System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品制造技术_技高网

一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品制造技术

技术编号:44264526 阅读:5 留言:0更新日期:2025-02-14 22:08
本发明专利技术公开了一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品。本发明专利技术在水性聚氨酯结构中构建多重氢键单元和聚硅氧烷单元,通过多重氢键单元和聚硅氧烷单元的结合制备出了一种耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品。本发明专利技术基于多重氢键的能量耗散作用提高水性聚氨酯薄膜产品的韧性,同时,基于聚硅氧烷的疏水特性及柔顺性提高了水性聚氨酯薄膜产品的耐水性,降低薄膜的模量和表面粘性,增强薄膜脱模效果。本发明专利技术公开的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,厚度小于30um,扯断力大于20N,拉断伸长率大于690%,爆破体积大于11L,爆破压力大于3KPa,水性聚氨酯薄膜产品在(50±1)℃的热水中浸泡1小时后,其扯断力大于18N,100%拉伸模量小于1.0MPa,韧性大于32MJ/m3。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水性聚氨酯薄膜产品领域,具体涉及一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品


技术介绍

1、天然乳胶具有柔软、耐磨、弹性好且价格便宜的优点,是目前市面上薄膜产品,如安全套、医用手套、指套、器官袋等的主要原料。但随着科技的发展传统的天然乳胶薄膜产品缺陷不断显现。医学证实,从病菌阻隔作用来看,其成型后胶膜内的可溶性物质溶出,形成了“孔洞”,无法有效隔绝hiv和乙肝病毒等直径较小的病毒,以致其防护作用丧失;且天然乳胶中存在的某些水溶性蛋白质会引起乳胶过敏反应,如接触性草麻痊、皮炎、鼻炎、结膜炎、哮喘及过敏性休克。同时,天然乳胶在硫化过程中残留亚硝胺,存在引发癌症的风险。

2、特别是对于安全套薄膜产品,由于其是目前世界上应用最为广泛和简单的避孕及防止性疾病传播的工具,因此,对于安全套的安全性受到更为广泛的关注。现有的安全套主要是采用天然乳胶为原材料制备的安全套,其具有天然乳胶的特性,当其作为安全套产品其具有天然乳胶固有的缺陷,同时,天然乳胶安全套的厚度均在30um以上,用户体检较差,当做成30um以下时,天然乳胶安全套存在强度差,使用时易破损的缺点。因此,在新时代背景下,对安全套等薄膜产品提出了更高的要求。

3、水性聚氨酯材料是一种由软段链和硬段链交替分布,且含有大量氨基甲酸酯基团的高分子材料。水性聚氨酯薄膜具有良好的机械性能、导热性好、致密的膜结构,同时具有良好的生物相容性,因此其在安全套、医用手套、指套、器官袋等薄膜产品领域具有广泛的应用前景。

4、目前国内外已经开发出了水性聚氨酯安全套薄膜产品,专利cn 112062983 a公开了一种高爆破体积水性聚氨酯安全套及其制备方法,其制备的安全套爆破体积大于12l,爆破压力大于1.5kpa,100%模量小于等于2.0mpa。专利cn 113069269 a公开了一种复合型聚氨酯避孕套,其制备的安全套爆破体积大于11l,爆破压力大于5kpa,100%模量小于等于1.9mpa。虽然水性聚氨酯安全套取得了很大进展,但与天然乳胶安全套相比,水性聚氨酯安全套的柔性方面仍然有较大的差距,现有水性聚氨酯安全套其100%模量一般在1.5-2mpa,而天然乳胶的100%模量约为0.7mpa。同时,国家药品监督管理局发布了新的水性聚氨酯安全套标准,《yy/t 1850-2023男用安全套聚氨酯安全套的技术要求与试验方法》,2024年1月15日开始实施。新标准与原先标准《hg/t 5456-2018聚氨酯避孕套》对比,新标准中对水性聚氨酯安全套的力学性能有了更高的要求,如扯断力由原来的10n增加至20n,爆破压力由原来的1.0kpa增加至2.0kpa,同时,新标准中新增了耐水性的要求,即水性聚氨酯安全套在(50±1)℃的热水中浸泡1小时后,其扯断力应不小于15n。专利cn 107266645 a公开了一种硅氧烷改性水性聚氨酯乳液及水性聚氨酯安全套制备方法,其制备的安全套爆破体积大于6l,爆破压力大于2.5kpa,100%模量小于2.0mpa,但其最大力小于20n,且没有进行耐水性的测试。专利cn 111138614a公开了一种用于低模量高强度超薄聚氨酯安全套的水性聚氨酯乳液及其制备方法,其制备的安全套厚度薄至30um以下,膜的断裂伸长率不低于1000%,断裂强度不低于30mpa,100%模量不超过1.8mpa,安全套爆破压力大于2.5kpa,爆破体积不低于6l,但其最大力小于20n,且没有进行耐水性的测试。

