一种灭活橡胶手套及其制备方法与流程

1.本发明涉及橡胶手套技术领域，具体涉及一种灭活橡胶手套及其制备方法。


背景技术：

2.在抗疫问题上，尽管各国都采取了各种各样的抗疫方法，如接种疫苗、核酸检测、佩戴口罩、勤洗手等，新冠病毒依旧肆虐全球。究其原因主要包括以下几个方面，首先，新冠病毒具有传染性强、传播链条长、变异速度快等特点；其次，即使接种疫苗后，人体内会产生抗体，抗体在人体内维持的时间也比较短，一段时间后，人体内也经常出现抗体水平较低的现象；另外，其他一些客观原因如境外输入、放松戒备、人员聚集、个人防护不当等也是导致新冠病毒不能得到根除的原因。
3.在日常生活中，为了防止感染新冠病毒，个人防护采取的措施主要包括接种疫苗、戴口罩、勤洗手、减少聚集等。事实上，我们的手每天会接触各种物体，导致手部可能会携带60,000种以上的细菌和病毒。采用洗手液洗手虽然可以消灭部分细菌，但大部分的细菌和病毒仍然可能通过手部传播到身体的其他部位，因此，手部防护将成为个人防护中较为重要的一个部分，而佩戴防护手套则是减少手部与物品或身体部位直接接触、阻止细菌或病毒传播的重要途径。
4.近几年，随着人们卫生意识的增强，各种各样的手套逐渐进入人们的日常生活，其中不乏一些抗菌手套的存在，抗菌手套虽然可以杀灭一些细菌，阻止细菌传播，但它们对病毒的灭火作用较弱，不能有效阻止病毒的传播。公开号为cn114045668a的专利公开了一种抗病毒手套及其制备方法，该方法制备的手套虽然可以抗病毒，但有抗菌作用的氧化铜是直接附着在手套外层的，戴手套拿东西或与物品摩擦很容易损坏抗菌层，使得手套使用寿命变短。公开号为cn111333929a 的专利公开了一种主动抗菌抗病毒手套及其制备方法，该手套利用有机抗菌抗病毒剂和天然抗菌抗病毒剂的协同作用，实现乳胶手套长效抗菌抗病毒的效果。然而，对于该发明的手套来说，在制作或使用过程中会出现两个方面的问题，第一，该手套含有很多有机或无机的成分存在，长时间与手部接触，会对手部皮肤产生刺激，导致一些使用者使用一段时间后手部会出现红肿等过敏现象；第二，无机抗菌剂如纳米银为纳米级颗粒，与有机物进行混合时容易出现混合不均匀的现象，导致制作的手套的不同部位抗菌抗病毒效果会不一致。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种灭活橡胶手套及其制备方法，以解决现有手套不能抗病毒、长时间使用刺激皮肤以及抗菌剂分布不均匀等问题。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种灭活橡胶手套，其特征在于，手套包括橡胶内层和抗菌橡胶外层，所述橡胶内层与抗菌橡胶外层通过二次浸胶工艺连接在一起，按质量百分比计算，所述抗菌橡胶外层的组分包括橡胶90～98％、抗菌剂0.1～5％、硫化剂 0.1～5％、氧化锌0.1～4％、促进剂0.5～6％。
7.为了解决现有手套不能抗病毒、长时间使用会刺激皮肤等问题，本发明提供一种灭活橡胶手套，包括橡胶内层和抗菌橡胶外层，橡胶内层和抗菌橡胶外层通过二次浸胶工艺连接在一起，橡胶内层主要包括橡胶材料或弹性体，在制作手套时，会根据情况向其中加入硫化剂、促进剂等添加剂，成型后进行滤洗，洗掉手套表面的硫化剂、促进剂及其他刺激性有机物。在佩戴手套时，将橡胶内层与手部直接接触，可有效减少对皮肤的刺激，即使长时间使用不会对皮肤产生刺激或损伤。