PVC 運動手套用水性聚氨酯涂飾劑的發展趨勢

孫煥梅

（西安培華學院 體育學院，陜西 西安 710125）

隨著經濟社會的不斷發展與完善，人們對于生活品質的要求不斷上升，除此之外，人們在運動過程中對于手部皮膚的保養極為重視，因此，PVC運動手套憑借自身優勢得到消費者的廣泛認可，但當前技術的局限性造成PVC運動手套出現發粘以及發澀現象頻頻發生，在生產生活中出現難以穿戴現象，為保證PVC運動手套的光滑性，將在其中加入潤滑劑，通過研究發現，水性聚氨酯具有一定優勢，將其用于PVC運動手套的涂飾劑中，可改善傳統PVC運動手套制作過程中的種種問題，具有重要意義。

1 PVC運動手套返粘與外觀缺陷問題分析

傳統PVC運動手套在生產過程中的主要原材料為PVF糊樹脂、增塑劑、降粘劑以及鈣鋅穩定劑4種主要原材料，通過攪拌工序將4種原材料攪拌充分后，經過靜置熱化工序使原材料充分結合，程序完成后需將混合后原材料經過二次攪拌、過濾、脫泡、浸漬等工序，并通過塑化成型工藝將其形成運動手套的形狀后需在涂飾劑中浸漬一段時間，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、檢驗等工序，最終將成品放入倉庫之中，但隨著使用時間的延長，發現PVC運動手套在使用過程中存在多種問題，比如PVC運動手套在使用過程中易出現返粘問題，除此之外，在使用過程中PVC運動手套的外觀仍處于有待提升狀態，PVC運動手套生產的主要原材料及工藝流程如圖1所示。

圖1 PVC運動手套生產的主要原材料及工藝流程Fig.1 Main raw materials and process flow for PVC sports gloves production

1.1 PVC運動手套返粘問題

PVC運動手套運輸至收貨廠家之前需要將PVC運動手套進行包裝并進行質檢工序，經過質檢處理合格的運動手套將經過長時間高溫烘烤，返粘現象由此出現，返粘現象一旦粘連嚴重，生產廠家將面臨巨大的成本損失，因此，各地方PVC運動手套生產廠家將通過對比實驗進行檢驗，若出現不合格現象，須通過降級銷售等手段阻止PVC運動手套進行售賣。PVC手套返粘問題發生的主要原因為PVC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行主要研究，通過研究發現腕口處出現粘連最主要的原因是生產線參數與涂飾劑不匹配，而大面積出現粘連的原因是涂飾劑出現變質現象。

1.2 PVC運動手套外觀缺陷

通過研究發現PVC運動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、局部花斑以及細小白點，其中最典型的應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。通過研究發現PVC運動手套缺陷問題發生的原因為涂飾劑表面張力過大，造成PVC運動手套制作過程中出現大量氣泡，造成亮斑中間出現白點；而花斑出現的主要原因為涂飾劑存在破乳以及粘度過大等問題；其中細小的白點發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輔料沉降聚集等現象。

2 PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑的現狀與特點

2.1 PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑的現狀

通過種種研究數據表明PVC運動手套在涂飾劑方面仍存在多種缺陷，因此，將針對PVC運動手套的涂飾劑選擇上進行主要研究，經過分析與對比最終將水性聚氨酯涂飾劑作為PVC運動手套的主要原材料，通過水性聚氨酯涂飾劑的應用可有效解決PVC運動手套在穿戴方面存在的缺陷問題。我國最早在20世紀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，盡管當前水性聚氨酯的相關制備技術已經完善，但國內鮮有與PVC運動手套相關的報道內容，通過相關分析可判定水性聚氨酯主要為非芳香族產品，而用水性聚氨酯涂飾劑制成的PVC運動手套具有優異的耐黃變性特點，但生產價格過高造成用水性聚氨酯涂飾劑制成的PVC運動手套在發展中存在一定局限。

2.2 自制水性聚氨酯涂飾劑的特點

為降低PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑的生產成本，將針對水性聚氨酯涂飾劑進行實驗分析，在研究過程中發現自制水性聚氨酯涂飾劑存在一定特點，比如芳香族異氰酸酯可替代脂肪族異氰酸酯進行涂飾劑的制備。通過研究發現國外PVC運動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格方面與芳香族異氰酸酯相比，芳香族異氰酸酯價格更低，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勢。水性聚氨酯涂飾劑用芳香族異氰酸酯制備時存在一定的局限性，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應在其中加入紫外線屏蔽劑，可有效解決該問題的發生，在制備過程中發現PVC運動手套表面增塑劑易造成用水性聚氨酯涂飾劑制成的PVC運動手套出現基體分離現象，因此應在其中加入偶聯劑，使其滿足使用要求。

