[发明专利]一种水性聚氨酯乳液、可生物降解手套及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水性聚氨酯乳液、可生物降解手套及其制备方法和应用。本发明的水性聚氨酯乳液包括硫磺分散液乳化包覆处理的预聚物，所述预聚物由二异氰酸酯、蓖麻油、聚合物二元醇、扩链剂和中和剂反应得到；其中二异氰酸酯的异氰酸酯基：蓖麻油中羟基：聚合物二元醇中羟基：扩链剂中羟基：中和剂中胺基的摩尔比＝(2.0～4.0)：(1.0～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5‑1.0)：(0.45～1.2)；所述硫磺分散液中硫磺相对于预聚物的质量百分数为0.1％～1.5％。该水性聚氨酯乳液不仅可以有效防止水性聚氨酯乳液交联，提高胶乳利用率，延长存储时间，还可以显著改善采用水性聚氨酯乳液所制得可生物降解手套的降解性能、力学性能和漏水性能。

技术领域

本发明涉及高分子化合物的组合物技术领域，更具体地，一种水性聚氨酯乳液、可生物降解手套及其制备方法和应用。

背景技术

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点，广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。相比于丁腈手套，水性聚氨酯手套具备更好的柔软性、吸湿性和透气性，同时还兼顾耐腐蚀性、耐溶剂和生物相容性，是替代丁腈橡胶的理想材料。

而且，以丁腈橡胶为主的橡胶手套废品不能通过生物掩埋的方式进行降解，主要通过焚烧的方式进行处理，而焚烧一千克橡胶手套不仅需要0.65立方天然气，且燃烧过程还会产生0.98kg的二氧化碳气体。为解决丁腈橡胶的降解问题，现有技术中大多采用添加可降解助剂的方式来提高丁腈橡胶的降解性能。例如，现有技术中公开了一种可降解丁腈医用手套及其制备方法，通过在乳液配方中添加可生物降解且与丁腈胶乳相容性良好的丙烯腈接枝淀粉组分来提高丁腈医用手套的降解性能，但其降解率最高仅达到60％，断裂伸长率最高仅为521％，有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是克服现有丁腈手套可生物降解性能差，同时柔软性较差的缺陷和不足，提供一种水性聚氨酯乳液，该水性聚氨酯乳液以蓖麻油为多元醇，并与聚合物二元醇相配合，在二异氰酸酯、催化剂和扩链剂的作用下形成预聚物，并采用硫磺分散液对该预聚物进行乳化包覆处理。

本发明的另一目的是提供一种水性聚氨酯乳液的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种聚氨酯手套材料。

本发明的又一目的是提供一种可生物降解手套。

本发明的又一目的是提供一种可生物降解手套的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种水性聚氨酯乳液，包括硫磺分散液乳化包覆处理的预聚物，所述预聚物由二异氰酸酯、蓖麻油、聚合物二元醇、扩链剂和中和剂反应得到；

其中，所述二异氰酸酯的异氰酸酯基：蓖麻油中羟基：聚合物二元醇中羟基：扩链剂中羟基：中和剂中胺基的摩尔比＝(2.0～4.0)：(1.0～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5-1.0)：(0.45～1.2)；所述硫磺分散液中硫磺相对于预聚物的质量百分数为0.1％～1.5％。

本发明水性聚氨酯乳液以二异氰酸酯、蓖麻油和聚合物二元醇为聚合单体，在含有亲水基团(羟基)的扩链剂作用下扩链反应形成聚氨酯，中和成盐可进一步增强聚氨酯亲水基团的亲水性，有利于其在乳化过程中的亲疏水自组装，形成内核疏水、外壳亲水的聚氨酯微粒，疏水的硫磺颗粒被包载进聚氨酯微粒疏水内核中形成稳定的水性聚氨酯乳液。