一种石墨烯降解手套及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种劳保用品生产技术领域的环保可降解的石墨烯手套及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯降解手套及其制备方法。


背景技术：

2.手套，作为手部保暖或劳动保护用品，也有作为装饰用的手套，是人在寒冷时的保温必备之物，或是医疗防菌、工业防护用品等，一般是采用塑胶材料加工或通过纤维纺织制成。手套的确给人们生活带来了方便，但是这一时的方便也会带来长久的危害。手套属于消耗品，大量的手套用完丢弃，造成资源浪费。特别是采用了不易降解的材料制作的手套，比如某些塑料等，还会造成环境的污染。
3.中国塑料年产量为3000万吨，消费量在6000万吨以上。全世界塑料年产量为10亿吨，如果按每年15％的塑料废弃量计算，全世界年塑料废弃量就是15000万吨，中国的年塑料废弃量在1000万吨以上，废弃塑料在垃圾中的比例占到40％，这样大量的废弃塑料作为垃圾被埋在地下，无疑给本来就缺乏的可耕种土地带来更大的压力。塑料在给人们的生活带来方便的同时，也给环境带来了难以收拾的后患，人们把塑料给环境带来的灾难称为“白色污染”。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种环保可降解的石墨烯手套及其生产方法，能够解决现有问题，该手套具有优异的耐磨和抗菌性能，同时还易于降解，可以满足环保的需求。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯降解手套的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，选取原料，制备石墨烯-聚乳酸共聚溶液；步骤2，将步骤1所得的共聚溶液与交联剂、催化剂、甘油、淀粉和流动促进剂，混合搅拌均匀；步骤3，将手部模型浸渍在步骤2所得的浆料中，通过浸胶制备手套；步骤4，将步骤3所得的手套进行烘干，得到石墨烯降解手套。
6.进一步地，所述的步骤1中，按重量份数计，将26～34份聚乳酸加入150～160份dmf中，搅拌升温至100℃使聚乳酸溶解，向所得溶液中加入8～12份氧化石墨烯粉末，将所得混合物加热至125～145℃，再在1.5h内按重量份数为10份：20份：40份，分三次将己内酯加入反应物中，反应9h后，向反应物中缓慢加入0.4～0.6份乙酸，再继续反应1.5h后，停止反应，得到石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
7.进一步地，所述的步骤2中，按重量份数计，采用石墨烯-聚乳酸共聚溶液50-70份、交联剂2-8份、催化剂1-3份、甘油1.5-3份、马铃薯淀粉20-40份和流动促进剂2-4份，通过机械搅拌，混合均匀。
8.进一步地，所述的交联剂，采用三异硬酯酸钛酸异丙酯和钛酸酯按重量比5：1-3复配而成。
9.进一步地，所述的催化剂采用乙二醇锑或乙醇钠。
10.进一步地，所述的流动促进剂，采用纳米氧化锌和纳米碳化硅按重量比3：1-2复配而成。
11.进一步地，所述的步骤4中，烘干的温度为100～130℃。
12.本发明还提供了通过上述的方法制备的石墨烯降解手套。
13.本发明提供的石墨烯降解手套及其制备方法具有以下优点：
14.本发明制备的手套，不但具有优异的耐磨耐拉伸的性能，还能够提供抗菌效果，而且采用了可降解材料，可以在自然条件下降解，对环境友好，能够满足环保的概念和要求。
15.本发明提的制备方法，简单易操作，成本低廉，更加环保，经济效益高，适合大规模工业化生产。
具体实施方式
16.以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
17.本发明提供的石墨烯降解手套的制备方法，其包含：步骤1，选取原料，制备石墨烯-聚乳酸共聚溶液；步骤2，将步骤1所得的共聚溶液与交联剂、催化剂、甘油、淀粉和流动促进剂，混合搅拌均匀；步骤3，将手部模型浸渍在步骤2所得的浆料中，通过浸胶制备手套；步骤4，将步骤3所得的手套继续套在手模上进行烘干，最后取下手套，得到石墨烯降解手套。
