[发明专利]粒径可控的无溶剂型聚氨酯分散体和水性聚氨酯涂布液

说明书

本发明公开了一种粒径可控的无溶剂型聚氨酯分散体和水性聚氨酯涂布液，具体涉及分散体及涂布液技术领域，无溶剂型聚氨酯分散体的平均粒径为400~1500μm，固含量为10%~45%；无溶剂型聚氨酯分散体可制成水性聚氨酯涂布液，其固含量为9%~25%，原料重量份为无溶剂型聚氨酯分散体100份，增稠剂0.1~3份，润湿剂0.1~4份，消泡剂0.1~5份，余量为水。本发明旨在控制水性聚氨酯分散体颗粒的粒径大小，使水性聚氨酯分散体仅涂覆在手套外表面，而不渗入手套织物内，并使手套具有良好的柔韧性。本发明的水性聚氨酯涂布液，以保证其能够顺利成膜，且对环境友好，即使长期使用也无毒害。

技术领域

本发明属于分散体及涂布液技术领域，具体涉及一种粒径可控的无溶剂型聚氨酯分散体和水性聚氨酯涂布液。

背景技术

在工业场所，手套不仅需要提供防护功能，还应具有良好的抓握力。因此，工业常使用针织内衬手套，即先以天然或合成纤维缝制成手套内衬，再于外表面部分或全部涂覆各种功能的聚合物材料，以适用于不同的生产部门。市场常用的涂层聚合物有橡胶、聚氯乙烯、聚氨酯、丁腈橡胶以及其他聚合物材料。

橡胶是最早使用的手套涂层材料，具有价格低、抗切割、耐磨损性能良好的特点。但在制备过程中会释放有毒物质，且涂覆后手套较硬，不便于从事精细的手指活动。与此类似，聚氯乙烯为了提高柔韧性，在生产过程中使用大量增塑剂，如邻苯二甲酸酯类，其会引起激素失调，对人体产生危害。丁腈橡胶涂层手套经久耐用、价格合理、广受市场认可。但其制备过程繁琐，需对手套进行防水预处理、多次干燥、清洗等，因此，耗时长且产生大量废水。此外，丁腈橡胶涂层手套还会残余少量凝结剂和其他硫化组分，不宜用于食品和制药工业。聚氨酯涂层手套多使用有机溶剂进行湿法涂覆，该产品价格实惠，具有良好的耐久性、抗切割性等，但其需使用大量的有机溶剂，该类有机溶液剂易挥发至大气中或被排入河流，造成严重的环境污染，危害人体健康，且易燃易爆，危险性大。另外，与丁腈橡胶相似，有机溶剂湿法涂覆也需消耗大量的水进行清洗，且易残留微量的有机溶剂，引起皮肤过敏等问题，因此不宜用于食品、制药、汽车零部件制造和半导体等行业。综上所述，上述材料均不能同时满足性能和环保要求。

近年来，随着对环境保护和工人健康意识的不断加强，人们开始强烈要求在手套涂层行业中使用水性聚氨酯材料。水性聚氨酯分散体涂层工艺无需溶剂、凝结剂和清洗步骤，能够简化工艺，提高生产效率，减少用水，降低成本，并且不造成环境危害。

从行业现状来看，为溶解反应物（尤其是亲水扩链剂）和降低预聚体粘度，大部分水性聚氨酯分散体在生产过程仍使用了丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮等有机溶剂，其仍存在环境污染问题，无法真正实现绿色环保。此外，虽然有一些关于针织手套用的无溶剂型聚氨酯分散体（即生产加工过程中完全不使用有机溶剂）和水性处理剂的研究，但其仍存在一些技术问题。

一是如何根据手套涂层要求制备适宜的水性聚氨酯分散体产品。通常，配方成分不合理会导致水性聚氨酯分散体涂层手套的硬度较高，舒适度不佳。而合适的水性聚氨酯分散体可以在手套外表面形成弹性良好的涂层薄膜，赋予手套良好的手感，以使工人穿戴手套后获得舒适的体验。

二是如何使手套表面浸渍和涂布工艺平稳顺利地进行。如果水性聚氨酯分散体的粒径太小，则涂层在成膜前即先进入手套内部，导致外表面无法顺利成膜，此时，针织手套的内外表面都会因颗粒凝结而变得非常硬，导致手指不能灵活运动。当水性聚氨酯分散体颗粒粒径太大，则浸渍时难以对手套外表层进行完全包覆并形成均一的涂层。因此，需要开发一种技术将其颗粒粒径控制在适当范围内。

三是如何控制配方的各个组分，使其在不改变现有设备和工艺（如涂层薄膜干燥时间、料液温度，生产周期等）的情况下实现涂覆。水性聚氨酯涂布液需要向水性聚氨酯分散体中加入一些助剂（如增稠剂、消泡剂、着色剂、防滑剂和润湿剂等），用于浸渍手套形成涂层，其中的每一种组分都会直接影响涂层手套的最终性能。

发明内容