一种检查手套用水性聚氨酯树脂及其制备方法与流程

1.本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种检查手套用水性聚氨酯树脂及其制备方法。


背景技术：

2.现有技术中，检查用手套的材质主要分四类，分别是pvc、丁腈、乳胶和聚氨酯，这些材料的检查手套，分别有以下的缺点：1、pvc检查手套：这种类型的检查手套伸长率很低，强度很差，透气性差，有邻苯类溶剂的残留，佩戴舒适度低；2、丁腈橡胶检查手套：这种类型的检查手套伸长率低，强度一般，透气性差，材质偏硬，佩戴舒适度低；3、乳胶检查手套：这种类型的检查手套强度低，含有小分子蛋白，容易导致过敏，透气性差；4、聚氨酯检查手套：这种类型的检查手套使用的原料都采用聚醚多元醇，其制成手套后的拉伸强度都在60mpa以下，断裂伸长率在600％以下(拉伸强度和伸长率并非同时达到以上数据)，拉伸强度和伸长率差强人意。


技术实现要素：

3.鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是一种检查手套用水性聚氨酯树脂及其制备方法。所得到的检查手套用水性聚氨酯树脂经固化后，具有较强的拉伸强度、较大的断裂伸长率。
4.本发明的目的通过如下技术方案得以实现：
5.本发明提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
6.二异氰酸酯15-40重量份，多元醇80-120重量份，催化剂0.03-0.08重量份，扩链剂3.5-7重量份，稀释剂20-50重量份，中和剂0-5重量份，水250重量份，胺类扩链剂1-7重量份。
7.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，所述二异氰酸酯可以选择常规种类的所述二异氰酸酯，优选的，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的一种或几种的组合。
8.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，所述多元醇可以选自聚酯多元醇，也可以适量配合聚醚多元醇和聚碳酸酯多元醇；优选的，所述多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇中的两种或两种以上的组合，其分子量为600-3000。
9.本发明中，更多的使用聚酯多元醇，创新性的使用多元醇的聚合物，进而得到拉伸轻度更高、伸长率更高、模量低的水星聚氨酯乳业制成的检查用手套。
10.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，优选的，以重量计，所述多元醇为100％聚酯多元醇，或聚酯多元醇﹕聚醚多元醇、聚己内酯多元醇或聚碳酸酯多元醇＝(80％-50％)﹕(20％-50％)，或聚己内酯多元醇﹕聚醚多元醇＝(80％-50％)﹕(20％-50％)。
11.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，优选的，所述聚酯多元醇选自脂肪族聚酯
多元醇；
12.所述脂肪族聚酯多元醇包括聚己二酸丁二醇酯二元醇(pba)、聚己二酸新戊二醇酯(pna)和聚己二酸己二醇酯二元醇(pha)中的一种或几种的组合；
13.所述聚醚多元醇包括聚四氢呋喃二元醇。
14.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，优选的，所述扩链剂包括亲水扩链剂和小分子醇扩链剂。
15.所述的亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、氨基磺酸盐水溶液和小分子磺酸盐二醇的一种或几种的组合。
16.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，优选的，所述小分子醇扩链剂选自丙二醇、丁二醇、新戊二醇、己二醇、二甘醇、一缩二丙二醇、环己烷二甲醇的一种或几种的组合后。
17.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，亲水扩链剂和小分子扩链剂的用量可以根据需要进行调整。
18.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，优选的，所述稀释剂选自二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、丁酮和丙酮中的一种或几种的组合。
19.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，优选的，所述中和剂为有机叔胺中和剂。上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，有机叔胺中和剂可以是已知的有机叔胺中和剂；优选的，所述中和剂为三乙胺。
20.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，优选的，所述的催化剂选自有机锡催化剂、有机铋催化剂或混合金属催化剂中的一种或几种的组合。更有选的，所述催化剂为有机铋催化剂。