5、因此,针对目前手套、安全套等薄膜产品所需要的高柔韧性、低模量、耐水性等方面性能还达不到人们使用的要求,目前亟需开发出一种低模量、耐水、高柔韧性的水性聚氨酯薄膜产品,以满足新时代下人们对薄膜产品的要求。


技术实现思路

1、针对上述背景,本专利技术提供了一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品。

2、本专利技术根据水性聚氨酯结构与性能的关系,从水性聚氨酯的分子结构进行设计,开发了一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,其由水性聚氨酯聚合物制得的乳液,并通过成膜工艺获得;所述的水性聚氨酯聚合物,其结构中含有至少一种多重氢键单元和至少一种聚硅氧烷单元,所述的多重氢键单元由氢键单体形成,且所述的至少一种氢键单体由氢键单体前驱体化合物与异氰酸酯基团在制备所述的水性聚氨酯聚合物过程中反应形成;所述的多重氢键单元的氢键齿数不低于3;所述的聚硅氧烷单元通过聚硅氧烷与二异氰酸酯聚合反应引入。

3、所述水性聚氨酯聚合物,其通过如下重量份数的原料制备而成:

4、聚硅氧烷3-10份

5、聚合物多元醇40-70份

6、氢键单体化合物2-15份

7、亲水扩链剂3-6份

8、二异氰酸酯10-30份

9、交联剂0.5-25份

10、成盐剂2-5份。

11、其中,所述的氢键单体,其具有下述通式结构:

12、

13、根据本专利技术的一种优选实施方式,所述的氢键单体,其具有下述通式结构中的至少一种:

14、

15、其中,l1为二价连接基,所述二价连接基选自碳链连接基或含有动态键的连接基,所述碳链连接基为c1-24亚烃基或取代的c1-24亚烃基;其中所述的含有动态键的连接基选自含动态双硫键的连接基、含动态双硒键的连接基、含动态缩酮键的连接基、含动态缩醛键的连接基、含动态缩硫酮键、含动态缩硫醛键的连接基、含动态亚胺键的连接基、含动态肟键的连接基中的一种;表示与聚合物链、交联链接、基团、原子的连接。

16、根据氢键单体的通式结构,所述氢键单体的氢键单体前驱体化合物,其选自如下化合物中的至少一种:

17、

18、其中l6为二价连接基,所述二价连接基选自碳链连接基或含有动态键的连接基,所述碳链连接基为c1-24亚烃基或取代的c1-24亚烃基;其中所述的含有动态键的连接基选自含动态双硫键的连接基、含动态双硒键的连接基、含动态缩酮键的连接基、含动态缩醛键的连接基、含动态缩硫酮键、含动态缩硫醛键的连接基、含动态亚胺键的连接基、含动态肟键的连接基中的一种。

19、根据本专利技术的实施方式,其中还含有至少第二氢键单体,其由氢键单体前驱体化合物与异氰酸酯基团在制备所述的水性聚氨酯聚合物过程中反应形成,或先制备氢键单体前驱体化合物再作为聚合单体进行所述水性聚氨酯聚合物的聚合反应,所述第二氢键单体在聚合物主链和/或聚合物链侧基或侧链或端基。

20、所述第二氢键单体,其具有下述通式结构的一种:

21、

22、

23、根据第二氢键单体的通式结构,所述第二氢键单体的氢键单体前驱体化合物可以分别列举出如下化合物,但本专利技术不仅限于此:

24、根据本专利技术的实施方式,所述的聚硅氧烷,其结构如下所示,其中,r1、r2各自独立地选自羟基、氨基、巯基中的一种,r3、r4、r5、r6、r7、r8各自独立地选自甲基、长链烷基、苯本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,其由水性聚氨酯聚合物制得乳液,并通过成膜工艺获得;所述的水性聚氨酯聚合物,其结构中含有至少一种多重氢键单元和至少一种聚硅氧烷单元,所述的多重氢键单元由氢键单体形成,且所述的至少一种氢键单体由氢键单体前驱体化合物与异氰酸酯基团在制备所述的水性聚氨酯聚合物过程中反应形成;所述的多重氢键单元的氢键齿数不低于3;所述的聚硅氧烷单元通过聚硅氧烷与二异氰酸酯聚合反应引入;

2.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述氢键单体,其具有下述通式结构中的至少一种:

3.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述的聚硅氧烷,其结构如下所示,

4.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述的聚硅氧烷,其结构如下所示,

5.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述的聚硅氧烷,其选自聚硅氧烷与含氟聚醚的嵌段共聚物,所述的聚硅氧烷与含氟聚醚的嵌段共聚物由聚硅氧烷链段和含氟聚醚链段通过二异氰酸酯或二异氰酸酯封端的聚合物聚合反应而成;其中,聚硅氧烷链段的结构如下所示:

6.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述的水性聚氨酯聚合物,其结构中还含有至少第二氢键单体,其由氢键单体前驱体化合物与异氰酸酯基团在制备所述的水性聚氨酯聚合物过程中反应形成,或先制备氢键单体前驱体化合物再作为聚合单体进行所述水性聚氨酯聚合物的聚合反应,所述第二氢键单体在聚合物主链和/或聚合物链侧基或侧链或端基。

7.根据权利要求6所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述第二氢键单体,其具有下述结构的一种:

8.根据权利要求6所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述第二氢键单体的氢键单体前驱体化合物,其选自如下化合物中的至少一种:

9.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述水性聚氨酯聚合物,其通过如下重量份数的原料制备而成:

10.根据权利要求1到9中任一项所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品的制备方法,其特征在于,水性聚氨酯薄膜产品的制备方法包括如下步骤:

11.根据权利要求1到9中任一项所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品的制备方法,其特征在于,水性聚氨酯薄膜产品的制备方法包括如下步骤:

12.根据权利要求1到9中任一项所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品的制备方法,其特征在于,水性聚氨酯薄膜产品的制备方法包括如下步骤:

13.根据权利要求1中所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品的应用,其特征在于,用于制备安全套、手套、器官袋。

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【技术特征摘要】

1.一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,其由水性聚氨酯聚合物制得乳液,并通过成膜工艺获得;所述的水性聚氨酯聚合物,其结构中含有至少一种多重氢键单元和至少一种聚硅氧烷单元,所述的多重氢键单元由氢键单体形成,且所述的至少一种氢键单体由氢键单体前驱体化合物与异氰酸酯基团在制备所述的水性聚氨酯聚合物过程中反应形成;所述的多重氢键单元的氢键齿数不低于3;所述的聚硅氧烷单元通过聚硅氧烷与二异氰酸酯聚合反应引入;

2.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述氢键单体,其具有下述通式结构中的至少一种:

3.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述的聚硅氧烷,其结构如下所示,

4.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述的聚硅氧烷,其结构如下所示,

5.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述的聚硅氧烷,其选自聚硅氧烷与含氟聚醚的嵌段共聚物,所述的聚硅氧烷与含氟聚醚的嵌段共聚物由聚硅氧烷链段和含氟聚醚链段通过二异氰酸酯或二异氰酸酯封端的聚合物聚合反应而成;其中,聚硅氧烷链段的结构如下所示:

6.根据权利要求1所述的一种基于多重氢键的耐水柔韧型水性聚氨酯薄膜产品,其特征在于,所述的水性聚氨酯聚合物,其结构中还含有至少第二氢键单体,其由氢键单体...

【专利技术属性】
技术研发人员:林杰陈松林林淦欧阳勇翁文桂
申请(专利权)人:厦门天策材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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