一种表面有微孔的涂层手套的制备方法及涂层手套

文档序号:545 发布日期:2021-09-17 浏览:48次 英文

一种表面有微孔的涂层手套的制备方法及涂层手套

技术领域

本发明涉及涂层防护手套

技术领域

,具体是涉及一种表面有微孔的涂层手套的制备方法。

背景技术

涂层手套的制备方法一般为浸胶法,其基本工艺为:配制一定粘度的胶乳浆料,然后将手套胚(针织或棉布等)套到手模上,由手模运动将手套胚浸渍到胶乳浆料中,然后提出手模,手套胚上挂胶,调整手模的角度进行滴胶匀胶,烘干,最后高温硫化使挂胶凝固。但是,很多涂层手套表面的胶层发硬发涩、表面光滑、特别是在温度较低或有油污的工作环境下,手套穿戴舒适性和防滑性能较差,抓握性能不佳。为了改善手套的抓握灵敏性,需要增加手套表面的摩擦系数以增加其防滑作用,扩大应用范围。

常规的防滑涂层手套的工艺有:压纹法、喷盐/水雾法、表面处理剂法等。压纹法需要预先开模,在模板上构造压槽,这种方法比较繁琐,开模成本高,且由于手模是仿真的立体手模(非平面手模),压纹法的使用受限,只能对手套局部进行压纹。喷盐法主要是对刚刚浸渍完浆料的手套表面喷施颗粒状盐,然后经过一定程度干燥后水洗掉这些盐。该方法耗水量大、生产环境差、不环保,一般只能生产磨砂手套。喷水雾法可以改善生产环境,但是耗水量大且造成胶料浪费,水雾控制难度较大,控制不好的情况下导致手套表面的挂胶大量被冲洗掉,手套胶层过薄质量差。表面处理剂法为对浸胶手套胚表面未硫化的胶层采用由煤油、甲酸、乙醇等强溶胀剂和橡胶促凝剂共同作用,使胶层变溶胀边凝固形成皱纹手套。该方法用到大量有机溶剂,对人体有一点危害,挥发性强且易燃,生产环境差、不环保、且有一定安全隐患。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足,本发明的目的是开发一种表面有微孔的涂层手套的制备方法,以增加手套的防滑性和柔软性(减少发硬发涩之感),改善佩戴舒适度,改善生产环境,使生产过程更环保,手套的生产质量更稳定和可控。

(二)技术方案

为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:

第一方面,本发明提供一种表面有微孔的涂层手套的制备方法,其包括:

S1、将手套胚浸渍或涂抹预先配好的胶料,使手套胚表面挂上一层胶料,得到挂胶手套胚;

S2、将挂胶手套胚浸渍到水性泡沫处理剂中,使手套胚的胶料表面粘附泡沫,所述水性泡沫处理剂是由表面活性剂溶于水中,并经机械发泡和调节粘度得到;

S3、将经步骤S2处理的挂胶手套胚浸泡到消泡液中,使手套胚的胶料表面粘附的泡沫在消泡液的消泡作用下快速爆开,以在手套胚的胶料表面形成若干微孔结构;

S4、将经S3处理的表面具有微孔结构的挂胶手套胚烘干和硫化。

根据本发明的较佳实施例,S1中,所述手套胚为针织手套胚、棉布手套胚或绒布手套胚;当所述手套胚为针织手套胚时,在浸渍该胶料之前先浸渍胶乳凝固剂,以防止在浸渍胶料时发生透胶。

由于针织手套胚的孔洞较大,如果不浸渍胶乳凝固剂,很容易在浸渍胶料时由于胶料的压力作用而渗透到孔洞中进而透到手套胚内侧面,影响手套质量。但棉布或绒布手套胚是由布材缝制的,不会有透胶的问题。此外,使用三防纱线织造的手套胚,在经过高温110-160℃处理3-10min后,三防纱线表面立起大量纳米级仿荷叶疏水绒毛,这种情况下,三防纱线针织手套胚在浸泡水性胶料时也不容易透胶,不需要预先浸渍胶乳凝固剂。手套胚在浸渍胶乳凝固之前,通常需将手套胚加热到20-80℃(优选35-55℃)再浸泡到胶乳凝固剂中,可使胶乳凝固剂中的溶剂快速干挥发掉一部分,避免手套胚含浸溶剂过多无法挂胶或挂胶不均匀。

