聚氨酯手套用水性树脂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种聚氨酯手套用水性树脂及其制备方法，该树脂，主要是由聚醚多元醇、异氰酸酯、二元醇、增稠剂等原料制备而成，其制备方法，包括聚合、乳化、蒸馏、增稠等步骤。本发明在生产过程中有机溶剂全部蒸馏除去，属于无有机溶剂环保型水性树脂，采用本发明所得的水性树脂制作的聚氨酯手套的断裂伸长率远远大于PVC手套。
【专利说明】聚氨酯手套用水性树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料【技术领域】，具体涉及一种水性聚氨酯树脂及其合成方法。
【背景技术】
[0002] 国外市场对PVC手套的需求量很大，但是由于其在生产过程中污染极大，国外特 别是发达国家几乎没有生产的，其工业生产生活需求所需的一次性PVC手套基本上靠进 口。我国的河北石家庄、山东淄博是全国PVC手套的生产基地。然而PVC手套的主要原料是 PVC糊树脂，PVC糊树脂在复配过程中加入30%-50%的塑化剂增加柔软度，同时PVC并不耐 光与热，其在光热的影响下，会释出氯的自由基，而导致材质劣化，因此需要添加安定剂来 捕捉自由基。一般常用的安定剂含有铅，镉，锌，钡，锡等金属盐类。目前市面上常用的塑化 剂为邻苯二甲酸酯(邻苯二甲酸）的一群化学物质，而这群化学物质中，又以"邻苯二甲酸二 乙基己基酯"（简称DEHP)的使用量最大。DEHP是生殖与发育毒素，对发育中的男性生殖系 统有很大的影响，也就是婴儿与小孩所受的威胁要较成人大得多。对成人可能没有影响的 剂量，对小孩却是不容忽视的。而DEHP的的代谢产物的MEHP，则会毒害睪丸的赛托利氏细 胞，造成细胞异常与危害生殖力。另外，DEHP的也可能引其血栓，微血栓，并可危害肝与肺。 除了 DEHP的外，其他的邻苯二甲酸酯类一般也会对生殖健康造成影响，包括生殖率降低， 流产，天生缺陷，异常的精子数，睪丸损害，以及导致肝癌与肾癌等。安定剂包括铅，镉，锌， 钡，锡等金属盐类，这些金属会从聚氯乙烯制品中渗出，而危害人体健康其中铅慢性或急性 暴露，会使小孩神经失调，阻碍其智商发展，妇女则会有生殖方面之问题，而且可能会致癌。 镉则会影响肾功能，且可能会导致肺癌。
[0003] 党的十八大以后国家对环境保护要求越来越严格，2014年以来北方各个城市雾 霾现象特别严重，特别是石家庄这样的PVC手套生产基地雾霾现象更为严重。中国专利 CN103622181A公开了一种防冻裂型PVC手套的制作方法，其所用的PVC糊树脂中增塑剂、安 定剂等有机溶剂的含量质量比达到40%，在PVC手套的生产过程中大量有机溶剂挥发，给车 间工人带来极大的危害，造成了严重的大气污染。聚氨酯手套相比于PVC手套具有以下优 点：透气性好、延伸性好、无任何有机溶剂残留、无重金属残留，生产过程低耗能、生产环境 无污染等。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种聚氨酯手套用水性树脂及其制备方法。
[0005] 本发明所述聚氨酯手套用水性树脂，主要是由以下重量份数的原料制备而成： 聚醚多元醇70-90份、异氰酸酯30-40份、二元醇0. 3-1. 2份、亲水性扩链剂1. 5-2份、 交联剂2-4份、低沸点有机溶剂30-50份、催化剂0. 02-0. 05份、胺中和剂0. 3-1. 5份、胺扩 链剂〇. 5-3份、水240-360份、增稠剂5-8份。
[0006] 所述的聚醚多元醇为分子量1800-2200,羟值为55-60K0Hmg/g的聚四氢呋喃醚二 醇。
[0007] 所述的异氰酸酯为H12MDI或IPDI。
[0008] 所述的二元醇为1. 6-己二醇或1. 4- 丁二醇。
[0009] 所述的亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。
[0010] 所述的交联剂是三羟甲基丙烷。
[0011] 所述的低沸点有机溶剂为丙酮。
[0012] 所述的催化剂为新癸酸铋。
[0013] 所述的胺中和剂是二甲氨基乙醇。
[0014] 所述的胺扩链剂为乙二胺或异佛尔酮二胺。
[0015] 所述增稠剂为羟乙基纤维素或羧甲基纤维素钠。
[0016] 所述的水为去离子水。
[0017] 本发明所述聚氨酯手套用水性树脂的制备方法，包括如下步骤： 1. 聚合：在无水无氧的条件下，依次将真空脱水的聚醚多元醇、异氰酸酯加入到反应 容器中，在搅拌下，温度80-100°C，反应1-3小时，加入二元醇、亲水扩链剂、交联剂、催化 齐[J，在搅拌下，60_80°C下反应2-4小时，每隔0. 5-1. Oh加入5-15kg低沸点有机溶剂控制粘 度，待反应生成的聚合体中异氰酸基团含量不变时，反应结束； 2. 乳化：在得到的聚合体中，1500-2500转/分的搅拌转速下加入胺中和剂，水进行乳 化，最后加入胺扩链剂，800-1200转/分搅拌5-10分钟得到蓝光半透明的水性树脂乳液； 3. 蒸馏：把得到的蓝光半透明的水性树脂乳液转入蒸馏釜中，在60-80°C下蒸馏l_3h， 用折光仪测得的折光率为0时结束蒸馏； 4. 增稠：向蒸馏后得到的液体中加入增稠剂，增稠到粘度100-300厘泊，即得所述聚氨 酯手套用水性树脂。
