用于天然和合成橡胶制品的丙烯酸酯、硅氧烷、苯乙烯、氨酯共聚物涂料制造技术

使橡胶制品涂以无粉末共聚物涂料，以获得改善的模具脱离特性、改善的穿戴特性和改善的触觉感。共聚物是通过聚合低表面能单体、丙烯酸烷基酯、硬单体和聚氨酯齐聚物形成的。共聚物优选地通过序列聚合反应过程形成。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域本专利技术涉及由天然或合成橡胶成形的制品，其上具有无粉末聚合物涂料，后者使它具有或增强了它与模具或基材的脱离和穿戴。而本专利技术与用于所有橡胶制品的聚合物涂料有关，本专利技术的讨论将集中在手套上，考虑应用和生产，它们是最复杂的橡胶制品。为了达到可接受的穿戴性能，必须将与皮肤或组织接触的橡胶手套的表面改性以降低摩擦。当制品被增滑时，作为今天的手术手套需要穿戴表面具有足够的亲水性以吸收可能存在于皮肤或组织表面的湿气。如介绍在被作为参考结合在这里的美国专利3,813,695中的水凝胶已被用来达到这一性能。通过对比，检查和其它手套不具有亲水性的要求，但仍需要橡胶制品滑过干的皮肤表面的最小拖曳或摩擦的能力。传统上，这通过在与皮肤或组织接触的手套表面上采用滑石或其它粉末材料，例如改性玉米淀粉来获得。但是，滑石不能再采用，并且其它粉末会污染工作区域。在无灰尘环境中，例如用于生产计算机芯片和其它电子制品的超净室中，由工作者采用的手套出现了同样的问题。参考附图说明图1，生产橡胶手套的常规途径是将具有被成型制品形状的模具或模型浸入含有硝酸钙或碳酸钙的粉末/絮凝剂淤浆中。干燥后，将模具浸入橡胶乳液(乳胶)中足够长的时间，以使橡胶絮凝并形成需要厚度的涂层。然后，将形成的絮凝橡胶制品用烘箱固化。为了除去橡胶的杂质，通常需要将水清洗步作为下一步。一旦清洗步结束，接着将橡胶制品浸入淀粉淤浆中。接着，将淀粉涂饰表面干燥以在手套表面获得粉末涂层。冷却后，将橡胶制品从模具上取下。这会将手套里面翻外。然后模具清洗并再循环。用于手套生产的方法和材料被介绍在例如两个都被作为参考结合在这里的属于Kavalier等的美国专利3,411,982和3,286,011中，作为参考结合在这里的Sadowski等的“用于絮凝浸渍的聚氨酯乳胶”Elastomerics，1979年8月，17-20页，和同样被作为参考结合在这里的Pendler等的“用天然橡胶乳胶浸渍”，天然橡胶技术公报，1980年。卤代，例如氯化或其它化学表面处理也已被用来消除对粉末涂料的需要，它可以提高最终产品的干的穿戴特性。而这样处理的效率是昂贵的，并且具有降低所形成橡胶制品储存期限的缺点。需要获得具有无粉末穿戴表面而没有利用现在普遍的贵重和制品变坏的实施。这样的过程可以基本上降低生产费用并使橡胶制品的储存期限最大化。作为参考结合在这里的属于Joung的美国专利4,302,852介绍了在手套形成后，将RTV硅氧烷涂料共价键合到橡胶手术手套的内表面。这据说降低但未消除对穿戴粉末(即有利于穿戴性的粉末，下同)的需要。作为参考结合在这里的同样属于Joung的美国专利4,304,008将共价键合的硅氧烷或聚氨酯应用到手套的外表面，并且卤化内表面。卤化的内表面消除了对穿戴粉末的需要。作为参考结合在这里的同样属于Joung的美国专利4,310,928介绍了将代替矿物源粉末的脂化合物(类脂物或亲脂物)与在絮凝溶液中的表面活性剂一起以沉积，在橡胶被絮凝在上面的手套模具上形成均匀的膜。脂化合物和表面活性剂使形成的手套从它的塑模上脱离。这些或其它的建议还没有得到商业接受。本专利技术的总结本专利技术提供了涂饰到、紧密粘接到、并且在一些场合下被吸收到橡胶表面的丙烯酸类共聚物。该共聚物可以在橡胶制品的絮凝过程中作为淤浆被沉积，或沉积到已经成形的橡胶制品上。该共聚物提高了已成形橡胶制品的塑模脱离性(从模具上脱离)。不需要进一步的化学处理，它们也提高了橡胶制品的干和湿的穿戴特性。该穿戴特性和模具脱离性能可以通过将相同或不同的丙烯酸类共聚物沉积到所形成橡胶制品的相反表面上来获得。本专利技术的丙烯酸类共聚物优选地为乳液基共聚物，它是从包括至少一种反应性(可共聚合)的低表面能单体，优选地为硅氧烷齐聚物；至少一种丙烯酸烷基酯；至少一种反应性(可共聚合)脂族聚氨酯齐聚物；和至少一种反应性(可共聚合)的硬单体的单体混合物共聚来的。