一种镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于橡胶材料领域，具体涉及一种镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物及其制备方法。本发明专利技术将经过修饰的石墨烯使其表面镀银，得到表面覆有银的石墨烯，再和合成橡胶胶乳形成镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物。该胶乳组合物具有抗菌性能和优异的力学性能，此外，本发明专利技术提供的制备方法具有设备简单、操作简单、可控性好、利于工业化放大等优点。利于工业化放大等优点。利于工业化放大等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物及其制备和应用


[0001]本专利技术属于橡胶
，具体涉及一种镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着社会的进步，物质生活的日益丰富，人们对健康的要求也越来越高。日常生活中常见的橡胶防护制品，如医用手套、安全套、防护手套等，人们希望它们不仅能起到保护自身安全的作用，而且还能阻隔病毒、细菌等物质。但是橡胶胶乳具有直径从几百到几千纳米的微孔，而细菌的直径一般为0.5微米,厚度为0.5微米，有些病毒更小，最大直径为几百甚至几十纳米，这些细菌病毒就会透过微孔而传播，因此如何进一步提高橡胶胶乳制品的防护性能是目前研究的重要方向之一。
[0003]目前，天然橡胶是主要的胶乳制品的基体，由于天然胶乳中含有蛋白质，磷脂等多种非橡胶成分，这些成分一方面可能会致敏，另一方面会影响胶膜中空洞、裂纹的大小等，因此开发合成橡胶来替代天然橡胶，并同时开发适合合成橡胶的高阻隔填料体系具有非常重要的研究和实用价值。
[0004]很久以前，人们就知道银具有保鲜的作用，古代的皇亲国戚会用银器来盛放食物，比如用银杯盛放的牛奶半个月都不会变质，而普通碗装的牛奶两三天就会变质。如今，银在医学上有了更为广泛的应用。据目前的研究，当银材料进入人体内靠近病菌时，由于库伦引力而变成带正电荷的银离子，从而吸引细菌体内酶蛋白上的硫氢基，使细菌失去活性而死亡。银还可以在杀菌过程中很好的识别菌群，可以很好的维护有益菌群的生存环境，不会破坏人体的免疫系统，所以银对人体不会有任何毒性和刺激反应。
[0005]石墨烯是一种新型的碳纳米材料，因其独特的二维片层结构而成为近年来各领域研究的热点。在橡胶应用领域，石墨烯被广泛地用来作为增强和阻隔材料。据相关研究报道，在橡胶胶乳基体中添加少量的石墨烯，便有效地提升胶乳复合材料的物理机械性能、导热导电性能和气体阻隔性能等。但是，在石墨烯和橡胶组分混炼过程中，容易造成粉体飞扬，对环境产生污染，还严重危害操作人员的身体健康；并且填料在混炼时分散性差，极易团聚。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术利用石墨烯大的比表面积作为银的优良载体，可以提高银的抗菌效果，提出了一种镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物，在表面经过修饰的石墨烯的表面镀银，然后加入合成橡胶胶乳，得到表面覆有银的石墨烯/合成橡胶胶乳组合物。
[0007]本专利技术的目的之一在于提供一种镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物，包含有镀银石墨烯和合成橡胶胶乳，其中以合成橡胶胶乳固含量为100重量份计，镀银石墨烯含量为0.1～10份，优选0.1～3份。
[0008]其中，所述的合成橡胶胶乳选自聚氨酯胶乳、丁苯橡胶胶乳、羧基丁苯橡胶胶乳、
