CN116041808A - 一种丁腈胶乳组合物、丁腈手套及制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于丁腈手套技术领域，公开了一种丁腈胶乳组合物、丁腈手套及制备方法和应用。本发明的丁腈胶乳组合物按重量份数计，包括以下组分：丁腈橡胶胶乳100份、三嗪‑甲醛缩合物树脂1～3份和硫化剂0.3～0.7份。本发明丁腈胶乳组合物制备的丁腈手套的伸长率高、定伸应力低，性能达到甚至超过天然乳胶手套的性能和手感；手套经过老化后，伸长率和定伸应力变化不大；且非常耐用；适用于医疗手套领域。

Description

一种丁腈胶乳组合物、丁腈手套及制备方法和应用

技术领域

本发明涉及丁腈手套技术领域，具体涉及一种丁腈胶乳组合物、丁腈手套及制备方法和应用。

背景技术

一次性橡胶手套广泛应用于医疗检查、健康防护、食品工业等领域，有使用方便、用后即弃等特点。用于医疗用途的手套，根据材质的不同，又可细分为：以天然橡胶胶乳为主要原料的乳胶手套、以丁腈橡胶胶乳为主要原料的丁腈手套、以聚氯乙烯糊树脂和塑化剂为主要原料的PVC手套等。其中，天然胶乳手套手感较软，伸长率高，但不耐油和有机溶剂，含有会导致人体过敏的蛋白质，并且成本较贵，应用范围有限；PVC手套价格便宜，但手感硬，伸长率低，且其中的塑化剂遇到有机溶剂成分容易溶出，保护性能很差；丁腈手套价格适宜，耐油耐溶剂性能远超乳胶手套和PVC手套，应用广泛，但丁腈手套的伸长率低，且不耐用。标准ASTM对于这三种材质的医用检查手套的物理性能要求如表1所示，其中的老化后为标准中规定的在70℃温度下加速老化168小时之后。

表1标准ASTM D412

手套物理性能要求	天然乳胶手套	丁腈手套	PVC手套
				老化前强度(MPa)	18	14	7.5
老化前伸长率(％)	650	500	300
				老化后强度(MPa)	14	14	7.5
老化后伸长率(％)	500	400	300
				产品要求-美国标准号	ASTM D3578	ASTM D6319	ASTM D5250

天然乳胶手套的定伸应力也比常规的丁腈手套和PVC手套要低，手感更柔软，如天然乳胶手套的300％定伸应力一般只有1Mpa～4Mpa，但常规丁腈手套的300％定伸应力则达到了6Mpa～15Mpa，PVC手套的300％定伸应力一般都超过7Mpa以上。同时，天然乳胶手套和丁腈手套，经过老化后，性能都会降低，尤其是伸长率会明显下降，导致手套在经过长途运输或储存放置后，产品的性能下降，伸长率和柔软度降低。

此外，现有的丁腈手套存在不耐穿戴的问题，尤其是当手套伸长率较高时，如伸长率能够达到600％的手套，连续穿戴基本都不超过60分钟就会出现破损。很多手套在连续穿戴并正常使用超过90分钟后，就会出现裂纹和破洞，尤其是会出现在拇指根部、指缝等日常使用时受力较多的地方。不仅需要使用者频繁更换手套导致无形中提高成本，而且由于使用中出现微小破损不易察觉，导致产生失去防护作用的潜在风险。

因此，亟待开发一种能够使手套兼顾伸长率、定伸应力和耐用性能的丁腈胶乳组合物，以应用于医疗手套中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种丁腈胶乳组合物、丁腈手套及制备方法和应用，以克服现有技术中难以协调医用丁腈手套的强度、柔软度和耐用性的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种丁腈胶乳组合物，按重量份数计，包括以下组分：丁腈橡胶胶乳100份、三嗪-甲醛缩合物树脂1～3份和硫化剂0.3～0.7份；