21.上述的检查手套用水性聚氨酯树脂中，胺类扩链剂可以是现有技术中常规的胺类扩链剂，优选的，所述胺类扩链剂包括乙二胺和/或二乙烯三胺。
22.本发明还提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
23.将多元醇脱水后与二异氰酸酯和催化剂混合，升温反应得到第一反应物；
24.向第一反应物中加入扩链剂，在60-80℃反应3-5h，反应过程中用部分稀释剂降粘，反应结束后加入剩余的稀释剂，得到第二反应物；
25.将第二反应物降温至40-60℃后加入中和剂，反应5-30min后加水分散，然后加胺类扩链剂反应0.5-2h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
26.上述的制备方法中，优选的，在将多元醇脱水后与二异氰酸酯和催化剂混合，升温反应得到第一反应物的步骤中，所述升温反应为升温至60-90℃反应2-3h。
27.本发明还提供一种由上述的检查手套用水性聚氨酯树脂制备得到的检查手套。
28.本发明的突出效果为：
29.本发明的检查手套用水性聚氨酯树脂使用的原料更多是聚酯多元醇，合成的水性聚氨酯，制成手套后的拉伸强度高(最高可达80mpa以上)，伸长率高(最高可达900％以上)，透气性好，材质柔软，佩戴舒适度高。
具体实施方式
30.为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对发明的可实施范围的限定。下述实施例中所述实
验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
31.实施例1
32.本实施例提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
33.二异氰酸酯：ipdi(异佛尔酮二异氰酸酯)38g；
34.多元醇：pba1000(聚己二酸丁二醇酯二元醇，分子量1000)80g、pna1000(聚己二酸新戊二醇酯二元醇，分子量1000)20g；
35.有机铋催化剂0.05g；
36.扩链剂：dmpa(2,2-二羟甲基丙酸)1g、a95(浓度大约为50％的氨基磺酸钠盐水溶液)4g、deg(二甘醇)1g；
37.稀释剂：dmf(二甲基甲酰胺)10g，acetone(丙酮)20g；
38.tea(三乙胺)0.75g、水250g、eda(乙二胺)2g。
39.本实施例提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
40.将pba与pna进行聚合反应(可以是常规方法进行聚合)，得到分子量1000的聚合物多元醇，然后在100℃脱水2h，接着降温至50℃加入二异氰酸酯和有机铋催化剂，升温至90℃反应2h，得到第一反应物；
41.向第一反应物中加入扩链剂，在80℃反应3h，反应的过程中加入10g的dmf与丙酮的混合溶液，反应结束后加入剩下的dmf与丙酮的混合溶液，得到第二反应物；
42.将第二反应物降温至40℃后加入中和剂tea，反应30min后加水分散，然后加eda反应2h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
43.实施例2
44.本实施例提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
45.二异氰酸酯：hdi(六亚甲基二异氰酸酯)24g；
46.多元醇：pba1500(聚己二酸丁二醇酯二元醇，分子量1500)50g、pna1500(聚己二酸新戊二醇酯，分子量1500)50g；
47.有机铋催化剂0.05g；
48.扩链剂：dmpa(2,2-二羟甲基丙酸)1.5g、a95(浓度大约为50％的氨基磺酸钠盐水溶液)3g、bdo(1，4-丁二醇)：1.5g；
49.稀释剂：dmac(n，n-二甲基乙酰胺)10g，acetone(丙酮)25g；
50.tea(三乙胺)1.13g、水250g、eda(乙二胺)1.9g。
51.本实施例提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
52.将pba与pna进行聚合反应(可以是常规方法进行聚合)，得到分子量1500的聚合物多元醇，然后在120℃脱水1h，接着降温至50℃加入二异氰酸酯和有机铋催化剂，升温至90℃反应2h，得到第一反应物；
53.向第一反应物中加入扩链剂，在80℃反应3h，反应的过程中加入15g的dmac与丙酮的混合溶液，反应结束后加入剩下的dmac与丙酮的混合溶液，得到第二反应物；
54.将第二反应物降温至60℃后加入中和剂tea，反应10min后加水分散，然后加eda反应0.5h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
55.实施例3
56.本实施例提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
57.二异氰酸酯：hmdi(4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯)35g；
58.多元醇：pba2000(聚己二酸丁二醇酯二元醇，分子量2000)20g、pna2000(聚己二酸新戊二醇酯，分子量2000)80g；
