本發(fā)明涉及手套制造的，具體為一種石墨烯阻燃手套及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、阻燃防火手套也稱為耐高溫手套、隔熱手套、防高溫手套等，是能有效阻止明火對使用者造成傷害，并具有阻燃隔熱性能的一種特種耐高溫手套。防火手套需要具有優(yōu)異的阻燃、耐高溫、隔熱等性能，一般由阻燃耐高溫材料制成，適合在接觸明火的環(huán)境下使用。阻燃是指能夠阻止燃燒而自己并不容易燃燒的材料，耐高溫是指物體在接觸特定的高溫后不會發(fā)生物理變化比如燃燒、碳化等，隔熱是指在熱量傳遞過程中，熱量從溫度較高空間向溫度較低空間傳遞時(shí)由于傳導(dǎo)介質(zhì)的變化導(dǎo)致的單位空間溫度變化變小從而阻滯熱傳導(dǎo)的物理過程。這些都對阻燃手套的材料提出了很高的要求。

2、石墨烯是從石墨中剝離出來的單層碳原子材料，由碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的力學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，同時(shí)石墨烯還具有一定的協(xié)同阻燃效果，現(xiàn)有專利號為202211607462.0的一種石墨烯阻燃手套及其制備方法，通過針織的方法將改性石墨烯滌綸阻燃復(fù)合纖維織成阻燃手套。

3、上述中的現(xiàn)有技術(shù)方案存在以下缺陷：針織手套由于手套存在大量織孔，織孔無任何填充阻擋，純針織手套的隔熱性較差，接觸明火或者高溫時(shí)可以阻燃但是依舊十分容易燙傷手掌。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯阻燃手套及其制備方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、包括手套本體，所述手套本體內(nèi)部涂覆設(shè)置有隔熱層，所述手套本體為改性聚酰胺66材質(zhì)，所述隔熱層為氣凝膠納米纖維氈材質(zhì)，所述手套本體與隔熱層之間固定設(shè)置有結(jié)合層，所述手套本體內(nèi)部固定設(shè)置有覆蓋隔熱層的絲綢內(nèi)襯。

4、通過采用上述技術(shù)方案，額外添設(shè)的隔熱層為氣凝膠納米纖維氈材質(zhì)，是一種納米級多孔固態(tài)材料，氣凝膠材料中的孔徑一般集中在50nm，小于70nm的空氣分子平均自由程，氣孔內(nèi)的空氣分子就失去了自由流動的能力，無法通過熱對流實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，熱傳導(dǎo)是利用固體的導(dǎo)熱性導(dǎo)走熱量，氣凝膠中的多納米孔結(jié)構(gòu)讓熱流在固體中傳遞時(shí)只能沿著氣孔壁傳遞，形成的導(dǎo)熱路徑很長，熱輻射是通過吸收電磁輻射波來傳熱，材料內(nèi)部對于每一個(gè)氣孔壁來說都具有遮熱板的作用，從而使輻射傳熱下降到近乎最低極限，共同作用，幾乎阻斷了所有熱傳遞途徑，因此在自身密度較輕的同時(shí)隔熱效果極佳，石墨阻燃手套兼具阻燃與隔熱雙重功能，在高溫工作時(shí)不容易傷害到人員手部。

5、進(jìn)一步地，一種石墨烯阻燃手套制備方法，包括如下制備步驟：

6、s1、采用聚酰胺66纖維裁剪出合適形狀的布料；

7、s2、采用濃度為10wt％的氧化石墨烯溶液、輻敏劑和濃度為10wt％的三聚氰胺溶液涂覆處理在布料兩面；

8、s3、將處理后的樣品在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行電子束輻照處理得到單層阻燃布料；

9、s4、在單層阻燃布料單面涂覆設(shè)置結(jié)合層；

10、s5、將氣凝膠納米纖維氈覆蓋在結(jié)合層上得到阻燃隔熱布料，靜置45-48h結(jié)合牢固后，在氣凝膠納米纖維氈覆蓋放置有絲綢內(nèi)襯層；

11、s6、將阻燃隔熱布料及絲綢內(nèi)襯層沿邊縫制成手套形狀，然后剪除毛刺和線頭，外翻手套，得到具有氣凝膠納米纖維氈隔熱層的石墨烯阻燃手套成品。

12、進(jìn)一步地，所述結(jié)合層為氧化鋁耐高溫膠，所述輻敏劑為三烯丙基氰尿酸酯。

13、進(jìn)一步地，所述氣凝膠納米纖維氈包括如下制備步驟：

14、a1、采用溶膠-凝膠法制備納米纖維氣凝膠，按照重量稱取100份預(yù)混藥劑，所述預(yù)混藥劑為硝酸鋁、異丙醇鋁、正硅酸乙酯、去離子水、無水乙醇摩爾組成為1：2.5：1.16：60：16的比例混合制成，攪拌過程中不斷添加無水草酸調(diào)節(jié)溶液ph值為0.5-1，均勻并攪拌10h-12h；

