用於無粉pvc手套的wpu塗料及其製備方法
2023-04-26 23:51:56 4
專利名稱：用於無粉pvc手套的wpu塗料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於無粉PVC (聚氯乙烯)手套的WPU (水性聚氨酯)塗料及其製備方法。
背景技術：
PVC手套是一種薄型、隨用即棄的一次性手套。由於在製作過程中加入了大量的增塑劑，因而導致手套表面粘連、增塑劑遷移滲出和不易脫戴。水性聚氨酯(WPU)膜是將塗飾劑塗布在PVC手套表面上形成的一層膜，可以防止增塑劑遷移滲出，使表面滑爽而不粘連，由於水性聚氨酯膜具有很高的耐撕裂及耐穿刺性 能，從而提高手套的性能，使人們在進行檢查及手術過程中不被堅硬的器具所損壞，能有效保護人體不受侵害。採用WPU塗飾劑在PVC手套表面塗覆形成塗層，解決了難以穿戴的問題，目前研製這一技術並生產WPU塗飾劑產品的主要國家或地區有美國、荷蘭、中國臺灣等。國內最早接觸到WPU產品在塗飾劑上的應用是在20世紀70年代末，由荷蘭Stahl公司在1978年把WPU皮革塗飾劑打人中國市場。目前國內PVC手套塗飾劑主要供應商有臺灣弼鈺企業有限公司、臺灣鉅超興業股份有限公司、臺灣大一同有限公司、大日本油墨化學工業(DIC)公司、北京林氏精化新材料有限公司等。我國對WPU塗飾劑的研究起步較晚，技術相對比較落後，國內的WPU手套塗飾劑產品基本以進口為主。目前不同廠家生產的WPU塗飾劑的特點各異。日本進口的WPU塗飾劑，固含量高，稀釋倍數在30-35倍，價格昂貴，作為塗飾劑單獨使用時，潤溼性能差，手套容易出現縮孔、白點、流痕等，影響手套外觀。臺灣WPU塗飾劑的特點稀釋比例在18倍以下，耐硬水，價格高。北京林氏WPU塗飾劑的特點高固含量，流痕嚴重，料槽裡沉澱多。因此，需要開發一種對PVC材料的附著力強、無自黏現象、爽滑性好的用於無粉PVC手套的WPU塗料。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種用於無粉PVC手套的WPU塗料，本發明的另一目的是提供所述WPU塗料的製備方法。為了實現上述目的，本發明提供了一種用於無粉PVC手套的WPU塗料，該WPU塗料由水性聚氨酯乳液、消光粉、基材潤溼劑、增稠劑、增滑劑和去離子水製備而成。以重量百分比計水性聚氨酯乳液:15-30% ;消光粉:2-5% ;基材潤溼劑5-10% ;增稠劑5-10% ;增滑劑2-3% ;去離子水50-70%，且以上各組分的重量百分數之和為100%。所述水性聚氨酯乳液是以二異氰酸酯、聚酯多元醇、擴鏈劑、成鹽劑、有機溶劑和去離子水為原料製備的陰離子樹脂，其固含量為20% -30%。以重量百分比計，各原料的組成為二異氰酸酯=10-20% ;聚酯多元醇:10-15% ;擴鏈劑3-10% ;成鹽劑0. 5-1. 5% ;有機溶劑3-5% ;去離子水50-70%，且以上各組分的重量百分數之和為100%。