抗菌橡胶外层设置在橡胶内层的外部，主要包括橡胶、抗菌剂、硫化剂、促进剂、氧化锌等物质。由于橡胶内层和抗菌橡胶外层是通过二次浸胶工艺连接在一起的，层与层之间不仅包括分子之间存在的范德华力、氢键等弱作用力，也会存在橡胶分子之间通过交联、缠绕等化学作用而产生的强作用力，这些作用力的存在使得橡胶内层和抗菌橡胶外层能够紧密地连接在一起，抗菌橡胶外层在长时间使用过程中不容易损坏或脱落。在手套成型滤洗阶段，抗菌橡胶外层是附着在手模表面、橡胶内层的里面，因此，抗菌橡胶外层中的抗菌剂不会被洗掉。
8.进一步优选的技术方案为，按质量百分含量计，所述抗菌剂包括纳米抗菌材料8～35％、分散剂2～15％、纳米级膨润土20～70％、防沉剂5～30％。抗菌剂是使得本发明能实现灭活病毒作用的重要组成部分，本发明使用的抗菌剂主要包括纳米抗菌材料、分散剂、纳米级膨润土、防沉剂，其中纳米抗菌材料是实现抗菌抗病毒作用的主要材料，常用的纳米抗菌材料包括金属型纳米抗菌材料、光催化型纳米抗菌材料和复合型纳米抗菌材料几种，金属型纳米抗菌材料的抗菌机理是使游离的金属离子进入细菌或病毒的内部，使得细菌或病毒的蛋白质或组织结构被破坏，从而达到消灭细菌或病毒的作用；光催化型纳米抗菌材料是具有光催化性能的抗菌材料，包括纳米tio2、zno、 wo3、zro、v2o3、sno2、sic等，这类材料不仅可以在光的作用下杀菌消毒，还能使被细菌和病毒丧失繁殖能力；复合型纳米抗菌材料是为了弥补单一纳米抗菌材料存在的缺陷而开发的具有快速、高效杀菌的纳米抗菌材料，除了具有普通金属纳米材料高效杀菌灭活的作用外，还可实现对特异性细菌和病毒的灭活作用。在进一步优选的技术方案中，所述纳米抗菌材料包括但不限于金属型和光催化型纳米抗菌材料，还可以是复合型纳米抗菌材料。
9.在进一步优选的技术方案中，在制作抗菌剂时，需要向纳米抗菌材料中添加分散剂、防沉剂和纳米级膨润土，分散剂和防沉剂的加入可有效防止纳米材料的聚集和沉底，使得纳米抗菌材料能更均匀地被分散。而对于纳米级膨润土来说，它的加入不仅可以促进纳米抗菌材料的分散，它和分散剂、防沉剂共同作用可使得纳米抗菌材料能够被悬浮，更重要的是，膨润土在本发明中还起到抗菌材料载体的作用。在将纳米抗菌材料和分散剂、防沉剂、纳米级膨润土进行混合并搅拌的过程中，由于纳米级膨润土的表面带有负电荷，游离的金属离子表面带有正电荷，带正电荷的金属离子会被均匀吸附在膨润土的表面，一方面可以阻止纳米材料在溶液中沉降或聚集，另一方面，纳米抗菌材料与纳米级膨润土结合后，形成改性后的抗菌材料，改性后的抗菌材料可弥补原始抗菌材料抗菌效果较差和性质不稳定的缺陷，增加其灭活性。
10.进一步优选的技术方案为，所述纳米抗菌材料包括纳米银、纳米铜、纳米氧化铜、纳米氧化锌、纳米二氧化钛中的任意一种或几种。和有机抗菌材料相比，金属离子抗菌由于具有快速、高效杀菌的作用而被广泛应用，其中纳米银、纳米铜、纳米氧化铜为最为常用的纳米抗菌材料，其抗菌效果主要得益于游离的金属银离子或金属铜离子。纳米氧化锌和纳
米氧化钛常用做光催化型的纳米抗菌材料，常与纳米银、纳米铜等混合使用，用于辅助银离子或铜离子抗菌。在本发明进一步优选的技术方案中，纳米抗菌材料包括纳米银、纳米铜、纳米氧化铜、纳米氧化锌、纳米二氧化钛中的任意一种或几种，具体可以是单一的纳米抗菌材料，也可以是多种纳米抗菌材料组合使用，如纳米抗菌材料可以包括30～55％的纳米氧化铜、15～30％的纳米银和20～45％的纳米氧化锌，也可以是15～50％的纳米银、25～45％的纳米氧化铜和 10～40％的纳米二氧化钛的组合，更进一步优化的技术方案中，纳米抗菌材料可以包括12～45％的纳米银、3～8％的纳米铜、12～35％的纳米氧化铜、15～25％的纳米氧化锌和5～30％纳米二氧化钛。