3 PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑的研制實驗與結果分析

3.1 PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑的研制實驗準備

為加強PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑的使用效果，將針對其進行相關實驗，本次實驗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驗的合成方法，進行PVC運動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氣的保護下經過真空脫水程序以及化學添加劑的共同作用，形成固體質量分數為38%的水性聚氨酯乳液。而膜的制備的實現原理主要將附著于聚四氟乙烯板上的水性聚氨酯，通過真空方法進行烘干后進行性能測試，本文主要針對乳液低溫凍融狀態下PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑的穩定性進行測試，測試過程中需要將水性聚氨酯乳液在低溫狀態下冷凍24 h，冷凍完畢后將其取出，并經過自然融化1 h，觀察破乳結果。除此之外，針對PVC運動手套應進行拉伸強度以及手套內壁粘性測試。

3.2 PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑研制實驗的結果與討論

經過上述實驗可知，水性聚氨酯在低溫狀態下具有較優秀的穩定性，但針對經過冷凍后的水性聚氨酯乳液進行復溫時，將其置于溫差較大的地方進行融化時，水性聚氨酯乳液易出現結塊現象，其原因可能是水性聚氨酯乳液內能較高，分子運動速度過快，造成結塊現象頻發，水性聚氨酯低溫穩定性如表1所示。

表1 水性聚氨酯低溫穩定性Tab.1 Low-temperature stability of water-based polyurethane

通過上述實驗可知，脂肪族二異氰酸酯具有較強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）對膠膜力學性能的影響如圖2所示。

表2 n（IPDI）/n（HDI）對乳液外觀和膠膜手感的影響Tab. 2 Effect of n (IPDI) /n (HDI) on appearance and film feel of latex

圖2 n（IPDI）/ n（HDI）對膠膜力學性能的影響Fig.2 Effect of n (IPDI) / n (HDI) on mechanical properties of adhesive film

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，由微透明狀態逐漸轉為乳白泛藍，除此之外，隨著n（IPDI）/ n（HDI）比值降低，拉伸強度、伸長率、手感以及涂層表面的光滑性隨之變化，其中拉伸強度處于不斷減小狀態，伸長率處于遞增狀態，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粘狀態，通過上述實驗表明：當n（IPDI）/ n（HDI）為1.0∶1.0時，PVC運動手套具有較好的性能。

4 PVC運動手套問題解決與用水性聚氨酯涂飾劑的發展趨勢

4.1 PVC運動手套返粘問題的解決辦法

為改善PVC運動手套返粘問題的發生，將通過對水性聚氨酯乳液的pH值以及固體含量進行控制的方法改善PVC運動手套的返粘問題。pH值對于PVC運動手套的多方面性能均具有較大的影響，通過研究技術表明，將水性聚氨酯稀釋液的pH值有效控制在8.5左右時，可有效保證PVC運動手套返粘問題的發生，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，不應超過10，該狀態下的水性聚氨酯乳液具有較高的穩定性。除此之外，應針對固體含量進行控制，該方法有利于解決PVC運動手套的返粘問題，其實現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運動手套的性能進行整體提升，而降低固體凈含量主要通過稀釋的辦法進行實現。

4.2 PVC運動手套外觀缺陷問題的解決

通過觀察可知，PVC運動手套的外觀缺陷主要由亮斑、流痕以及白點等問題，因此，本文將針對幾種問題進行有效解決，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來解決，經證實該方法不能有效解決外觀缺陷，根本方法應通過減少油滴控制亮斑的產生，而流痕的產生可通過控制溫度進行解決，除此之外，針對白點問題應通過控制靜置時間以及溶液pH值進行解決。

4.3 PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑的發展趨勢

PVC運動手套從研發之初到如今大批量生產，經歷了無數試驗，在性能方面得到了顯著提升，但仍存在多種問題，通過歸納數據信息證明，PVC運動手套在性能方面存在的缺陷主要原因為聚氨酯材料在成膜以及功能制劑的使用上存在一定問題，比如，當水性聚氨酯乳液在黏度方面處于較低狀態時，水性聚氨酯乳液會出現分層現象，在外觀方面由于亮斑以及流痕的出現造成一定缺陷，除此之外在稀釋比例方面存在一定局限，因此，應及時擺脫當前局面，開辟新的道路，在未來PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑將向著均相體系發展，在性能方面實現互補，通過研發有機物與無機物的復合結構保障產品質量的同時，可有效降低產品的生產成本。

5 結語

用水性聚氨酯涂飾劑作為PVC運動手套的主要原材料具有一定的優勢，通過聚氨酯制成的產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運動手套主要原材料可使成品具有較強的耐腐蝕性以及耐溶劑性，可通過芳香族異氰酸酯作為PVC運動手套的組成原料，有效降低PVC手套的成本消耗，將其大批量生產并投入市場有利于滿足市場需求，通過研究表明當前國內市場存在PVC運動手套主要由國外進口而來，因此，我國針對PVC運動手套用水性聚氨酯涂飾劑技術進行深度研究，有利于我國水性聚氨酯涂飾劑的廣泛發展，提高國內競爭力。