CN107337995A - 一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂及其使用方法，其中耐高温水性聚氨酯涂饰剂包括如下重量百分比的组分：水性聚氨酯10‑30%；润湿剂0.1‑1%；填料0.5‑2%；耐高温树脂1‑5%；余量为水。本申请中的涂饰剂在90℃的高温下依然保持稳定不破乳，耐高温性能好；由于涂饰剂可以在90℃的高温下使用，手套在浸渍涂饰剂过后，再次烘干涂饰剂水分时，可以减少手模升温甚至不用升温，从而降低制程能耗；涂饰剂中的耐高温树脂能够吸附钙镁离子，避免水性聚氨酯破乳，可以直接使用硬水或者自来水，耐硬水性能好，节约处理硬水的成本；采用本申请中的涂饰剂处理过的手套具有滑爽、不粘连的优点。

Description

一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及手套涂饰剂技术领域，更具体地说，它涉及一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂及其使用方法。

背景技术

PVC手套是将手套模具浸渍PVC糊树脂浆料并熟化后制得，不经处理时，由于制备手套的PVC材料本身具有自粘性，所以生产中手套将难以脱模，整理打包后手套内表面将粘连，使用时则穿戴不便。现在常通过对PVC手套表面进行有粉和无粉涂饰剂处理，涂饰剂处理后在手套内表面涂覆一层极薄PU涂层，起到防止PVC手套内表面粘连的目的，这样制备出的手套称做无粉手套。

现有技术中手套浸渍涂饰剂的工艺如下：1、将PVC糊树脂浆料浸凃在手模上，经180℃的条件下烘烤熟化成型；2、将140℃的手套手模浸入水性聚氨酯涂饰剂料槽中，140℃的手模一分钟浸PU料槽近300个，PU料槽升温很快，必须通过冷却水对PU料槽夹套层进行降温冷却，使温度保持在60℃；3、将浸有涂饰剂的手套从料槽PU溶液中取出，升温至120-160℃进行烘干使涂饰剂固化。

由于现有技术中的水性聚氨酯涂饰剂在70-80℃的高温下会破乳，导致涂饰剂体系不稳定，手套表面极易产生白点，因此，需要降温至60℃才能使用，为了控制60℃的PU水温，浸渍前必须用风机把手模降温到100-120℃，在夏天手模温度其实无法吹风冷却，涂饰剂夹套冷却水也冷却不了料槽过快的升温，一不小心涂饰剂就会产生白点，而且破乳的涂饰剂回流到回料桶，再输送到其他的生产线就很快污染其他生产线，经常会造成停产清理白点的问题。

因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，其具有耐高温、降低制程能耗的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，包括如下重量百分比的组分：水性聚氨酯10-30％；润湿剂0.1-1％；填料0.5-2％；耐高温树脂1-5％；余量为水。

采用上述技术方案，通过在涂饰剂中加入耐高温树脂，润湿剂、填料、耐高温树脂和水性聚氨酯在水中分散均匀，制成稳定的乳液涂料，使得涂饰剂在90℃的高温下依然保持稳定不破乳，耐高温性能好；由于涂饰剂可以在90℃的高温下使用，手套在浸渍涂饰剂的过程中减少手模降温与升温甚至不用升温，从而降低制程能耗；由于自来水和硬水中含有较多的钙镁等离子，钙镁等离子高温时会导致聚氨酯破乳，因此，现有技术中的水性聚氨酯涂饰剂必须使用软水，而本申请中的涂饰剂中的耐高温树脂能够吸附钙镁离子，避免水性聚氨酯破乳，可以直接使用硬水或者自来水，耐硬水性能好，节约处理硬水的成本。

进一步优选为：所述耐高温树脂为非离子耐高温耐硬水增强剂、乙烯基改性有机硅树脂、马来酸酐丙烯酸共聚物、耐高温水性硅氧烷树脂中的任意一种。

采用上述技术方案，由于自来水和硬水中含有较多的钙镁等离子，钙镁等离子会导致聚氨酯破乳，上述的树脂能够吸附钙镁离子，避免水性聚氨酯破乳，因此，本申请中的涂饰剂可以直接使用硬水或者自来水，耐硬水性能好，降低了处理硬水的成本。

进一步优选为：所述耐高温水性聚氨酯涂饰剂还包括重量百分比为1-5％的聚乙烯醇。

采用上述技术方案，聚乙烯醇作为乳化剂，能够进一步提高乳液的分散均匀性和稳定性，在90℃的高温下依然保持稳定不破乳，而且使得涂饰剂更容易在手套表面形成薄膜，提高薄膜的粘结性和拉伸强度。