其中，所述消光粉為二氧化矽，優選SD-510和AZ-200，均為市售可得的產品。所述基材潤溼劑為聚矽氧烷-聚醚共聚物的一種或多種，優選WETKL245和Tech-278，均為市售可得的產品。所述增稠劑為締合型聚氨酯增稠劑、鹼溶脹陰離子締合型增稠劑中的一種或多種，優選DSX 3800或REHOLATE FX 1070，均為市售可得的產品。所述增滑劑為聚矽氧烷-聚醚共聚物的一種或多種，優選Glide 410和Glide432，均為市售可得的產品。所述去離子水優選其電阻率彡2MQ. cm。所述聚酯多元醇為官能度為2、分子量為600-10000的乙二酸聚酯二元醇，優選P0L3112L和P0L3195，其為市售公知產品，如山東新宇田化工有限公司生產的產品。 所述二異氰酸酯為脂肪族二異氰酸酯，優選二環己基甲烷-4，4_ 二異氰酸酯(H12MDi-P)、異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)的一種或多種。所述擴鏈劑為二羥甲基丙酸、三羥甲基丙烷、羥甲基乙醯胺和乙二胺中的一種或多種。所述成鹽劑為三乙胺。所述有機溶劑為丙酮、甲乙酮或N-甲基吡咯烷酮。本發明的另一個目的是提供一種製備所述用於無粉PVC手套的WPU塗料的方法，包括製備水性聚氨酯乳液按重量百分比，將二異氰酸酯和聚酯多元醇混合，在70-90°C下在反應釜中反應1-3小時，得到預聚體；將擴鏈劑混合，加入到預聚體中，在60-80°C下繼續反應3-5小時；降低溫度到30-45°C，將有機溶劑和成鹽劑的混合液加入到上述液體中，持續反應0. 5-2小時。快速攪拌下加入去離子水，反應至乳液異氰酸根濃度約I. 2-2. 0%，乳化0. 2-0. 5小時；溫度降至20-30°C，在乳液中加入低分子量的二元胺類擴鏈劑(如乙二胺)，繼續乳化、擴鏈
0.5-2小時後，至乳液異氰酸根濃度約為0-0. 2%時，出釜，得到水性聚氨酯乳液。製備水性聚氨酯塗料按重量百分比，將上述製備的水性聚氨酯乳液與消光粉分別用小罐分散在去離子水中，然後抽到反應釜中，低速攪拌下混合後，依次加入增稠劑，增滑劑和基材潤溼劑，攪拌3-6小時後，檢測，出釜，得到WPU塗料。使用時，將WPU塗料與去離子水按I : 20的比例(重量比)稀釋，靜至消泡後，將套有PVC手套的手模，浸入稀釋液中，5秒後取出，在150°C下烘1-3分鐘。即在PVC手套內塗層形成一層光滑、抗粘連的聚氨酯塗層。傳統的處理方法是在手套表面塗覆滑石粉或澱粉等潤滑材料，以增加手套表面爽滑。然而粉體潤滑劑會造成生產過程和使用過程的汙染，10%左右的人在穿戴有粉PVC手套後會過敏。本發明的優點是使用水性聚氨酯塗料來代替滑石粉或澱粉，避免了上述問題。有益效果本發明製備的用於PVC無粉手套的WPU塗料，對PVC材料的附著力強，無自黏現象；手套爽滑性好，易穿戴；生產現場使用比例高達20-22倍，無流痕；並且可以降低生產成本。
具體實施例方式實施例I :製備水性聚氨酯乳液12公斤將稱量好的二環己基甲烷-4，4_ 二異氰酸酯I. 7公斤和乙二酸聚酯二元醇(P0L3112L) I. 4公斤混合，在80°C下反應I小時，得到預聚體；將二羥甲基丙酸0. 2公斤、三羥甲基丙烷0. 06公斤和羥甲基乙醯胺0. 4公斤混合，加入到預聚體中，在70°C下反應3. 5小時；降低溫度到40°C，將丙酮0. 5公斤和三乙胺0. 2公斤的混合液加入到上述液體中，持續反應I小時。快速攪拌下加入去離子水6. 95公斤，反應至乳液異氰酸根濃度約I. 6%，乳化0. 3小時；溫度降至25°C，在乳液中加入乙二胺0. 05公斤，繼續乳化、擴鏈I. 5小時後，至乳液異氰酸根濃度約為0. 1%時，出釜，得到水性聚氨酯乳液。製備水性聚氨酯塗料 將上述製備的水性聚氨酯乳液0. 3公斤與消光粉(SD_510)0. 05公斤分別用小罐分散在去離子水0. 