CN109535965A - 一种用于手套的水性聚氨酯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于手套的水性聚氨酯组合物及其制备方法。该用于手套的水性聚氨酯组合物，由按如下重量份数的组分配制而成：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂2～8份、软化水20～50份、石墨烯0.1～5份、负离子原液0.1～5份，所述负离子原液由水溶性负离子晶体和水按照1～8:100的重量比混合而成。本发明的水性聚氨酯组合物具有粘附力强、耐磨性能佳的优势，经浸渍制成手套涂层后有利于延长手套的使用寿命，提高防护作用；本发明的水性聚氨酯组合物中添加了负离子原液，将含有负离子成分的水性聚氨酯组合物浸渍手套制得负离子抗菌手套，从而赋予手套抗菌的能力，同时还能够利用负离子成分的热运动过程中释放的大量热能，能够缩短浸渍时间、提高浸渍速度。

Description

一种用于手套的水性聚氨酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯技术领域，特别涉及一种用于手套的水性聚氨酯组合物及其制备方法。
背景技术
随着工业经济的快速发展，工业产品的加工制造也在向科学化、自动化、人性化等方向迈进。在工业生产的各个领域中，有许多领域的生产环境恶劣，污染严重，特别是在化工、石油、城市污水处理、海水产品加工、机械制造、工业盐碱酸生产等场合，在没有完全实现机械自动化的企业，人工操作的案例处处可见，特别是在夏季炎热天气，工人的手、脚等皮肤直接与污染和腐蚀物质接触，对人体的伤害不可避免。为了克服这些污染和腐蚀的问题，在劳动保护场合最常使用的防护用品即是手套。目前，使用比较常见的手套有棉纤维和化学纤维质加工织成，在棉纤维和化学纤维质手套手指或手掌部位涂上一层树脂，这样既增加了防滑性能又增加了隔热性能，是精密电子生产线不可缺少的产品。
但是现有的涂层胶料的粘附力较差，而且耐磨性能不佳，不具备抗菌性能，从而使得手套的使用寿命短、防护作用差。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种用于手套的水性聚氨酯组合物及其制备方法，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
第一方面，本发明提供的一种用于手套的水性聚氨酯组合物，由按如下重量份数的组分配制而成：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂2～8份、软化水20～50份、石墨烯0.1～5份、负离子原液0.1～5份，所述负离子原液由水溶性负离子晶体和水按照1～8:100的重量比混合而成。
优选的，所述水溶性负离子晶体为电气石粉和稀土氧化物经浓盐酸酸化制得。
进一步优选的，所述稀土氧化物中的稀土元素选自镧、铈、镨、钕、钆、铕、铽、钇、钐、镱、铥、铒、钬、镝、镥、钪中的至少一种。
进一步优选的，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化钆、氧化铽按照1:0.05～0.2:0.01～0.1的重量比组合而成。
进一步优选的，所述电气石粉和稀土氧化物的重量比为1～3:1。
优选的，所述用于手套的水性聚氨酯组合物由按如下重量份数的组分配制而成：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂3～6份、软化水26～35份、石墨烯1～5份、负离子原液2～5份。
优选的，所述用于手套的水性聚氨酯组合物由按如下重量份数的组分配制而成：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂4份、软化水33份、石墨烯3份、负离子原液4份。
第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的用于手套的水性聚氨酯组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水性聚氨酯乳液、增稠剂、软化水混合后，以1500～2000r/min的转速搅拌得到配料；
(2)将石墨烯、负离子原液加入步骤(1)所得的配料中，并以1000～1500r/min的转速搅拌得到浆料；