所述丁腈橡胶胶乳的丙烯腈含量为28％～35％。优选的，丙烯腈含量为29％～32％或33％～34％。

本发明的丁腈胶乳组合物中，硫化剂将特定丙烯腈含量的丁腈橡胶胶乳中未交联的线性高分子链中不饱和双键打开并架桥交联，形成网状结构，具备高强度和伸长率；特定比例的三嗪-甲醛缩合物树脂不但调控了硫化剂对丁腈橡胶胶***联度，还自身交联填充了丁腈橡胶的线性高分子，平衡了交联丁腈橡胶胶乳的强度、伸长率和定伸应力，提高了手套的耐用性。所制备的丁腈手套手套柔软穿戴舒适，手感接近天然乳胶手套；定伸应力和伸长率都接近天然乳胶手套；老化后性能不发生明显降低，且耐用性好。

作为本发明所述的丁腈胶乳组合物的优选实施方式，所述三嗪-甲醛缩合物树脂和所述硫化剂的质量份数比为2～10:1。

作为本发明所述的丁腈胶乳组合物的优选实施方式，所述硫化剂为硫磺或二硫化四甲基秋兰姆。

作为本发明所述的丁腈胶乳组合物的优选实施方式，还包括活性剂、促进剂、抗氧剂、着色剂中的至少一种。

进一步的，按重量份数计，还包括活性剂0～0.4份、促进剂0～0.7份、抗氧剂0～0.5份和颜料0～0.8份。

进一步的，所述活性剂为二价的金属氧化物；优选的，活性剂为氧化镁或氧化锌；所述促进剂为硫代氨基甲酸盐类或者噻唑类的锌盐；优选的，促进剂为促进剂ZDEC、促进剂ZDBC、促进剂ZMBT中的至少一种；所述抗氧剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、受阻酚类抗氧剂中的至少一种。

第二方面，本发明提供了一种丁腈手套，由所述的丁腈胶乳组合物制成。

本发明丁腈手套的伸长率高、定伸应力低，性能达到或超过天然乳胶手套的性能和手感；且手套都比较耐用；手套经过老化后，伸长率和定伸应力变化不大，说明手套即使经过长期储存，手感也仍然保持弹性和柔软。与常规丁腈手套相比，手套的伸长率大大提高，定伸应力显著降低。

第三方面，本发明提供了一种丁腈手套的制备方法，包括以下步骤：

(1)取所述的丁腈胶乳组合物的各组分，混合，得预混丁腈胶乳；

(2)将手模浸入凝固剂中；再把手模取出，烘干；

(3)将手模浸入所得预混丁腈胶乳中，再把手模取出，烘干；

(4)沥滤处理，干燥硫化成型；

(5)氯化处理后脱模，即成。

作为所述的丁腈手套的制备方法的优选实施方式，在步骤(2)中，凝固剂为硝酸钙或氯化钙。

第四方面，本发明将所述的丁腈胶乳组合物、所述的丁腈手套、所述的制备方法在医疗用手套中应用。

本发明丁腈手套接近天然乳胶手套，更加柔软，穿戴舒适；非常耐用，连续使用时长可至少维持超过2小时以上不破损；适用于医疗手套。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明丁腈胶乳组合物制备的丁腈手套的伸长率高、定伸应力低，性能达到或超过天然乳胶手套的性能和手感，手感更加柔软，穿戴舒适；手套经过老化后，伸长率和定伸应力变化不大，手套即使经过长期储存，手感也仍然保持弹性和柔软。与常规丁腈手套相比，手套的伸长率大大提高，定伸应力显著降低；且非常耐用，连续使用时长可至少维持超过2小时以上不破损；适用于医疗手套领域。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下述实施例和对比例中，如无特别说明，硫化剂、活性剂、促进剂、抗氧化剂和颜料均通过市售获得，且平行实验中使用的是相同的硫化剂、活性剂、促进剂、抗氧化剂和颜料。

