CN104339485A

CN104339485A - 一种聚氨酯胶乳避孕套生产方法及其专用模具

Info

Publication number: CN104339485A
Application number: CN201410570377.0A
Authority: CN
Inventors: 欧阳维; 肖迪娥; 李红兰; 张雅妮
Original assignee: Rubber Studying And Designing Institute China Chemical Industry Zhuzhou Co Ltd
Current assignee: Rubber Studying And Designing Institute China Chemical Industry Zhuzhou Co Ltd
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2015-02-11

Abstract

本发明涉及一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，A)配制聚氨酯胶乳，将固含量为35%~55%的水性聚氨酯与助剂混合并搅拌均匀，即得聚氨酯胶乳；B)使用上述步骤A得到的聚氨酯胶乳，使用避孕套模具进行成型即得到聚氨酯胶乳避孕套；其中，所述模具为聚烯烃材料制备得到，所述聚烯烃类材料为聚乙烯和/或聚丙烯。本发明还提供一种聚氨酯胶乳避孕套生产专用模具。

Description

一种聚氨酯胶乳避孕套生产方法及其专用模具

技术领域

本发明涉及一种避孕套，尤其涉及一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法及其专用模具。

背景技术

避孕套是目前世界上应用最广泛的避孕器具之一。现有技术中，制造避孕套的主要原材料为天然胶乳，但天然胶乳避孕套存在着致敏及亚硝胺引发癌症的风险。因此，寻找一种更合适的原材料生产避孕套，是避孕套生产发展的必然趋势。

与天然胶乳避孕套相比，聚氨酯避孕套具有无毒、强度高、导热性好、无过敏反应等特点，对热、湿及紫外光不敏感，耐老化性能好，在贮存过程中不受各种油基润滑剂的影响。聚氨酯避孕套的屏障效力极高，能有效地避孕和过滤爱滋病毒，是一种使用安全、舒适的避孕套。

避孕套一般采用直浸法流水线装置生产，需采用数量众多的模具在流水线上运转，各个模具分别由专用模具夹持设备夹持，就单个避孕套生产而言，其在传送装置上依次完成浸胶乳→干燥→冷却→二次浸胶乳→干燥→冷却→三次浸胶乳→干燥→卷边→干燥→水冲脱模→离心脱水→整理→成品干燥等步骤。在工业化生产中，由于避孕套生产线上需要同时传送几千只模具，传送带的输送量主要决定各个模具的重量，进而决定了生产的能耗，模具重量太大会增加传送设备的负担且提高生产能耗。因此，模具的材质除符合工作要求外，还需要具有合适的价格、重量，才能实现避孕套的工业化生产，此外，模具还要加工成合适的形状，因为模具在细长棒体基础上，还具有端头、螺纹等结构，或根据需要加工成空心结构，因此其可加工性能也是工业化生产中应重点考虑的因素。

另外，避孕套胶膜既要能附着在模具上又要满足易卷边、脱模的工艺要求，这样要求模具材质就必须具有适宜的表面能。现有技术中，天然胶乳避孕套用模具材质一般为玻璃、陶瓷、不锈钢等，聚氨酯表面能约为43mN/m，而玻璃（70mN/m）和不锈钢（75mN/m）材质的表面能太高，聚氨酯避孕套会牢牢的附在其表面，与模具粘合，出现难以卷边、脱膜的问题。CN 102107473 A中采用聚四氟乙烯（PTFE）材质解决脱模问题，但申请人经实验证明，PTFE的表面能（18.5mN/m）过低，在浸渍时聚氨酯胶乳易产生“滑胶现象”而导致避孕套胶膜附着不完整，无法达到工业化生产的合格率要求。而且PTFE价格昂贵、密度大（2.14~2.2g/cm³），加工极为困难，因为PTFE熔融温度高达327～342℃，且熔体粘度极大（10³Pa·s）难以流动，无法采用一般的热塑性树脂的方法加工成型。因此PTFE避孕套模具加工工艺极为复杂，需先用模压法生产出适宜直径的PTFE棒材，再用车床车削加工出需要的形状。显然，结构复杂的模具采用车削加工成本高，费时费料，且由于其密度大导致模具重量大，实心模具还需钻孔以减轻单个模具的重量，导致PTFE单个模具加工成本为玻璃模具的十倍以上。因此，PTFE模具由于易产生“滑胶现象”、加工极为困难、成本高及重量大等不利因素难以适应聚氨酯避孕套的工业化生产。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的聚氨酯避孕套工业化生产过程中所存在的技术问题，从而提供一种聚氨酯胶乳避孕套生产方法，该方法大大降低了聚氨酯胶膜在模具表面的粘附力，具有易卷边和脱膜的特点，且能降低生产成本。