11.进一步优选的技术方案为，按质量百分含量计，所述橡胶内层包括橡胶92～98％、硫化剂1～5％、氧化锌0.1～4％、促进剂0.5～6％。
12.进一步优选的技术方案为，所述橡胶包括天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、热塑性弹性体中的任意一种或几种。
13.本发明还公开了一种灭活橡胶手套的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
14.(1)抗菌剂制备：按顺序将纳米抗菌材料、分散剂、纳米级膨润土、防沉剂加入到碾磨机中，添加完毕后，碾磨25～35分钟，制得抗菌剂胶体；
15.(2)抗菌乳液的制备：在抽提釜中加入橡胶乳液和抗菌剂胶体，将其混合，并用碱性ph调节剂调节混合乳液的ph，制得抗菌乳液；
16.(3)抗菌橡胶外层的制备：向抗菌乳液中加入硫化剂、氧化锌、促进剂，搅拌使其预硫化，将混合后的乳液打入浸渍胶槽，对手模进行第一次浸胶，并烘干处理；
17.(4)橡胶内层的制备：将橡胶、硫化剂、氧化锌、促进剂混合并搅拌，使其预硫化，并将制得的二次浸胶原料打入到浸胶槽内，对完成第一次浸胶后的手模进行第二次浸胶，并烘干处理，脱模后翻转获得橡胶手套。
18.进一步优选的技术方案为，在所述抗菌剂制备步骤中，各成分加入时的间隔时间为10～15分钟。
19.进一步优选的技术方案为，所述ph调节剂为碱性调节剂，调节后的ph为10～13，加入的所述碱性调节剂的质量百分含量为10～25％。
20.进一步优选的技术方案为，在制备抗菌橡胶外层时，预硫化的温度为20～30℃，时间为10～30h，搅拌速率为30～60r/min；在制备橡胶内层时，预硫化的温度为20～30℃，时间为10～30h，搅拌速率为 30～60r/min。
21.进一步优选的技术方案为，在制备抗菌橡胶外层时，烘干温度为 80～130℃，时间为2～5min；在制备橡胶内层时，烘干温度为80～110℃，时间为5～25min。
22.本发明的优点和有益效果在于：
23.1、将抗菌层设置在橡胶手套的外层，并采用二次浸胶的工艺将橡胶内层和抗菌橡胶外层连接，在使用时，抗菌层不容易脱落或被损坏，手套使用寿命长，橡胶内层不含天然蛋白质、增塑剂及其他刺激性有机物，与手部长期接触不会刺激手部皮肤，发生过敏现象。
24.2、向纳米抗菌材料中加入分散剂、防沉剂和纳米级膨润土，不仅可以有效防止纳米材料的聚集、沉底，使得纳米材料能更均匀的被分散，纳米材料还可与膨润土进行结合，进一步增加抗菌材料的抗菌、灭活性能和稳定性。
25.3、在制作抗菌橡胶外层前，先使用碱性ph调节剂调整抗菌乳液的ph，使得抗菌乳
液呈碱性，一方面可增强抗菌材料的抗菌灭活性能，另一方面也可使得橡胶内层与抗菌橡胶外层能更紧密的结合。
具体实施方式
26.下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
27.实施例1