(3)将步骤(2)所得的浆料用真空脱泡设备进行真空消泡，得到水性聚氨酯组合物，真空消泡的条件为：真空度为-0.08～0.1Mpa，每隔5～15分钟抽放气一次，重复5～15次。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的水性聚氨酯组合物具有粘附力强、耐磨性能佳的优势，经浸渍制成手套涂层后经测试可知，其涂层的剥离强度高达47N、胶面撕裂强度高达87N，胶面耐磨损力不小于10000rad，胶面抗老化性能达到1级，有利于延长手套的使用寿命，提高防护作用；
(2)本发明的水性聚氨酯组合物中添加了负离子原液，是一种对人体健康非常有益的远红外辐射材料，将含有负离子成分的水性聚氨酯组合物浸渍手套制得负离子抗菌手套，从而赋予手套抗菌的能力，同时还能够利用负离子成分的热运动过程中释放的大量热能，能够缩短浸渍时间、提高浸渍速度。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
本实施例提供的一种用于手套的水性聚氨酯组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将稀土氧化物和电气石粉分别溶于浓盐酸，经酸化、干燥后混合研磨制得可溶性负离子晶体，其中，电气石粉和稀土氧化物的重量比为2:1，稀土氧化物为氧化镧、氧化钆、氧化铽按照1:0.1:0.06的重量比混合而成；将水溶性负离子晶体和水按照7:100的重量比混合成负离子原液；称取下述重量份数的原料：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂4份、软化水33份、石墨烯3份、负离子原液4份；
(2)将水性聚氨酯乳液、增稠剂、软化水混合后，以1600r/min的转速搅拌得到配料；将石墨烯、负离子原液加入到所得的配料中，并以1200r/min的转速搅拌得到浆料；将所得的浆料用真空脱泡设备进行真空消泡，得到水性聚氨酯组合物，真空消泡的条件为：真空度为-0.08～0.1Mpa，每隔10分钟抽放气一次，重复8次。
实施例2
本实施例提供的一种用于手套的水性聚氨酯组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将稀土氧化物和电气石粉分别溶于浓盐酸，经酸化、干燥后混合研磨制得可溶性负离子晶体，其中，电气石粉和稀土氧化物的重量比为1:1，稀土氧化物为氧化镧、氧化钆、氧化铽按照1:0.05:0.1的重量比混合而成；将水溶性负离子晶体和水按照4:100的重量比混合成负离子原液；称取下述重量份数的原料：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂3份、软化水26份、石墨烯5份、负离子原液2份；
(2)将水性聚氨酯乳液、增稠剂、软化水混合后，以1500r/min的转速搅拌得到配料；将石墨烯、负离子原液加入到所得的配料中，并以1000r/min的转速搅拌得到浆料；将所得的浆料用真空脱泡设备进行真空消泡，得到水性聚氨酯组合物，真空消泡的条件为：真空度为-0.08～0.1Mpa，每隔5分钟抽放气一次，重复15次。
实施例3
本实施例提供的一种用于手套的水性聚氨酯组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将稀土氧化物和电气石粉分别溶于浓盐酸，经酸化、干燥后混合研磨制得可溶性负离子晶体，其中，电气石粉和稀土氧化物的重量比为3:1，稀土氧化物为氧化镧、氧化钆、氧化铽按照1:0.2:0.01的重量比混合而成；将水溶性负离子晶体和水按照8:100的重量比混合成负离子原液；称取下述重量份数的原料：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂6份、软化水35份、石墨烯1份、负离子原液5份；
(2)将水性聚氨酯乳液、增稠剂、软化水混合后，以2000r/min的转速搅拌得到配料；将石墨烯、负离子原液加入到所得的配料中，并以1500r/min的转速搅拌得到浆料；将所得的浆料用真空脱泡设备进行真空消泡，得到水性聚氨酯组合物，真空消泡的条件为：真空度为-0.08～0.1Mpa，每隔15分钟抽放气一次，重复5次。
实施例4
