CN112321794A - Pvc手套用自消光水性聚氨酯树脂、涂饰剂及制备方法 - Google Patents

Pvc手套用自消光水性聚氨酯树脂、涂饰剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂、涂饰剂及制备方法，首先由二元醇、端羟基聚二甲基硅氧烷、二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、丁二醇、二月桂酸二丁基锡、三乙胺、二氨基磺酸钠盐、水和水合肼等原料制备自消光水性聚氨酯树脂，再用该树脂配制一次性手套用涂饰剂。配制涂饰剂的原料包括自消光水性聚氨酯树脂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和水。本发明用聚二甲基硅氧烷改性自消光水性聚氨酯树脂，制备的一次性手套涂饰剂避免使用消光粉，哑光度好、耐刮擦、对PVC具有优异的附着力。用该涂饰剂浸涂后的一次性手套易穿戴，滑爽度达到一级，并在72℃和5Kg条件下，72小时不粘连。

Description

PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂、涂饰剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一次性PVC手套涂饰剂的制备方法，特别是一种一次性PVC手套用自消光水性聚氨酯，采用该自消光水性聚氨酯制备的涂饰剂。
背景技术
一次性PVC手套具有成本低、穿戴舒适、阻燃、耐化学腐蚀等优点，广泛应用于医疗检查、医疗护理、实验室、电子产品加工、食品加工、快餐服务等领域。然而一次性PVC手套生产中加入大量的增塑剂，未经处理的PVC手套难以脱模且穿戴性能差。目前，国内外用水性聚氨酯涂饰剂替代滑石粉和淀粉来处理PVC手套，提高脱模性和穿戴性能。水性聚氨酯涂饰剂乳液稳定好、生产工艺简单、弹性好、耐穿刺。但是水性聚氨酯涂饰剂生产过程中需加入大量的二氧化硅或有机消光粉，处理PVC手套后存在着耐刮擦性差、手感粗糙、不滑爽等不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂、涂饰剂及其制备方法，至少达到改善PVC手套用自消光水性聚氨酯涂饰剂爽滑、耐磨、附着力等性能的目的。
为解决以上技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂的制备方法，按如下步骤和重量份数配比制备而成：120-170重量份的聚酯二元醇和20-50重量份的端羟基聚二甲基硅氧烷在100-120 ℃、-0.08 MPa下脱水后获得混合物；上述混合物降温至50-60 ℃加入70-90重量份的二异氰酸酯，70-80 ℃保温1-2小时；然后加入6-10重量份的二羟甲基丙酸（DMPA）、2-5重量份的1,4-丁二醇（BDO）、0.01-0.2重量份的二月桂酸二丁基锡，在65-75 ℃保温2-3小时，并加入100-180重量份的丙酮调节粘度；上述反应物中异氰酸酯基含量达到理论值时降温至45-50 ℃，加入3.9-6.5重量份的三乙胺（TEA）进行盐化；降温至30 ℃，在高速搅拌下加入2-4重量份二氨基磺酸钠盐和410-615重量份的去离子水的混合物乳化分散；乳化分散后持续搅拌，再加入1-3重量份的水合肼扩链；最后真空脱除残留丙酮，制得所述的自消光水性聚氨酯树脂。
进一步地，所述的聚酯二元醇选自分子量2000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯（PBA）、聚己二酸新戊二醇酯（PNA）、聚己二酸-1,2-丙二醇酯（PPA）中的一种或几种。
进一步地，所述的端羟基聚二甲基硅氧烷，数均分子量为500-2000 g/mol。
进一步地，所述的二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的一种或几种。