69公斤中，然後抽到反應釜中，低速攪拌下混合後，依次加入增稠劑(DSX 3800)0. 08公斤，基材潤溼劑(WETKL245)0. 08公斤和增滑劑(Glide 410)0. 02公斤，攪拌5小時後，檢測，出釜，得到WPU塗料。將WPU塗料與去離子水按I : 20的比例(重量比)稀釋，靜至消泡後，將套有PVC手套的手模，浸入稀釋液中，5秒後取出，在150°C下烘2分鐘。即在PVC手套內塗層形成一層光滑，抗粘連的聚氨酯塗層。實施例2 製備水性聚氨酯乳液12公斤將稱量好的異佛爾酮二異氰酸酯I. 5公斤和聚酯二元醇(P0L3195) I. 4公斤混合，在82°C下反應I小時，得到預聚體；將二羥甲基丙酸0. 2公斤、三羥甲基丙烷0. 06公斤和羥甲基乙醯胺0. 4公斤混合，加入到預聚體中，在72°C下反應3小時；降低溫度到35°C，將丙酮0. 4公斤和三乙胺0. 2公斤的混合液加入到上述液體中，持續反應0. 5小時。快速攪拌下加入去離子水7. 24公斤，反應至乳液異氰酸根濃度約I. 5%，乳化0. 5小時；溫度降至25°C，在乳液中加入乙二胺0. 06公斤，繼續乳化、擴鏈0. 5小時後，至乳液異氰酸根濃度約為0%時，出釜，得到水性聚氨酯乳液。製備水性聚氨酯塗料將上述製備的水性聚氨酯乳液0. 36公斤與消光粉(AZ_200)0. 05公斤分別用小罐分散在去離子水0.61公斤中，然後抽到反應釜中，低速攪拌下混合後，依次加入增稠劑(DSX 3800)0. 09公斤，基材潤溼劑(Tech-278)0. 09公斤和增滑劑(Glide 410)0. 03公斤，攪拌4. 5小時後，檢測，出釜，得到WPU塗料。將WPU塗料與去離子水按I : 20的比例(重量比)稀釋，靜至消泡後，將套有PVC手套的手模，浸入稀釋液中，5秒後取出，在150°C下烘2分鐘。即在PVC手套內塗層形成一層光滑，抗粘連的聚氨酯塗層。實施例3:製備水性聚氨酯乳液12公斤將稱量好的二環己基甲烷-4，4_ 二異氰酸酯I. I公斤，異佛爾酮二異氰酸酯0.6公斤和聚酯二元醇(P0L3112L) I. 4公斤混合，在75°C下反應2小時，得到預聚體；將二羥甲基丙酸0. 2公斤、三羥甲基丙烷0. 06公斤和羥甲基乙醯胺0. 4公斤混合，加入到預聚體中，在70°C下反應3小時；降低溫度到40°C，將丙酮0. 5公斤和三乙胺0. 2公斤的混合液加入到上述液體中，持續反應I小時。快速攪拌下加入去離子水6. 95公斤，反應至乳液異氰酸根濃度約1.4%，乳化0. 5小時；溫度降至25°C，在乳液中加入乙二胺0. 05公斤，繼續乳化、擴鏈I小時後，至乳液異氰酸根濃度約為0. 2%時，出釜，得到水性聚氨酯乳液製備水性聚氨酯塗料將水性聚氨酯0. 32公斤與消光粉(SD_510)0. 03公斤，消光粉(AZ_200)0. 01公斤公斤分別用小罐分散在去離子水0. 64公斤中，然後抽到反應釜中，低速攪拌下混合後，依次加入增稠劑(DSX 3800)0. I公斤，基材潤溼劑(Tech-278)0. I公斤和增滑劑(Glide410)0. 02公斤，攪拌4小時後，檢測，出釜，得到WPU塗料。使用時，將WPU塗料與去離子水按I : 20的比例(重量比)稀釋，靜至消泡後，將套有PVC手套的手模，浸入稀釋液中，5秒後取出，在150°C下烘2分鐘。即在PVC手套內塗 層形成一層光滑，抗粘連的聚氨酯塗層。利用以上實施例1-3得到的WPU塗料，用作PVC手套的內部塗層經過80°C，72小時老化後不粘連。