在这里采用的，“单体混合物”一词表示可以共聚形成所需共聚物的单体和/或齐聚物的混合物。硬单体(介绍如下)应当以足以直接或通过共聚物共混形成非粘性共聚物的总量存在。优选地，采用两种不同单体混合物乳液的序列聚合反应过程被用来制备涂料乳液。第一种单体混合物应当得到显示至少一个低于大约0℃的主要的玻璃化转变温度(Tg)峰的第一种共聚物，而第二种单体混合物应当得到显示至少一个高于大约0℃的主要的玻璃化转变温度(Tg)峰的第二种共聚物。更优选地，第一种共聚物显示在大约-50℃和-10℃之间的玻璃化转变温度峰，并且，第二种共聚物显示在大约12℃和65℃之间的玻璃化转变温度峰。本专利技术优选的共聚物是从硅氧烷齐聚物、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、苯乙烯和脂族聚氨酯齐聚物制备的。向单体混合物中加入脂族聚氨酯齐聚物得到了一些好处。首先，它使共聚物可以经受较高的固化温度，这样共聚物可以在与一般用来制备成形的橡胶制品的橡胶乳液的固化温度更匹配的温度下固化。这使共聚物涂料和橡胶同时固化。第二，与没有聚氨酯齐聚物的共聚物相比，包含聚氨酯齐聚物的共聚物可以与更多类型的乳胶和橡胶一起采用。特别地，该共聚物可以与天然橡胶乳胶，新鲜的或预固化的氯丁乳胶橡胶或丁腈乳胶橡胶一起采用。新鲜的乳胶在氯仿中典型地具有从70-80％的凝胶含量，而预固化的乳胶具有更高的凝胶含量，典型地从80到90％。为了有效乳液聚合的目的，本专利技术的共聚物制备成高固含量乳液。但是对于制备涂料，高固含量是不需要的。相应地，乳液可被稀释以形成含有从大约3到10％重量、并且优选的大约6％重量的总的丙烯酸类共聚物的固体悬浮液。该固含量典型地为用作模具涂料和将涂料沉积到成形的橡胶制品表面的那些。对于脱离涂料，该共聚物优选地以乳液被提供，该乳液包括作为橡胶乳液的絮凝剂的水溶性多价金属盐。优选地，将共聚物乳液和絮凝乳液一起直接沉积在用于成形橡胶制品的模具上。目的在于提供絮凝盐的表面浓度，使得可以商业上以可接受的时间将乳液絮凝到沉积的共聚物涂层上。优选的絮凝剂盐为硝酸钙，并且是以不超过混合物中固体的大约43％、优选地从大约20到大约40％重量的浓度被采用。虽然根据本专利技术制备的共聚物可以用于不同的橡胶制品应用，包括手套、导管、管子、保护层、预防物品等等，本公开说明书的要点涉及到它们在无粉末手套生产上的应用。值得欣赏的是通过采用不同的模具形状和构型，可以制备其它的橡胶制品。在制品生产，并且特别地手套生产中，将模具涂以共聚物乳液和絮凝剂，接着干燥以形成在模具表面上的共聚物和絮凝剂涂层。然后，将涂饰的模具浸入橡胶或乳胶乳液中，在这里橡胶沉积并絮凝到模具的涂饰表面，形成具有内部涂层的手套表面。然后将形成的橡胶制品定型，并用传统的洗出过程从成形的制品上除去杂质。这些杂质可以包括例如橡胶配混剂、促进剂、金属盐和其它化合物。在这时，如果不需要其它涂层，可将成形的制品固化并从模具上脱离。但是，如果采用第二种涂层，成形的制品或者可以固化并涂以任选的第二种涂料，或者涂饰后接着固化。如果被用在成形制品外表面的第二种共聚物涂料与第一种共聚物涂料相同或类似，优选地，在固化前将它采用。这样做减少了在生产涂饰橡胶制品中采用的总的步骤数并节省了能源，因为避免了另外的固化步。根据这一过程，将部分定型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
形成用作橡胶制品涂料的共聚物组合物，它是由包括下面单体的混合物形成的：至少一种低表面能单体，它选自由可共聚合的硅氧烷齐聚物、氟碳化合物和脂肪酸酯组成的种类中，并且具有选自由乙烯基、丙烯酸基和甲基丙烯酸基官能团组成的种类中的官能团；至 少一种在烷基上具有１到大约１０个碳原子的丙烯酸烷基酯；至少一种聚氨酯齐聚物；和至少一种硬单体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：IS李，
申请(专利权)人：艾弗里丹尼森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]