本發(fā)明涉及聚合物材料領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)用手套用聚氨酯乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
醫(yī)用手套在外科手術(shù)中的使用具有劃時(shí)代的意義，已成為預(yù)防手術(shù)過(guò)程中交叉感染的主要手段，可以避免與任何可能引起感染的物質(zhì)直接接觸的危險(xiǎn)。
目前市場(chǎng)上醫(yī)用手套主要有天然乳膠和合成樹(shù)脂兩種。天然乳膠醫(yī)用手套柔軟、耐磨、彈性好、靈敏度高且價(jià)格便宜，但天然乳膠中某些蛋白質(zhì)會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)，國(guó)外報(bào)道中醫(yī)護(hù)人員中乳膠手套過(guò)敏率約為8~12%，天然乳膠過(guò)敏在歐美國(guó)家已逐漸成為職業(yè)性健康問(wèn)題，并且由于天然乳膠醫(yī)用手套存在200nm左右的微孔，對(duì)乙肝、艾滋等病毒隔離效果差。
合成樹(shù)脂醫(yī)用手套主要原材料為聚氯乙烯（pvc），市場(chǎng)占有率約50%，但由于pvc在生產(chǎn)過(guò)程中污染極大，在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家基本沒(méi)有生產(chǎn)。pvc醫(yī)用手套的主要原材料是pvc糊樹(shù)脂，pvc糊樹(shù)脂在復(fù)配過(guò)程中需加入40%左右的塑化劑來(lái)增加柔軟度，同時(shí)需添加安定劑來(lái)提高pvc的耐光和耐熱性能。常用的安定劑中含有鉛、鎘、鋅、錫等重金屬鹽類，在使用過(guò)程中會(huì)緩慢從pvc醫(yī)用手套中滲出，造成慢性重金屬中毒。另外，pvc醫(yī)用手套的耐穿刺性能并不突出，外科醫(yī)用手套在手術(shù)過(guò)程中因自然磨損或與尖銳的醫(yī)療器具和骨渣接觸，容易破損和穿孔。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種醫(yī)用手套用聚氨酯乳液及其制備方法。本發(fā)明的醫(yī)用手套用聚氨酯乳液，聚氨酯材料不含重金屬、不含蛋白質(zhì)，因此無(wú)毒、不致敏、無(wú)重金屬、有機(jī)溶劑殘余，由其制得的醫(yī)用手套具有強(qiáng)度高、延伸性好等優(yōu)點(diǎn)。
具體地，本發(fā)明提供一種醫(yī)用手套用聚氨酯乳液的制備方法，其包括下述步驟：
（1）預(yù)聚體制備：將13~16%的大分子二元醇和1.5~3.5%的大分子三元醇投入反應(yīng)釜，攪拌加熱至100~110℃，-0.1mpa條件下真空脫水至大分子三元醇含水率在0.03%以下，降溫至40℃，投入3~4%的二異氰酸酯，攪拌升溫至80~90℃，保溫反應(yīng)2~3小時(shí)，降溫至50℃，投入0.8~0.9%的親水?dāng)U鏈劑、0.2~0.4%小分子擴(kuò)鏈劑和6.5%的溶劑，攪拌升溫至80℃反應(yīng)3~4小時(shí)，降溫至50℃，投入0.02-0.06%的催化劑和4~4.5%溶劑，攪拌升溫至70~75℃反應(yīng)2~3小時(shí)，然后降溫至10~20℃，加入0.6-0.67%的成鹽劑和13~15%的溶劑，攪拌30min，獲得預(yù)聚體；
