纤维具有柔软性的同时具备一定的强度，便于针织成布；并且其中含有酸化石墨烯粉末，在后续捏合步骤中进一步使酸化石墨烯粉末与材料混合均匀，有利于增加材料的导电性能；制得的导电纤维经过牵伸处理，消除了纤维的塑性形变，防止在针织过程中断裂，并且基布的网孔的细密程度一致；该基布采用纬编针织的方式，增加了基布的弹性。
基布与皮层均由柔性聚氨酯制成，粘接性好，因为基布柔软且拉伸强度高，制备出的皮料在反复弯折后仍保持良好的形态，避免皮层轻易与基布脱离；皮层原料包括预聚体A和预聚体B，预聚体A中含有较多异氰酸酯基，预聚体B中含有较多的羟基，控制R值为1.3，保证反应的同时，使多余的异氰酸酯基与空气中的水分发生反应，产生CO2气体使得无溶剂添加的皮层产生泡孔和通孔，增加导电性皮料的透气性，从而增制备的手套的舒适性。经过检测，该皮料的电导率可达5×103-5×104Ω-1·cm-1，满足导电手套要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备酸化石墨烯粉末，包括如下步骤：
向烧瓶中加入石墨烯粉末加入烧瓶中，然后向烧瓶中缓慢加入混酸，混酸为浓硫酸和浓硝酸按照7:3的体积比混合制得；在磁力搅拌的条件下将石墨烯与混酸混合，超声分散2h后加热回流2h，抽滤除去混酸，然后将滤饼用去离子水洗涤至最后一次洗涤液呈中性；将洗涤后的滤饼放入烘箱中干燥，然后转移至球磨机中球磨，将球磨后的粉末过300目筛，得到酸化石墨烯粉末。
实施例2
制备基布，包括如下步骤：
步骤一：将聚四氢呋喃醚二醇加入烧瓶中，在105℃和-5KPa的条件下快速搅拌除水2h；
步骤二：60℃的条件下，向烧瓶中加入100g除水后的聚四氢呋喃醚二醇、100g二苯基甲烷二异氰酸酯和3g实施例1中制得的酸化石墨烯粉末，搅拌至混合物的温度不再变化后，在75℃的条件下反应3h，得到预聚体C；
步骤三：将20g蓖麻油、40g除水后的聚四氢呋喃醚二醇、17.5g 1,4-丁二醇和0.3g二月桂酸二丁基锡在室温条件下搅拌混合，然后预热至75℃，得到热混物；
步骤四：将热混物加入预聚体C中，在1000r/min的条件下搅拌混合，除去气泡后在80℃的条件下固化，然后将固化后的产物转移至捏合机中，在160℃的条件下捏合1h，得到导电复合材料；
步骤五：将导电复合材料用熔融纺丝机喷丝，制备出导电纤维；将导电纤维在通风橱中放置24h，然后在60℃的条件下干燥5h，再用预牵伸机进行牵伸，消除其塑性形变，得到导电纤维，然后将导电纤维采用纬编针织的方式制成基布。
实施例3
制备基布，包括如下步骤：
步骤一：将聚四氢呋喃醚二醇加入烧瓶中，在110℃和0KPa的条件下快速搅拌除水2.5h；
步骤二：65℃的条件下，向烧瓶中加入100g除水后的聚四氢呋喃醚二醇、100g二苯基甲烷二异氰酸酯和3.5g实施例1中制得的酸化石墨烯粉末，搅拌至混合物的温度不再变化后，在80℃的条件下反应3.5h，得到预聚体C；
步骤三：将25g蓖麻油、45g除水后的聚四氢呋喃醚二醇、18g 1,4-丁二醇和0.3g二月桂酸二丁基锡在室温条件下搅拌混合，然后预热至78℃，得到热混物；
步骤四：将热混物加入预聚体C中，在1100r/min的条件下搅拌混合，除去气泡后在85℃的条件下固化，然后将固化后的产物转移至捏合机中，在180℃的条件下捏合2h，得到导电复合材料；
步骤五：将导电复合材料用熔融纺丝机喷丝，制备出导电纤维；将导电纤维在通风橱中放置24h，然后在60℃的条件下干燥6h，再用预牵伸机进行牵伸，消除其塑性形变，得到导电纤维，然后将导电纤维采用纬编针织的方式制成基布。
实施例4
制备基布，包括如下步骤：
步骤一：将聚四氢呋喃醚二醇加入烧瓶中，在115℃和5KPa的条件下快速搅拌除水3h；
步骤二：70℃的条件下，向烧瓶中加入100g除水后的聚四氢呋喃醚二醇、100g二苯基甲烷二异氰酸酯和4g实施例1中制得的酸化石墨烯粉末，搅拌至混合物的温度不再变化后，在85℃的条件下反应4h，得到预聚体C；