[0018] 本发明的有益效果主要体现在以下几个方面： 1.本发明直接生产出聚氨酯手套用水性树脂不用手套厂复配，节省了人力与物力。
[0019] 2.本发明在生产过程中有机溶剂全部蒸馏除去，属于无有机溶剂环保型水性树 月旨，水性树脂的主要溶剂为水。在手套的生产过程中不需要高温烘箱，无有机溶剂挥发，极 大地改善了手套厂高温、高污染的生产环境，同时降低了手套厂家的能耗。。
[0020] 3.本发明所得的水性树脂制作的聚氨酯手套透气性好，且不易引起皮肤过敏；延 伸性好，易穿带。
[0021] 4.本发明所得的水性树脂可以稳定存在，不需要加入安定剂，因此并没有铅，镉， 锌，钡，锡等重金属残留。
[0022] 5.采用本发明所得的水性树脂制作的聚氨酯手套的断裂伸长率远远大于PVC手 套。下表是同一手模所做的聚氨酯手套与PVC手套的对比情况：
【权利要求】
1. 一种聚氨酯手套用水性树脂，其特征在于，主要是由以下重量份数的原料制备而 成： 聚醚多元醇70-90份、异氰酸酯30-40份、二元醇0. 3-1. 2份、亲水性扩链剂1. 5-2份、 交联剂2-4份、低沸点有机溶剂30-50份、催化剂0. 02-0. 05份、胺中和剂0. 3-1. 5份、胺扩 链剂〇. 5-3份、水240-360份、增稠剂5-8份。
2. 如权利要求1所述水性树脂，其特征在于，所述的聚醚多元醇为分子量1800-2200， 羟值为55-60K0Hmg/g的聚四氢呋喃醚二醇。
3. 如权利要求1所述水性树脂，其特征在于，所述的异氰酸酯为H12MDI或IPDI。
4. 如权利要求1所述水性树脂，其特征在于，所述的二元醇为1. 6-己二醇或1. 4-丁二 醇。
5. 如权利要求1所述水性树脂，其特征在于，所述的亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或二 羟甲基丁酸。
6. 如权利要求1所述水性树脂，其特征在于，所述的交联剂是三羟甲基丙烷；所述的低 沸点有机溶剂为丙酮；所述的催化剂为新癸酸铋；所述的胺中和剂是二甲氨基乙醇；所述 的水为去离子水。
7. 如权利要求1所述水性树脂，其特征在于，所述的胺扩链剂为乙二胺或异佛尔酮二 胺。
8. 如权利要求1所述水性树脂，其特征在于，所述增稠剂为羟乙基纤维素或羧甲基纤 维素钠。
9. 如权利要求1-8任一项所述聚氨酯手套用水性树脂，其特征在于，其制备方法如下： (1) 聚合：在无水无氧的条件下，依次将真空脱水的聚醚多元醇、异氰酸酯加入到反应 容器中，在搅拌下，温度80-100°C，反应1-3小时，加入二元醇、亲水扩链剂、交联剂、催化 剂，在搅拌下，60-80°C下反应2-4小时，每隔0. 5-1. Oh加入5-15kg低沸点有机溶剂控制粘 度，待反应生成的聚合体中异氰酸基团含量不变时，反应结束； (2) 乳化：在得到的聚合体中，1500-2500转/分的搅拌转速下加入胺中和剂，水进行乳 化，最后加入胺扩链剂，800-1200转/分搅拌5-10分钟得到蓝光半透明的水性树脂乳液； (3) 蒸馏：把得到的蓝光半透明的水性树脂乳液转入蒸馏釜中，在60-80°C下蒸馏 l_3h，用折光仪测得的折光率为0时结束蒸馏； (4) 增稠：向蒸馏后得到的液体中加入增稠剂，增稠到粘度100-300厘泊，即得所述聚 氨酯手套用水性树脂。
10. 如权利要求1-8任一项所述聚氨酯手套用水性树脂的制备方法，其特征在于，包括 如下步骤： (1) 聚合：在无水无氧的条件下，依次将真空脱水的聚醚多元醇、异氰酸酯加入到反应 容器中，在搅拌下，温度80-100°C，反应1-3小时，加入二元醇、亲水扩链剂、交联剂、催化 齐[J，在搅拌下，60_80°C下反应2-4小时，每隔0. 5-1. Oh加入5-15kg低沸点有机溶剂控制粘 度，待反应生成的聚合体中异氰酸基团含量不变时，反应结束； (2) 乳化：在得到的聚合体中，1500-2500转/分的搅拌转速下加入胺中和剂，水进行乳 化，最后加入胺扩链剂，800-1200转/分搅拌5-10分钟得到蓝光半透明的水性树脂乳液； (3) 蒸馏：把得到的蓝光半透明的水性树脂乳液转入蒸馏釜中，在60-80°C下蒸馏 l-3h，用折光仪测得的折光率为0时结束蒸馏； (4)增稠：向蒸馏后得到的液体中加入增稠剂，增稠到粘度100-300厘泊，即得所述聚 氨酯手套用水性树脂。
【文档编号】C08G18/48GK104193948SQ201410467623
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】孙海园, 黄凯, 刘娅林, 刘文峰, 马金明, 闫克辉, 陈建栋, 陈玉国, 王铁森, 苗吉宾 申请人:山东天庆科技发展有限公司