[发明专利]一种导热感触性乳胶制品和其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热感触性乳胶制品及其制备方法。

背景技术

目前手套、避孕套等产品仍采用配合天然乳胶按浸渍成型和乳胶凝固的工艺进行生产的。

这类材料制成的乳胶产品，特别是手套、避孕套具有固有的绝缘性，这种固有的特性，导致了低效率的热传递，其结果降低了使用者的感触性。

受导热纳米流体的启发，本发明提供一种含碳纳米管的导热乳胶制品及制备方法，主要应用于手套、导管、避孕套等产品，使上述产品具有良好的传热感触性。纳米流体是以一定的方式和比例在液体中添加纳米粒子而形成的一种均匀、稳定、高导热系数的新型换热工质。纳米流体比传统液体具有更优越的传热性能，一个主要原因是纳米粒子显著增大了纳米流体的导热系数。现主要流体有水、醇或机油等，纳米粒子主要是氧化铝、碳化硅、氧化铜、氧化硅、氧化钛、铜和碳纳米管。特别是碳纳米管具有极高的导热性能，有研究报道，单层碳纳米管管柬的导热率在1800～6000W/m·K之间；多层碳纳米管轴向导热率为3000W/m·K。CHOI等人的研究结果表明，体积分数为1％的碳纳米管纳米流体材料的热传导率增加了160％。本发明利用碳纳米管的高导热性和高长径比特点，均匀分散在橡胶中，在起到填充补强作用的同时，大幅提高材料的导热性能。

在申请号为200510035122.5，发明名称不《新型纳米银乳胶制品及其制作方法》中公开了一种含有纳米银的乳胶制品。该发明的乳胶制品可以的有益效果是阻隔细菌，抑菌杀菌，从而使得用该乳胶制品制得的产品安全性提高。

碳纳米管是纳米材料研究的重点，碳纳米管由于特殊的比表面积和空隙结构，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全导致表面的活性位置增加，使碳纳米管具有独特的电学、热学和力学性能，且拥有纳米级管腔结构、较高的比表面积和表面活性。为了使碳纳米管在天然胶乳中得到较好的分散，需要对其进行表面处理。先将碳纳米管进行酸化、酰氯化处理，使其表面含有化学反应活性的酰氯基团，再加入多元醇、多元胺、丝胶磷脂、胆酸进行转化，使其表面键入不同功能基团而溶于水，这些表面负载的官能团也有利于增强碳纳米管与橡胶基体之间的界面作用，从而提高材料本身的力学性能。将这类水溶性的碳纳米管配置成pH值为8-10的水溶液，使碳纳米管表面Zeta电位绝对值增加，以静电排斥作用阻止颗粒间的团聚。再与待硫化的天然乳胶均匀混合，通过常规成型工序得到含碳纳米管的导热乳胶制品。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种导热感触性乳胶制品和制备该乳胶制品的方法。

本技术方案中的乳胶制品中含有被修饰过的碳纳米管材料，先将碳纳米管进行酸化、酰氯化处理，使其表面含有化学反应活性的酰氯基团，再加入多元醇、多元胺、丝胶、磷脂、胆酸等进行转化，获得表面键入不同功能基团的水溶性碳纳米管，然后经过处理，用常规的工序制得乳胶制品，由于经过处理过的碳纳米管有着极高的导电、导热能力，能使乳胶制品的导热功能得到显著改善，从而满足特殊乳胶制品导热感触性的使用要求。

所述的乳胶制品的制备方法如下：

步骤1.酸化

将原料碳纳米管置入容器中，放入强氧化性的酸，经过超声波处理0-80小时后，加热到20-150摄氏度回流反应1-100小时。反应完结后用滤膜过过滤，用清水洗涤到中性，再用真空箱在在0-150摄氏度真空干燥2-20小时下干燥，得到酸化的碳纳米管。

所用到的碳纳米管原料是单壁或多壁碳纳米管。

其中的超声波处理的优选时间为30分钟。

其中所述的回流温度优选为120摄氏度，回流时间优选为24小时。

其中所述的强氧化性酸包括：0-70％硝酸、0-100％硫酸、1∶20-20∶1比例的0-100％硝酸和硫酸混合酸、含有0-50克高锰酸钾的0-100％硫酸(盐酸、硝酸)溶液、含有0-50克双氧水和0-100％硫酸、盐酸、硝酸溶液等酸溶液中的一种。其中硝酸优选为70％的硝酸，硫酸优选为95％的硫酸，硝酸和硫酸的优选比例是1∶1，高锰酸钾和硫酸的混合液优选为40克高锰酸钾/升90％硫酸，双氧水和酸的混合液优选为30克双氧水/升90％硫酸溶液的混合液。

其中所述的干燥温度优选为60摄氏度，干燥时间优选为10小时。

步骤2.酰氯化

将步骤1所得到的酸化过的碳纳米管和酰化试剂一同放入容器内，20-150摄氏度条件下回流反应1-100小时，反应完毕后减压蒸馏除去多余的酰化试剂。将得到的产物在0-150摄氏度真空下干燥2-10小时，得到酰氯化的碳纳米管。