CN101824175B - 用于制造掌指压力手套的胶层材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造掌指压力手套的胶层材料及其制备方法。质量份数组成包括：浓缩胶乳100，稳定剂0.1～0.5，硫化剂0.7～1.2，防老剂1.5～3，促进剂0.5～2，活化剂0.5～2.9，分散剂0.5-1，增塑剂0.3～0.5，着色剂2。在浓缩胶乳的水溶液中依次加入上述的稳定剂，硫化剂，防老剂，促进剂，活化剂，分散剂，着色剂水溶液，搅拌，加热50℃～60℃，保温，静置保温硫化。本发明具有抗热、耐寒、抗老、胶层不粘、不硬、高气密性、性能稳定的特点。用此胶层材料可以制备飞船内宇航员使用的掌指压力手套，气密性达42KPa的压力，低温性-40±2℃×94h，脆性温度达-55℃，耐高温达150℃。本发明不存在对空气工作环境及水质有任何污染。

Description

用于制造掌指压力手套的胶层材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及手套制造材料技术，特别是一种用于制造掌指压力手套的胶层材料及其制备方法。

背景技术

目前随着我国工农业生产的迅速发展以及人们生活水平的不断提高，天然胶乳制品作为无毒广泛用于各类行业中如：工业手套、家用手套及医疗卫生制品，其性能无特别要求。但是所有的制品在使用时只是起到一种防护作用而已，只要不破损、不渗漏，耐一些弱酸弱碱就可以，使用时是在一种平常的环境下使用。掌指压力手套主要是宇航员在飞船舱内使用，对宇航员来说，舱内掌指压力手套是舱内航天服中最主要的部件之一，宇航员掌指压力手套要求能抓握-130℃至130℃的物体，抓握时间至少40秒以上，主要经受极端高低温的考验，同时掌指压力手套被加压后要求满足相对灵活的操作。即要保证一定成度的灵敏“触觉”便于操作精密仪器，又要保证其它的物理特性。特别是具有高强度、耐低温、耐高温、抗压和高气密性性能。航天手套被加压，要求满足相对灵活操作要求，即保证一定程度的灵敏“触觉”便于操作精密仪器。掌指压力手套是在一种特殊环境下使用，手套又要承受掌部张力和压力。

掌指压力手套主要包括胶层、高强度纤维(缝制)骨架制备而成，胶层又分内层胶和外层胶，胶层材料要满足制造上述掌指手套的性能要求，特别要解决胶层材料本身的拉伸强度、扯断伸长率、邵尔A硬度、脆性温度等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制造掌指压力手套的胶层材料及其制备方法。该材料很好地解决了材料本身的拉伸强度、扯断伸长率、邵尔A硬度、耐热空气变化脆性温度等问题，具有抗热、耐寒、抗老、胶层不粘、不硬、高气密性、性能稳定的特点，拉伸强度、撕裂强度和扯断伸长率的变化不大于5％。使用本发明制造的掌指压力手套达到了航天员日常训练和航天飞行时所需的各项技术指标，具有耐压、耐氧、耐低温、耐气透性、高强、高气密性且在飞船内使用时具有灵活性的特点，它的气密性能达到42KPa压力，耐低温性达到-40±2℃×94h脆性温度达到-55℃、耐高温150℃，能保证抗压和气密性，本发明对环境友好，不存在三废问题。

本发明提供的用于制造掌指压力手套的胶层材料的原料包括(质量份数)：

浓缩胶乳100

稳定剂 0.1～1.2

硫化剂 0.7～1.2

防老剂 1.5～3

促进剂 0.5～2

活化剂 0.5～2.9

分散剂 0.5～1

着色剂 2

增塑剂 0.3～0.5

所述的浓缩胶乳的参数：浓度61.5％、相对密度0.96-0.98、机稳不小于650S、pH值不小于0.6)、粘度250/MPa·S，挥发脂肪酸值(最大)0.2％(检验方法GB8289-87)。