本发明的另一目的在于提供一种上述生产方法所用的专用模具，它具有成本低、可加工性能好的优点。

本发明涉及一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，包括如下步骤：

A) 配制聚氨酯胶乳，将固含量为35%~55%的水性聚氨酯乳液与助剂混合并搅拌均匀，即得聚氨酯胶乳；

B) 使用上述步骤A得到的聚氨酯胶乳，使用避孕套模具进行成型即得到聚氨酯胶乳避孕套；

其中，所述模具为聚烯烃材料制备得到，所述聚烯烃类材料为聚乙烯（PE）和/或聚丙烯（PP）；

一种聚氨酯胶乳避孕套生产专用模具，它应用于上述氨酯胶乳避孕套的生产，它包括凸头1、柱体2及圆环卡垫3，所述凸头1一体形成在所述柱体2的前端，所述柱体2包括本体21及连接柱22，所述圆环卡垫3设置在所述本体21及连接柱22之间，所述连接柱22上形成有外螺纹4。

本发明的有益效果在于：本发明通过将水性聚氨酯乳液的固含量限定为35%~55%，可保证所获得的聚氨酯胶乳具有良好的成膜性能，在浸渍时获得的聚氨酯胶膜厚度合适，流平性及膜均匀性好；

本发明采用聚乙烯（PP）、聚丙烯（PE）作为模具材质，解决了以下问题：

1、 PP、PE材质的表面能《PE（33mN/m）和PP（29mN/m）》适宜，浸渍时不会发生滑胶的现象，且能满足卷边、脱模的要求，解决了聚氨酯避孕套生产中卷边、脱模困难问题。

2、模具价格便宜，成型方法多样、易于批量化生产，且二次加工方便；PP、PE加工性能优良，可采用注塑、吹塑、挤塑等方法加工PP、PE避孕套模具，生产工艺简单，而注塑加工可高效地批量化生产出大量模具，生产加工成本低。

3、 PP、PE密度小，模具重量轻，能有效减轻生产线的负担及降低能耗。PP、PE是通用塑料中产量最高的品种，具有价格低廉，密度小（PP为0.90~0.91 g/cm³，PE为0.92~0.96g/cm³）的优点，且由于PP、PE密度不到玻璃、PTFE的1/2及不锈钢的1/8，模具重量大大减轻，能有效减轻生产线的负担，降低能耗。

因此，PP、PE材质选作避孕套模具材质有效解决卷边、脱模困难的技术问题同时，具有价廉、质轻且加工方便的优点，在实现了模具优化、生产线优化的同时，与优化的聚氨酯胶乳的配方配合使用，解决了聚氨酯避孕套的工业化生产中的技术问题。

本发明的聚氨酯胶乳避孕套生产用模具，圆环卡垫一侧的连接柱上形成有外螺纹，可直接连接到浸渍机模具座螺纹孔中，不用另加模具夹持设备，拆卸、安装极为方便，进一步优化了生产线，适宜于大批量生产。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的实心结构的聚氨酯胶乳避孕套生产专用模具的结构示意图；

图2是本发明实施例2提供的空心结构的聚氨酯胶乳避孕套生产专用模具的结构示意图。

附图标记如下：

1、凸头；2、柱体；21、本体；22、连接柱；3、圆环卡垫；4、外螺纹。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

其中，所述模具为聚烯烃材料制备得到，所述聚烯烃类材料为聚乙烯和/或聚丙烯；

本发明通过实验发现，将水性聚氨酯乳液的固含量限定为35%~55%最为合适，水性聚氨酯乳液的固含量若大于55%，浸渍时胶膜厚度过大，且流平性及膜均匀性不好，水性聚氨酯乳液的固含量若小于35%则胶膜厚度不够，上述两种情况都会导致工业化生产中，产品合格率不高，原材料浪费。

根据本发明所提供的聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，优选地，所述助剂为增稠剂、流平剂和消泡剂中的至少一种。

根据本发明所提供的聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，优选地，以水性聚氨酯的总重量为基准，所述增稠剂的含量为0.1-1.0wt%，所述流平剂的含量为0.5-2.5wt%，所述消泡剂的含量为0.1-1.0wt%。上述技术参数的限定，可保证助剂的添加量合适，避免助剂的添加对聚氨酯避孕套性能的影响。

根据本发明所提供的聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，优选地，所述增稠剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和海藻酸钠中的至少一种。经实验证明，上述增稠剂能有效的调节聚氨酯胶乳的粘度,从而在浸渍时间一定的前提下,有效控制聚氨酯胶乳在PE、PP模具上的附着量，从而控制避孕套厚度。

根据本发明所提供的聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，优选地，所述消泡剂为正丁醇、仲辛醇和硅乳液中的至少一种。上述消泡剂可保证聚氨酯避孕套浸渍过程中产生的气泡能尽快消去从而避免聚氨酯避孕套产生针孔。