18.优选地，步骤1中，按重量份数计，将26～34份聚乳酸(pla)加入150～160份dmf(n,n-二甲基甲酰胺)中，搅拌升温至100℃使聚乳酸溶解，向所得溶液中加入8～12份氧化石墨烯粉末，将所得混合物加热至125～145℃，再在1.5h内按重量份数为10份：20份：40份，分三次将己内酯加入反应物中，使聚乳酸和己内酯共聚，反应9h后，向反应物中缓慢加入0.4～0.6份乙酸，再继续反应1.5h后，停止反应，得到石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
19.步骤2中，按重量份数计，采用石墨烯-聚乳酸共聚溶液50-70份、交联剂2-8份、催化剂1-3份、甘油1.5-3份、马铃薯淀粉20-40份和流动促进剂2-4份，通过机械搅拌，混合均匀。还可以根据需要添加稳定剂。
20.交联剂采用三异硬酯酸钛酸异丙酯和钛酸酯按重量比5：1-3混合复配而成。
21.催化剂采用乙二醇锑或乙醇钠。
22.流动促进剂采用纳米氧化锌和纳米碳化硅按重量比3：1-2混合复配而成。
23.步骤4中，烘干的温度为100～130℃。
24.本发明中采用的设备和其他工艺的条件参数等均为本领域内技术人员所知的。
25.本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯降解手套。
26.下面结合实施例对本发明提供的石墨烯降解手套及其制备方法做更进一步描述。
27.实施例1
28.一种石墨烯降解手套的制备方法，其包含：
29.步骤1，选取原料，制备石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
30.优选地，按重量份数计，将30份pla加入150份dmf中，搅拌升温至100℃溶解，向所得溶液中加入10份氧化石墨烯粉末，将所得混合物加热至125～145℃，再在1.5h内按重量比10：20：40，分三次将70份己内酯加入反应物中，反应9h后，向反应物中缓慢加入0.5份乙酸，再反应1.5h后，停止反应，得到石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
31.步骤2，将步骤1所得的共聚溶液与交联剂、催化剂、甘油、淀粉和流动促进剂，混合搅拌均匀。
32.优选地，按重量份数计，采用石墨烯-聚乳酸共聚溶液50份、交联剂2份、催化剂1份、甘油1.5份、马铃薯淀粉20份和流动促进剂2份，通过机械搅拌，混合均匀。
33.交联剂采用三异硬酯酸钛酸异丙酯和钛酸酯按重量比5：2复配而成。
34.催化剂采用乙二醇锑。
35.流动促进剂采用纳米氧化锌和纳米碳化硅按重量比3：1复配而成。
36.步骤3，将手部模型浸渍在步骤2所得的浆料中，通过浸胶制备手套。
37.步骤4，将步骤3所得的手套进行烘干，得到石墨烯降解手套。
38.烘干的温度为100℃。
39.本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯降解手套。
40.实施例2
41.一种石墨烯降解手套的制备方法，其包含：
42.步骤1，选取原料，制备石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
43.优选地，按重量份数计，将30份pla加入150份dmf中，搅拌升温至100℃溶解，向所得溶液中加入10份氧化石墨烯粉末，将所得混合物加热至125～145℃，再在1.5h内按重量比10：20：40，分三次将70份己内酯加入反应物中，反应9h后，向反应物中缓慢加入0.5份乙酸，再反应1.5h后，停止反应，得到石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
44.步骤2，将步骤1所得的共聚溶液与交联剂、催化剂、甘油、淀粉和流动促进剂，混合搅拌均匀。
45.优选地，按重量份数计，采用石墨烯-聚乳酸共聚溶液55份、交联剂4份、催化剂1.5份、甘油1.5份、马铃薯淀粉25份和流动促进剂2.5份，通过机械搅拌，混合均匀。
46.交联剂采用三异硬酯酸钛酸异丙酯和钛酸酯按重量比5：1复配而成。
47.催化剂采用乙醇钠。
48.流动促进剂采用纳米氧化锌和纳米碳化硅按重量比3：2复配而成。
49.步骤3，将手部模型浸渍在步骤2所得的浆料中，通过浸胶制备手套。
50.步骤4，将步骤3所得的手套进行烘干，得到石墨烯降解手套。
51.烘干的温度为110℃。
52.本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯降解手套。
53.实施例3
54.一种石墨烯降解手套的制备方法，其包含：