所述的稳定剂是：酪素和氢氧化钾、烷基硫酸钠，烷基磺酸钠中的一种或多种。

所述的硫化剂是：硫磺粉、不溶性硫磺、胶体硫化、沉淀硫化或硫的同族元素、TMTT(四硫化四甲基秋兰姆)。

所述的防老剂是：2·6二特丁基-4-甲基苯酚，2.2′-甲基双(4-2基-6-特丁基苯酚、防腐腊)。

所述的促进剂是：(EZ)二乙基二硫二代氨基甲酸锌或(PX)(乙基苯基二硫代氨基甲酸锌)、(CA)N.N′-二苯硫脲、黄原酸盐类。

所述的活化剂是：氧化锌、DBA(二苄基胺-苄基胺掺合物)、油酸、碳酸锌。

所述的分散剂是甲撑二萘磺酸钠(NF磺酸钠及阳离子表面活性剂)。

所述的着色剂是：碳黑。

所述的增塑剂是：DOP(邻苯二甲酸二丁酯)。

本发明使用的可选配方：

浓缩胶乳：100(浓度61.5％、相对密度1.09、机稳不小于650S、pH值不小于0.6)。

酪素和氢氧化钾0.1～0.5(酪素和氢氧化钾各自比例：在0.1～0.5中的各自比是0.05∶0.45)。

硫磺粉 0.7～1.2

2·6二叔丁基-4-甲基苯酚 1.5～3

二乙基二硫二代氨基甲酸锌或PX乙基苯基二硫代氨基甲酸锌 0.5～2

氧化锌 0.5～2.9

甲撑二萘磺酸钠(NF) 0.5-1

碳黑 2

邻苯二甲酸二丁酯试剂 0.45-0.5

本发明提供的用于制造掌指压力手套的胶层材料的制备方法包括的步骤：

分别配制配方中的各组分水溶液，在浓缩胶乳的水溶液中依次加入上述的稳定剂，硫化剂，防老剂，促进剂，活化剂，分散剂，着色剂水溶液和增塑剂，搅拌，加热50℃～60℃，保温，三氯甲烷试剂测定，氯仿值：冬季三中～三末，夏季三初～三中；静置1-5天保温硫化。

本发明提供的用于制造掌指压力手套的胶层材料的制备方法包括的步骤：

1)分别配制配方中的各组分水溶液，包括：

酪素溶液，20％氢氧化钾溶液，分散剂30％NF溶液，硫化剂溶液(总固型53.8±1％、pH 10-12、沉淀量130ml/g以下)，防老剂2·6二叔丁基-4-甲基苯酚溶液(总固型41.8±1％、pH 9-11)，二乙基二硫二代氨基甲酸锌促进剂溶液(总固型42±1％、pH 10-12，沉淀量30ml/g以下)。或促进剂PX(乙基苯基二硫代氨基甲酸锌)分散剂溶液(总固型27.5±1％、pH 9-11)。活化剂氧化锌溶液(总固型51±1％、pH 10-12、沉淀量60ml/g以下)，

2)浓缩胶乳(60％DRC)，高速(8000转/分)3-5次离心纯化。

3)制备硫化胶，按配方将浓缩胶乳加水溶解，依次上述配制的试剂水溶液，包括稳定剂，硫化剂，防老剂，促进剂，活化剂，分散剂，着色剂和炭黑以及增塑剂。搅拌，升温(50℃～60℃)，保温时间(1～1.5小时)取样化验，总固型50±0.5％，pH10-11，氯仿值法测定(三氯甲烷试剂测定)，氯仿值：冬季三中～三末，夏季三初～三中。

4)配置好的硫化胶停放后1-5天保温硫化，硫化胶拉伸强度不小于24KPa，拉断伸长率不小于750％邵尔A，硬度40±3。试片粘附强度均不小于14N/cm。

掌指手套的制备方法是将掌指压力手套骨架放入手套模具中分别浸上述的硫化胶制备出内胶层和外层，经表面处理，气密性达到42KPa压力在5分钟内不能有任何泄漏，即可。

本发明很好地解决了制备掌指手套胶层材料本身的拉伸强度、扯断伸长率、邵尔A硬度、耐热空气变化脆性温度等问题，具有抗热、耐寒、抗老、胶层不粘、不硬、高气密性、性能稳定的特点，拉伸强度、撕裂强度和扯断伸长率的变化不大于5％。使用本发明制造的掌指压力手套具有高强、高气密性且在飞船内使用时具有灵活性的特点，它的气密性能达到42KPa压力，耐低温性达到-40±2℃×94h脆性温度达到-55℃、耐高温150℃，能保证抗压和气密性，适用于飞船内宇航员使用。本发明对环境友好，不存在三废问题。

具体实施方式

实施例1

本发明使用的原料试剂均为市售，在没有特别指出的情况下均为质量。

所述的浓缩胶乳的参数：浓度61.5％、相对密度0.96-0.98、机稳不小于650S、pH值不小于0.6)、粘度250/MPa·S，挥发脂肪酸值(最大)0.2％(检验方法GB8289-87)。