根据本发明所提供的聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，优选地，所述流平剂为乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚和丙二醇单丁醚中的至少一种。上述流平剂可保证聚氨酯胶乳在成膜时胶膜的平整性。

根据本发明所提供的聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，优选地，所述聚氨酯胶乳避孕套厚度为20μm~50μm，套体长度不小于130mm，套体宽度为45~65mm。

下面应用具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。

实施例1

一种聚氨酯胶乳避孕套生产方法，采用60m避孕套生产线，生产线上同时运送2000个模具，依次完成浸胶乳（在浸渍机上进行，胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→卷边→干燥（80~90℃）→水冲脱模→离心脱水→整理→成品干燥→电检查步骤，聚氨酯胶乳是固含量55%的聚酯型水性聚氨酯，加入增稠剂聚丙烯酸钠0.1 wt%、流平剂乙二醇单丁醚1.5 wt%、消泡剂正丁醇0.5 wt%，搅拌均匀，过滤后停放消泡，采用聚乙烯男用避孕套模具，可得到避孕套A1，套体长度180mm±2mm，套体宽度为50mm±1mm。

本实施例所提供的聚氨酯胶乳避孕套生产专用模具，如图1所示，包括凸头1、柱体2及圆环卡垫3，所述凸头1形成在所述柱体2的前端，所述柱体2包括本体21及连接柱22，所述圆环卡垫3设置在所述本体21及连接柱22之间，所述连接柱22上形成有外螺纹4。

如图1所示，本实施例所提供的聚氨酯胶乳避孕套生产用模具为实心结构，即柱体2为实心结构。上述模具的加工方法是凸头1、柱体2及圆环卡垫3一体注塑成形后，再进行车削加工获得外螺纹4。

本实施例中，模具可通过连接柱上的外螺纹直接连接到浸渍机模具座螺纹孔中，不用另加模具夹持设备，拆卸、安装极为方便。

实施例2

一种聚氨酯胶乳避孕套生产方法，采用120m避孕套生产线，生产线上同时运送4500个模具，采用固含量45%的聚醚型水性聚氨酯，加入增稠剂聚丙烯酸钠0.2 wt%、流平剂乙二醇单丁醚1.0 wt%、消泡剂正丁醇0.5 wt%，搅拌均匀，过滤后停放消泡，采用聚乙烯男用避孕套模具，浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→卷边→干燥（80~90℃）→水冲脱模→离心脱水→整理→成品干燥→电检查，可得到避孕套A2，避孕套套体长度180mm±2mm，套体宽度为50mm±1mm。

本实施例所提供的聚氨酯胶乳避孕套生产专用模具，如图2所示，包括凸头1、空心柱体2及圆环卡垫3，空心结构的柱体（2）的壁厚为10mm，所述凸头1形成在所述柱体2的前端，所述柱体2包括本体21及连接柱22，所述圆环卡垫3设置在所述本体21及连接柱22之间，所述连接柱22上形成有外螺纹4。

如图1所示，本实施例所提供的聚氨酯胶乳避孕套生产用模具为空心结构，即柱体2为空心结构。上述模具的加工方法是凸头1、空心柱体2及圆环卡垫3柱体2一体注塑成形后，再进行车削加工获得外螺纹4。

实施例3

一种聚氨酯胶乳避孕套生产方法，固含量40%的聚酯型水性聚氨酯，加入增稠剂羧甲基纤维素0.3 wt%、流平剂乙二醇单甲醚2.5 wt%、消泡剂仲辛醇1.0 wt%，采用聚丙烯男用避孕套模具，浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→冷却（30~40℃）→二次浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→卷边→干燥（90~100℃）→水冲脱模→离心脱水→整理→成品干燥→电检查，可得到避孕套A3，避孕套套体长度180mm±2mm，套体宽度为52mm±1mm。

实施例4

一种聚氨酯胶乳避孕套生产方法，固含量40%的聚醚型水性聚氨酯，加入增稠剂羧甲基纤维素0.3%、流平剂乙二醇单甲醚2.0%、消泡剂仲辛醇1.0%，采用聚丙烯男用避孕套模具，浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→冷却（30~40℃）→二次浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→卷边→干燥（90~100℃）→水冲脱模→离心脱水→整理→成品干燥→电检查，即得到避孕套A4，避孕套套体长度180mm±2mm，套体宽度为56mm±1mm。

实施例5

一种聚氨酯胶乳避孕套生产方法，固含量35%的聚醚型水性聚氨酯，加入增稠剂羧甲基纤维素1.0 wt%、流平剂乙二醇单甲醚2.0 wt%、消泡剂仲辛醇0.1 wt%，采用聚丙烯男用避孕套模具，浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→冷却（30~40℃）→二次浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→冷却（30~40℃）→三次浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→卷边→干燥（90~100℃）→水冲脱模→离心脱水→整理→成品干燥→电检查，即得到避孕套A5，避孕套套体长度180mm±2mm，套体宽度为52mm±1mm。