59.有机铋催化剂(可以用有机锡催化剂)0.05g；
60.扩链剂：dmpa(2，2-二羟甲基丙酸)2g、a95(浓度大约为50％的氨基磺酸钠盐水溶液)2g、hdo(1，6-己二醇)2g；
61.稀释剂：dmf(二甲基甲酰胺)10g，acetone(丙酮)20g；
62.tea(三乙胺)1.5g、水250g、eda(乙二胺)2.1g。
63.本实施例提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
64.将pba与pna进行聚合反应(可以是常规方法进行聚合)，得到分子量2000的聚合物多元醇，然后在100℃脱水2h，接着降温至50℃加入二异氰酸酯和有机铋或者有机锡催化剂，升温至60℃反应3h，得到第一反应物；
65.向第一反应物中加入扩链剂，在60℃反应5h，反应的过程中加入10g的dmac与丙酮的混合溶液，反应结束后加入剩下的dmac与丙酮的混合溶液，得到第二反应物；
66.将第二反应物降温至40℃后加入中和剂tea，反应30min后加水分散，然后加eda反应2h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
67.实施例4
68.本实施例提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
69.二异氰酸酯：xdi(苯二亚甲基二异氰酸酯)19g；
70.多元醇：pba2000(聚己二酸丁二醇酯二元醇，分子量2000)50g、pha2000(聚己二酸己二醇酯二元醇，分子量2000)50g；
71.铋催化剂0.05g；
72.扩链剂：dmba(2,2-二羟甲基丁酸)1g、a95(浓度大约为50％的氨基磺酸钠盐水溶液)4g、新戊二醇0.5g；
73.稀释剂：acetone(丙酮)30g；
74.tea(三乙胺)0.68g、水250g、eda(乙二胺)1.5g。
75.本实施例提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
76.将pba与pha进行聚合反应(可以是常规方法进行聚合)，得到分子量2000的聚合物多元醇，然后在110℃脱水1.5h，接着降温至50℃加入二异氰酸酯和有机铋催化剂，升温至80℃反应2.5h，得到第一反应物；
77.向第一反应物中加入扩链剂，在70℃反应4h，反应的过程中加入15g的丙酮溶液，反应结束后加入剩下的丙酮溶液，得到第二反应物；
78.将第二反应物降温至50℃后加入中和剂tea，反应20min后加水分散，然后加eda反应1.5h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
79.实施例5
80.本实施例提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
81.二异氰酸酯：mdi(4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯)13g；ipdi(异氟尔酮二异氰酸酯)13g
82.多元醇：ptmg 2000(四氢呋喃均聚醚二元醇，分子量2000)50g、pcl2000(聚己内酯二元醇，分子量2000)50g；
83.铋催化剂0.05g；
84.扩链剂：a95 6g、一缩二丙二醇1g；
85.稀释剂：acetone(丙酮)40g；
86.deta(二乙烯三胺)1g、水250g、eda(乙二胺)1g。
87.本实施例提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
88.将ptmg与pcl进行聚合反应(可以是常规方法进行聚合)，得到分子量2000的聚合物多元醇，然后在120℃脱水2h，接着降温至50℃加入二异氰酸酯(混合物)和有机铋催化剂，升温至90℃反应2.3h，得到第一反应物；
89.向第一反应物中加入扩链剂，在70℃反应5h，反应的过程中加入25g的丙酮溶液，反应结束后加入剩下的丙酮溶液，得到第二反应物；
90.将第二反应物降温至50℃后反应10-30min后加水分散，然后加eda和deta反应0.5h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
91.实施例6
92.本实施例提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
93.二异氰酸酯：hdi:12g tdi(甲苯二异氰酸酯):8g；
94.多元醇：pba2000 60g、pcl 2000 40g；
95.铋催化剂0.05g；
96.扩链剂：dmpa(2,2-二羟甲基丙酸)1g、a95(浓度大约为50％的氨基磺酸钠盐水溶液)4g、dho 1g；
97.稀释剂：dmac 10g，acetone(丙酮)20g；
98.tea(三乙胺)0.75g、水250g、eda(乙二胺)1.2g、deta 1g。
99.本实施例提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
