專利名稱：制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液及其生產(chǎn)工藝。本發(fā)明提供的浸漬液配方及其提供的生產(chǎn)工藝可廣泛用于各種熱塑性聚氨酯彈性體醫(yī)用導(dǎo)管，避孕套、手套等薄壁產(chǎn)品的成型加工。
在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中經(jīng)常使用的保護(hù)性隔離層，如外科手術(shù)、醫(yī)學(xué)檢查中所使用的手套、避孕套等，都要求其具有高強(qiáng)度，又薄而柔軟，以使皮膚在受到保護(hù)的同時(shí)又能保持靈敏的觸覺(jué)。天然橡膠的柔軟和加工性使之在該領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是也存在一些缺陷，如強(qiáng)度低，易破裂，耐老化差，貯存期短，一般僅為半年，這對(duì)于計(jì)生用品的避孕套來(lái)說(shuō)，尤其是廣大的農(nóng)村用戶，由于有較多的中間環(huán)節(jié)需較長(zhǎng)的貯存時(shí)間，其耐老化差，貯存期短即成為天然橡膠制品的致命弱點(diǎn)。另外，天然橡膠制品的最小厚度尚不令人滿意，且其固有的絕緣性和較差的導(dǎo)熱性，使其熱傳遞效率低，因而影響使用者的感觸性。加之天然橡膠制品還會(huì)引起部分人群局部或全身性過(guò)敏，使得人們開(kāi)始尋求新的材料來(lái)予以替代。
熱塑性聚氨酯彈性體由于其分子結(jié)構(gòu)的特殊性，因而具有很好的拉伸、撕裂強(qiáng)度以及斷裂伸長(zhǎng)率，同時(shí)還具有耐溶劑、耐水解、耐霉菌及耐老化，耐輻射等優(yōu)良性能，而且還因分子結(jié)構(gòu)與人體皮膚黏膜組織接近，與人體有更好的相容性，能給予人體更好的熱傳遞和接觸感，目前已被人們廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域來(lái)替代天然橡膠。
用熱塑性聚氨酯彈性體制作薄壁產(chǎn)品，如避孕套，美國(guó)專利4,576,156公開(kāi)的是真空成型方法，該方法是將擠壓出的彈性體膜預(yù)熱，并將避孕套模型推進(jìn)到膜面上后抽真空，使膜緊貼模型外表面，最后冷卻成形為模型形狀脫模而得。中國(guó)專利1143345A和1142838則介紹的是撐壓成型法。該方法是先從擠出的片材或板材上裁切方型或圓盤(pán)形型坯，然后將型坯加熱到180～230℃，又回冷到145～185℃時(shí)進(jìn)行拉伸，拉伸的同時(shí)施加真空吸附力使其緊貼模型腔壁，然后冷卻脫模即得產(chǎn)品。以上這兩種方法由于工序復(fù)雜，操作不方便，控制條件要求嚴(yán)格，無(wú)法形成大規(guī)模生產(chǎn)。
而用浸漬法生產(chǎn)避孕套，美國(guó)專利3,553,308介紹的具體操作方法，是先將避孕套模型浸入聚氨酯預(yù)聚物溶液中，然后再浸入硫化劑溶液中，并反復(fù)浸漬、硫化3～5次，生產(chǎn)出厚度小于50微米的聚氨酯避孕套。由于溶液中預(yù)聚物不是特別穩(wěn)定，易于空氣中的水反應(yīng)膠凝而引起粘度增加，流延性差，使產(chǎn)品厚薄不勻，易形成針孔，質(zhì)量下降，而且工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。
本發(fā)明目的是針對(duì)已有技術(shù)的缺陷，提供一種穩(wěn)定、均勻、流延性好的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液。
本發(fā)明的另一目的是提供利用上述浸漬液生產(chǎn)薄壁產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明提供的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液含有熱塑性聚氨酯彈性體、溶劑、流平劑，其特征在于還含有阻隔劑，其中熱塑性聚氨酯彈性體的固含量為5～20％，其余組份的體積百分比為溶劑60～80％，阻隔劑5～10％，流平劑0.1～1％。