本实施例提供的一种用于手套的水性聚氨酯组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将稀土氧化物和电气石粉分别溶于浓盐酸，经酸化、干燥后混合研磨制得可溶性负离子晶体，其中，电气石粉和稀土氧化物的重量比为2:1，稀土氧化物为氧化镧、氧化钆、氧化铽按照1:0.1:0.05的重量比混合而成；将水溶性负离子晶体和水按照1:100的重量比混合成负离子原液；称取下述重量份数的原料：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂4份、软化水24份、石墨烯3份、负离子原液2份；
(2)将水性聚氨酯乳液、增稠剂、软化水混合后，以1800r/min的转速搅拌得到配料；将石墨烯、负离子原液加入到所得的配料中，并以1400r/min的转速搅拌得到浆料；将所得的浆料用真空脱泡设备进行真空消泡，得到水性聚氨酯组合物，真空消泡的条件为：真空度为-0.08～0.1Mpa，每隔10分钟抽放气一次，重复10次。
实施例5
为了进一步说明本发明的有益效果，采用与实施例1类似的制备方法制得水性聚氨酯组合物，本实施例与实施例1的区别仅在于原料的配比不同：本实施例采用的原料配方如下：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂4.5份、软化水30份、石墨烯2.5份、负离子原液3.5份。
实施例6
为了进一步说明本发明的有益效果，采用与实施例1类似的制备方法制得水性聚氨酯组合物，本实施例与实施例1的区别仅在于原料的配比不同：本实施例采用的原料配方如下：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂2份、软化水20份、石墨烯5份、负离子原液5份。
实施例7
为了进一步说明本发明的有益效果，采用与实施例1类似的制备方法制得水性聚氨酯组合物，本实施例与实施例1的区别仅在于原料的配比不同：本实施例采用的原料配方如下：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂8份、软化水30份、石墨烯0.1份、负离子原液0.1份。
对比例1
本对比例提供的一种用于手套的水性聚氨酯组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取下述重量份数的原料：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂4份、软化水33份、石墨烯3份；
(2)将水性聚氨酯乳液、增稠剂、软化水混合后，以1600r/min的转速搅拌得到配料；将石墨烯、负离子原液加入到所得的配料中，并以1200r/min的转速搅拌得到浆料；将所得的浆料用真空脱泡设备进行真空消泡，得到水性聚氨酯组合物，真空消泡的条件为：真空度为-0.08～0.1Mpa，每隔10分钟抽放气一次，重复8次。
对比例2
本对比例提供的一种用于手套的水性聚氨酯组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将稀土氧化物和电气石粉分别溶于浓盐酸，经酸化、干燥后混合研磨制得可溶性负离子晶体，其中，电气石粉和稀土氧化物的重量比为2:1，稀土氧化物为氧化镧、氧化钆、氧化铽按照1:0.1:0.06的重量比混合而成；将水溶性负离子晶体和水按照7:100的重量比混合成负离子原液；称取下述重量份数的原料：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂4份、软化水33份、负离子原液4份；
(2)将水性聚氨酯乳液、增稠剂、软化水混合后，以1600r/min的转速搅拌得到配料；将石墨烯、负离子原液加入到所得的配料中，并以1200r/min的转速搅拌得到浆料；将所得的浆料用真空脱泡设备进行真空消泡，得到水性聚氨酯组合物，真空消泡的条件为：真空度为-0.08～0.1Mpa，每隔10分钟抽放气一次，重复8次。
应用实施例1
将上述实施例和对比例所制成的产品应用于手套上，具体操作步骤如下：把手套套上固定的模具，调整好位置，让手掌部浸上调制好的水性聚氨酯组合物，而后经过220～250℃高温烘干后脱模下线，制得耐磨浸胶手套。
为了进一步说明本发明的有益效果对上述所得手套的胶面性能进行测试：
(1)对手套的胶面的厚度、剥离强度、胶面撕裂强度、耐磨损性能、抗老化性能进行测试，测试结果参见表1。
表1各实施例和对比例所得产品制成的手套胶面的性能测试结果