实施例6

一种聚氨酯胶乳避孕套生产方法，固含量40%的聚醚型水性聚氨酯，加入增稠剂海藻酸钠0.3 wt%、流平剂丙二醇单甲醚0.5 wt%、消泡剂硅乳液0.5 wt%，采用聚丙烯女用避孕套模具，浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→冷却（30~40℃）→二次浸胶乳（胶温28~35℃）→干燥（60~70℃）→卷边→干燥（90~100℃）→水冲脱模→离心脱水→整理→成品干燥，即得到避孕套A 6，女用避孕套总长度200mm±2mm，套体直径为50 mm±1mm、喇叭口直径为70 mm±1mm。

对比例1

按照实施例3的方法制备避孕套，区别在于模具材质为PTFE。PTFE模具存在聚氨酯胶乳滑胶现象，导致部分聚氨酯避孕套胶膜不完整，合格率低于30%。得到避孕套CA1，避孕套套体长度180mm±2mm，套体宽度为52mm±1mm。

对比例2

按照实施例3的方法制备避孕套，区别在于模具材质为玻璃，该方法难以卷边、脱膜，不能得到完整的避孕套。

性能测试

1、避孕套厚度

厚度测试方法参照GB 7544-2009附录F，测试A1-A6及CA1-CA2的厚度，结果见表1。

2、拉伸强度、断裂伸长率

厚度测试方法参照GB 7544-2009附录I，测试A1-A6及CA1-CA2的拉伸强度、断裂伸长率，结果见表1。

3、表2为实施例中的聚乙烯、聚丙烯模具及对比例中的玻璃模具及聚四氟乙烯模具的成本及模具的总量等特性。

表1

表2

均为中号模具，成本、重量均包含夹具

从实施例、对比例及表1、表2中可以看出，使用玻璃材质模具无法生产出聚氨酯避孕套；用PTFE、PP和PE模具虽然均能得到聚氨酯避孕套，但PTFE模具存在聚氨酯胶乳滑胶现象，导致聚氨酯避孕套胶膜不完整，产品合格率难以保证，而且PTFE模具价格高，重量大，加工困难（需先用模压法生产聚四氟乙烯棒材后再用车床车削、钻孔），难以适应工业化生产，在工业化大生产中不具有技术经济可行性。PP、PE材质的模具表面能合适，不会发生滑胶的现象，且能满足卷边、脱模的要求，解决了聚氨酯避孕套生产中卷边、脱模困难问题。价廉、质轻且加工方便（注塑加工），易于批量化生产，能够较好的满足聚氨酯避孕套的工业化生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

A) 配制聚氨酯胶乳，将固含量为35%~55%的水性聚氨酯与助剂混合并搅拌均匀，即得聚氨酯胶乳；

其中，所述模具为聚烯烃材料制备得到，所述聚烯烃类材料为聚乙烯和/或聚丙烯。

2.根据权利要求1所述一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，其特征在于，所述助剂为增稠剂、流平剂和消泡剂中的至少一种。

3.根据权利要求2所述一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，其特征在于，以水性聚氨酯的总重量为基准，所述增稠剂的含量为0.1-1.0wt%，所述流平剂的含量为0.5-2.5wt%，所述消泡剂的含量为0.1-1.0wt%。

4.根据权利要求2或3所述一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，其特征在于，所述增稠剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和海藻酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求2或3所述一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，其特征在于，所述消泡剂为正丁醇、仲辛醇和硅乳液中的至少一种。

6.根据权利要求2或3所述一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，其特征在于，所述流平剂为乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚和丙二醇单丁醚中的至少一种。

7.根据权利要求1所述一种聚氨酯胶乳避孕套的生产方法，其特征在于，所述聚氨酯胶乳避孕套厚度为20μm~50μm，套体长度不小于130mm，套体宽度为45~65mm。

8. 一种聚氨酯胶乳避孕套生产专用模具，其特征在于，它应用于权利要求1-7任一项所述的生产方法，它包括凸头（1）、柱体（2）及圆环卡垫（3），所述凸头（1）一体形成在所述柱体（2）的前端，所述柱体（2）包括本体（21）及连接柱（22），所述圆环卡垫（3）设置在所述本体（21）及连接柱（22）之间，所述连接柱（22）上形成有外螺纹（4）。

9.根据权利要求8所述的聚氨酯胶乳避孕套生产专用模具，其特征在于，所述的聚氨酯胶乳避孕套生产用模具的总长度大于等于300mm，所述柱体（2）的外径为28~ 42mm。