步骤三：将30g蓖麻油、50g除水后的聚四氢呋喃醚二醇、18.5g 1,4-丁二醇和0.3g二月桂酸二丁基锡在室温条件下搅拌混合，然后预热至80℃，得到热混物；
步骤四：将热混物加入预聚体C中，在1200r/min的条件下搅拌混合，除去气泡后在90℃的条件下固化，然后将固化后的产物转移至捏合机中，在200℃的条件下捏合3h，得到导电复合材料；
步骤五：将导电复合材料用熔融纺丝机喷丝，制备出导电纤维；将导电纤维在通风橱中放置24h，然后在60℃的条件下干燥8h，再用预牵伸机进行牵伸，消除其塑性形变，得到导电纤维，然后将导电纤维采用纬编针织的方式制成基布。
实施例5
制备导电性皮料，包括如下步骤：
步骤S1：通过不同比例的聚四氢呋喃醚二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯制备出预聚体A和预聚体B；预聚体A的平均分子量为2200，其中异氰酸酯基的含量为11.7％；预聚体B的平均分子量为5000，其中羟基的含量为1.7％；
步骤S2：将30g预聚体A、70g预聚体B、5g酸化石墨烯粉末、0.3g DY-5503延迟催化剂和1g聚醚改性204水溶性硅油依次加入搅拌机中并混合均匀，使混合物料的R值为1.3，然后将混合物料均匀地涂布在实施例2中制得的基布上，控制涂层的厚度为0.4mm，然后在125℃的条件下熟化7min，得到导电性皮料。
实施例6
制备导电性皮料，包括如下步骤：
步骤S1：通过不同比例的聚四氢呋喃醚二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯制备出预聚体A和预聚体B；预聚体A的平均分子量为2200，其中异氰酸酯基的含量为11.7％；预聚体B的平均分子量为5000，其中羟基的含量为1.7％；
步骤S2：将30g预聚体A、70g预聚体B、6g酸化石墨烯粉末、0.3g DY-5508延迟催化剂和1g聚醚改性204水溶性硅油依次加入搅拌机中并混合均匀，使混合物料的R值为1.3，然后将混合物料均匀地涂布在实施例3中制得的基布上，控制涂层的厚度为0.5mm，然后在130℃的条件下熟化7min，得到导电性皮料。
实施例7
制备导电性皮料，包括如下步骤：
步骤S1：通过不同比例的聚四氢呋喃醚二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯制备出预聚体A和预聚体B；预聚体A的平均分子量为2200，其中异氰酸酯基的含量为11.7％；预聚体B的平均分子量为5000，其中羟基的含量为1.7％；
步骤S2：将30g预聚体A、70g预聚体B、8g酸化石墨烯粉末、0.3g DY-5580延迟催化剂和1g聚醚改性204水溶性硅油依次加入搅拌机中并混合均匀，使混合物料的R值为1.3，然后将混合物料均匀地涂布在实施例4中制得的基布上，控制涂层的厚度为0.6mm，然后在135℃的条件下熟化7min，得到导电性皮料。
对比例1：在实施例3的基础上，将导电纤维通过机织的方式制备出基布，其余步骤保持不变，然后按照实施例6的方式制备出导电性皮料。
对比例2：在实施例3的基础上，不添加蓖麻油，其余步骤保持不变，制备出基布，然后按照实施例6的方式制备出导电性皮料。
对比例3：在实施例3的基础上，不添加酸化石墨烯粉末，其余步骤保持不变，然后按照实施例6的方式制备出导电性皮料。
对比例4：在实施例6的基础上，以普通聚氨酯纬编针织布为基布，其余步骤保持不变，制备出导电性皮料。