下述实施例及对比例所用的原材料说明如下，但不限于这些材料：

丁腈橡胶胶乳1：型号为NL105，丙烯腈含量为28％，购自宁波甬兴化工有限公司；

丁腈橡胶胶乳2：型号为JZAH-3，丙烯腈含量为35％，购自东营九洲奥华化工有限责任公司；

丁腈橡胶胶乳3：型号为Nantex 640E，丙烯腈含量为37％，购自镇江南帝化工有限公司；

丁腈橡胶胶乳4：型号为Nantex 660，丙烯腈含量为25％，购自镇江南帝化工有限公司；

丁腈橡胶胶乳5：型号为X6617，丙烯腈含量为32％，购自上海昕特玛化学品有限公司；

三嗪-甲醛缩合物树脂：型号为BOC Sciences，购自美国BOCSCI Inc；

硫化剂：硫磺，市售；

活性剂：氧化镁，市售；

促进剂：促进剂ZDEC，市售；

抗氧剂：抗氧剂2246，市售；

颜料：钛白粉，市售。

实施例1～10和对比例1～6的丁腈胶乳组合物的组成组分如表2所示。

表2丁腈胶乳组合物的组分(重量份数)

以实施例1～10和对比例1～6的丁腈胶乳组合物分别制备丁腈手套，具体制备步骤如下：

(1)取实施例1～10和对比例1～6的丁腈胶乳组合物各组分，混合，得预混丁腈胶乳；

(2)把手模进行清洗并烘干表面的水分，之后浸入凝固剂中，凝固剂为硝酸钙水溶液；把手模取出，放入烘箱，烘干表面的凝固剂；

(3)把手模浸入预混丁腈胶乳中，把手模取出，放入烘箱烘干；

(4)沥滤处理，高温90℃～130℃干燥硫化成型；

(5)氯化处理后把手套脱模，即得到丁腈手套。

检测实施例1～10和对比例1～6的丁腈胶乳组合物分别制备丁腈手套的相关性能，具体检测方法为：

(1)采用标准《ASTM-D412硫化橡胶和热塑性弹性体拉伸试验方法》检测以实施例1～10和对比例1～6的丁腈胶乳组合物分别制备丁腈手套的相关性能，其中的老化后为标准中规定的在70℃温度下加速老化168小时之后。

(2)耐用性的检测方法如下：

随机从公司的生产车间找10名同一岗位的工作人员，其中5名男性5名女性。在穿戴手套之前，先把手套进行充气膨胀检查，确保手套没有目测的漏洞、部分明显偏薄的区域；然后安排工作人员每人两手都穿戴手套，之后进行日常工作，10名工作人员工作的内容相同；检测人员每5分钟目视检查戴在工作人员手上的手套，看是否出现裂纹、破洞等破损现象，如出现破损则停止穿戴并记录穿破的时间；两小时后如果手套仍然不破，则结束试验。检测人员记录所有手套的穿破时间，结果取所有手套穿破时间的中值。穿破的时间越长，手套越耐用。

检测结果如表3所示。

表3丁腈手套的性能

续表3丁腈手套的性能

性能	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5	对比例6
							老化前强度(MPa)	9.6	21.2	18.3	7.2	20.1	23.9
老化前伸长率(％)	695.5	598.8	700.8	780.6	746.8	700.8
							老化前300％定伸应力(MPa)	3.1	4.2	2.7	2.1	2.5	3.0
老化后强度(MPa)	17.4	28.5	25.4	13.6	23.5	30.2
							老化后伸长率(％)	598.3	527.2	698.9	761.8	741.2	576.4
老化后300％定伸应力(MPa)	3.9	4.8	2.8	2.6	2.9	4.2
							耐用性(连续穿戴使用时长)	20分钟破裂	25分钟破裂	25分钟破裂	大于2小时	90分钟破裂	大于2小时