进一步优选为：所述润湿剂为聚醚硅氧烷。

采用上述技术方案，聚醚硅氧烷使得填料、耐高温树脂和水性聚氨酯在水中分散均匀，制成稳定的乳液涂料，使得涂饰剂在90℃的高温下依然保持稳定不破乳，并提高PVC手套表面的涂饰润湿性，避免缩孔出现。

进一步优选为：所述填料为二氧化硅。

采用上述技术方案，二氧化硅填料在手套内表面形成极薄涂层，起到防止PVC手套内表面粘连的目的。

进一步优选为：所述耐高温水性聚氨酯涂饰剂还包括重量百分比为0.1-1％的偶联剂。

采用上述技术方案，偶联剂能够使填料与耐高温树脂、水性聚氨酯产生偶联作用，提高乳液的粘结性、稳定性和耐高温性能。

进一步优选为：所述偶联剂包括硅烷低聚合物促进剂偶联剂、氨基偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的任意一种。

采用上述技术方案，上述偶联剂属于硅烷偶联剂，通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起，提高涂饰剂的性能和粘结力，硅烷偶联剂作为增粘剂的作用原理在于它本身有两种基团，一种基团可以和被粘的填料结合；而另一种基团则可以与高分子材料或粘接剂结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度，从而提高涂饰剂的稳定性、耐高温性能。

本发明的目的二在于提供一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂的使用方法，采用该方法制备的耐高温水性聚氨酯涂饰剂具有耐高温、降低制程能耗的优点。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：

一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂的使用方法，包括如下步骤：

a、先将填料分散均匀制成填料浆液备用，再将水性聚氨酯、润湿剂、填料浆液、耐高温树脂、聚乙烯醇、偶联剂、水混合均匀，得到涂饰剂；

b、将步骤a中的涂饰剂与水稀释混合均匀后使用，涂饰剂与水的重量配比为1：(10-20)。

采用上述技术方案，通过在涂饰剂中加入耐高温树脂，在润湿剂和聚乙烯醇的乳化作用下，填料、耐高温树脂和水性聚氨酯在水中分散均匀，制成稳定的乳液涂料体系，使得涂饰剂在90℃的高温下依然保持稳定不破乳，耐高温性能好；由于涂饰剂可以在90℃的高温下使用，手套在浸渍涂饰剂的过程中减少手模升温甚至不用升温，从而降低制程能耗；由于自来水和硬水中含有较多的钙镁等离子，钙镁等离子会导致聚氨酯破乳，因此，现有技术中的水性聚氨酯涂饰剂必须使用软水，而本申请中的涂饰剂中的耐高温树脂能够吸附钙镁离子，避免水性聚氨酯破乳，可以直接使用硬水或者自来水，耐硬水性能好，降低了处理硬水的成本。偶联剂改善了无机物与有机物之间的界面作用，从而进一步提高涂饰剂的稳定性、耐高温性能。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

经研究发现，通过在涂饰剂中加入耐高温树脂，在润湿剂和聚乙烯醇的乳化作用下，填料、耐高温树脂和水性聚氨酯在水中分散均匀，制成稳定的乳液涂料体系，使得涂饰剂在90℃的高温下依然保持稳定不破乳，耐高温性能好；由于涂饰剂可以在90℃的高温下使用，手套在浸渍涂饰剂的过程中减少升温甚至不用升温，从而降低制程能耗；而本申请中的涂饰剂中的耐高温树脂能够吸附钙镁离子，避免水性聚氨酯破乳，因此可以直接使用硬水或者自来水，耐硬水性能好，节约处理硬水的成本。

聚乙烯醇作为乳化剂，能够进一步提高乳液的分散均匀性和稳定性，而且使得涂饰剂更容易在手套表面形成薄膜，提高薄膜的粘结性和拉伸强度。通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，加入硅烷低聚合物促进剂偶联剂、氨基偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的任意一种后，大大改善了粘接强度，提高涂饰剂的稳定性、耐高温性能，