优选地,胶乳凝固剂为钙盐或锌盐的水溶液或甲醇溶液,也可为有机酸(如甲酸、乙酸、苯甲酸)的水溶液或甲醇溶液,还可为钙盐+有机酸的水溶液或甲醇溶液,或锌盐+有机酸的水溶液或甲醇溶液。

优选地,所述针织手套胚为采用涤纶、尼龙、芳纶、超高分子量聚乙烯、钢丝、竹纤维、玻璃纤维等材料的一种或几种混织而成。

根据本发明的较佳实施例,S1中,所述胶料为预硫化天然胶乳胶料、预硫化天甲胶乳胶料、预硫化丁腈胶乳胶料、预硫化氯丁胶乳胶料、预硫化丁基胶乳胶料、预硫化水性聚氨酯胶乳胶料、预硫化三元乙丙胶乳胶料中的一种或者多种的组合物。该胶料的粘度根据产品胶层厚度来设计,挂胶越多,手套产品的胶层厚度越大,通常粘度为500-6000cP,优选1500-3500cP。

优选地,所述胶料为发泡胶料,即在配制胶料过程中加入了发泡剂;该胶料也可为非发泡胶料。当为发泡胶料时,发泡倍数为1-6倍,优选倍数为1-2倍。在本发明的方案中,当其他条件均相同的情况下,发泡胶料相比非发泡胶料制备的手套产品表面的微孔结构的孔径更大、微孔更深、摩擦系数也更大,手套产品也更柔软,但耐磨性耐用性会变差。反之,当其他条件均相同的情况下,非发泡胶料制备的手套产品表面的微孔结构的孔径较小,微孔较浅、摩擦系数较小、柔软度适中,且耐磨性和耐用性更优。

根据本发明的较佳实施例,S2中,所述水性泡沫处理剂采用软水配制。软水(softwater)指的是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。经软化处理的软水指钙盐和镁盐含量降为1.0~50毫克/升后得到的软化水。使用软水配制水性泡沫处理剂,可以节省50-80%的表面活性剂用量,减少机械发泡所耗时间。

优选地,所述水性泡沫处理剂中的表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、双性表面活性剂、阳离子表面活性剂中的一种或多种组合;当S1的胶料为阴离子乳液时,S2中优选为阳离子表面活性剂,残留在胶料表面可促进胶料凝固。表面活性剂本身就具有发泡功能,机械发泡的方式包括机械搅拌发泡或鼓泡机发泡。

优选地,阴离子表面活性剂为二辛基琥珀酸磺酸钠、烯基磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、平平加等的一种或几种组合。阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、三(辛基)甲基氯化铵和十六烷基二甲基乙基溴化铵中的至少一种。

S2中,根据所胶料种类(包括胶乳种类、发泡或非发泡)和手套产品表面的微孔结构的具体要求,水性泡沫处理剂的发泡倍数不同,粘度要求也不同。优选地,水性泡沫处理剂的发泡倍数为1-6倍,优选倍数为2-4倍。其中,在其他条件都相同的情况下,发泡倍数越大得到的手套表面微孔孔径越大,孔越深。如发泡倍数为5左右时,手套产品表面的微孔的孔径大于发泡倍数为3-4倍时。

优选地,所述水性泡沫处理剂中还含有增稠剂,增稠剂用于调节粘度,所述水性泡沫处理剂的粘度为50-3000cP,优选为200-1500cP。其中,在其他条件相同的情况下,水性泡沫处理剂的粘度越大,手套胚的胶料表面粘附泡沫越多,制备的手套表面的微孔结构越密集,粗糙度也越大。

具体地,水性泡沫处理剂是由表面活性剂、水和增稠剂调配并物理发泡得到。其中增稠剂可依照需要添加,当不添加时水性泡沫处理剂在50-3000cP范围内,则可不添加增稠剂,但是大多数时需使用少量增稠剂,以防止水性泡沫处理剂粘度过低而无法粘附在手套胚的胶料表面。

S2中,挂胶手套胚在水性泡沫处理剂中的浸泡时间为1-20s,优选为5-15s,以保证在手套胚的表面胶料上粘附较多的泡沫;但浸泡时间不宜过长,浸泡时间过长拖慢手套生产周期,更长的浸泡时间不会带来更多的泡沫粘附,反而会导致部分胶料脱落进入到水性泡沫处理剂中,手套表面挂胶量过少,质量不合格。

