一种石墨烯抗极寒手套及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯抗极寒手套及其制备方法，该方法包含：步骤1，制备石墨烯气凝胶粉体；步骤2，采用步骤1所得的石墨烯气凝胶粉体，制备石墨烯气凝胶微胶囊粉体；步骤3，将步骤2所得的石墨烯气凝胶微胶囊粉体与锦纶切片粉体混合均匀，通过熔融挤出造粒，得到改性石墨烯气凝胶锦纶母粒；步骤4，将步骤3所得的母粒加热熔融，纺丝成束，得到改性中空石墨烯气凝胶锦纶短纤；步骤5，将步骤4所得的短纤加工成纱线，再织造成保暖抗极寒手套。本发明专利技术还提供了通过该方法制备的石墨烯抗极寒手套。本发明专利技术提供的石墨烯抗极寒手套及其制备方法，所得的手套具有很好的保暖效果，还具有抗菌和远红外发射功能，能够在极端寒冷环境下使用。能够在极端寒冷环境下使用。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯抗极寒手套及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种功能性手套及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯抗极寒手套及其制备方法。

技术介绍

[0002]手是人体器官中最为精细致密的器官之一，人们使用双手来完成各种工作。手套则是手部保暖或劳动保护用品，也有装饰用的。它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。手套按照制作方法分为缝制、针织、浸胶等。随着对手套各种功能性要求的提升，手套的材质和制备工艺等方向的相关技术也在不断地发展。特别是手套的材质，决定了手套的防护性能，是手套选择的依据。
[0003]石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种多功能手套及其制备方法，能够解决现有问题，该手套制备方法简单，成本低廉，保暖性能优异，还具有抗菌和远红外发射功能，能够在极端寒冷环境下使用。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种石墨烯抗极寒手套的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，制备石墨烯气凝胶粉体；步骤2，采用步骤1所得的石墨烯气凝胶粉体，制备石墨烯气凝胶微胶囊粉体；步骤3，将步骤2所得的石墨烯气凝胶微胶囊粉体与锦纶切片粉体混合均匀，通过熔融挤出造粒，得到改性石墨烯气凝胶锦纶母粒；步骤4，将步骤3所得的母粒加热熔融，纺丝成束，得到改性中空石墨烯气凝胶锦纶短纤；步骤5，将步骤4所得的短纤加工成纱线，再织造成保暖抗极寒手套。
[0006]上述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其中，所述的方法中，制备改性石墨烯气凝胶锦纶母粒采用的原料按质量百分比计包括：锦纶切片85％～99％，石墨烯材料0.1％～10％，助剂0.1％～5％，微胶囊囊衣0.1％～1％，二氧化硅0.1％～10％。
[0007]上述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其中，所述的助剂为表面活性剂，采用聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、羟甲基纤维素中的任意一种或多种；石墨烯材料为机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法中的任意一种或多种方法制备的石墨烯或氧化石墨烯；微胶囊囊衣为β
‑
环糊精、乙基纤维素、石蜡、明胶中的任意一种或多种；二氧化硅采用纳米二氧化
硅粉体。
[0008]上述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其中，所述的步骤1中，将石墨烯材料、二氧化硅置于去离子水中混合均匀，超声分散20～30min，得到均匀分散的石墨烯溶液，再向分散液中加入助剂，并将温度升至80
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95℃，反应3
‑
5h，得到石墨烯水凝胶，进行冷冻干燥后，再置于管炉中，在150
‑
200℃的温度条件下加热处理5
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10min，最后通过气流粉碎，得到粒径为3
‑
5μm石墨烯气凝胶粉体。
[0009]上述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其中，所述的分散液中，石墨烯的质量浓度为0.01％
‑
1％，助剂的质量浓度为0.01％
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0.5％。
[0010]上述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其中，所述的步骤2中，将微胶囊囊衣加入去离子水中，通过超声设备搅拌，在室温下均匀分散，得到囊衣混合液，然后将步骤1所得的石墨烯气凝胶粉体与囊衣混合液一起加入到无水乙醇中混合均匀，再将所得的混合溶液的温度升至50
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100℃，超声震荡30
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120min，冷却后通过抽滤装置去除多余液体，低温真空环境干燥，得到石墨烯气凝胶微胶囊粉体；微胶囊囊衣和石墨烯气凝胶粉体的质量比为1：(1～10)，囊衣混合液中微胶囊囊衣的质量浓度为1～15％，加入到无水乙醇中所得的混合溶液里石墨烯气凝胶粉体的质量浓度为0.05～5％。
[0011]上述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其中，所述的步骤3中，将锦纶切片研磨成粉体，粒径为200
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400目，再将石墨烯气凝胶微胶囊粉体与锦纶切片粉体混合均匀，通过螺杆挤出机，熔融挤出造粒，螺杆挤出机一区到六区的温度分别控制在210