进一步地，所述的二氨基磺酸钠盐为2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠。
根据本发明的另一方面，提供一种根据以上方法制备获得的自消光水性聚氨酯树脂，其固含量为35%。
根据本发明的另一方面，提供一种一次性手套涂饰剂，以重量份数计，其组分包括40-50重量份的权利要求6所述的自消光水性聚氨酯树脂、4-6重量份的润湿剂、0.1-0.9重量份的消泡剂、5-10重量份的增稠剂和33.1-50.9重量份的水。
进一步地，所述的润湿剂为聚醚改性有机硅、含氟表面活性剂中一种或几种混合物。
进一步地，所述的消泡剂为矿物油、萜烯油、二氧化硅粉、有机硅及改性有机硅中的一种或几种混合物。
进一步地，所述的增稠剂为纤维素醚及其衍生物、疏水改性纤维素醚及其衍生物、聚氨酯缔合型增稠剂中一种或几种混合物。
本发明首先使用单羟基聚二甲基硅氧烷、二氨基磺酸钠盐制备自消光水性聚氨酯树脂，进而通过添加润湿剂、消泡剂、增稠剂和水配制手套涂饰剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明首先合成自消光水性聚氨酯树脂，用该树脂配制一次性手套用涂饰剂时，不需要加入二氧化硅等消光粉体，提高了涂饰剂的附着力和耐刮擦性，避免厂家使用时静置产生沉淀。
（2）本发明使用聚二甲基硅氧烷改性自消光水性聚氨酯树脂，利用有机硅耐热、耐水、爽滑、生物亲相容性好的优点，明显提高一次性手套涂饰剂的耐水、抗粘连、手感、皮肤亲和性。
（3）本发明采用脂肪族和脂环族异氰酸酯为主要原料，避免芳香族异氰酸酯水解或热解为致癌的芳香胺，提高了一次性手套涂饰剂耐黄变性，特别提高了一次性手套的安全性。
具体实施方式
本发明一种典型的实施方式提供的自消光水性聚氨酯树脂的制备方法，按如下步骤和重量份数配比制备而成：120-170重量份的聚酯二元醇和20-50重量份的端羟基聚二甲基硅氧烷在100-120 ℃、-0.08 MPa下脱水后获得混合物，脱水时间优选为2小时；上述混合物降温至50-60 ℃加入70-90重量份的二异氰酸酯，70-80 ℃保温1-2小时；然后加入6-10重量份的二羟甲基丙酸（DMPA）、2-5重量份的1,4-丁二醇（BDO）、0.01-0.2重量份的二月桂酸二丁基锡，在65-75 ℃保温2-3小时，并加入100-180重量份的丙酮调节粘度；上述反应物中异氰酸酯基含量达到理论值时降温至45-50 ℃，加入3.9-6.5重量份的三乙胺（TEA）进行盐化，盐化时间优选为30分钟；降温至30 ℃，在高速搅拌下加入2-4重量份二氨基磺酸钠盐和410-615重量份的去离子水的混合物乳化分散；乳化分散后持续搅拌，再加入1-3重量份的水合肼扩链；最后真空脱除残留丙酮，制得所述的自消光水性聚氨酯树脂。
以上实施方式中，使用端羟基聚二甲基硅氧烷改性自消光水性聚氨酯树脂，利用有机硅耐热、耐水、爽滑、生物亲相容性好的优点，明显提高一次性手套涂饰剂的耐水、抗粘连、手感、皮肤亲和性。
所述的聚酯二元醇选自分子量2000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯（PBA）、聚己二酸新戊二醇酯（PNA）、聚己二酸-1,2-丙二醇酯（PPA）中的一种或几种。
所述的端羟基聚二甲基硅氧烷，数均分子量为500-2000 g/mol。
所述的二异氰酸酯为脂肪族或脂环族二异氰酸酯，选自异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的一种或几种。采用脂肪族和脂环族异氰酸酯为主要原料，避免芳香族异氰酸酯水解或热解为致癌的芳香胺，提高了一次性手套涂饰剂耐黄变性，特别提高了一次性手套的安全性。
所述的二氨基磺酸钠盐为2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠。
本发明另一种典型的实施方式提供的是由上述方法制备获得的自消光水性聚氨酯树脂，其固含量为35%。