（2）乳化過(guò)程：將預(yù)聚體轉(zhuǎn)移至乳化器中，調(diào)整轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速至1000~1400r/min高速攪拌下勻速將50~55%的冰水混合物加入預(yù)聚體中，預(yù)聚體打開(kāi)后繼續(xù)攪拌5min，然后將轉(zhuǎn)速調(diào)整至400r/min，加入1~2.5%的后擴(kuò)鏈劑水溶液，繼續(xù)攪拌5小時(shí)；
（3）脫溶過(guò)程：將上述過(guò)程（2）獲得的乳液升溫至40~45℃，-0.09mpa條件下脫去乳液中的溶劑，制得醫(yī)用手套用水性聚氨酯乳液。
其中，所述大分子二元醇為聚丙二醇（ppg）、聚四氫呋喃醚二醇（ptmeg）中的一種或幾種；大分子二元醇的分子量為2000~3000，其中，若分子量過(guò)大，水性聚氨酯乳液成膜后回彈性和斷裂強(qiáng)度下降；如果分子量過(guò)小，水性聚氨酯乳液成膜易開(kāi)裂，且模量大。
此外，所述大分子三元醇為聚氧化丙烯三醇，分子量為5000~8000，使用這種三元醇提高水性聚氨酯回彈性能，同時(shí)提高手套的耐溶劑和耐穿刺性能。
此外，所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯（ipdi）、二苯基甲烷二異氰酸酯（mdi）或甲苯二異氰酸酯（tdi-100）中的一種或幾種；所述溶劑為丙酮。
此外，所述親水?dāng)U鏈劑為二羥甲基丙酸（dmpa）或二羥甲基丁酸（dmba）中的一種或幾種；所述小分子擴(kuò)鏈劑為環(huán)己二甲醇（chdm）、1,4-丁二醇（bdo）或甲基丙二醇（mpd）中的一種或幾種。
此外，所述催化劑為有機(jī)鉍催化劑，具體可使用美國(guó)領(lǐng)先化學(xué)公司bicat?8106型有機(jī)鉍催化劑；所述成鹽劑為三乙胺。
此外，所述后擴(kuò)鏈劑為聚醚多胺，優(yōu)選聚醚三胺，分子量為230。所述后擴(kuò)鏈劑水溶液優(yōu)選聚醚三胺5倍水溶液；聚醚多胺是一種柔性固化劑，以其作為后擴(kuò)鏈劑使用提高水性聚氨酯分子量，同時(shí)提供端基交聯(lián)，不增加水性聚氨酯模量，提高水性聚氨酯回彈性能和耐穿刺性能。
本發(fā)明還提供一種如上所述制備方法制得的醫(yī)用手套用聚氨酯乳液，該乳液為陰離子型水性聚氨酯乳液、固含量為30~35%、ph值為6.5~7.5。
本發(fā)明還提供一種具有耐穿刺性醫(yī)用手套，其由如上所述的聚氨酯乳液制備而成。
此外，本發(fā)明還提供一種如上所述的具有耐穿刺性醫(yī)用手套的制備方法，將模具清洗干凈并干燥后，依次浸入離子凝聚液、干燥、浸入如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯乳液、干燥、卷邊、浸入隔離劑、干燥、脫模。
此外，所述離子凝聚液為10%多價(jià)金屬離子（mg2+、ca2+）水溶液；所述隔離劑為摻有1%白炭黑的10%固含量水性聚氨酯乳液。
其中，本發(fā)明通過(guò)使用高活性聚醚三元醇提高水性聚氨酯回彈性能，同時(shí)可提高制得的醫(yī)用手套的耐溶劑和耐穿刺性能；另外，本發(fā)明中后擴(kuò)鏈劑采用聚醚多胺，分子量為230；聚醚多胺是一種柔性固化劑，以其作為后擴(kuò)鏈劑使用可提高水性聚氨酯分子量，同時(shí)提供端基交聯(lián)，不增加水性聚氨酯模量，提高水性聚氨酯回彈性能和耐穿刺性能；本發(fā)明所述離子凝聚液為多價(jià)金屬離子（mg2+、ca2+等）水溶液；陰離子型水性聚氨酯遇多價(jià)金屬離子發(fā)生絮凝，在模具表面絮凝成一層均勻的透氣性好得水性聚氨酯膜，同時(shí)多價(jià)金屬離子與水性聚氨酯中的羧基形成化學(xué)鍵交聯(lián)，提高水性聚氨酯膜的強(qiáng)度和回彈性。