附图说明

图1为本发明的制备和使用工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明进行详细描述。

实施例1：如图1所示，一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，各组分及其相应的重量百分比如表1所示，并通过如下步骤制备获得：

a、先将填料分散均匀制成填料浆液备用，再将水性聚氨酯、润湿剂、填料浆液、耐高温树脂、聚乙烯醇、偶联剂、水混合均匀，得到涂饰剂；

b、将步骤a中的涂饰剂与水稀释混合均匀后使用，涂饰剂与水的重量配比为1：10。

其中，表1中的水可以采用硬水或者自来水；水性聚氨酯是购自上海思盛聚合物材料有限公司的PUD-122；非离子耐高温耐硬水增强剂是购自安徽中恩化工有限公司的5032；硅烷低聚合物促进剂偶联剂是购自南京轩浩新材料科技有限公司的XH-610；氨基偶联剂是购自南京轩浩新材料科技有限公司的KH-550，其化学名称为3-氨丙基三乙氧基硅烷；环氧基硅烷偶联剂是购自南京轩浩新材料科技有限公司的KH-613，其化学名称为γ-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二乙氧基硅烷。

实施例2-9：一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量百分比如表1所示。

表1实施例1-9中各组分及其相应的重量百分比

实施例10-18：一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，与实施例3的不同之处在于，各组分及其相应的重量百分比如表2所示。

表2实施例10-18中各组分及其相应的重量百分比

实施例18-27：一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，与实施例3的不同之处在于，各组分及其相应的重量百分比如表3所示。

表3实施例18-27中各组分及其相应的重量百分比

实施例28：一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，与实施例15的不同之处在于，步骤b中涂饰剂与水的重量比为1：15。

实施例29：一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，与实施例15的不同之处在于，步骤b中涂饰剂与水的重量比为1：20。

对比例1：一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，与实施例3的不同之处在于，步骤a中未加入耐高温树脂。

对比例2：一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，与实施例3的不同之处在于，非离子耐高温耐硬水增强剂的重量百分比为0.1％。

对比例3：一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，与实施例3的不同之处在于，将聚醚硅氧烷替换为等重量百分比的聚丙烯酸钠。

耐高温测试

试验样品：采用实施例1-29中获得的水性聚氨酯涂饰剂作为试验样品1-29，采用对比例1-3中获得的水性聚氨酯涂饰剂作为对照样品1-3，并依次编号为第1-32组。

试验方法：在第1-32组样品中取等量的样品溶液分别加入32个料槽中，将每个料槽升温至60℃，将PVC手套套在手模上升温后浸入料槽中，经过匀胶、塑化、冷却、脱模等常规手套生产工艺后制得无粉手套；再将料槽逐渐升温至70℃、75℃、80℃、85℃、90℃，采用相同步骤和参数制得无粉PVC手套，观察无粉PVC手套是否出现白点。

试验结果：第1-32组样品耐高温测试结果如表4所示。由表4可知，第30-32组样品制备的无粉PVC手套在70℃的高温下就出现白点，在75℃的高温下出现大量白点；采用第1-14组样品制备的无粉PVC手套在90℃的高温下没有白点，在95℃出现轻微白点；而第15-29组样品制备的无粉PVC手套在95℃的高温下依然没有白点。说明采用本工艺制备的水性聚氨酯涂饰剂在90℃的高温下依然保持不破乳，加入耐高温树脂后能够提高涂饰剂耐高温性能，尤其是加入硅烷低聚合物促进剂偶联剂、氨基偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的任意一种偶联剂后，明显提高涂饰剂的稳定性、耐高温性能，耐高温极限达到95℃。

表4第1-32组样品耐高温测试结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：

水性聚氨酯10-30%；

润湿剂0.1-1%；

填料0.5-2%；

耐高温树脂1-5%；

余量为水。

2.根据权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述耐高温树脂为非离子耐高温耐硬水增强剂、乙烯基改性有机硅树脂、马来酸酐丙烯酸共聚物、耐高温水性硅氧烷树脂中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述耐高温水性聚氨酯涂饰剂还包括重量百分比为1-5%的聚乙烯醇。

4.根据权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述润湿剂为聚醚硅氧烷。

5.根据权利要求1所述的耐高温水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述填料为二氧化硅。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的耐高温水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述耐高温水性聚氨酯涂饰剂还包括重量百分比为0.1-1%的偶联剂。

7.根据权利要求6所述的耐高温水性聚氨酯涂饰剂，其特征在于，所述偶联剂包括硅烷低聚合物促进剂偶联剂、氨基偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的任意一种。

8.一种耐高温水性聚氨酯涂饰剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、先将填料分散均匀制成填料浆液备用，再将水性聚氨酯、润湿剂、填料浆液、耐高温树脂、聚乙烯醇、偶联剂、水混合均匀，得到涂饰剂；

b、将步骤a中的涂饰剂与水稀释混合均匀后使用，涂饰剂与水的重量配比为1：（10-20）。