本发明另一种典型的实施方式提供的一种一次性手套涂饰剂，以重量份数计，其组分包括40-50重量份的以上所述的自消光水性聚氨酯树脂、4-6重量份的润湿剂、0.1-0.9重量份的消泡剂、5-10重量份的增稠剂和33.1-50.9重量份的水。
所述的润湿剂为聚醚改性有机硅、含氟表面活性剂中一种或几种混合物。
所述的消泡剂为矿物油、二氧化硅粉、有机硅及改性有机硅中的一种或几种混合物。
所述的增稠剂为纤维素醚及其衍生物、疏水改性纤维素醚及其衍生物、聚氨酯缔合型增稠剂中一种或几种混合物。
下面通过一些实施例对本发明要求保护的技术方案作进一步说明。但是，实施例和对比例是用于解释本发明实施方案，并不超出本发明主题的范围，本发明保护范围不受所述实施例的限定。除非另作特殊说明，本发明中所用材料、试剂均可从本领域商业化产品中获得。
实施例1
（一）自消光水性聚氨酯树脂：
向带有真空脱水装置的装有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中加入120重量份聚酯二元醇PBA和30重量份数均分子量为500的端羟基聚二甲基硅氧烷在100-120 ℃、-0.08MPa下脱水2小时获得混合物，上述混合物降温至50-60 ℃加入70重量份的IPDI，70-80 ℃保温1-2小时；加入10重量份的DMPA、3重量份的BDO和0.02重量份的二月桂酸二丁基锡，在65-75 ℃保温2-3小时，并加入100重量份的丙酮调节粘度；当反应物中异氰酸酯含量达到2.2%wt降温至45-50 ℃，加入6.5重量份的TEA进行盐化30分钟；降温至30 ℃，在高速搅拌下加入2重量份的2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠（A95）和440重量份的去离子水的混合物乳化分散；乳化分散后持续搅拌1小时，再加入2.5重量份的水合肼扩链。最后真空脱除残留丙酮，制得固含量为35%的自消光水性聚氨酯树脂。
（二）PVC手套涂饰剂的制备：
先将42重量份的步骤（一）获得的自消光水性聚氨酯树脂加入搅拌釜中，然后依次加入5重量份的聚醚改性有机硅润湿剂TEGO WET 270、0.3重量份的矿物油消泡剂Silok4630、8重量份的聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W和44.7重量份的水，搅拌均匀后过滤出料，制得一次性手套涂饰剂。
实施例2
（一）自消光水性聚氨酯树脂：
向带有真空脱水装置的装有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中加入170重量份聚酯二元醇PPA和50重量份分子量2000的端羟基聚二甲基硅氧烷在100-120℃、-0.08MPa下脱水2小时获得混合物，上述混合物降温至50-60 ℃加入90重量份的HMDI，70-80 ℃保温1-2小时；加入8重量份的DMPA、5重量份的BDO、0.2重量份的二月桂酸二丁基锡，在65-75 ℃保温2-3小时，并加入180重量份的丙酮调节粘度；上述反应物中异氰酸酯基含量达到2.0%wt时降温至45-50 ℃，加入5.2重量份的TEA进行盐化30分钟；降温至30 ℃，在高速搅拌下加入4重量份的2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠（A95）和609重量份的去离子水的混合物乳化分散；乳化分散后持续搅拌1小时，再加入1重量份的水合肼扩链。最后真空脱除残留丙酮，制得固含量为35%的自消光水性聚氨酯树脂。
（二）PVC手套涂饰剂的制备：
先将40重量份的步骤（一）获得的自消光水性聚氨酯树脂加入搅拌釜中，然后依次加入6重量份的聚醚改性有机硅润湿剂Silok8008、0.9重量份的有机硅消泡剂TEGO Foamex810、10重量份的疏水改性纤维素醚类增稠剂华洛赛MT 400 PFV和43.1重量份的水，搅拌均匀后过滤出料，制得一次性手套涂饰剂。
实施例3
（一）自消光水性聚氨酯树脂：