100.将pba与pcl进行聚合反应(可以是常规方法进行聚合)，得到分子量2000的聚合物多元醇，然后在100℃脱水2h，接着降温至50℃加入二异氰酸酯和有机铋催化剂，升温至60-90℃反应2-3h，得到第一反应物；
101.向第一反应物中加入扩链剂，在80℃反应3.5h，反应的过程中加入10g的dmac与丙酮的混合溶液，反应结束后加入剩下的dmac与丙酮的混合溶液，得到第二反应物；
102.将第二反应物降温至60℃后加入中和剂tea，反应30min后加水分散，然后加eda和deta反应2h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
103.对比例1
104.本实施例提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
105.二异氰酸酯：ipdi(异佛尔酮二异氰酸酯)30g；
106.多元醇：ppg 2000(聚丙二醇)100g；
107.铋催化剂0.05g；
108.扩链剂：dmpa 3.5g、bdo 1g；
109.稀释剂：dmf(二甲基甲酰胺)10g，acetone(丙酮)20g；
110.tea(三乙胺)2.64g、水250g、eda(乙二胺)1.2g、deta 1g。
111.本实施例提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
112.将多元醇在115℃脱水1.2h，接着降温至50℃加入二异氰酸酯和有机铋催化剂，升温至85℃反应3h，得到第一反应物；
113.向第一反应物中加入扩链剂，在70℃反应4h，反应的过程中加入10g的dmf与丙酮的混合溶液，反应结束后加入剩下的dmf与丙酮的混合溶液，得到第二反应物；
114.将第二反应物降温至55℃后加入中和剂tea，反应25min后加水分散，然后加eda和deta反应1h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
115.对比例2
116.本实施例提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
117.二异氰酸酯：hdi:22g；
118.多元醇：pna2000 100g
119.铋催化剂0.05g；
120.扩链剂：dmpa 3.5g、bdo 1g；
121.稀释剂：dmac 10g，acetone(丙酮)20g；
122.tea(三乙胺)2.64g、水250g、eda(乙二胺)1.9g。
123.本实施例提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
124.将多元醇在120℃脱水1h，接着降温至50℃加入二异氰酸酯和有机铋催化剂，升温至70℃反应3h，得到第一反应物；
125.向第一反应物中加入扩链剂，在65℃反应4h，反应的过程中加入10g的dmac与丙酮的混合溶液，反应结束后加入剩下的dmac与丙酮的混合溶液，得到第二反应物；
126.将第二反应物降温至40℃后加入中和剂tea，反应25min后加水分散，然后加eda反应2h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
127.对比例3
128.本实施例提供一种检查手套用水性聚氨酯树脂，以重量份计，包含如下组分：
129.二异氰酸酯：ipdi(异佛尔酮二异氰酸酯)30g；
130.多元醇：ptmg 2000 100g；
131.铋催化剂0.05g；
132.扩链剂：dmpa 3.5g、环己烷二甲醇1g；
133.稀释剂：dmf(二甲基甲酰胺)10g，acetone(丙酮)20g；
134.tea(三乙胺)2.64g、水250g、eda(乙二胺)1.5g、deta 1g。
135.本实施例提供上述的检查手套用水性聚氨酯树脂的制备方法，包括如下步骤：
136.将多元醇在115℃脱水1.2h，接着降温至50℃加入二异氰酸酯和有机铋催化剂，升温至85℃反应3h，得到第一反应物；
137.向第一反应物中加入扩链剂，在70℃反应4h，反应的过程中加入10g的dmf与丙酮的混合溶液，反应结束后加入剩下的dmf与丙酮的混合溶液，得到第二反应物；
138.将第二反应物降温至55℃后加入中和剂tea，反应25min后加水分散，然后加eda和deta反应1h，脱丙酮后得到手套用水性聚氨酯乳液。
139.实施例7
140.本实施例将实施例1-6及对比例1-3得到的手套用水性聚氨酯乳液制备成手套，制
备方法按照行业标准进行，然后对制成的手套进行力学性能测试。
141.测试结果如下表1所示。
142.表1
[0143][0144]
现有技术中，手套的性能参数是一个综合性的指标，需要拉伸强度达到一定的最低限度、在此条件的基础上再考虑断裂伸长率高、模量低的需求，同样的条件下，拉伸强度越大产品的性能越好。现有技术手套用的原料聚氨酯树脂所使用的多元醇是环氧大豆油和聚醚多元醇或聚碳酸酯多元醇的混合物，拉伸强度≤60mpa，断裂伸长率≤590％，强度一般，伸长率偏低。以此制成的聚氨酯手套厚，伸长率低，模量高，透气性较差，穿戴舒适度较差。
[0145]
由上表的实验结果可知，在采用了本发明的聚酯多元醇后，手套具有更高的拉伸强度(可达80mpa以上)、更高的断裂伸长率(可达900％以上)、模量低的特点，使得所制成的手套可以更薄，透气性更好，穿戴更舒适。