根据本发明的较佳实施例,S3中,所述消泡液为有机酸的醇溶液、二价金属盐的醇溶液、有机酸的水溶液、二价金属盐的水溶液、有机酸溶于水和醇混合溶剂的溶液、或者二价金属盐溶于水和醇混合溶剂的溶液。其中,醇为1-4碳的低碳醇。有机酸为甲酸、乙酸、苯甲酸、苯乙酸中的一种或几种。其中,含有机酸的溶液中有机酸浓度为6-15%;在含二价金属盐的溶液中,若选用硝酸钙、氯化钙或氯化锌,浓度为2-10%。消泡液优选是醇溶液,醇与胶料接触可促进胶凝固,避免胶料被冲洗掉。

根据本发明的较佳实施例,S1还可以是两遍浸胶,对手套胚一遍浸胶后预烘至4-8成干,再二遍浸胶,对二遍浸胶的手套胚转入步骤S2中。

根据本发明的较佳实施例,S1中,一遍浸胶的胶料为非发泡胶料,二遍浸胶的胶料为发泡胶料。

一遍浸胶用于形成手套产品的基底胶层,二遍浸胶的胶料用于形成表面胶层,该表面胶层的外表面形成微孔结构,借助该基底胶层的补强作用,防止仅一遍浸胶的挂胶手套胚经步骤S2-S3处理时,泡沫的爆开导致手套胶层穿孔影响手套胶层的强度。

二遍浸胶为发泡胶料,胶料中本身就包含大量气泡,经步骤S2-S3处理后,泡沫的爆开使外层胶料中的气泡被冲击破裂,手套表面形成更深更多的微孔结构。优选地,一遍浸胶的胶料为低粘度胶料,二遍浸胶的胶料的粘度略高于一遍浸胶的胶料。一遍浸胶的粘度更低可使基底胶层不会过厚,以控制手套产品胶层的总厚度不会过大而导致手套佩戴灵活性变差或手套发硬发涩的问题。在其他条件相同的情况下,经两遍浸胶生产的手套产品的耐磨性、耐用度都优于一遍浸胶的手套。

当手套产品无防水防油需求时,不需要两边浸胶的处理,无需形成该基底胶层。此时,胶料的粘度可设置为适中的粘度,使经步骤S2-S3处理后,泡沫的爆开使手套胶层出现局部微孔甚至细小穿孔,该细小穿孔可让手套胶层柔软度优异、且能实现很好的透气排汗排热功能。同时若胶料为发泡胶,一遍浸胶后经步骤S2-S3处理同样也会形成局部的细小穿孔,实现排气排汗作用。

根据本发明的较佳实施例,S4中,硫化温度为70-140℃,硫化时间可为1-4h;优选硫化温度为90-120℃,硫化时间为1.5-2h。具体地可以根据胶料的种类设定硫化时间和硫化温度。

第二方面,本发明提供一种表面有微孔的涂层手套,其采用上述任一实施方案制备得到。

(三)有益效果

本发明通过在工艺上进行创新,仅使用表面活性剂、少量有机酸、二价金属盐、醇或水等常见试剂材料在手套胶层表面形成微孔结构,该微孔结构为手套产品带来高摩擦系数和防滑性,改善了手套胶层发硬发涩的问题,使手套更柔软佩戴舒适度更高,操作更灵活。此外,在局部的微孔结构形成了穿透胶层的细小孔洞(胶料为发泡胶料、或挂胶较薄时易穿透)的情况下,手套还具有良好的透气排汗排湿作用。

本发明使用的各试剂材料非常常见且易得,无污染性,车间生产环境较好,手套胶层表面的微孔分布密度、孔径、孔深等直接由胶料粘度、胶料类型(发泡与非发泡)、胶料种类、水性泡沫处理剂发泡倍数和其粘度、浸泡时间、消泡液种类和浓度直接决定,因此本方法生产的手套产品质量稳定可控。本发明制备的手套表面微孔粗糙度大于喷盐产生的粗糙度,因而在使用过程中不易磨损掉细渣、不污染佩戴环境,耐磨性好,特别是丁腈产品,EN388耐磨测试可以达到3万转以上,远超过市面其它产品。

附图说明

图1为实施例1制备的手套产品表面的微孔结构显微电镜图。

图2为实施例2制备的手套产品表面的微孔结构显微电镜图。

图3为实施例3制备的手套产品表面的微孔结构显微电镜图。

图4为实施例4制备的手套产品表面的微孔结构显微电镜图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。

以下实施例1-4、6-7采用常用工业自来水配制水性泡沫处理剂,实施例5采用软水制备水性泡沫处理剂。

实施例1

本实施例的表面带有微孔的涂层手套,按照如下步骤制备:

(1)将13针涤纶手套胚用质量浓度为2%氯化钙的甲醇溶液浸渍1s,浸渍时手套胚温度为45℃。

(2)将手套胚浸渍到发泡倍数为1.2倍、粘度为3500cP的天然胶乳胶料中,提出后滴胶匀胶,得到挂胶手套胚。天然胶乳胶料按常规方法配制和发泡。

(3)配制水性泡沫处理剂,用十二烷基二甲基苄基氯化铵(阳离子表面活性剂)通过机械搅拌发泡,加PVA(增稠剂)调节,得到发泡倍数为3.8倍,粘度为500cP的水性泡沫处理剂。将步骤(2)得到的挂胶手套胚在该处理剂中浸泡10秒钟后提出。

(4)将经过步骤(3)处理的挂胶手套胚在10%质量浓度的乙酸甲醇溶液中浸泡8秒钟。

(5)将经过步骤(4)处理后半成品在115℃下烘2h硫化烘干,得到表面有大量微孔结构的天然橡胶手套成品。

将手套在电子显微镜下观察,拍摄得到如图1所示的电镜图,由图1可清晰地看到大量的微孔,其中部分微孔为封闭凹坑,部分形成较深的孔道,这主要是因为浸渍的胶料为发泡胶料所形成的。

实施例2

本实施例的表面带有微孔的涂层手套,按照如下步骤制备:

(1)将13针尼龙手套胚用质量浓度为2.5%硝酸钙的甲醇溶液浸渍1s,浸渍时手套胚温度为50℃。

(2)对手套胚表面使用发泡倍数为1.1倍、粘度为3200cP的丁腈胶乳胶料进行抹胶处理,得到挂胶手套胚。丁腈胶乳胶料按常规方法配制和发泡。

(3)配制水性泡沫处理剂,用十四烷基三甲基氯化铵(阳离子表面活性剂)通过机械搅拌发泡,加干酪素调节,得到发泡倍数为3倍,粘度为500cP的水性泡沫处理剂。将步骤(2)得到的挂胶手套胚在该处理剂中浸泡10秒钟后提出。

(4)将经过步骤(3)处理的挂胶手套胚在10%质量浓度的甲酸甲醇溶液中浸泡8秒钟。

(5)将经过步骤(4)处理后半成品在110℃下烘2.5h硫化烘干,得到表面有大量微孔结构的丁腈橡胶手套成品。

将手套在电子显微镜下观察,拍摄得到如图2所示的电镜图,由图2可清晰地看到大量的微孔,其中部分微孔为封闭凹坑,部分形成连通的孔道,这主要是因为浸渍的胶料为发泡胶料所形成的。

实施例3

本实施例的表面带有微孔的涂层手套,按照如下步骤制备:

(1)将13针尼龙/氨纶丝手套胚用质量浓度为2.0%硝酸钙的甲醇溶液浸渍1s,浸渍时手套胚温度为50℃。

(2)对手套胚表面采用发泡倍数为1.2倍、粘度为2800cP的氯丁胶乳胶料进行抹胶处理,得到挂胶手套胚。氯丁胶乳胶料按常规方法配制和发泡。

(3)配制水性泡沫处理剂,用十四烷基三甲基氯化铵(阳离子表面活性剂)(阳离子表面活性剂)通过机械搅拌发泡,加干酪素调节,得到发泡倍数为3.4倍,粘度为500cP的水性泡沫处理剂。将步骤(2)得到的挂胶手套胚在该处理剂中浸泡10秒钟后提出。

(4)将经过步骤(3)处理的挂胶手套胚在10%质量浓度的甲酸甲醇溶液中浸泡8秒钟。

(5)将经过步骤(4)处理后半成品在110℃下烘2.5h硫化烘干,得到表面有大量微孔结构的氯丁橡胶手套成品。

将手套在电子显微镜下观察,拍摄得到如图3所示的电镜图,由图3可清晰地看到大量的微孔,其中部分微孔为封闭凹坑,部分形成连通的孔道,这主要是因为浸渍的胶料为发泡胶料所形成的。

实施例3的微孔结构与实施例2相比,微孔孔径较深分布较多,但比实施例1的孔径浅一些分布少一些,在泡沫处理剂粘度相同的情况下,这一情况与水性泡沫处理剂的发泡倍数有关。