以实施例1～10的丁腈胶乳组合物制备的丁腈手套的伸长率高、定伸应力低，性能达到或超过天然乳胶手套的性能和手感，手感更加柔软，穿戴舒适；且手套都比较耐用；手套经过老化后，伸长率和定伸应力变化不大，说明手套即使经过长期储存，手感也仍然保持弹性和柔软。与常规丁腈手套相比，手套的伸长率大大提高，定伸应力显著降低。

与实施例1相比，对比例1和2的丁腈手套采用的丁腈胶乳组合物中，丁腈橡胶胶乳的丙烯腈含量分别为37％和25％，两种产品的性能呈现两极分化：37％含量的强度不合格，伸长率较高，而25％含量的强度虽然合格，但伸长率偏低，且两种手套的耐用性都较差；对比例3的丁腈手套采用的丁腈胶乳组合物中，未添加无三嗪-甲醛缩合物树脂，虽然老化前和老化后的性能尚可，手套也比较柔软，但由于失去了树脂的辅助交联填充作用，手套的伸长率稍微偏低，且手套很不耐用，可连续使用的时间较短；对比例4的丁腈手套采用的丁腈胶乳组合物中，未添加硫化剂，虽然有相当高的伸长率、较低的定伸应力，以及很好的耐用性，但是拉伸强度明显偏低，不到14Mpa，不符合标准要求；对比例5的丁腈手套采用的丁腈胶乳组合物中，三嗪-甲醛缩合物树脂与硫化剂的质量份数比为1:1，由于树脂的使用量偏低，手套的其他各项性能都还可以，不过虽然耐用性比完全没有树脂的对比例要好，但明显不如正常使用量的对比例；对比例6的丁腈手套采用的丁腈胶乳组合物中，三嗪-甲醛缩合物树脂与硫化剂的质量份数比为12.5:1，由于树脂的使用量偏高，手套虽然老化前性能较好，也比较耐用，但是老化后的定伸应力偏高，伸长率大大降低，老化后的手套柔软手感大幅下降。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种丁腈胶乳组合物，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：丁腈橡胶胶乳100份、三嗪-甲醛缩合物树脂1～3份和硫化剂0.3～0.7份；

所述丁腈橡胶胶乳的丙烯腈含量为28％～35％。

2.根据权利要求1所述的丁腈胶乳组合物，其特征在于，所述三嗪-甲醛缩合物树脂和所述硫化剂的质量份数比为2～10:1。

3.根据权利要求1所述的丁腈胶乳组合物，其特征在于，所述硫化剂为硫磺或二硫化四甲基秋兰姆。

4.根据权利要求1所述的丁腈胶乳组合物，其特征在于，还包括活性剂、促进剂、抗氧剂、着色剂中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的丁腈胶乳组合物，其特征在于，按重量份数计，还包括活性剂0～0.4份、促进剂0～0.7份、抗氧剂0～0.5份和颜料0～0.8份。

6.根据权利要求4或5所述的丁腈胶乳组合物，其特征在于，所述活性剂为二价的金属氧化物；优选的，活性剂为氧化镁或氧化锌；所述促进剂为硫代氨基甲酸盐类或者噻唑类的锌盐；所述抗氧剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、受阻酚类抗氧剂中的至少一种。

7.一种丁腈手套，其特征在于，由权利要求1～5任一项所述的丁腈胶乳组合物制成。

8.一种丁腈手套的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取权利要求1～6任一项所述的丁腈胶乳组合物的各组分，混合，得预混丁腈胶乳；

(2)将手模浸入凝固剂中；再把手模取出，烘干；

(3)将手模浸入所得预混丁腈胶乳中，再把手模取出，烘干；

(4)沥滤处理，干燥硫化成型；

(5)氯化处理后脱模，即成。

9.根据权利要求8所述的丁腈手套的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，凝固剂为硝酸钙或氯化钙。

10.权利要求1～6任一项所述的丁腈胶乳组合物、权利要求7所述的丁腈手套、权利要求8或9所述的制备方法在医疗用手套中的应用。