本發(fā)明浸漬液中的熱塑性聚氨酯彈性體，只要是醫(yī)用級(jí)和食品級(jí)均可滿足本發(fā)明的要求，包括聚酯/聚醚型聚氨酯彈性體，但優(yōu)選邵氏硬度A介于60～90之間的。由于熱塑性聚氨酯彈性體都是經(jīng)過(guò)充分反應(yīng)的，因而不需要硫化，只要干燥就可以達(dá)到它們的最大強(qiáng)度。
本發(fā)明浸漬液中的溶劑可選用已有技術(shù)公知的強(qiáng)極性溶劑，它們可以是四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中至少一種，還可選用γ-丁內(nèi)酯、N-甲基吡咯烷酮。當(dāng)溶劑選用二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮時(shí)，需添加重量比為1～5％的無(wú)機(jī)鹵化物配合使用，以使溶解更好。無(wú)機(jī)鹵化物選自溴化鋰、溴化鈉、溴化鉀、氯化鈉、氯化鉀的至少一種。
本發(fā)明浸漬液中的流平劑也是已有技術(shù)公知的，如聚二甲基硅氧烷(分子量為700～1400)、聚丙二醇等，以使浸漬液在成膜時(shí)能均勻流動(dòng)，形成壁厚均勻的膜。
本發(fā)明浸漬液中采用的阻隔劑是為了防止或降低浸漬液的揮發(fā)，保持浸漬液的濃度以及避免在浸漬液表層形成一層薄膜，而加入的一種蒸發(fā)速度慢且流平性好的溶劑，該溶劑還可提高薄壁產(chǎn)品的光澤性，避免皺紋出現(xiàn)，具體選自乙二醇醚中的乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚的至少一種。
考慮不同用途薄壁產(chǎn)品對(duì)厚度的要求以及同一用途薄壁產(chǎn)品對(duì)厚度的不同要求，本發(fā)明浸漬液還可在聚氨酯彈性體充分溶解后，加入弱極性溶劑來(lái)調(diào)節(jié)浸漬液的粘度以獲得不同濃度的浸漬液，具體的粘度調(diào)節(jié)劑選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇的至少一種。
本發(fā)明另一目的提供的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，其工藝流程為浸漬液配制→模型防粘處理→浸漬成型→干燥→脫膜，各工序的工藝條件應(yīng)控制為
(1)浸漬液配制 按照配方將相應(yīng)組份加入并在加溫下攪拌溶解完全，然后靜置平衡1～3小時(shí)待用；(2)模型防粘處理 將已用水清洗干凈，且干燥后備用的模型表面涂覆一層脫模劑即可；(3)浸漬成型 將處理后的模型以5～10秒的下浸速度放入浸漬液中，浸漬30～60秒后，以5～10分鐘的上提速度提出并在50～80℃下倒轉(zhuǎn)180度，緩慢旋轉(zhuǎn)至附著于模型上的溶液表面凝固，然后送去干燥；(4)干燥 將附著于模型上的聚氨酯膜連同模型先在溫度100～130℃下干燥10～30分鐘，然后再在溫度160～190℃下干燥10～30分鐘；(5)脫模 干燥冷卻后將模型放入冷水中處理20～30分鐘，然后將薄壁制品從模型上脫掉即成。
對(duì)于需要卷邊的薄壁產(chǎn)品，可以在膠膜完全干燥后進(jìn)行卷邊，也可以提前在膠膜尚未完全干燥時(shí)進(jìn)行，這些都是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的知識(shí)。
在模型上涂覆的脫模劑為聚四氟乙烯或硅酮。如果選用聚四氟乙烯，則應(yīng)通過(guò)燒結(jié)固定于模型上，使之能省卻后續(xù)再浸漬前模型的防粘處理。為了進(jìn)一步提高模型的防粘效果，還可以在浸漬液中加入體積比為0.1～2.0％的聚硅油乳濁液、聚丙二醇脫模劑。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.浸漬液穩(wěn)定均勻，在使用過(guò)程中不會(huì)與空氣中水反應(yīng)膠凝引起粘度增加，也不會(huì)因溶劑揮發(fā)較快而導(dǎo)致粘度增加，更適合大生產(chǎn)要求。