本發(fā)明的有益效果在于：由本發(fā)明水性聚氨酯乳液制得的醫(yī)用手套強(qiáng)度高、延伸性好，并具有優(yōu)異的耐穿刺特性。即，該水性聚氨酯乳液通過(guò)離子凝聚法在模具表面形成的聚氨酯膜厚度均勻，透氣性好，多價(jià)金屬離子與水性聚氨酯中的羧基形成化學(xué)鍵交聯(lián)，進(jìn)一步提高水性聚氨酯醫(yī)用手套的強(qiáng)度、回彈和耐穿刺性能，減少醫(yī)護(hù)人員在使用過(guò)程中破損率。
具體實(shí)施方式
以下，結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。實(shí)施例中各成分除特殊標(biāo)定外均使用分析純。
實(shí)施例1
（1）預(yù)聚體制備：將13.02kg的ppg3000和3.5kg的5000分子量氧化丙烯三元醇投入反應(yīng)釜，攪拌加熱至100℃，-0.1mpa條件下真空脫水至氧化丙烯三元醇含水率在0.03%以下，降溫至40℃，投入2.82kg的ipdi和0.71kg的mdi，攪拌升溫至85℃，保溫反應(yīng)2小時(shí)，降溫至50℃，投入0.85kg的dmpa、0.42kg的chdm和6.5kg的丙酮，攪拌升溫至80℃反應(yīng)3小時(shí)，降溫至50℃，投入0.04kg的有機(jī)鉍催化劑（美國(guó)領(lǐng)先化學(xué)公司bicat?8106）和4.3kg丙酮，攪拌升溫至70℃反應(yīng)3小時(shí)，然后降溫至15℃，加入0.64kg的三乙胺和15kg的丙酮，攪拌30min，獲得預(yù)聚體；
（2）乳化過(guò)程：將預(yù)聚體轉(zhuǎn)移至乳化器中，調(diào)整轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速至1400r/min高速攪拌下勻速將50kg的冰水混合物加入預(yù)聚體中，預(yù)聚體打開(kāi)后繼續(xù)攪拌5min，然后將轉(zhuǎn)速調(diào)整至400r/min，加入2.2kg的聚醚三胺5倍水溶液，繼續(xù)攪拌5小時(shí)；
（3）脫溶過(guò)程：將上述過(guò)程（2）獲得的乳液升溫至40℃，-0.09mpa條件下脫去乳液中的丙酮，制得醫(yī)用手套用水性聚氨酯乳液；
（4）水性聚氨酯醫(yī)用手套制備工藝：
清洗模具、干燥：將模具用純水清洗干凈，在90℃干燥5min；
浸離子凝聚液、干燥：清洗干燥后的模具降溫至40℃，浸入配置好的10%濃度的ca2+離子凝聚液30s，取出干燥，干燥溫度為80℃，干燥時(shí)間為8min；
浸水性聚氨酯乳液：浸ca2+離子凝聚液干燥后的模具降溫至40℃，浸入上述步驟（3）所獲得水性聚氨酯乳液2min，取出干燥，干燥溫度為100℃，干燥時(shí)間為15min；
卷邊：浸水性聚氨酯乳液干燥后的模具卷邊至合適位置；
浸隔離劑、干燥、脫模：卷邊后的模具降溫至20℃，浸入摻有1%白炭黑的10%固含量水性聚氨酯乳液中，取出干燥，干燥溫度70℃，干燥時(shí)間5min，干燥后冷卻至室溫脫模，即獲得水性聚氨酯醫(yī)用手套。
實(shí)施例2
（1）預(yù)聚體制備：將15.98kg的ptmeg3000和2.0kg的8000分子量聚氧化丙烯三元醇投入反應(yīng)釜，攪拌加熱至110℃，-0.1mpa條件下真空脫水至聚氧化丙烯三元醇含水率在0.03%以下，降溫至40℃，投入2.0kg的ipdi和1.0kg的tdi-100，攪拌升溫至80℃，保溫反應(yīng)3小時(shí)，降溫至50℃，投入0.9kg的dmpa、0.20kg的mpd和6.5kg的丙酮，攪拌升溫至80℃反應(yīng)4小時(shí)，降溫至50℃，投入0.06kg的有機(jī)鉍催化劑（美國(guó)領(lǐng)先化學(xué)公司bicat?8106）和4.0kg丙酮，攪拌升溫至75℃反應(yīng)3小時(shí)，然后降溫至20℃，加入0.6kg的三乙胺和13.26kg的丙酮，攪拌30min，獲得預(yù)聚體；
