CN102516860A - 用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法 - Google Patents
用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法。该方法包括以下两大操作步骤：1.1、制备水性聚氨酯树脂1.2、制备水性聚氨酯涂饰剂。本发明涂饰剂的使用方法是，将水性聚氨酯涂饰剂与去离子水按照1：15～1：18的比例稀释，静止消泡得涂饰剂稀释液，将弹性塑制品浸入涂饰剂稀释液中，浸泡10秒取出，在温度120～180℃条件下烘干，就会在弹性塑制品表面形成了一层致密光滑、抗粘连的涂饰剂涂层。用本发明的涂饰剂解决了手套塑制品自粘连性，附着力很强，滑爽度非常好，滑爽度达到3级，手套特别容易穿戴，且耐黄变和老化效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子材料的制备方法，具体是一次性弹性手套塑制品用水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法。
背景技术
现有塑制品存在的由于增塑剂产生的自粘连性、涂层容易破坏、穿戴性差、避免了粉末等颗粒物质对皮肤和工作场所的污染、避免了乳胶塑制品内蛋白质对皮肤的过敏等缺陷，如PVC手套增塑剂含量较大，容易迁移到表面，导致粘连严重，影响使用；丁氰手套不耐老化容易黄变；乳胶手套含有对皮肤过敏的蛋白质源。为解决这一问题，需要研究膜层技术，对其表面进行处理，形成致密的膜层，阻断内部的小分子或蛋白质源析出，从而解决了塑制品自粘性，表面光滑易于穿戴使用。关于塑制品表面处理技术，综合国内外归纳起来主要分为三类：（1）用粉末处理，如滑石粉、淀粉等；（2）表面的化学处理，如氯化；（3）用聚合物涂敷在制品表面，即涂饰剂。其中早期用粉末来处理塑制品表面起到抗粘和滑爽的效果。但通过加粉处理的手套塑制品在医疗领域，可能对伤口过敏等副作用，在检测领域，手套上脱落下来的粉体也可能对十分精密的仪器造成污染；通过表面化学处理的手套塑制品，如氯化也可以防止手套自粘，表面滑爽，易于穿戴，但工序繁琐复杂，从而造成成本较高，对环境污染也较严重。而聚合物涂敷的方法解决了以上二者的不足，使之在塑制品表面形成极薄的涂层。然而现有的涂饰剂在使用过程中仍然存在一定的缺陷，如不够滑爽，不易穿戴；另由于附着力不够强，穿戴后脱落下来的涂层物质也同样可能引起伤口过敏和污染检测设备。
发明内容
为了解决现有涂饰剂在使用过程中存在的不够滑爽、不易穿戴问题；本发明提供一种改进的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，使得手套塑制品易于穿戴，涂层无脱落。
本发明的技术解决方案如下：
用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法包括以下两大操作步骤：
1.1、制备水性聚氨酯树脂
在干燥氮气保护下，将真空脱水的12～25份聚醚型二元醇或聚酯型二元醇和12～20份多异氰酸酯，在机械搅拌下、温度85℃～100℃反应2-3个小时；降低反应体系温度至40℃～60℃，加入0.8份小分子扩链剂一缩二乙二醇、2.4份离子型亲水性二羟甲基丙酸（DMPA）、0.55份交联剂三羟甲基丙烷（TMP）、20份溶剂、0.025份催化剂二月桂酸二丁基锡(T-12)、0.025份辛酸亚锡(T-9)，在机械搅拌、温度60～70℃条件下反应3～6小时；待反应生成的预聚体中异氰酸酯基团（-NCO）含量不再变化时，降温至室温，得聚氨酯树脂；在高剪切力下加入87.5份去离子水，再加入0.8～2.4份后扩链剂分散得到透明的水性聚氨酯乳液；将水性聚氨酯乳液在温度50～60℃通过减压蒸馏20～60分钟脱去溶剂，得到固含量为30～45%的水性聚氨酯乳液；
1.2、制备水性聚氨酯涂饰剂
先将所述水性聚氨酯乳液加入剪切罐，加入消泡剂，低速搅拌10分钟；在剪切速度为1000～1500转/分钟条件下，加入8份硅粉分散30～60分钟，降低剪切速度至100-300转/分钟逐一加入2份润湿流平剂、5份增滑剂、2份PH调节剂、11.9份去离子水，最后再加入1份增稠剂搅拌均匀，即得到水性聚氨酯涂饰剂，该涂饰剂外观乳白粘稠；
使用方法是，将水性聚氨酯涂饰剂与去离子水按照1：15～1：18的比例稀释，静止消泡得涂饰剂稀释液，将弹性塑制品浸入涂饰剂稀释液中，浸渍10秒取出，在温度120～180℃条件下烘干，就会在弹性塑制品表面形成了一层致密光滑、抗粘连的涂饰剂涂层。
