PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的發(fā)展趨勢

摘 要：采用水性聚氨酯涂飾劑作為制作PVC運(yùn)動(dòng)手套的主要材料，通過聚氨酯制成的產(chǎn)品具有一定的硬度以及附著力，除此之外，用水性聚氨酯涂飾劑作為PVC運(yùn)動(dòng)手套主要原材料，可使成品具有較強(qiáng)的耐腐蝕性、耐溶劑性，PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑在制作過程中可有效降低生產(chǎn)成本，其簡單的生產(chǎn)工藝以及良好的穩(wěn)定性，為我國PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的未來發(fā)展提供有利環(huán)境。

關(guān)鍵詞：PVC運(yùn)動(dòng)手套;水性聚氨酯;涂飾劑;非均相

中圖分類號(hào)：TS529.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2022）05-0065-04

Development trend of waterborne polyurethane finish

for PVC sports gloves

Abstract： Water-based polyurethane finishing agent is used as the main material for making PVC sports gloves. Products made of polyurethane have a certain degree of hardness and adhesion. In addition， using water-based polyurethane finishing agent as the main raw material for PVC sports gloves， the finished product has strong corrosion resistance and solvent resistance. Water-based polyurethane finishing agent for PVC sports gloves can effectively reduce production costs during the production process. Its simple production process and good stability of this product provides a favorable environment for the future development of China’s PVC sports gloves water-based polyurethane finishing agent.

Key words：? PVC sports gloves;water-based polyurethane;coating agent;heterogeneous

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展與完善，人們對于生活品質(zhì)的要求不斷上升，除此之外，人們在運(yùn)動(dòng)過程中對于手部皮膚的保養(yǎng)極為重視，因此，PVC運(yùn)動(dòng)手套憑借自身優(yōu)勢得到消費(fèi)者的廣泛認(rèn)可，但當(dāng)前技術(shù)的局限性造成PVC運(yùn)動(dòng)手套出現(xiàn)發(fā)粘以及發(fā)澀現(xiàn)象頻頻發(fā)生，在生產(chǎn)生活中出現(xiàn)難以穿戴現(xiàn)象，為保證PVC運(yùn)動(dòng)手套的光滑性，將在其中加入潤滑劑，通過研究發(fā)現(xiàn)，水性聚氨酯具有一定優(yōu)勢，將其用于PVC運(yùn)動(dòng)手套的涂飾劑中，可改善傳統(tǒng)PVC運(yùn)動(dòng)手套制作過程中的種種問題，具有重要意義。

1 PVC運(yùn)動(dòng)手套返粘與外觀缺陷問題分析

傳統(tǒng)PVC運(yùn)動(dòng)手套在生產(chǎn)過程中的主要原材料為PVF糊樹脂、增塑劑、降粘劑以及鈣鋅穩(wěn)定劑4種主要原材料，通過攪拌工序?qū)?種原材料攪拌充分后，經(jīng)過靜置熱化工序使原材料充分結(jié)合，程序完成后需將混合后原材料經(jīng)過二次攪拌、過濾、脫泡、浸漬等工序，并通過塑化成型工藝將其形成運(yùn)動(dòng)手套的形狀后需在涂飾劑中浸漬一段時(shí)間，該過程中的涂飾劑主要為稀釋后的PU涂飾劑，涂飾劑浸漬完畢后通過烘干、卷唇、脫模、包裝、檢驗(yàn)等工序，最終將成品放入倉庫之中，但隨著使用時(shí)間的延長，發(fā)現(xiàn)PVC運(yùn)動(dòng)手套在使用過程中存在多種問題，比如PVC運(yùn)動(dòng)手套在使用過程中易出現(xiàn)返粘問題，除此之外，在使用過程中PVC運(yùn)動(dòng)手套的外觀仍處于有待提升狀態(tài)，PVC運(yùn)動(dòng)手套生產(chǎn)的主要原材料及工藝流程如圖1所示[1]。