丁基橡胶胶乳、溴化丁基橡胶胶乳、氯化丁基橡胶胶乳、氯丁橡胶胶乳、丁腈橡胶胶乳、羧基丁腈橡胶胶乳、氟橡胶胶乳、硅橡胶胶乳、丙烯酸酯橡胶胶乳中的至少一种；
[0009]所述的镀银石墨烯为表面修饰银离子的石墨烯类物质，石墨烯类物质选自石墨烯、氧化石墨烯、功能化石墨烯、还原氧化石墨烯中的至少一种；
[0010]所述的镀银石墨烯中银含量为1～80wt％，优选1.5～60wt％。
[0011]本专利技术的另一目的在于提供一种上述镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物的制备方法，包括将石墨烯溶液与银盐溶液混合搅拌后，加入合成橡胶胶乳搅拌、混合后，即得到所述的镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物。具体包含以下步骤：
[0012]步骤一：将石墨烯分散于溶剂中得到石墨烯前驱体分散液，将表面修饰剂溶解在溶剂中得到表面修饰剂溶液，然后将石墨烯前驱体分散液和表面修饰剂溶液混合，得到改性石墨烯溶液；
[0013]步骤二：将步骤一得到的改性石墨烯溶液和银盐溶液混合、搅拌，得到镀银的石墨烯溶液；
[0014]步骤三：将镀银石墨烯溶液和合成橡胶胶乳混合后，得到镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物。
[0015]其中，所述的石墨烯为石墨烯类物质，选自石墨烯、氧化石墨烯、功能化石墨烯、还原氧化石墨烯中的至少一种；
[0016]所述石墨烯前驱体分散液的溶剂为溶剂A，选自去离子水、无水甲醇、无水乙醇、四氢呋喃、氮甲基吡咯烷酮、乙醚、环氧丙烷、二氯甲烷中的至少一种，优选选自去离子水；
[0017]所述的表面修饰剂选自γ-疏丙基三甲氧基硅烷、γ-疏丙基三乙氧基硅烷、多巴胺、聚苯胺、单宁酸中的至少一种，优选选自多巴胺、单宁酸中的至少一种；
[0018]所述表面修饰剂溶液的溶剂为溶剂B，选自缓冲溶液，优选选自Tris-HCl缓冲溶液；采用缓冲溶液作为表面修饰剂的溶剂，能够使表面修饰剂能够充分地浸泡在基体中，使其沉积在基体表面，可以使石墨烯及其衍生物能够更加充分地使其表面镀银，并且致密、连续、均匀；
[0019]所述的银盐为无机可溶性银盐，选自硝酸银、氯化银、乙酸银、氟化银、高氯酸银中的至少一种；
[0020]所述的合成橡胶胶乳选自聚氨酯胶乳、丁苯橡胶胶乳、羧基丁苯橡胶胶乳、丁基橡胶胶乳、溴化丁基橡胶胶乳、氯化丁基橡胶胶乳、氯丁橡胶胶乳、丁腈橡胶胶乳、羧基丁腈橡胶胶乳、氟橡胶胶乳、硅橡胶胶乳、丙烯酸酯橡胶胶乳中的至少一种。
[0021]上述制备过程中，所述的合成橡胶胶乳中固含量为50～80％；所述的石墨烯以合成橡胶胶乳中固含量为100重量份计，其用量为0.01～10份，优选为0.05～5份；所述银盐，以石墨烯为1重量份计，其用量为0.01～20份，优选为0.03～10份；所述表面修饰剂，以石墨烯为1重量份计，其用量为0.1～5份；所述的石墨烯分散液的浓度为0.5～60g/L，优选为1～40g/L；所述的表面修饰剂溶液的浓度为0.01～10g/L，优选1～6g/L；所述的银盐溶液的浓度为0.1～10g/L，优选1～10g/L。
[0022]上述制备方法中，步骤二的银盐溶液中还加入弱碱性化合物和/或防凝化合物；其中，以质量百分比来计，弱碱性化合物用量为银盐质量的20～100％，防凝化合物用量为银盐质量的25～250％；弱碱性化合物选自氨水、氯化铵中的至少一种，加入了弱碱性化合物
可以与银盐发生反应生成银，有利于进行下一步反应；防凝化合物选自聚乙烯吡咯烷酮、醋酸甲、氯化钠、草酸盐中的至少一种，加入的防凝化合物是为了防止Ag
+
在改性石墨烯时会和改性石墨烯发生络合反应，降低Ag
+
的有效利用率；