本发明的配方(质量份数)：

浓缩胶乳：100(质量浓度61.5％、相对密度1.09、机稳不小于650S、pH值不小于0.6)。

酪素和氢氧化钾 0.4(0.1～0.5中，酪素和氢氧化钾各自比例0.05∶0.45)。

硫磺粉 1

2·6二叔丁基-4-甲基苯酚 2.5

二乙基二硫二代氨基甲酸锌或PX乙基苯基二硫代氨基甲酸锌 1.5

氧化锌 0.5～2.9

甲撑二萘磺酸钠(NF) 0.8

碳黑 2

邻苯二甲酸二丁酯试剂 0.45

用于制造掌指压力手套的胶层材料的制备方法包括的步骤：

一、分别配制配方中的各组分水溶液

1)配制酪素水溶液将质量配比为：酪素∶氨水∶硼砂(分散湿润)∶水(pH为7)＝10∶3∶1∶86，混合后用60-70℃热水溶解，得到分散体酪素水溶液，备用。

2)配制20％氢氧化钾溶液。

3)配制30％NF溶液(30∶70)。NF：甲撑二萘磺酸钠。

4)配制硫化剂水溶液 质量配比为：硫磺粉∶酪素∶KOH∶NF∶水(pH为7)＝50∶0.7∶0.1∶3∶46.2，总固型53.8±1％、pH  10-12、沉淀量130ml/g以下。

5)配制防老剂水溶液质量配比为：2·6二叔丁基-4-甲基苯酚∶酪素∶KOH∶NF∶水(pH为7)＝50∶0.5∶0.2∶4∶45.3。砂子研磨12小时，显微镜观察布朗运动均匀，总固型41.8±1％、pH 9-11。

6)配制促进剂水溶液质量配比为：二乙基二硫二代氨基甲酸锌(EZ)∶酪素∶KOH∶水(pH为7)＝40∶2∶0.16∶57.84，砂子研磨12小时，显微镜观察布朗运动均匀，总固型42±1％、pH 10-12、沉淀量30ml/g以下。

7)配制活化剂水溶液质量配比为：氧化锌∶酪素∶KOH∶水(pH为7)＝50∶1∶0.06∶48.94，砂子研磨60小时，显微镜观察布朗运动均匀，总固型51±1％、pH 10-12、沉淀量60ml/g以下。

8)配制PX(乙基苯基二硫代氨基甲酸锌)促进剂水溶液PX∶酪素∶NF∶KOH∶水(软水，pH为7)＝25∶0.8∶1.5∶0.16∶72.54，砂子研磨6小时，显微镜观察布朗运动均匀，总固型27.5±1％、pH 9-11。

9)DOP(邻苯二甲酸二丁酯)(试剂)

二、制备硫化胶

浓缩胶乳(60％DRC)高速(8000转/分)3-5次离心纯化备用

按设计配方量将浓缩胶乳加水溶解，依次将上述1)-8)的试剂水溶液，包括稳定剂，硫化剂，防老剂，促进剂，活化剂，分散剂，增塑剂，着色剂，碳黑以及增塑剂。搅拌，升温(50℃～60℃)，保温时间(1～1.5小时)取样化验，总固型50±0.5％，pH 10-11，氯仿值：冬季三中～三末，夏季三初～三中。

保温硫化胶技术条件：

配置好的硫化胶停放后1-5天，硫化胶拉伸强度不小于24KPa，拉断伸长率不小于750％邵尔A，硬度40±3。试片粘附强度均不小于14N/cm。合格后待用。

三、掌指压力手套的制备：掌指手套的制备方法是将掌指压力手套骨架放入手套模具中分别浸上述的硫化胶制备出内胶层和外层，达到一定厚度(例如1-2mm)，也可以在手套的掌背的部分增加增强片和五指部分增加加强筋，或拇指根部有增强片、拇指与食指指叉有增强片，食指根部有增强片。经表面处理(用次氯酸钠与盐酸反应处理，用碱中和反应后水洗)，气密性达到0.042mPa压力在5分钟内不能有任何泄漏，即可。

实施例2

配方如下，质量份数：

浓缩胶乳：100(质量浓度61.5％、相对密度1.09、机稳不小于650S、pH值不小于0.6)。

酪素和氢氧化钾 0.4(0.1～0.5中，酪素和氢氧化钾各自比0.05∶0.45)。

硫磺粉 1

2·6二叔丁基-4-甲基苯酚 2.5

二乙基二硫二代氨基甲酸锌或PX乙基苯基二硫代氨基甲酸锌 1.5

氧化锌 2.6

甲撑二萘磺酸钠(NF) 0.8

碳黑 2

邻苯二甲酸二丁酯试剂 0.5

硫化胶层材料的制备方法的操作步骤同实施例1。

本发明的胶层材料具有抗热、耐寒、抗老、胶层不粘、不硬、高气密性、性能稳定的特点。拉伸强度、撕裂强度和扯断伸长率的变化不大于5％(1％～2％)。用此胶层材料可以制各飞船内宇航员使用的掌指压力手套，内外胶层与加强网骨架的结合形成一体，并且保证了高强度的物理特性，气密性达0.042mPa的压力，低温性-40±2℃×94h，脆性温度达-55℃，耐高温达150℃。本发明掌指压力手套不存在对空气工作环境及水质有任何污染，特别适合于神州系列飞船内宇航员使用。