实施例4

本实施例的表面带有微孔的涂层手套,按照如下步骤制备:

(1)将13针超高分子量聚乙烯和钢丝手套胚用质量浓度为2.5%硝酸钙的甲醇溶液浸渍1s,浸渍时手套胚温度为45℃。

(2)对手套胚表面使用不发泡、粘度为3900cP的丁腈胶乳胶料进行抹胶处理,得到挂胶手套胚。丁腈胶乳胶料按常规方法配制。

(3)配制水性泡沫处理剂,用三(辛基)甲基氯化铵(阳离子表面活性剂)通过机械搅拌发泡,加CMC调节,得到发泡倍数为3.6倍,粘度为600cP的水性泡沫处理剂。将步骤(2)得到的挂胶手套胚在该处理剂中浸泡10秒钟后提出。

(4)将经过步骤(3)处理的挂胶手套胚在8%质量浓度的苯甲酸乙醇溶液中浸泡10秒钟。

(5)将经过步骤(4)处理后半成品在120℃下烘2.5h硫化烘干,得到表面有大量微孔结构的丁腈橡胶手套成品。

将手套在电子显微镜下观察,拍摄得到如图4所示的电镜图,由图4可清晰地看到大量的微孔,但大部分孔为较浅的半开孔,很少有如实施例1那样的连通孔。透气性方面,实施例1的手套经透气性测试(参照QB/T-5156-2017),在10MPa下透气率为0.032,而本实施例的透气率小于0.01,透气性较差。这与步骤(2)浸渍的胶料为不发泡胶料有关。本实施例使用了防切割耐磨的超高分子量聚乙烯-钢丝手套胚,赋予了手套的耐磨、防切割、防撕裂等性能。

实施例5

本实施例在实施例1基础上,使用沸水冷却得到的软水制备步骤(3)的水性泡沫处理剂。本实施例中配制等量的发泡倍数为3.8倍的水性泡沫处理剂,仅需实施例1十二烷基二甲基苄基氯化铵(阳离子表面活性剂)用量的1/2左右即可达到同等要求,不仅如此,使用软水制备水性泡沫处理剂,最终生产的手套成品表面的微孔孔径大小更接近一致,更均匀。

实施例6

本实施例在实施例1基础上,配制步骤(3)的水性泡沫处理剂时,用十二烷基二甲基苄基氯化铵(阳离子表面活性剂)通过机械搅拌发泡,加PVA(增稠剂)调节,得到发泡倍数为3.8倍,粘度为750cP的水性泡沫处理剂。将步骤(2)得到的挂胶手套胚在该处理剂中浸泡10秒钟后提出。其余条件参照实施例1。最终制备的手套成品表面的微孔分布密度大于实施例1,平均粗糙度约是实施例1的1.34倍。

实施例7

本实施例的表面带有微孔的涂层手套,按照如下步骤制备:

(1)将13针涤纶手套胚用质量浓度为2%氯化钙的甲醇溶液浸渍1s,浸渍时手套胚温度为45℃。

(2)将套胚浸渍到不发泡,粘度为2800cP的天然胶乳胶料中,提出来后,在70℃烘箱中烘至7成干,得到带有基底胶层的手套胚。

(3)将步骤(2)得到的带有基底胶层的手套胚浸渍到发泡倍数为1.2倍、粘度为3500cP的天然胶乳胶料中,提出后滴胶匀胶,得到挂胶手套胚。天然胶乳胶料按常规方法配制和发泡。

(4)配制水性泡沫处理剂,用十二烷基二甲基苄基氯化铵(阳离子表面活性剂)通过机械搅拌发泡,加PVA(增稠剂)调节,得到发泡倍数为3.8倍,粘度为550cP的水性泡沫处理剂。将步骤(3)得到的挂胶手套胚在该处理剂中浸泡10秒钟后提出。

(5)将经过步骤(4)处理的挂胶手套胚在10%质量浓度的乙酸甲醇溶液中浸泡8秒钟。

(6)将经过步骤(5)处理后半成品在115℃下烘2h硫化烘干,得到表面有大量微孔结构的天然橡胶手套成品。

将手套在电子显微镜下观察,微孔结构的效果接近图1所示,但本实施例制备的天然橡胶手套成品的耐磨性达到2500转,而实施例1仅有2120转。根据EN388标准测试,本实施例制备的手套产品耐磨性,耐撕裂,防切割均优于实施例1。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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