[0023]步骤二中还加入还原剂溶液，还原剂溶液的浓度为0.1～20g/L，优选为1～10g/L；还原剂用量为银盐质量的5～200％；还原剂为葡萄糖、抗坏血酸中的至少一种；
[0024]步骤三中的混合温度为10～60℃。
[0025]本专利技术的目的之三在于提供一种含镀银石墨烯的胶膜制品，由上述镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物制得，或由上述制备方法得到的镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物制得。上述胶膜制品的制备方法，包括将上述镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物干燥成膜，具体包括以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物，包含有镀银石墨烯和合成橡胶胶乳，其中以合成橡胶胶乳固含量为100重量份计，镀银石墨烯含量为0.1～10份，优选0.1～3份。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的合成橡胶胶乳选自聚氨酯胶乳、丁苯橡胶胶乳、羧基丁苯橡胶胶乳、丁基橡胶胶乳、溴化丁基橡胶胶乳、氯化丁基橡胶胶乳、氯丁橡胶胶乳、丁腈橡胶胶乳、羧基丁腈橡胶胶乳、氟橡胶胶乳、硅橡胶胶乳、丙烯酸酯橡胶胶乳中的至少一种；和/或，所述的镀银石墨烯为表面修饰银离子的石墨烯类物质，所述的石墨烯类物质选自石墨烯、氧化石墨烯、功能化石墨烯、还原氧化石墨烯中的至少一种；和/或，所述的镀银石墨烯中银含量为1～80wt％，优选1.5～60wt％。3.根据权利要求1所述的镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物的制备方法，包括将石墨烯溶液与银盐溶液混合搅拌后，加入合成橡胶胶乳搅拌、混合后，即得到所述的镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物，优选包含以下步骤：步骤一：将石墨烯分散于溶剂中得到石墨烯前驱体分散液，将表面修饰剂溶解在溶剂中得到表面修饰剂溶液，然后将石墨烯前驱体分散液和表面修饰剂溶液混合，得到改性石墨烯溶液；步骤二：将步骤一得到的改性石墨烯溶液和银盐溶液混合、搅拌，得到镀银的石墨烯溶液；步骤三：将镀银石墨烯溶液和合成橡胶胶乳混合后，得到镀银石墨烯/合成橡胶胶乳组合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯为石墨烯类物质，选自石墨烯、氧化石墨烯、功能化石墨烯、还原氧化石墨烯中的至少一种；和/或，所述石墨烯前驱体分散液的溶剂为溶剂A，选自去离子水、无水甲醇、无水乙醇、四氢呋喃、氮甲基吡咯烷酮、乙醚、环氧丙烷、二氯甲烷中的至少一种，优选选自去离子水；和/或，所述的表面修饰剂选自γ-疏丙基三甲氧基硅烷、γ-疏丙基三乙氧基硅烷、多巴胺、聚苯胺、单宁酸中的至少一种，优选选自多巴胺、单宁酸中的至少一种；和/或，所述表面修饰剂溶液的溶剂为溶剂B，选自缓冲溶液，优选选自Tris-HCl缓冲溶液；和/或，所述的银盐为无机可溶性银盐，选自硝酸银、氯化银、乙酸银、氟化银、高氯酸银中的至少一种；和/或，所述的合成橡胶胶乳选自聚氨酯胶乳、丁苯橡胶胶乳、羧基丁苯橡胶胶乳、丁基橡胶胶乳、溴化丁基橡胶胶乳、氯化丁基橡胶胶乳、氯丁橡胶胶乳、丁腈橡胶胶乳、羧基丁腈橡胶胶乳、氟橡胶胶乳、硅橡胶胶乳、丙烯酸酯橡胶胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：温世鹏，李腾，刘力，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：