28.一种灭活橡胶手套，包括橡胶内层和抗菌橡胶外层，橡胶内层与抗菌橡胶外层通过二次浸胶工艺连接在一起，按质量百分比计算，抗菌橡胶外层的组分包括丁腈橡胶60％、丁苯橡胶30％、抗菌剂0.1％、硫磺5％、氧化锌0.9％、促进剂5％，抗菌剂包括纳米银8％、分散剂15％、纳米级膨润土52％、防沉剂25％；橡胶内层包括丁腈橡胶 52％、丁苯橡胶40％、硫磺1％、氧化锌1％、促进剂6％。
29.一种灭活橡胶手套的制备方法，包括以下步骤：
30.(1)抗菌剂制备：按顺序将纳米抗菌材料、分散剂、纳米级膨润土、防沉剂加入到碾磨机中，添加完毕后，碾磨25分钟，制得抗菌剂胶体；
31.(2)抗菌乳液的制备：在抽提釜中加入橡胶乳液和抗菌剂胶体，将其混合，并向其中加入氢氧化钠调节混合乳液的ph，按质量百分含量计，氢氧化钠的添加量为10％，制得抗菌乳液；
32.(3)抗菌橡胶外层的制备：向抗菌乳液中加入硫化剂、氧化锌、促进剂，搅拌使其预硫化，预硫化的温度为20℃，时间为10h，搅拌速率为60r/min；将混合后的乳液打入浸渍胶槽，对手模进行第一次浸胶，并烘干处理，烘干温度为80℃，时间为5min。
33.(4)橡胶内层的制备：将橡胶、硫化剂、氧化锌、促进剂混合并搅拌，使其预硫化，预硫化的温度为30℃，时间为30h，搅拌速率为60r/min，并将制得的二次浸胶原料打入到浸胶槽内，对完成第一次浸胶后的手模进行第二次浸胶，并烘干处理，烘干温度为130℃，时间为10min，脱模后翻转获得橡胶手套。
34.实施例2
35.一种灭活橡胶手套，包括橡胶内层和抗菌橡胶外层，橡胶内层与抗菌橡胶外层通过二次浸胶工艺连接在一起，按质量百分比计算，抗菌橡胶外层的组分包括天然橡胶92％、抗菌剂1％、硫磺0.9％、氧化锌0.1％、促进剂6％，抗菌剂包括纳米氧化铜10％、纳米银2％、纳米氧化锌8％、分散剂2％、纳米级膨润土60％、防沉剂18％；橡胶内层包括天然橡胶93％、硫磺5％、氧化锌0.1％、促进剂1.9％。
36.一种灭活橡胶手套的制备方法，包括以下步骤：
37.(1)抗菌剂制备：按顺序将纳米抗菌材料、分散剂、纳米级膨润土、防沉剂加入到碾磨机中，每种成分加入时的时间间隔为10分钟，添加完毕后，碾磨30分钟，制得抗菌剂胶体；
38.(2)抗菌乳液的制备：在抽提釜中加入橡胶乳液和抗菌剂胶体，将其混合，并向其中加入氢氧化钠，使得混合乳液的ph为10，按质量百分含量计，氢氧化钠的添加量为15％，制得抗菌乳液；
39.(3)抗菌橡胶外层的制备：向抗菌乳液中加入硫化剂、氧化锌、促进剂，搅拌使其预硫化，预硫化的温度为20℃，时间为30h，搅拌速率为30r/min；将混合后的乳液打入浸渍胶
槽，对手模进行第一次浸胶，并烘干处理，烘干温度为110℃，时间为2min。
40.(4)橡胶内层的制备：将橡胶、硫化剂、氧化锌、促进剂混合并搅拌，使其预硫化，预硫化的温度为20℃，时间为30h，搅拌速率为30r/min，并将制得的二次浸胶原料打入到浸胶槽内，对完成第一次浸胶后的手模进行第二次浸胶，并烘干处理，烘干温度为110℃，时间为25min，脱模后翻转获得橡胶手套。
41.实施例3
42.一种灭活橡胶手套，包括橡胶内层和抗菌橡胶外层，橡胶内层与抗菌橡胶外层通过二次浸胶工艺连接在一起，按质量百分比计算，抗菌橡胶外层的组分包括氯丁橡胶92％、抗菌剂5％、硫磺0.1％、氧化锌1.4％、促进剂0.5％，抗菌剂包括纳米银8％、纳米氧化铜20％、纳米二氧化钛7％、分散剂15％、纳米级膨润土20％、防沉剂30％；橡胶内层包括氯丁橡胶60％、热塑性弹性体33％、硫磺2％、氧化锌4％、促进剂1％。