Claims (8)

1.一种用于制造掌指压力手套的胶层材料，原料组成包括浓缩胶乳、稳定剂、硫化剂、防老剂、促进剂、活化剂、分散剂和着色剂，其特征在于还包括增塑剂，质量份数组成为：

浓缩胶乳100

稳定剂0.1～1.2

硫化剂0.7～1.2

防老剂1.5～3

促进剂0.5～2

活化剂0.5～2.9

分散剂0.5-1

着色剂2

增塑剂0.3～0.5；

所述的浓缩胶乳的参数：浓度61.5％、相对密度0.96-0.98、机稳不小于650S、pH值不小于0.6、粘度250/MPa·S，挥发脂肪酸值0.2％；

所述的稳定剂：酪素和氢氧化钾；

所述的硫化剂：硫磺粉、不溶性硫磺、四硫化四甲基秋兰姆；

所述的防老剂：2，6二特丁基-4-甲基苯酚、2，2′-甲基双(4-2基-6-特丁基苯酚)、防腐腊；

所述的促进剂：二乙基二硫二代氨基甲酸锌或乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、N.N′-二苯硫脲、黄原酸盐类；

所述的活化剂：氧化锌、二苄基胺-苄基胺掺合物、油酸、碳酸锌；

所述的分散剂是甲撑二萘磺酸钠；

所述的着色剂：碳黑；

所述的增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯。

2.一种用于制造掌指压力手套的胶层材料，其特征在于它的原料的质量份数组成：

浓缩胶乳：100

酪素和氢氧化钾0.1～0.5，酪素与氢氧化钾比：0.05∶0.45

硫磺粉  0.7～1.2

2·6二叔丁基-4-甲基苯酚  1.5～3

二乙基二硫二代氨基甲酸锌或乙基苯基二硫代氨基甲酸锌  0.5～2

氧化锌  0.5～2.9

甲撑二萘磺酸钠  0.5-1

碳黑            2

邻苯二甲酸二丁酯试剂  0.45。

3.权利要求1所述的用于制造掌指压力手套的胶层材料的制备方法，其特征在于包括下 述的步骤：

分别配制配方中的各组分水溶液，在浓缩胶乳的水溶液中依次加入上述的稳定剂，硫化剂，防老剂，促进剂，活化剂，分散剂，着色剂水溶液以及增塑剂，搅拌，加热50℃～60℃，保温1-5天保温硫化。

4.权利要求2所述的用于制造掌指压力手套的胶层材料的制备方法，其特征在于包括下述的步骤：

1)分别配制配方中的各组分水溶液，包括：

10％酪素水溶液，20％氢氧化钾水溶液，30％甲撑二萘磺酸钠水溶液，硫磺粉水溶液，防老剂2·6二叔丁基-4-甲基苯酚溶液，二乙基二硫二代氨基甲酸锌促进剂溶液或促进剂乙基苯基二硫代氨基甲酸锌溶液；总固型51±1％、pH 10-12、沉淀量60ml/g以下的活化剂氧化锌溶液；

2)60％DRC的浓缩胶乳，8000转/分3-5次离心纯化；

3)制备硫化胶，按配方将浓缩胶乳加水溶解，依次上述配制的试剂水溶液，包括稳定剂，硫化剂，防老剂，促进剂，活化剂，分散剂，着色剂，炭黑以及增塑剂；搅拌，升温50℃～60℃，保温时间1～1.5小时，得硫化胶；

4)配置好的硫化胶停放后1-5天保温硫化，硫化胶拉伸强度不小于24KPa，拉断伸长率不小于750％邵尔A，硬度40±3，试片粘附强度均不小于14N/cm。

5.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于硫磺粉水溶液的总固型53.8±1％、pH10-12、沉淀量130ml/g以下；所述的防老剂2·6二叔丁基-4-甲基苯酚溶液的总固型41.8±1％、pH  9-11。

6.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的二乙基二硫二代氨基甲酸锌溶液的总固型42±1％、pH 10-12，沉淀量30ml/g以下。

7.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的促进剂乙基苯基二硫代氨基甲酸锌溶液的总固型为27.5±1％、pH 9-11。

8.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的硫化胶总固型50±0.5％，pH 10-11，氯仿值法测定的氯仿值：冬季三中～三末，夏季三初～三中。