所述聚醚型二元醇或聚酯型二元醇为分子量在1000～2000的二元醇。
所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯（H12MDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）。
所述消泡剂为有机硅树脂、矿物油、高级脂肪酸。
所述溶剂为丙酮。
所述硅粉为补强剂，粒径为2-4um。
所述润湿流平剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物，型号为DC-67、BYK187、WET245、WET250。
所述增滑剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物，型号为Glide410、Glide420。
所述PH调节剂为有机胺类化合物，型号为AMP-95。
所述增稠剂为碱溶胀型增稠剂，型号为ASE-60。
将本发明的涂饰剂用于弹性手套塑制品，使弹性手套塑制品表面形成涂饰剂涂层，进行如下性能测试：
1、滑爽性测试
以人为的手感对滑爽性进行评估，分为1-3个等级；1级：膜有点粘，稍有滑爽性；2级：有光滑性，稍有点阻力，偏油滑感；3级：光滑优，手搓起来比较有轻快感，偏干滑
2、抗粘连测试
在手套塑制品上压1Kg砝码，放入70℃烘箱内，72小时后看粘连性。如果手套塑制品没有粘连为合格。
根据性能测试结果，用本发明的涂饰剂解决了手套塑制品自粘连性，附着力很强，滑爽度非常好，滑爽度达到3级，手套特别容易穿戴，且耐黄变和老化效果好。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地描述。
以下实施例1～3所用原料均为市售：
多元醇：聚己二酸丁二醇酯二元醇（青岛新宇田市售，羟值=56，Mn=2000）；聚己二酸己二醇酯二元醇（旭川化学市售，羟值=56，Mn=2000）；聚氧化丙烯醇(江苏钟山化工市售，N-210, Mn=1000)；一缩二乙二醇（美国陶氏市售）；二羟甲基丙酸（DMPA,安庆中大化学市售）；三羟甲基丙烷（TMP，三菱瓦斯化学株式会社市售）。
异氰酸酯：异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,德国Bayer市售）；4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯（H12MDI，烟台万华市售）；六亚甲基二异氰酸酯（HDI，德国Bayer市售）。
多元胺：乙二胺（日本东曹市售）；异佛尔酮二胺（德国basf市售）
消泡剂：BYK-018(有机硅消泡剂，毕克化学市售）；Defoam NS801（矿物油消泡剂，科达涂料化工研究所市售）； AF-35SE（高级脂肪酸消泡剂，韩国GLCHEM公司）
补强剂：SD-510L,SD-520L,SD-530L，均为北京航天赛德市售
润湿流平剂：DC-67（道康宁市售）；BYK-187（毕克化学市售）；WET-245（迪高化学市售）。
增滑剂：Glide410、Glide420，均为迪高化学市售。
PH值调节剂：AMP-95，美国陶氏化学市售。
增稠剂：ASE-60，青岛恩泽化工有限公司市售。
实施例1
用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，包括以下两大操作步骤：
1、制备水性聚氨酯涂饰剂组合物100kg
以重量kg计，在干燥氮气保护下，将真空脱水的25kg聚己二酸丁二醇酯二元醇（羟值=56，Mn=2000），异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）16.65kg加入反应容器中，在机械搅拌下、温度85℃、反应2h；降低反应体系温度至60℃，加入小分子扩链剂一缩二乙二醇0.8kg、离子型亲水性二羟甲基丙酸（DMPA）4.2kg、交联剂三羟甲基丙烷（TMP）0.55kg、溶剂丙酮20kg、催化剂：二月桂酸二丁基锡(T-12)0.025kg、辛酸亚锡(T-9) 0.025kg，在机械搅拌下、温度60℃反应3h；待反应生成的预聚体中异氰酸酯基团（-NCO）含量不再变化时，降温至室温，得聚氨酯树脂；在高剪切力下加入87.5kg水，再加入0.825kg乙二胺扩链，得到透明的水性聚氨酯乳液；将水性聚氨酯乳液在温度55℃通过减压蒸馏60分钟脱去溶剂，得到固含量为40%的水性聚氨酯乳液。该乳液外观透明，涂布玻璃板上在150℃，30分钟，表面不发粘。
2、制备水性聚氨酯涂饰剂100kg：