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225℃、220
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230℃、225
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235℃、230
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240℃、225
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235℃、220
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230℃的范围，得到改性石墨烯气凝胶锦纶母粒。
[0012]上述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其中，所述的步骤4中，将母粒加入到螺杆挤出机中加热熔融，经中空纺丝箱体过滤后纺丝成束，纺丝温度为250
‑
280℃，得到改性中空石墨烯气凝胶锦纶短纤。
[0013]上述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其中，所述的步骤5中，通过纺纱工艺将短纤加工成纱线，纱线细度为40支，再通过手套针织工艺，织造成保暖抗极寒手套。
[0014]本专利技术还提供了通过上述的方法制备的石墨烯抗极寒手套。
[0015]本专利技术提供的石墨烯抗极寒手套及其制备方法具有以下优点：
[0016]本专利技术采用的气凝胶本身具备较多的孔隙结构，有利于储存较多的静止空气，而微胶囊结构更有利于气凝胶结构的稳定性，避免气凝胶结构塌陷，增强持久保暖功能，同时中空结构增加了纤维的保暖性，较少空气流动，更有利于手套的保暖，而石墨烯除了具有抗菌的功能外还具有远红外发射功能，能够实现温升2
‑
3℃，因此本专利技术的石墨烯气凝胶手套能够在极端寒冷环境下使用。
[0017]本方法制备的新型石墨烯抗极寒手套，工艺简单易操作，成本低廉，经济效益高，适合大规模工业化生产。
具体实施方式
[0018]以下对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。
[0019]本专利技术提供的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其包含：步骤1，制备石墨烯气凝胶粉体；步骤2，采用步骤1所得的石墨烯气凝胶粉体，制备石墨烯气凝胶微胶囊粉体；步骤3，
将步骤2所得的石墨烯气凝胶微胶囊粉体与锦纶切片粉体混合均匀，通过熔融挤出造粒，得到改性石墨烯气凝胶锦纶母粒；步骤4，将步骤3所得的母粒加热熔融，纺丝成束，得到改性中空石墨烯气凝胶锦纶短纤；步骤5，将步骤4所得的短纤加工成纱线，再织造成保暖抗极寒手套。
[0020]该方法中，制备改性石墨烯气凝胶锦纶母粒采用的原料按质量百分比计包括：锦纶切片85％～99％，石墨烯材料0.1％～10％，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯抗极寒手套的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：步骤1，制备石墨烯气凝胶粉体；步骤2，采用步骤1所得的石墨烯气凝胶粉体，制备石墨烯气凝胶微胶囊粉体；步骤3，将步骤2所得的石墨烯气凝胶微胶囊粉体与锦纶切片粉体混合均匀，通过熔融挤出造粒，得到改性石墨烯气凝胶锦纶母粒；步骤4，将步骤3所得的母粒加热熔融，纺丝成束，得到改性中空石墨烯气凝胶锦纶短纤；步骤5，将步骤4所得的短纤加工成纱线，再织造成保暖抗极寒手套。2.如权利要求1所述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其特征在于，所述的方法中，制备改性石墨烯气凝胶锦纶母粒采用的原料按质量百分比计包括：锦纶切片85％～99％，石墨烯材料0.1％～10％，助剂0.1％～5％，微胶囊囊衣0.1％～1％，二氧化硅0.1％～10％。3.如权利要求2所述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其特征在于，所述的助剂为表面活性剂，采用聚乙二醇、聚乙烯吡络烷酮、羟甲基纤维素中的任意一种或多种；石墨烯材料为机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法中的任意一种或多种方法制备的石墨烯或氧化石墨烯；微胶囊囊衣为β
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环糊精、乙基纤维素、石蜡、明胶中的任意一种或多种；二氧化硅采用纳米二氧化硅粉体。4.如权利要求1所述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，将石墨烯材料、二氧化硅置于去离子水中混合均匀，超声分散20～30min，得到均匀分散的石墨烯溶液，再向分散液中加入助剂，并将温度升至80
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95℃，反应3
‑
5h，得到石墨烯水凝胶，进行冷冻干燥后，再置于管炉中，在150
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200℃的温度条件下加热处理5
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10min，最后通过气流粉碎，得到粒径为3
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5μm石墨烯气凝胶粉体。5.如权利要求4所述的石墨烯抗极寒手套的制备方法，其特征在于，所述的分散液中，石墨烯的质量浓度为0.01％
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1％，助剂的质量浓度为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙嫣，沙晓林，李栋，
申请(专利权)人：南通强生新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：