15、a2、按重量稱取1-2份紡絲助劑往a1步驟得到溶液中添加，持續(xù)攪拌3-4h得到紡絲溶膠；

16、a3、采用靜電紡絲技術(shù)，在直流電壓30-35kv，泵速為9-12rpm，噴絲板速率為35-40cm/min,溫度26-28攝氏度，濕度為32-34％條件下，紡絲得到納米纖維前驅(qū)體；

17、a4、將a3制得納米纖維前驅(qū)體放到坩堝中進(jìn)行煅燒得到納米纖維氣凝膠；

18、a5、稱取80-90份步驟a4制得的納米纖維氣凝膠，充分浸漬濃度為0.6-0.7wt％的硅溶膠溶液；

19、a6、將浸漬過硅溶膠溶液的納米纖維氣凝膠放入到液氮速凍柜中，低溫凍干30-35h；

20、a7、將經(jīng)過凍干處理的納米纖維氣凝膠放入大坩堝中，高溫煅燒，在經(jīng)過熱壓機(jī)壓制成氣凝膠納米纖維氈材質(zhì)。

21、進(jìn)一步地，所述紡絲助劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％-5％的聚氧化乙烯水溶液，所述硅溶膠采用質(zhì)量比為5：20：40：2.8的正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水、醋酸，混合攪拌1-1.5h制成。

22、綜上所述，本發(fā)明的有益技術(shù)效果為：

23、1、采用了阻燃隔熱布料、氧化鋁耐高溫膠和絲綢內(nèi)襯，從而產(chǎn)生石墨阻燃手套兼具阻燃與隔熱雙重功能，在高溫工作時(shí)不容易傷害到人員手部的效果，氧化鋁耐高溫膠作為結(jié)合層可以有效將氣凝膠納米纖維氈材質(zhì)與阻燃布料粘合，保證兩者結(jié)合穩(wěn)定，絲綢內(nèi)襯的設(shè)置可以進(jìn)一步提高手套內(nèi)部的順滑程度和舒適程度，便于舒適穿戴；

24、2、采用了聚氧化乙烯水溶液作為紡絲助劑，在靜電紡絲時(shí)，這些紡絲助劑小分子成為紡絲載體，不斷吸附構(gòu)成納米纖維小分子團(tuán)來組成納米纖維。相較于其他長鏈聚合物，了聚氧化乙烯能夠使紡絲溶膠具有相對較好的黏度和導(dǎo)電率，一定黏度能夠使紡絲過程中紡絲溶膠的灌注更加容易；

25、3、采用了可溶性鋁鹽而不是硅酸鋁鹽，并且不適用有機(jī)溶劑，減少了環(huán)境污染，al3+溶于水中發(fā)生水解反應(yīng)生成al(oh)4-來得到大量h+，營造酸性環(huán)境，便于后續(xù)反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。

26、4、采用冷凍干燥的方式干燥處理，冷凍干燥過程顯示出高度的非破壞性，在不同摻雜濃度的襯底上制備的樣品具有較好的形貌、光學(xué)和光致發(fā)光特性，與其它干燥方法相比，凍干方法簡單易行，無污染。

技術(shù)特征：

1.一種石墨烯阻燃手套，包括手套本體，其特征在于：所述手套本體內(nèi)部涂覆設(shè)置有隔熱層，所述手套本體為改性聚酰胺66材質(zhì)，所述隔熱層為氣凝膠納米纖維氈材質(zhì)，所述手套本體與隔熱層之間固定設(shè)置有結(jié)合層，所述手套本體內(nèi)部固定設(shè)置有覆蓋隔熱層的絲綢內(nèi)襯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯阻燃手套制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的一種石墨烯阻燃手套及其制備方法，其特征在于：所述結(jié)合層為氧化鋁耐高溫膠，所述輻敏劑為三烯丙基氰尿酸酯。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯阻燃手套，其特征在于，所述氣凝膠納米纖維氈包括如下制備步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種石墨烯阻燃手套及其制備方法，其特征在于：所述紡絲助劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％-5％的聚氧化乙烯水溶液。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種石墨烯阻燃手套及其制備方法，其特征在于：所述硅溶膠采用質(zhì)量比為5：20：40：2.8的正硅酸乙酯、無水乙醇、去離子水、醋酸，混合攪拌1-1.5h制成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種石墨烯阻燃手套及其制備方法，其涉及手套制造領(lǐng)域，旨在解決手套制造問題，其技術(shù)方案要點(diǎn)是手套本體內(nèi)部涂覆設(shè)置有隔熱層，手套本體為改性聚酰胺66材質(zhì)，隔熱層為氣凝膠納米纖維氈材質(zhì)，手套本體與隔熱層之間固定設(shè)置有結(jié)合層，手套本體內(nèi)部固定設(shè)置有覆蓋隔熱層的絲綢內(nèi)襯，石墨阻燃手套兼具阻燃與隔熱雙重功能，在高溫工作時(shí)不容易傷害到人員手部。

技術(shù)研發(fā)人員：許嘉欣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇倍佳締安防科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8