55.步骤1，选取原料，制备石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
56.优选地，按重量份数计，将30份pla加入150份dmf中，搅拌升温至100℃溶解，向所得溶液中加入10份氧化石墨烯粉末，将所得混合物加热至125～145℃，再在1.5h内按重量比10：20：40，分三次将70份己内酯加入反应物中，反应9h后，向反应物中缓慢加入0.5份乙酸，再反应1.5h后，停止反应，得到石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
57.步骤2，将步骤1所得的共聚溶液与交联剂、催化剂、甘油、淀粉和流动促进剂，混合搅拌均匀。
58.优选地，按重量份数计，采用石墨烯-聚乳酸共聚溶液60份、交联剂5份、催化剂2
份、甘油2份、马铃薯淀粉30份和流动促进剂3份，通过机械搅拌，混合均匀。
59.交联剂采用三异硬酯酸钛酸异丙酯和钛酸酯按重量比5：3复配而成。
60.催化剂采用乙二醇锑。
61.流动促进剂采用纳米氧化锌和纳米碳化硅按重量比3：1复配而成。
62.步骤3，将手部模型浸渍在步骤2所得的浆料中，通过浸胶制备手套。
63.步骤4，将步骤3所得的手套进行烘干，得到石墨烯降解手套。
64.烘干的温度为120℃。
65.本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯降解手套。
66.实施例4
67.一种石墨烯降解手套的制备方法，其包含：
68.步骤1，选取原料，制备石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
69.优选地，按重量份数计，将26份聚乳酸加入160份dmf中，搅拌升温至100℃使聚乳酸溶解，向所得溶液中加入8份氧化石墨烯粉末，将所得混合物加热至125～145℃，再在1.5h内按重量份数为10份：20份：40份，分三次将己内酯加入反应物中，反应9h后，向反应物中缓慢加入0.4份乙酸，再继续反应1.5h后，停止反应，得到石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
70.步骤2，将步骤1所得的共聚溶液与交联剂、催化剂、甘油、淀粉和流动促进剂，混合搅拌均匀。
71.优选地，按重量份数计，采用石墨烯-聚乳酸共聚溶液65份、交联剂6份、催化剂2.5份、甘油2.5份、马铃薯淀粉35份和流动促进剂3.5份，通过机械搅拌，混合均匀。
72.交联剂采用三异硬酯酸钛酸异丙酯和钛酸酯按重量比5：3复配而成。
73.催化剂采用乙醇钠。
74.流动促进剂采用纳米氧化锌和纳米碳化硅按重量比3：2复配而成。
75.步骤3，将手部模型浸渍在步骤2所得的浆料中，通过浸胶制备手套。
76.步骤4，将步骤3所得的手套进行烘干，得到石墨烯降解手套。
77.烘干的温度为130℃。
78.本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯降解手套。
79.实施例5
80.一种石墨烯降解手套的制备方法，其包含：
81.步骤1，选取原料，制备石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
82.优选地，按重量份数计，将34份聚乳酸加入160份dmf中，搅拌升温至100℃使聚乳酸溶解，向所得溶液中加入12份氧化石墨烯粉末，将所得混合物加热至125～145℃，再在1.5h内按重量份数为10份：20份：40份，分三次将己内酯加入反应物中，反应9h后，向反应物中缓慢加入0.6份乙酸，再继续反应1.5h后，停止反应，得到石墨烯-聚乳酸共聚溶液。
83.步骤2，将步骤1所得的共聚溶液与交联剂、催化剂、甘油、淀粉和流动促进剂，混合搅拌均匀。
84.优选地，按重量份数计，采用石墨烯-聚乳酸共聚溶液70份、交联剂8份、催化剂3份、甘油3份、马铃薯淀粉40份和流动促进剂4份，通过机械搅拌，混合均匀。
85.交联剂采用三异硬酯酸钛酸异丙酯和钛酸酯按重量比5：2复配而成。
86.催化剂采用乙二醇锑或乙醇钠。
87.流动促进剂采用纳米氧化锌和纳米碳化硅按重量比3：2复配而成。
88.步骤3，将手部模型浸渍在步骤2所得的浆料中，通过浸胶制备手套。
89.步骤4，将步骤3所得的手套进行烘干，得到石墨烯降解手套。
90.烘干的温度为100℃。