2.浸漬液流延性好，用其制作的產(chǎn)品厚薄均勻，不會(huì)形成針孔，產(chǎn)品性能好。
3.只需浸漬一次即可成型制得產(chǎn)品，省卻了反復(fù)浸漬和硫化，工藝簡(jiǎn)單、周期短。
4.提高了生產(chǎn)的連續(xù)性、降低了成本。
5.高溫干燥，可使制品中有機(jī)溶劑完全揮發(fā)回收，產(chǎn)品使用更完全。
6.脫模效果好，破損率低，成品合格率高。
7.應(yīng)用范圍廣，適用于各種醫(yī)用級(jí)和食品級(jí)聚氨酯彈性體原料制作的男用避孕套、女用避孕套及其它薄壁制品。
下面給出實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述。有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實(shí)施例一(一)浸漬液配制 將10份邵氏硬度為74A的聚氨酯彈性體粒料加入到68份二甲基甲酰胺和1份溴化鋰中，在50℃下充分?jǐn)嚢枞芙獬删鶆虻娜芤汉?，在攪拌條件下繼續(xù)依次加入20份丁醇、10份乙二醇丁醚和1份分子量為700的聚二甲基硅氧烷，使之成為均勻、半透明狀的溶液，然后在室溫下放置2小時(shí)后待用。
(二)薄壁產(chǎn)品的成型加工 將已用水清洗干凈，且干燥后備用的玻璃模型表面涂覆燒結(jié)一層聚四氟乙烯膜，洗凈烘干后以10秒的下浸速度放入浸漬液中，浸漬60秒后以10分鐘的上提速度提出并在70℃下將模型倒轉(zhuǎn)180度，然后緩慢旋轉(zhuǎn)至附著于模型上的溶液表面凝固，再轉(zhuǎn)移至110℃的中溫烘干區(qū)干燥15分鐘，隨后又轉(zhuǎn)移至175℃高溫烘干區(qū)干燥20分鐘取出，冷卻后將模型放入冷水中處理20分鐘后將制品從模型上脫下即可。
實(shí)施例二(一)浸漬液配制 將15份邵氏硬度為70A的熱塑性聚氨酯彈性體粒料加入到75份四氫呋喃中，在30℃下充分?jǐn)嚢枞芙獬删鶆虻娜芤汉?，在攪拌條件下依次加入15份丁醇、10份乙二醇丙醚和0.8份分子量為800的聚二甲基硅氧烷，使之成為均勻、半透明狀的溶液，然后在室溫下放置3小時(shí)后待用。
(二)薄壁產(chǎn)品的成型加工 將已用水清洗干凈，且干燥后備用的玻璃模型表面涂覆燒結(jié)一層聚四氟乙烯膜，洗凈烘干后以10秒的下浸速度放入浸漬液中，浸漬40秒后以8分鐘的上提速度提出并在60℃下將模型倒轉(zhuǎn)180度，然后緩慢旋轉(zhuǎn)至附著于模型上的溶液表面凝固，再轉(zhuǎn)移至110℃的中溫烘干區(qū)干燥20分鐘，隨后又轉(zhuǎn)移至170℃的高溫烘干區(qū)干燥10分鐘取出，冷卻后將模型放入冷水中處理20分鐘后將制品從模型上脫下即可。
實(shí)施例三(一)浸漬液配制 將10份邵氏硬度為65A的熱塑性聚氨酯彈性體粒料加入到70份四氫呋喃中，在30℃下充分?jǐn)嚢枞芙獬删鶆虻娜芤汉?，在攪拌條件下依次加入20份丙醇、8份乙二醇丁醚、1份分子量為800的聚二甲基硅氧烷和1份聚丙二醇，使之成為均勻、半透明狀的溶液，然后在室溫下放置1.5小時(shí)后待用。
(二)薄壁產(chǎn)品的成型加工 將已用水清洗干凈，且干燥后備用的玻璃模型表面涂覆燒結(jié)一層聚四氟乙烯膜，洗凈烘干后以8秒的下浸速度放入浸漬液中，浸漬30秒后以10分鐘的上提速度提出并在60℃下將模型倒轉(zhuǎn)180度，然后緩慢旋轉(zhuǎn)至附著于模型上的溶液表面凝固，再轉(zhuǎn)移至115℃的中溫烘干區(qū)干燥15分鐘，隨后又轉(zhuǎn)移至180℃的高溫烘干區(qū)干燥10分鐘取出，冷卻后將模型放入冷水中處理25分鐘后將制品從模型上脫下即可。
權(quán)利要求