向带有真空脱水装置的装有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中加入150重量份聚酯二元醇PPA和40重量份分子量1000的端羟基聚二甲基硅氧烷在100-120 ℃、-0.08 MPa下脱水2小时，上述混合物降温至50-60 ℃加入75重量份的IPDI和5重量份的HDI，70-80℃保温1-2小时；加入6重量份的DMPA、2重量份的BDO、0.15重量份的二月桂酸二丁基锡，在65-75℃保温2-3小时，并加入160重量份的丙酮调节粘度；上述反应物中异氰酸酯基含量达到3.5%wt时降温至45-50 ℃，加入3.9重量份的TEA进行盐化30分钟；降温至30 ℃，在高速搅拌下加入3重量份的2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠（A95）和527重量份的去离子水的混合物乳化分散；乳化分散后持续搅拌1小时，再加入3重量份的水合肼扩链。最后真空脱除残留丙酮，制得固含量为35%的自消光水性聚氨酯树脂。
（二）PVC手套涂饰剂的制备：
先将50重量份的步骤（一）获得的自消光水性聚氨酯树脂加入搅拌釜中，然后依次加入4重量份的含氟表面活性剂Silok100、0.1重量份的改性有机硅消泡剂TEGO Airex 902W、5重量份的纤维素醚增稠剂德中N-9121和40.9重量份的水，搅拌均匀后过滤出料，制得一次性手套涂饰剂。
实施例4
向带有真空脱水装置的装有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中加入160重量份聚酯二元醇PNA和40重量份分子量1000的端羟基聚二甲基硅氧烷在100 ℃、-0.08 MPa下脱水2小时，上述混合物降温至50℃加入75重量份的IPDI和5重量份的HDI，70℃保温2小时；加入7重量份的DMPA、3重量份的BDO、0.1重量份的二月桂酸二丁基锡，在65 ℃保温3小时，并加入120重量份的丙酮调节粘度；上述反应物中异氰酸酯基含量达到3.5%wt时降温至45℃，加入5.0重量份的TEA进行盐化30分钟；降温至30 ℃，在高速搅拌下加入3重量份的2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠（A95）和410重量份的去离子水的混合物乳化分散；乳化分散后持续搅拌1小时，再加入3重量份的水合肼扩链。最后真空脱除残留丙酮，制得固含量为35%的自消光水性聚氨酯树脂。
（二）PVC手套涂饰剂的制备：
先将44重量份的步骤（一）获得的自消光水性聚氨酯树脂加入搅拌釜中，然后依次加入4.5重量份的聚醚改性有机硅润湿剂DC5211、0.7重量份的二氧化硅粉类消泡剂TEGOAEROSIL-R201、7.5重量份的聚氨酯缔合型增稠剂和44.3重量份的水，搅拌均匀后过滤出料，制得一次性手套涂饰剂。
实施例5
向带有真空脱水装置的装有温度计、搅拌器和冷凝装置的反应釜中加入160重量份聚酯二元醇PNA和40重量份分子量1500的端羟基聚二甲基硅氧烷在120 ℃、-0.08 MPa下脱水2小时，上述混合物降温至60 ℃加入80重量份的HDI，80℃保温1小时；加入8重量份的DMPA、4重量份的BDO、0.01重量份的二月桂酸二丁基锡，在75 ℃保温2小时，并加入150重量份的丙酮调节粘度；上述反应物中异氰酸酯基含量达到3.5%wt时降温至50 ℃，加入6.5重量份的TEA进行盐化30分钟；降温至30 ℃，在高速搅拌下加入3重量份的2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠（A95）和615重量份的去离子水的混合物乳化分散；乳化分散后持续搅拌1小时，再加入2重量份的水合肼扩链。最后真空脱除残留丙酮，制得固含量为35%的自消光水性聚氨酯树脂。
（二）PVC手套涂饰剂的制备：
先将43重量份的步骤（一）获得的自消光水性聚氨酯树脂加入搅拌釜中，然后依次加入4重量份的含氟表面活性剂Silok122、0.8重量份的二氧化硅粉类消泡剂TEGO AEROSIL-R202、6重量份的纤维素醚增稠剂250HBR和46.2重量份的水，搅拌均匀后过滤出料，制得一次性手套涂饰剂。