91.本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯降解手套。
92.对本发明各实施例制备的石墨烯降解手套进行测试，结果如下表1所示。其中，对比例1和对比例2分别采用市售的环保丁腈手套和天然乳胶手套。
93.降解性能测试：依照gb/t 19811—2005的规定进行测试，计算其崩解程度。
94.拉伸强度测试：依照astm d882-2010的规定进行测试。
95.断裂伸长率测试：依照astm d882-2010的规定进行测试。
96.表1.试验结果。
97.测试对象崩解程度％拉伸强度％断裂伸长率％实施例110018278实施例29817265实施例39716245实施例49015275实施例58914261对比例1755134对比例1656125
98.本发明提供的石墨烯降解手套及其制备方法，旨在开发一种对环境友好的可降解石墨烯手套，制备方法简单，应用领域广泛，该方法为手套提供了优异的功能性，并减少了不易降解的塑料垃圾的产生，降低了二氧化碳的排放。同时又因为加入了石墨烯，提高了聚乳酸材料的拉伸强度和断裂伸长率，加强了手套的耐磨和抗菌性能。特别是该手套采用了可降解材料，能够在自然条件下降解，环保性良好。
99.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：
1.一种石墨烯降解手套的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：步骤1，选取原料，制备石墨烯-聚乳酸共聚溶液；步骤2，将步骤1所得的共聚溶液与交联剂、催化剂、甘油、淀粉和流动促进剂，混合搅拌均匀；步骤3，将手部模型浸渍在步骤2所得的浆料中，通过浸胶制备手套；步骤4，将步骤3所得的手套进行烘干，得到石墨烯降解手套。2.如权利要求1所述的石墨烯降解手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，按重量份数计，将26～34份聚乳酸加入150～160份dmf中，搅拌升温至100℃使聚乳酸溶解，向所得溶液中加入8～12份氧化石墨烯粉末，将所得混合物加热至125～145℃，再在1.5h内按重量份数为10份：20份：40份，分三次将己内酯加入反应物中，反应9h后，向反应物中缓慢加入0.4～0.6份乙酸，再继续反应1.5h后，停止反应，得到石墨烯-聚乳酸共聚溶液。3.如权利要求1所述的石墨烯降解手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，按重量份数计，采用石墨烯-聚乳酸共聚溶液50-70份、交联剂2-8份、催化剂1-3份、甘油1.5-3份、马铃薯淀粉20-40份和流动促进剂2-4份，通过机械搅拌，混合均匀。4.如权利要求3所述的石墨烯降解手套的制备方法，其特征在于，所述的交联剂，采用三异硬酯酸钛酸异丙酯和钛酸酯按重量比5：1-3复配而成。5.如权利要求3所述的石墨烯降解手套的制备方法，其特征在于，所述的催化剂采用乙二醇锑或乙醇钠。6.如权利要求3所述的石墨烯降解手套的制备方法，其特征在于，所述的流动促进剂，采用纳米氧化锌和纳米碳化硅按重量比3：1-2复配而成。7.如权利要求1所述的石墨烯降解手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中，烘干的温度为100～130℃。8.一种通过如权利要求1～7中任意一项所述的方法制备的石墨烯降解手套。

技术总结
本发明公开了一种石墨烯降解手套及其制备方法，该方法包含：步骤1，选取原料，制备石墨烯-聚乳酸共聚溶液；步骤2，将步骤1所得的共聚溶液与交联剂、催化剂、甘油、淀粉和流动促进剂，混合搅拌均匀；步骤3，将手部模型浸渍在步骤2所得的浆料中，通过浸胶制备手套；步骤4，将步骤3所得的手套进行烘干，得到石墨烯降解手套。本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯降解手套。本发明提供的石墨烯降解手套及其制备方法，制备的手套采用了可降解材料，能够在自然条件下降解，环保性良好，同时又因为加入了石墨烯，可以提高手套的耐磨和抗菌性能。可以提高手套的耐磨和抗菌性能。


技术研发人员：沙嫣 沙晓林 张文辉 马立国
受保护的技术使用者：南通强生新材料科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/13