产品来源 胶面厚度 剥离强度 胶面撕裂强度 胶面耐磨损力 胶面抗老化性能
实施例1 2mm 47N 87N ≥10000rad 1级
实施例2 2mm 44N 78N ≥10000rad 1级
实施例3 2mm 45N 80N ≥10000rad 1级
实施例4 2mm 46N 83N ≥10000rad 1级
实施例5 2mm 46N 76N ≥10000rad 1级
实施例6 2mm 42N 77N ≥8000rad 1级
实施例7 2mm 43N 74N ≥8000rad 1级
对比例1 2mm 42N 76N ≥8000rad 1级
对比例2 2mm 41N 75N ≥8000rad 1级
测试结果分析：由表1可知，与对比例1和对比例2相比，采用实施例1～6的丁腈橡胶胶料制得的手套的附着力、抗撕裂性、耐磨性均有明显的优势，其中，实施例1～4的丁腈橡胶胶料制得的浸胶手套的性能最好，其胶面耐磨损力≥10000rad，远远超过了GB24541-2009《手部防护机械危害防护手套》中的相关要求，胶乳附着力(即剥离强度)均在40N以上，胶面厚度为2mm，胶面撕裂强度达到并超过四级(≥75N)，胶面耐磨损力≥8000rad，超过四级水平，胶面抗老化性能达到1级品要求。
(2)对胶面的抗菌性能进行测试，测试结果参见表2。
表2各实施例和对比例所得产品制成的手套胶面抗菌性能测试结果
产品来源 大肠杆菌抑菌率 金黄色葡萄球菌抑菌率
实施例1 93％ 89％
实施例2 90％ 87％
实施例3 89％ 85％
实施例4 85％ 81％
实施例5 84％ 78％
实施例6 82％ 75％
实施例7 78％ 72％
对比例1 23％ 21％
对比例2 76％ 65％
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于手套的水性聚氨酯组合物，其特征在于，由按如下重量份数的组分配制而成：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂2～8份、软化水20～50份、石墨烯0.1～5份、负离子原液0.1～5份，所述负离子原液由水溶性负离子晶体和水按照1～8:100的重量比混合而成。
2.根据权利要求1所述的用于手套的水性聚氨酯组合物，其特征在于，所述水溶性负离子晶体为电气石粉和稀土氧化物经浓盐酸酸化制得。
3.根据权利要求2所述的用于手套的水性聚氨酯组合物，其特征在于，所述稀土氧化物中的稀土元素选自镧、铈、镨、钕、钆、铕、铽、钇、钐、镱、铥、铒、钬、镝、镥、钪中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的用于手套的水性聚氨酯组合物，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化钆、氧化铽按照1:0.05～0.2:0.01～0.1的重量比组合而成。
5.根据权利要求2所述的用于手套的水性聚氨酯组合物，其特征在于，所述电气石粉和稀土氧化物的重量比为1～3:1。
6.根据权利要求1所述的用于手套的水性聚氨酯组合物，其特征在于，所述用于手套的水性聚氨酯组合物由按如下重量份数的组分配制而成：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂3～6份、软化水26～35份、石墨烯1～5份、负离子原液2～5份。
7.根据权利要求1所述的用于手套的水性聚氨酯组合物，其特征在于，所述用于手套的水性聚氨酯组合物由按如下重量份数的组分配制而成：水性聚氨酯乳液100份、增稠剂4份、软化水33份、石墨烯3份、负离子原液4份。
8.一种如权利要求1～7中任一项所述的用于手套的水性聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将水性聚氨酯乳液、增稠剂、软化水混合后，以1500～2000r/min的转速搅拌得到配料；
(2)将石墨烯、负离子原液加入步骤(1)所得的配料中，并以1000～1500r/min的转速搅拌得到浆料；
(3)将步骤(2)所得的浆料用真空脱泡设备进行真空消泡，得到水性聚氨酯组合物，真空消泡的条件为：真空度为-0.08～0.1Mpa，每隔5～15分钟抽放气一次，重复5～15次。
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