[发明专利]一种石墨烯抗极寒手套及其制备方法

说明书

本发明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。本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯抗极寒手套。本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

为了达到上述目的，本发明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。

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％。

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。

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80-95℃，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5-10min，最后通过气流粉碎，得到粒径为3-5μm石墨烯气凝胶粉体。

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％-0.5％。