性能测试
表1中示出了实施例1、实施例2实施例3，以及作为对比的市售产品的性能测试结构，市售产品为优美特（北京）环境材料科技股份公司的PU2010AG。
表1 水性聚氨酯胶粘剂的性能
实施例1 实施例2 实施例3 市售产品
热粘连 合格 合格 合格 合格
滑爽性 1 1 1 3
耐刮擦 合格 合格 合格 轻微划痕
热粘连测试方法：在制备好的一次性PVC手套上压5KG 砝码，放入70℃烘箱内72小时后，取出室温下查看粘连性。如不粘连，则产品耐耐热粘连合格。
滑爽性：以穿戴时手套对皮肤的滑爽性进行感官评估，分为1-5 级个级别（5级有粘性、4级光滑性差、3级光滑性一般、2级光滑性良好、1级光滑性优良），2级以上为合格。

Claims (10)

1.一种PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，按如下步骤和重量份数配比制备而成：120-170重量份的聚酯二元醇和20-50重量份的端羟基聚二甲基硅氧烷在100-120 ℃、-0.08 MPa下脱水后获得混合物；上述混合物降温至50-60 ℃加入70-90重量份的二异氰酸酯，70-80 ℃保温1-2小时；然后加入6-10重量份的二羟甲基丙酸（DMPA）、2-5重量份的1,4-丁二醇（BDO）、0.01-0.2重量份的二月桂酸二丁基锡，在65-75 ℃保温2-3小时，并加入100-180重量份的丙酮调节粘度；上述反应物中异氰酸酯基含量达到理论值时降温至45-50 ℃，加入3.9-6.5重量份的三乙胺（TEA）进行盐化；降温至30 ℃，在高速搅拌下加入2-4重量份二氨基磺酸钠盐和410-615重量份的去离子水的混合物乳化分散；乳化分散后持续搅拌，再加入1-3重量份的水合肼扩链；最后真空脱除残留丙酮，制得所述的自消光水性聚氨酯树脂。
2.根据权利要求1所述的PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：所述的聚酯二元醇选自分子量2000的聚己二酸-1,4-丁二醇酯（PBA）、聚己二酸新戊二醇酯（PNA）、聚己二酸-1,2-丙二醇酯（PPA）中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：所述的端羟基聚二甲基硅氧烷，数均分子量为500-2000 g/mol。
4.根据权利要求1所述的PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：所述的二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：所述的二氨基磺酸钠盐为2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠。
6.根据权利要求1-5任意一项制备获得的PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂，其特征在于：其固含量为35%。
7.一种一次性手套涂饰剂，其特征在于：以重量份数计，其组分包括40-50重量份的权利要求6所述的PVC手套用自消光水性聚氨酯树脂、4-6重量份的润湿剂、0.1-0.9重量份的消泡剂、5-10重量份的增稠剂和33.1-50.9重量份的水。
8.根据权利要求7所述的一次性手套涂饰剂，其特征在于：所述的润湿剂为聚醚改性有机硅、含氟表面活性剂中一种或几种混合物。
9.根据权利要求7或8所述的一次性手套涂饰剂，其特征在于：所述的消泡剂为矿物油、萜烯油、二氧化硅粉、有机硅及改性有机硅中的一种或几种混合物。
10.根据权利要求9所述的一次性手套涂饰剂，其特征在于：所述的增稠剂为纤维素醚及其衍生物、疏水改性纤维素醚及其衍生物、聚氨酯缔合型增稠剂中一种或几种混合物。
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