權利要求
1.一種用於無粉PVC手套的WPU塗料，按重量百分比計，其由以下組分製成水性聚氨酯乳液=15-30% ;消光粉:2-5% ;基材潤溼劑5-10% ;增稠劑5-10% ;增滑劑2-3% ;去離子水50-70%，且以上各組分的重量百分數之和為100%。
2.根據權利要求I所述的用於無粉PVC手套的WPU塗料，其中，按重量百分比計，所述水性聚氨酯乳液為以下組分製備的陰離子樹脂 二異氰酸酯=10-20% ;聚酯多元醇:10-15% ;擴鏈劑3-10% ;成鹽劑0. 5-1. 5% ;有機溶劑3-5% ;去離子水50-70%，且以上各組分的重量百分數之和為100%。
3.根據權利要求2所述的用於無粉PVC手套的WPU塗料，其中，所述二異氰酸酯為脂肪族二異氰酸酯。
4.根據權利要求2所述的用於無粉PVC手套的WPU塗料，其中，所述聚酯多元醇為官能度為2、分子量為600-10000的乙二酸聚酯二元醇。
5.根據權利要求2所述的用於無粉PVC手套的WPU塗料，其中，所述擴鏈劑為二羥甲基丙酸、三羥甲基丙烷、羥甲基乙醯胺和乙二胺中的一種或多種；所述成鹽劑為三乙胺；所述有機溶劑為丙酮、甲乙酮或N-甲基吡咯烷酮。
6.根據權利要求I所述的用於無粉PVC手套的WPU塗料，其中，所述消光粉為二氧化矽。
7.根據權利要求I所述的用於無粉PVC手套的WPU塗料，其中，所述增滑劑為聚矽氧烷-聚醚共聚物。
8.根據權利要求I所述的用於無粉PVC手套的WPU塗料，其中，所述基材潤溼劑為WETKL245 或 Tech-278。
9.根據權利要求I所述的用於無粉PVC手套的WPU塗料，其中，所述增稠劑為締合型聚氨酯增稠劑、鹼溶脹陰離子締合型增稠劑中的一種或多種。
10.一種製備權利要求1-9中任一項所述的用於無粉PVC手套的WPU塗料的方法，包括 製備水性聚氨酯乳液 按重量百分比，將二異氰酸酯和聚酯多元醇混合，在70-90°C下在反應釜中反應1-3小時，得到預聚體；將擴鏈劑混合，加入到預聚體中，在60-80°C下繼續反應3-5小時；降低溫度到30-45°C，將有機溶劑和成鹽劑的混合液加入到上述液體中，持續反應0. 5-2小時；快速攪拌下加入去離子水，反應至乳液異氰酸根濃度為I. 2-2. 0%，乳化0. 2-0. 5小時；溫度降至20-30°C，在乳液中加入低分子量的二元胺類擴鏈劑，繼續乳化、擴鏈0. 5-2小時後，至乳液異氰酸根濃度為0-0. 2%時，出釜，得到水性聚氨酯乳液； 製備水性聚氨酯塗料 按重量百分比，將上述製備的水性聚氨酯乳液與消光粉分別用小罐分散在去離子水中，然後抽到反應釜中，低速攪拌下混合後，依次加入增稠劑、增滑劑和基材潤溼劑，攪拌3-6小時後，檢測，出釜，得到WPU塗料。
全文摘要
本發明提供了一種用於無粉PVC手套的WPU塗料，按重量百分比計，其由以組分製成水性聚氨酯乳液15-30％；消光粉2-5％；基材潤溼劑5-10％；增稠劑5-10％；增滑劑2-3％；去離子水50-70％，且以上各組分的重量百分數之和為100％。本發明還提供了製備所述用於無粉PVC手套的WPU塗料的方法。
文檔編號C08G18/66GK102807810SQ20111014475
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月31日 優先權日2011年5月31日
發明者張建森, 楊玉娟 申請人:北京優美特納米材料科技有限公司