（2）乳化過(guò)程：將預(yù)聚體轉(zhuǎn)移至乳化器中，調(diào)整轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速至1400r/min高速攪拌下勻速將52.5kg的冰水混合物加入預(yù)聚體中，預(yù)聚體打開(kāi)后繼續(xù)攪拌5min，然后將轉(zhuǎn)速調(diào)整至400r/min，加入1.0kg的聚醚三胺5倍水溶液，繼續(xù)攪拌5小時(shí)；
（3）脫溶過(guò)程：將上述過(guò)程（2）獲得的乳液升溫至45℃，-0.09mpa條件下脫去乳液中的丙酮，制得醫(yī)用手套用水性聚氨酯乳液；
（4）水性聚氨酯醫(yī)用手套制備工藝同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
（1）預(yù)聚體制備：將13.0kg的ptmeg2000和1.5kg的8000分子量聚氧化丙烯三元醇投入反應(yīng)釜，攪拌加熱至105℃，-0.1mpa條件下真空脫水至聚氧化丙烯三元醇含水率在0.03%以下，降溫至40℃，投入2.54kg的ipdi和1.44kg的tdi-100，攪拌升溫至90℃，保溫反應(yīng)2小時(shí)，降溫至50℃，投入0.8kg的dmba、0.3kg的bdo和6.5kg的丙酮，攪拌升溫至80℃反應(yīng)3小時(shí)，降溫至50℃，投入0.02kg的有機(jī)鉍催化劑（美國(guó)領(lǐng)先化學(xué)公司bicat?8106）和4.5kg丙酮，攪拌升溫至70℃反應(yīng)3小時(shí)，然后降溫至10℃，加入0.67kg的三乙胺和13.0kg的丙酮，攪拌30min，獲得預(yù)聚體；
（2）乳化過(guò)程：將預(yù)聚體轉(zhuǎn)移至乳化器中，調(diào)整轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速至1400r/min高速攪拌下勻速將54.7kg的冰水混合物加入預(yù)聚體中，預(yù)聚體打開(kāi)后繼續(xù)攪拌5min，然后將轉(zhuǎn)速調(diào)整至400r/min，加入1.03kg的聚醚三胺5倍水溶液，繼續(xù)攪拌5小時(shí)；
（3）脫溶過(guò)程：將上述過(guò)程（2）獲得的乳液升溫至45℃，-0.09mpa條件下脫去乳液中的丙酮，制得醫(yī)用手套用水性聚氨酯乳液；
（4）水性聚氨酯醫(yī)用手套制備工藝同實(shí)施例1。
依據(jù)gb/t11175-2002測(cè)試實(shí)施例1-3所獲得的水性聚氨酯乳液的固含量和ph值，依據(jù)gb/t1040.1-2006測(cè)試制得的水性聚氨酯醫(yī)用手套延伸性和強(qiáng)度，耐穿刺性能還沒(méi)有實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明使用標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)用注射針連接一壓力計(jì)，測(cè)試注射針將材料穿透時(shí)的壓力，結(jié)果如表1所示。
表1
由表1可知，由本發(fā)明制得的水性聚氨酯乳液制得的醫(yī)用手套延伸性高及強(qiáng)度均較高，并具有優(yōu)異的耐穿刺性。