43.一种灭活橡胶手套的制备方法，包括以下步骤：
44.(1)抗菌剂制备：按顺序将纳米抗菌材料、分散剂、纳米级膨润土、防沉剂加入到碾磨机中，每种成分加入时的时间间隔为15分钟，添加完毕后，碾磨35分钟，制得抗菌剂胶体；
45.(2)抗菌乳液的制备：在抽提釜中加入橡胶乳液和抗菌剂胶体，将其混合，并向其中加入氨水，使得混合乳液的ph为13，按质量百分含量计，氨水的添加量为25％，制得抗菌乳液；
46.(3)抗菌橡胶外层的制备：向抗菌乳液中加入硫化剂、氧化锌、促进剂，搅拌使其预硫化，预硫化的温度为30℃，时间为10h，搅拌速率为30r/min；将混合后的乳液打入浸渍胶槽，对手模进行第一次浸胶，并烘干处理，烘干温度为110℃，时间为5min。
47.(4)橡胶内层的制备：将橡胶、硫化剂、氧化锌、促进剂混合并搅拌，使其预硫化，预硫化的温度为30℃，时间为10h，搅拌速率为60r/min，并将制得的二次浸胶原料打入到浸胶槽内，对完成第一次浸胶后的手模进行第二次浸胶，并烘干处理，烘干温度为130℃，时间为5min，脱模后翻转获得橡胶手套。
48.实施例4
49.一种灭活橡胶手套，包括橡胶内层和抗菌橡胶外层，橡胶内层与抗菌橡胶外层通过二次浸胶工艺连接在一起，按质量百分比计算，抗菌橡胶外层的组分包括热塑性弹性体98％、抗菌剂0.5％、硫磺0.6％、氧化锌0.4％、促进剂0.5％，抗菌剂包括纳米银2.5％、纳米铜0.5％、纳米氧化铜3％、纳米氧化锌1.8％、纳米二氧化碳2.2％、分散剂15％、纳米级膨润土70％、防沉剂5％；橡胶内层包括热塑性弹性体98％、硫磺1％、氧化锌0.5％、促进剂0.5％。
50.一种灭活橡胶手套的制备方法，包括以下步骤：
51.(1)抗菌剂制备：按顺序将纳米抗菌材料、分散剂、纳米级膨润土、防沉剂加入到碾磨机中，每种成分加入时的时间间隔为15分钟，添加完毕后，碾磨35分钟，制得抗菌剂胶体；
52.(2)抗菌乳液的制备：在抽提釜中加入橡胶乳液和抗菌剂胶体，将其混合，并向其中加入氨水，使得混合乳液的ph为13，按质量百分含量计，氨水的添加量为25％，制得抗菌乳液；
53.(3)抗菌橡胶外层的制备：向抗菌乳液中加入硫化剂、氧化锌、促进剂，搅拌使其预硫化，预硫化的温度为30℃，时间为10h，搅拌速率为60r/min；将混合后的乳液打入浸渍胶
槽，对手模进行第一次浸胶，并烘干处理，烘干温度为110℃，时间为5min。
54.(4)橡胶内层的制备：将橡胶、硫化剂、氧化锌、促进剂混合并搅拌，使其预硫化，预硫化的温度为30℃，时间为30h，搅拌速率为30r/min，并将制得的二次浸胶原料打入到浸胶槽内，对完成第一次浸胶后的手模进行第二次浸胶，并烘干处理，烘干温度为90℃，时间为25min，脱模后翻转获得橡胶手套。
55.取实施例1～4制作的橡胶手套，对其进行病毒的灭活性能测试，使用的病毒为sars-cov-2，阳性对照组病毒滴定度数值为7.490 tcid
50
/ml，记录灭活时间分别为30min和60min时病毒灭活数据，结果如下表所示。
[0056][0057]
从表中结果可以看出，本发明所制备的手套可有效消灭新冠病毒，作用时间超过1h，病毒灭活率可达99.9％。
[0058]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。