1.1 PVC運(yùn)動(dòng)手套返粘問題

PVC運(yùn)動(dòng)手套運(yùn)輸至收貨廠家之前需要將PVC運(yùn)動(dòng)手套進(jìn)行包裝并進(jìn)行質(zhì)檢工序，經(jīng)過質(zhì)檢處理合格的運(yùn)動(dòng)手套將經(jīng)過長時(shí)間高溫烘烤，返粘現(xiàn)象由此出現(xiàn)，返粘現(xiàn)象一旦粘連嚴(yán)重，生產(chǎn)廠家將面臨巨大的成本損失，因此，各地方PVC運(yùn)動(dòng)手套生產(chǎn)廠家將通過對比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，若出現(xiàn)不合格現(xiàn)象，須通過降級(jí)銷售等手段阻止PVC運(yùn)動(dòng)手套進(jìn)行售賣。PVC手套返粘問題發(fā)生的主要原因?yàn)镻VC增塑劑以及涂飾劑存在一定缺陷造成的，本文將針對涂飾劑的缺陷進(jìn)行主要研究，通過研究發(fā)現(xiàn)腕口處出現(xiàn)粘連最主要的原因是生產(chǎn)線參數(shù)與涂飾劑不匹配，而大面積出現(xiàn)粘連的原因是涂飾劑出現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象。

1.2 PVC運(yùn)動(dòng)手套外觀缺陷

通過研究發(fā)現(xiàn)PVC運(yùn)動(dòng)手套在外觀方面存在一定缺陷，缺陷的類型共分為3種，分別是位于掌部位置的圓形亮斑、局部花斑以及細(xì)小白點(diǎn)，其中最典型的應(yīng)屬掌部位置的圓形亮斑，成為3種類型中分布率最高的缺陷問題。通過研究發(fā)現(xiàn)PVC運(yùn)動(dòng)手套缺陷問題發(fā)生的原因?yàn)橥匡梽┍砻鎻埩^大，造成PVC運(yùn)動(dòng)手套制作過程中出現(xiàn)大量氣泡，造成亮斑中間出現(xiàn)白點(diǎn);而花斑出現(xiàn)的主要原因?yàn)橥匡梽┐嬖谄迫橐约罢扯冗^大等問題;其中細(xì)小的白點(diǎn)發(fā)生最主要的原因是由于涂飾劑的pH值偏小，在制作過程中易出現(xiàn)輔料沉降聚集等現(xiàn)象[2]。

2 PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的現(xiàn) 狀與特點(diǎn)

2.1 PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的現(xiàn)狀

通過種種研究數(shù)據(jù)表明PVC運(yùn)動(dòng)手套在涂飾劑方面仍存在多種缺陷，因此，將針對PVC運(yùn)動(dòng)手套的涂飾劑選擇上進(jìn)行主要研究，經(jīng)過分析與對比最終將水性聚氨酯涂飾劑作為PVC運(yùn)動(dòng)手套的主要原材料，通過水性聚氨酯涂飾劑的應(yīng)用可有效解決PVC運(yùn)動(dòng)手套在穿戴方面存在的缺陷問題。我國最早在20世紀(jì)70年代末接觸水性聚氨酯制品，而國外國家早已接觸水性聚氨酯，并大批量使用，盡管當(dāng)前水性聚氨酯的相關(guān)制備技術(shù)已經(jīng)完善，但國內(nèi)鮮有與PVC運(yùn)動(dòng)手套相關(guān)的報(bào)道內(nèi)容，通過相關(guān)分析可判定水性聚氨酯主要為非芳香族產(chǎn)品，而用水性聚氨酯涂飾劑制成的PVC運(yùn)動(dòng)手套具有優(yōu)異的耐黃變性特點(diǎn)，但生產(chǎn)價(jià)格過高造成用水性聚氨酯涂飾劑制成的PVC運(yùn)動(dòng)手套在發(fā)展中存在一定局限[3]。

2.2 自制水性聚氨酯涂飾劑的特點(diǎn)