先将70kg水性聚氨酯乳液加入剪切罐中，加入0.1kgBYK-018有机硅消泡剂，低速搅拌10分钟；再调高剪切速度在1000转/分钟，加入8kgSD-510L硅粉分散30分钟，降低剪切速度至100转/分钟逐一加入2kgDC-67润湿流平剂、5kgGlide410增滑剂、2kgAMP-95 PH调节剂、11.9kg去离子水，最后再加入1kgASE-60增稠剂搅拌均匀，得到水性聚氨酯涂饰剂。该涂饰剂外观乳白粘稠。
将水性聚氨酯涂饰剂与去离子水按照1：15的比例稀释，静止消泡，将涂有塑制品涂层的模具，浸入水性聚氨酯涂饰剂稀释液中，10秒后取出，在150℃烘干，在弹性手套塑制品表面形成了一层致密光滑，抗粘连的聚氨酯涂层。
以实施例1为例，调整以下实施例2和实施例3；有关数据不可是范围，应为确定的数据。
实施例2
制备水性聚氨酯涂饰剂组合物100kg
以重量kg计，在干燥氮气保护下，将真空脱水后的25kg 聚己二酸己二醇酯二元醇(羟值=56，Mn=2000), 4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯（H12MDI）19.65kg加入反应容器中，在机械搅拌下、温度85℃、反应2h；降低反应体系温度至60℃，加入小分子扩链剂一缩二乙二醇0.8kg、离子型亲水性二羟甲基丙酸4.2kg、交联剂三羟甲基丙烷（TMP）0.55kg、溶剂丙酮20kg、催化剂：二月桂酸二丁基锡(T-12)0.025kg、辛酸亚锡(T-9) 0.025kg，在机械搅拌下、温度60℃反应3h；待反应生成的预聚体中异氰酸酯基团（-NCO）含量不再变化时，降温至室温，得聚氨酯树脂；在高剪切力下加入87.5kg水，再加入2.34kg异佛尔酮二胺扩链，得到透明的水性聚氨酯乳液；将水性聚氨酯乳液在60℃间通过减压蒸馏60分钟脱去溶剂，得到固含量为41%的水性聚氨酯乳液。该乳液外观透明，涂布玻璃板上在160℃，30分钟，表面不发粘。
制备水性聚氨酯涂饰剂组合物100kg：
先将70kg水性聚氨酯乳液加入剪切罐中，低速搅拌0.1kg Defoam NS801（矿物油消泡剂），10分钟，再调高剪切速度在1100转/分钟，加入8kgSD-520L硅粉分散30分钟，降低剪切速度至100转/分钟逐一加入2kgBYK187润湿流平剂、5kgGlide420增滑剂、2kgAMP-95 PH调节剂、11.9kg去离子水，最后再加入1kgASE-60增稠剂搅拌均匀，得到水性聚氨酯涂饰剂组合物。该涂饰剂组合物外观乳白粘稠。
将水性聚氨酯涂饰剂组合物与去离子水按照1：18的比例稀释，静止消泡，将涂有塑制品涂层的模具，浸入水性聚氨酯涂饰剂稀释液中，10秒后取出，在150℃烘干后，在弹性手套塑制品表面形成了一层致密光滑，抗粘连的聚氨酯涂层。
实施例3
制备水性聚氨酯涂饰剂组合物100kg
以重量kg计，在干燥氮气保护下，将真空脱水后的10.0kg 聚己二酸己二醇酯二元醇(羟值=110，Mn=1000)和2.5kg聚氧化丙烯醇(N-210, Mn=1000)，六亚甲基二异氰酸酯（HDI）12.6kg加入反应容器中，在机械搅拌下、温度85℃、反应2h；降低反应体系温度至55℃，加入小分子扩链剂一缩二乙二醇0.8kg、离子型亲水性二羟甲基丙酸4.2kg、交联剂三羟甲基丙烷（TMP）0.55kg、溶剂丙酮20kg、催化剂：二月桂酸二丁基锡(T-12)0.025kg、辛酸亚锡(T-9) 0.025kg，在机械搅拌下、温度60℃反应3h；待反应生成的预聚体中异氰酸酯基团（-NCO）含量不再变化时，降温至室温，得聚氨酯树脂；在高剪切力下加入87.5kg水，再加入2.34kg异佛尔酮二胺扩链，得到透明的水性聚氨酯乳液；将水性聚氨酯乳液在56℃间通过减压蒸馏60分钟脱去溶剂，得到固含量为40%的水性聚氨酯乳液。该乳液外观透明，涂布玻璃板上在140℃，30分钟，表面不发粘。
制备水性聚氨酯涂饰剂组合物100kg：
先将70kg水性聚氨酯乳液加入剪切罐中，低速搅拌0.1kg AF-35SE（高级脂肪酸或其衍生物消泡剂）10分钟，再调高剪切速度在1200转/分钟，加入8kgSD-530L硅粉分散30分钟，降低剪切速度至100转/分钟逐一加入2kgWET245润湿流平剂、5kgGlide410增滑剂、2kgAMP-95 PH调节剂、11.9kg去离子水，最后再加入1kgASE-60增稠剂搅拌均匀，得到水性聚氨酯涂饰剂组合物。该涂饰剂组合物外观乳白粘稠。
将水性聚氨酯涂饰剂组合物与去离子水按照1：18的比例稀释，静止消泡，将涂有塑制品涂层的模具，浸入水性聚氨酯涂饰剂稀释液中，10秒后取出，在150℃烘干后，在弹性手套塑制品表面形成了一层致密光滑，抗粘连的聚氨酯涂层。