对实施例5-实施例7和对比例1-对比例4进行性能测试，首先测试每组皮料在室温条件下的拉伸强度，然后测试每组皮料在80℃热水中浸泡6h后以及在0℃冰水中浸泡6h的拉伸强度；在室温下用皮革软度测试仪测试每组皮料的柔软度，分为1-10级，其中10级最软；然后按照GB/T 1038-2000测定透气性；最后采用低温耐折牢度的测试方法，在-10℃的条件下进行50000次曲挠测试，曲挠频率为10次/min，然后观察每组皮料的表面情况。结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，实施例5-实施例7中制备的导电性皮料具有良好的透气性、柔软度和拉伸强度，并且曲挠测试后没有出现明显损坏情况。
最后对实施例5-实施例7中制备的导电性皮料按照GB 12014-2019进行点对点电阻测试，计算得出电导率为5×103-5×104Ω-1·cm-1，满足导电手套的使用要求。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种高档手套用导电性皮料，其特征在于，包括基布和皮层；
该导电性皮料通过如下步骤制备：
将预聚体A、预聚体B、酸化石墨烯粉末、延迟催化剂和匀泡剂按照30g：70g：5-8g：0.3g：1g的用量比搅拌混合，然后将混合物料均匀地涂布在基布上，控制涂层的厚度为0.4-0.6mm，在130±5℃的条件下熟化7min，得到导电性皮料；
预聚体A和预聚体B的单体均为聚四氢呋喃醚二醇和二苯基甲烷二异氰酸酯；预聚体A的平均分子量为2200，其中异氰酸酯基的含量为11.7%；预聚体B的平均分子量为5000，其中羟基的含量为1.7%；
基布通过如下步骤制备：
步骤一：在60-70℃的条件下，向烧瓶中加入聚四氢呋喃醚二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和酸化石墨烯粉末，搅拌至混合物的温度不变后，在75-85℃的条件下反应3-4h，得到预聚体C；
步骤二：将蓖麻油、聚四氢呋喃醚二醇、扩链剂和催化剂搅拌混合，然后预热至75-80℃，得到热混物；
步骤三：将热混物加入预聚体C中，搅拌混合并除去气泡，然后在80-90℃的条件下固化，将固化后的产物转移至捏合机中，在160-200℃的条件下捏合1-3h，得到导电复合材料；
步骤四：将导电复合材料用熔融纺丝机喷丝，制备出导电纤维；将导电纤维通风静置，干燥，牵伸，得到导电纤维，然后将导电纤维采用纬编针织的方式制成基布。
2.根据权利要求1所述的一种高档手套用导电性皮料，其特征在于，步骤一中聚四氢呋喃醚二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和酸化石墨烯粉末的用量比为100g：100g：3-4g。
3.根据权利要求1所述的一种高档手套用导电性皮料，其特征在于，步骤二中蓖麻油、聚四氢呋喃醚二醇、扩链剂和催化剂的用量比为20-30g：40-50g：17.5-18.5g：0.3g。
4.根据权利要求1所述的一种高档手套用导电性皮料，其特征在于，扩链剂为1,4-丁二醇。
5.根据权利要求1所述的一种高档手套用导电性皮料，其特征在于，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
6.根据权利要求1所述的一种高档手套用导电性皮料，其特征在于，酸化石墨烯粉末通过如下步骤制备：
向烧瓶中加入石墨烯粉末，然后加入由浓硫酸和浓硝酸按照7:3的体积比混合制得的混酸，将石墨烯与混酸混合，超声分散2h后加热回流2h，抽滤除去混酸，然后将滤饼用去离子水洗涤至最后一次洗涤液呈中性；将洗涤后的滤饼干燥，球磨，过300目筛得到酸化石墨烯粉末。
7.根据权利要求1所述的一种高档手套用导电性皮料，其特征在于，延迟催化剂为DY-5503、DY-5508和DY-5580中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种高档手套用导电性皮料，其特征在于，匀泡剂为聚醚改性204水溶性硅油。
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