為降低PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的生產(chǎn)成本，將針對水性聚氨酯涂飾劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，在研究過程中發(fā)現(xiàn)自制水性聚氨酯涂飾劑存在一定特點(diǎn)，比如芳香族異氰酸酯可替代脂肪族異氰酸酯進(jìn)行涂飾劑的制備。通過研究發(fā)現(xiàn)國外PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑中最主要的原材料為脂肪族異氰酸酯，脂肪族異氰酸酯在價(jià)格方面與芳香族異氰酸酯相比，芳香族異氰酸酯價(jià)格更低，因此，使用芳香族異氰酸酯制備水性聚氨酯涂飾劑具有降低成本的優(yōu)勢。水性聚氨酯涂飾劑用芳香族異氰酸酯制備時(shí)存在一定的局限性，由于芳香族異氰酸酯見光易變黃分解，只能用于深色手套的制備，因此，水性聚氨酯涂飾劑用芳香族異氰酸酯制備時(shí)應(yīng)在其中加入紫外線屏蔽劑，可有效解決該問題的發(fā)生，在制備過程中發(fā)現(xiàn)PVC運(yùn)動(dòng)手套表面增塑劑易造成用水性聚氨酯涂飾劑制成的PVC運(yùn)動(dòng)手套出現(xiàn)基體分離現(xiàn)象，因此應(yīng)在其中加入偶聯(lián)劑，使其滿足使用要求[4]。

3 PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的研 制實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

3.1 PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的研制 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為加強(qiáng)PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的使用效果，將針對其進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，本次實(shí)驗(yàn)將六次甲基二異氰酸酯（HDI）、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）以及聚醚PPG作為主要原材料，并通過乳液制備以及膜的制備作為本次實(shí)驗(yàn)的合成方法，進(jìn)行PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的性能測試。乳液制備方法主要在干燥氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下經(jīng)過真空脫水程序以及化學(xué)添加劑的共同作用，形成固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%的水性聚氨酯乳液。而膜的制備的實(shí)現(xiàn)原理主要將附著于聚四氟乙烯板上的水性聚氨酯，通過真空方法進(jìn)行烘干后進(jìn)行性能測試，本文主要針對乳液低溫凍融狀態(tài)下PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的穩(wěn)定性進(jìn)行測試，測試過程中需要將水性聚氨酯乳液在低溫狀態(tài)下冷凍24 h，冷凍完畢后將其取出，并經(jīng)過自然融化1 h，觀察破乳結(jié)果。除此之外，針對PVC運(yùn)動(dòng)手套應(yīng)進(jìn)行拉伸強(qiáng)度以及手套內(nèi)壁粘性測試[5]。

3.2 PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑研制實(shí) 驗(yàn)的結(jié)果與討論

經(jīng)過上述實(shí)驗(yàn)可知，水性聚氨酯在低溫狀態(tài)下具有較優(yōu)秀的穩(wěn)定性，但針對經(jīng)過冷凍后的水性聚氨酯乳液進(jìn)行復(fù)溫時(shí)，將其置于溫差較大的地方進(jìn)行融化時(shí)，水性聚氨酯乳液易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，其原因可能是水性聚氨酯乳液內(nèi)能較高，分子運(yùn)動(dòng)速度過快，造成結(jié)塊現(xiàn)象頻發(fā)，水性聚氨酯低溫穩(wěn)定性如表1所示。

通過上述實(shí)驗(yàn)可知，脂肪族二異氰酸酯具有較強(qiáng)的耐黃及耐低溫特性，而HDI分子的存在可提升膠膜的柔軟性及伸長率，IPDI分子的存在可提升膠膜的拉伸強(qiáng)度，n（IPDI）/ n（HDI）對乳液外觀和膠膜手感的影響如表2所示，n（IPDI）/ n（HDI）對膠膜力學(xué)性能的影響如圖2所示[6]。

由表2和圖2可知，水性聚氨酯乳液的顏色在一定程度上隨著n（IPDI）/ n（HDI）比值的降低而變化，由微透明狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)為乳白泛藍(lán)，除此之外，隨著n（IPDI）/ n（HDI）比值降低，拉伸強(qiáng)度、伸長率、手感以及涂層表面的光滑性隨之變化，其中拉伸強(qiáng)度處于不斷減小狀態(tài)，伸長率處于遞增狀態(tài)，手感最終變軟，但光滑性漸漸變差，而HDI的加入使涂層處于發(fā)粘狀態(tài)，通過上述實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)n（IPDI）/ n（HDI）為1.0∶1.0時(shí)，PVC運(yùn)動(dòng)手套具有較好的性能[7]。