1.一種制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液，該浸漬液含有熱塑性聚氨酯彈性體、溶劑、流平劑，其特征在于還含有阻隔劑，其中熱塑性聚氨酯彈性體的固含量為5～20％，其余組份的體積百分比為溶劑60～80％，阻隔劑5～10％，流平劑0.1～1％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液，其特征在于該浸漬液中還可加入體積百分比為10～25％的粘度調(diào)節(jié)劑，粘度調(diào)節(jié)劑選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液，其特征在于所用溶劑還可選用γ-丁內(nèi)酯，N-甲基吡咯烷酮，當(dāng)溶劑選用二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮時(shí)，需添加重量比為1～5％的無(wú)機(jī)鹵化物配合使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液，其特征在于無(wú)機(jī)鹵化物選自溴化鋰、溴化鈉、溴化鉀、氯化鈉、氯化鉀的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液，其特征在于阻隔劑選自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液，其特征在于阻隔劑選自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6所述的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液，其特征在于所采用的熱塑性聚氨酯彈性體優(yōu)選邵氏硬度A介于60～90之間的。
8.一種制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，其工藝流程為浸漬液配制→浸漬成型→干燥→脫模，其特征在于模型在浸漬前要進(jìn)行防粘處理，各工序的工藝條件應(yīng)控制為(1)浸漬液配制 按照配方將相應(yīng)組份加入并在加溫下攪拌溶解完全，然后靜置平衡1～3小時(shí)待用；(2)模型防粘處理 將已用水清洗干凈，且干燥后備用的模型表面涂覆一層脫模劑即可；(3)浸漬成型 將處理后的模型以5～10秒的下浸速度放入浸漬液中，浸漬30～60秒后以5～10分鐘的上提速度提出，并在50～80℃下倒轉(zhuǎn)180度，緩慢旋轉(zhuǎn)至附著于模型上的溶液表面凝固，然后送去干燥；(4)干燥 將附著于模型上的聚氨脂膜連同模型先在溫度100～130℃下干燥10～30分鐘，然后再在溫度160～190℃下干燥10～30分鐘；(5)脫模 干燥冷卻后將模型放入冷水中處理20～30分鐘，然后將薄壁制品從模型上脫掉即成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，其特征在于浸漬液中還可加入體積比為0.1～2.0％的聚硅油乳濁液、聚丙二醇脫模劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，其特征在于模型上涂覆的脫模劑為聚四氟乙烯或硅酮。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備熱塑性聚氨酯彈性體薄壁產(chǎn)品的浸漬液及生產(chǎn)工藝,該浸漬液中含有熱塑性聚氨酯彈性體、溶劑、流平劑,其特征是還含有阻隔劑,其中聚氨酯彈性體的固含量為5～20%,溶劑60～80%、阻隔劑5～10%、流平劑0.1～2%,用防粘處理后的模型按浸漬成型工藝條件浸漬一次,經(jīng)干燥、冷水處理脫模即成。本發(fā)明浸漬液穩(wěn)定均勻,流延性好,只需浸漬一次即可制得產(chǎn)品,工藝簡(jiǎn)單、周期短,成本低,產(chǎn)品厚薄均勻,性能好,使用更安全。
文檔編號(hào)B29D24/00GK1380358SQ0110732
公開(kāi)日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2001年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月6日
發(fā)明者申開(kāi)智, 郭建明, 雷軍 申請(qǐng)人:四川大學(xué)