使用实施例1～3作为弹性手套塑制品的内层涂饰剂，其性能测试结果列于表1中。
表1 实施例的性能测试结果
根据实施例1～3性能测试结果，用本发明的涂饰剂处理的手套弹性手套塑制品具有抗自粘连性，附着力很强，滑爽度非常好，滑爽度达到3级，手套特别容易穿戴，且耐黄变和老化效果好。
Claims (10)
1.用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于包括以下两大操作步骤：
1.1、制备水性聚氨酯树脂
在干燥氮气保护下，将真空脱水的12～25份聚醚型二元醇或聚酯型二元醇和12～20份多异氰酸酯，在机械搅拌下、温度85℃～100℃反应2-3个小时；降低反应体系温度至40℃～60℃，加入0.8份小分子扩链剂一缩二乙二醇、2.4份离子型亲水性二羟甲基丙酸（DMPA）、0.55份交联剂三羟甲基丙烷（TMP）、20份溶剂、0.025份催化剂二月桂酸二丁基锡(T-12)、0.025份辛酸亚锡(T-9)，在机械搅拌、温度60～70℃条件下反应3～6小时；待反应生成的预聚体中异氰酸酯基团（-NCO）含量不再变化时，降温至室温，得聚氨酯树脂；在高剪切力下加入87.5份去离子水，再加入0.8～2.4份后扩链剂分散得到透明的水性聚氨酯乳液；将水性聚氨酯乳液在温度50～60℃通过减压蒸馏20～60分钟脱去溶剂，得到固含量为30～45%的水性聚氨酯乳液；
1.2、制备水性聚氨酯涂饰剂
先将所述水性聚氨酯乳液加入剪切罐，加入消泡剂，低速搅拌10分钟；在剪切速度为1000～1500转/分钟条件下，加入8份硅粉分散30～60分钟，降低剪切速度至100-300转/分钟逐一加入2份润湿流平剂、5份增滑剂、2份PH调节剂、11.9份去离子水，最后再加入1份增稠剂搅拌均匀，即得到水性聚氨酯涂饰剂，该涂饰剂外观乳白粘稠；
使用方法是，将水性聚氨酯涂饰剂与去离子水按照1：15～1：18的比例稀释，静止消泡得涂饰剂稀释液，将弹性塑制品浸入涂饰剂稀释液中，浸渍10秒取出，在温度120～180℃条件下烘干，就会在弹性塑制品表面形成了一层致密光滑、抗粘连的涂饰剂涂层。
2.根据权利要求1所述的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于：所述聚醚型二元醇或聚酯型二元醇为分子量在1000～2000的二元醇。
3.根据权利要求1所述的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于：所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯（H12MDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）。
4.根据权利要求1所述的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为有机硅树脂、矿物油、高级脂肪酸。
5.根据权利要求1所述的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂为丙酮。
6.根据权利要求1所述的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于：所述硅粉为补强剂，粒径为2-4um。
7.根据权利要求1所述的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于：所述润湿流平剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物，型号为DC-67、BYK187、WET245、WET250。
8.根据权利要求1所述的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于：所述增滑剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物，型号为Glide410、Glide420。
9.根据权利要求1所述的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于：所述PH调节剂为有机胺类化合物，型号为AMP-95。
10.根据权利要求1所述的用于一次性弹性手套塑制品的水性聚氨酯内涂饰剂的制备方法，其特征在于：所述增稠剂为碱溶胀型增稠剂，型号为ASE-60。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120627 |