4 PVC運(yùn)動(dòng)手套問題解決與用水性聚氨酯 涂飾劑的發(fā)展趨勢

4.1 PVC運(yùn)動(dòng)手套返粘問題的解決辦法

為改善PVC運(yùn)動(dòng)手套返粘問題的發(fā)生，將通過對水性聚氨酯乳液的pH值以及固體含量進(jìn)行控制的方法改善PVC運(yùn)動(dòng)手套的返粘問題。pH值對于PVC運(yùn)動(dòng)手套的多方面性能均具有較大的影響，通過研究技術(shù)表明，將水性聚氨酯稀釋液的pH值有效控制在8.5左右時(shí)，可有效保證PVC運(yùn)動(dòng)手套返粘問題的發(fā)生，但pH值不可低于8，而水性聚氨酯乳液的pH值有效控制在9.5左右，不應(yīng)超過10，該狀態(tài)下的水性聚氨酯乳液具有較高的穩(wěn)定性。除此之外，應(yīng)針對固體含量進(jìn)行控制，該方法有利于解決PVC運(yùn)動(dòng)手套的返粘問題，其實(shí)現(xiàn)原理是通過降低水性聚氨酯涂飾劑中固體凈含量的方法，將PVC運(yùn)動(dòng)手套的性能進(jìn)行整體提升，而降低固體凈含量主要通過稀釋的辦法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

4.2 PVC運(yùn)動(dòng)手套外觀缺陷問題的解決

通過觀察可知，PVC運(yùn)動(dòng)手套的外觀缺陷主要由亮斑、流痕以及白點(diǎn)等問題，因此，本文將針對幾種問題進(jìn)行有效解決，其中亮斑主要由表面張力過大造成，該問題可通過稀釋水性聚氨酯乳液的倍數(shù)來解決，經(jīng)證實(shí)該方法不能有效解決外觀缺陷，根本方法應(yīng)通過減少油滴控制亮斑的產(chǎn)生，而流痕的產(chǎn)生可通過控制溫度進(jìn)行解決，除此之外，針對白點(diǎn)問題應(yīng)通過控制靜置時(shí)間以及溶液pH值進(jìn)行解決[8]。

4.3 PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑的發(fā)展 趨勢

PVC運(yùn)動(dòng)手套從研發(fā)之初到如今大批量生產(chǎn)，經(jīng)歷了無數(shù)試驗(yàn)，在性能方面得到了顯著提升，但仍存在多種問題，通過歸納數(shù)據(jù)信息證明，PVC運(yùn)動(dòng)手套在性能方面存在的缺陷主要原因?yàn)榫郯滨ゲ牧显诔赡ひ约肮δ苤苿┑氖褂蒙洗嬖谝欢▎栴}，比如，當(dāng)水性聚氨酯乳液在黏度方面處于較低狀態(tài)時(shí)，水性聚氨酯乳液會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，在外觀方面由于亮斑以及流痕的出現(xiàn)造成一定缺陷，除此之外在稀釋比例方面存在一定局限，因此，應(yīng)及時(shí)擺脫當(dāng)前局面，開辟新的道路，在未來PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑將向著均相體系發(fā)展，在性能方面實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，通過研發(fā)有機(jī)物與無機(jī)物的復(fù)合結(jié)構(gòu)保障產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，可有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

5 結(jié)語

用水性聚氨酯涂飾劑作為PVC運(yùn)動(dòng)手套的主要原材料具有一定的優(yōu)勢，通過聚氨酯制成的產(chǎn)品具有一定的硬度以及附著力，除此之外，用水性聚氨酯涂飾劑作為PVC運(yùn)動(dòng)手套主要原材料可使成品具有較強(qiáng)的耐腐蝕性以及耐溶劑性，可通過芳香族異氰酸酯作為PVC運(yùn)動(dòng)手套的組成原料，有效降低PVC手套的成本消耗，將其大批量生產(chǎn)并投入市場有利于滿足市場需求，通過研究表明當(dāng)前國內(nèi)市場存在PVC運(yùn)動(dòng)手套主要由國外進(jìn)口而來，因此，我國針對PVC運(yùn)動(dòng)手套用水性聚氨酯涂飾劑技術(shù)進(jìn)行深度研究，有利于我國水性聚氨酯涂飾劑的廣泛發(fā)展，提高國內(nèi)競爭力。

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收稿日期：2021-06-02;修回日期：2022-05-03

作者簡介：孫煥梅（1989-），女，碩士，講師，研究方向：體育教育、運(yùn)動(dòng)康復(fù)。