PVC 运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的发展趋势

孙焕梅

（西安培华学院 体育学院，陕西 西安 710125）

随着经济社会的不断发展与完善，人们对于生活品质的要求不断上升，除此之外，人们在运动过程中对于手部皮肤的保养极为重视，因此，PVC运动手套凭借自身优势得到消费者的广泛认可，但当前技术的局限性造成PVC运动手套出现发粘以及发涩现象频频发生，在生产生活中出现难以穿戴现象，为保证PVC运动手套的光滑性，将在其中加入润滑剂，通过研究发现，水性聚氨酯具有一定优势，将其用于PVC运动手套的涂饰剂中，可改善传统PVC运动手套制作过程中的种种问题，具有重要意义。

1 PVC运动手套返粘与外观缺陷问题分析

传统PVC运动手套在生产过程中的主要原材料为PVF糊树脂、增塑剂、降粘剂以及钙锌稳定剂4种主要原材料，通过搅拌工序将4种原材料搅拌充分后，经过静置热化工序使原材料充分结合，程序完成后需将混合后原材料经过二次搅拌、过滤、脱泡、浸渍等工序，并通过塑化成型工艺将其形成运动手套的形状后需在涂饰剂中浸渍一段时间，该过程中的涂饰剂主要为稀释后的PU涂饰剂，涂饰剂浸渍完毕后通过烘干、卷唇、脱模、包装、检验等工序，最终将成品放入仓库之中，但随着使用时间的延长，发现PVC运动手套在使用过程中存在多种问题，比如PVC运动手套在使用过程中易出现返粘问题，除此之外，在使用过程中PVC运动手套的外观仍处于有待提升状态，PVC运动手套生产的主要原材料及工艺流程如图1所示。

图1 PVC运动手套生产的主要原材料及工艺流程Fig.1 Main raw materials and process flow for PVC sports gloves production

1.1 PVC运动手套返粘问题

PVC运动手套运输至收货厂家之前需要将PVC运动手套进行包装并进行质检工序，经过质检处理合格的运动手套将经过长时间高温烘烤，返粘现象由此出现，返粘现象一旦粘连严重，生产厂家将面临巨大的成本损失，因此，各地方PVC运动手套生产厂家将通过对比实验进行检验，若出现不合格现象，须通过降级销售等手段阻止PVC运动手套进行售卖。PVC手套返粘问题发生的主要原因为PVC增塑剂以及涂饰剂存在一定缺陷造成的，本文将针对涂饰剂的缺陷进行主要研究，通过研究发现腕口处出现粘连最主要的原因是生产线参数与涂饰剂不匹配，而大面积出现粘连的原因是涂饰剂出现变质现象。

1.2 PVC运动手套外观缺陷

通过研究发现PVC运动手套在外观方面存在一定缺陷，缺陷的类型共分为3种，分别是位于掌部位置的圆形亮斑、局部花斑以及细小白点，其中最典型的应属掌部位置的圆形亮斑，成为3种类型中分布率最高的缺陷问题。通过研究发现PVC运动手套缺陷问题发生的原因为涂饰剂表面张力过大，造成PVC运动手套制作过程中出现大量气泡，造成亮斑中间出现白点；而花斑出现的主要原因为涂饰剂存在破乳以及粘度过大等问题；其中细小的白点发生最主要的原因是由于涂饰剂的pH值偏小，在制作过程中易出现辅料沉降聚集等现象。

2 PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的现状与特点

2.1 PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的现状

通过种种研究数据表明PVC运动手套在涂饰剂方面仍存在多种缺陷，因此，将针对PVC运动手套的涂饰剂选择上进行主要研究，经过分析与对比最终将水性聚氨酯涂饰剂作为PVC运动手套的主要原材料，通过水性聚氨酯涂饰剂的应用可有效解决PVC运动手套在穿戴方面存在的缺陷问题。我国最早在20世纪70年代末接触水性聚氨酯制品，而国外国家早已接触水性聚氨酯，并大批量使用，尽管当前水性聚氨酯的相关制备技术已经完善，但国内鲜有与PVC运动手套相关的报道内容，通过相关分析可判定水性聚氨酯主要为非芳香族产品，而用水性聚氨酯涂饰剂制成的PVC运动手套具有优异的耐黄变性特点，但生产价格过高造成用水性聚氨酯涂饰剂制成的PVC运动手套在发展中存在一定局限。

2.2 自制水性聚氨酯涂饰剂的特点

为降低PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的生产成本，将针对水性聚氨酯涂饰剂进行实验分析，在研究过程中发现自制水性聚氨酯涂饰剂存在一定特点，比如芳香族异氰酸酯可替代脂肪族异氰酸酯进行涂饰剂的制备。通过研究发现国外PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂中最主要的原材料为脂肪族异氰酸酯，脂肪族异氰酸酯在价格方面与芳香族异氰酸酯相比，芳香族异氰酸酯价格更低，因此，使用芳香族异氰酸酯制备水性聚氨酯涂饰剂具有降低成本的优势。水性聚氨酯涂饰剂用芳香族异氰酸酯制备时存在一定的局限性，由于芳香族异氰酸酯见光易变黄分解，只能用于深色手套的制备，因此，水性聚氨酯涂饰剂用芳香族异氰酸酯制备时应在其中加入紫外线屏蔽剂，可有效解决该问题的发生，在制备过程中发现PVC运动手套表面增塑剂易造成用水性聚氨酯涂饰剂制成的PVC运动手套出现基体分离现象，因此应在其中加入偶联剂，使其满足使用要求。

3 PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的研制实验与结果分析

3.1 PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的研制实验准备

为加强PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的使用效果，将针对其进行相关实验，本次实验将六次甲基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）以及聚醚PPG作为主要原材料，并通过乳液制备以及膜的制备作为本次实验的合成方法，进行PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的性能测试。乳液制备方法主要在干燥氮气的保护下经过真空脱水程序以及化学添加剂的共同作用，形成固体质量分数为38%的水性聚氨酯乳液。而膜的制备的实现原理主要将附着于聚四氟乙烯板上的水性聚氨酯，通过真空方法进行烘干后进行性能测试，本文主要针对乳液低温冻融状态下PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的稳定性进行测试，测试过程中需要将水性聚氨酯乳液在低温状态下冷冻24 h，冷冻完毕后将其取出，并经过自然融化1 h，观察破乳结果。除此之外，针对PVC运动手套应进行拉伸强度以及手套内壁粘性测试。

3.2 PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂研制实验的结果与讨论

经过上述实验可知，水性聚氨酯在低温状态下具有较优秀的稳定性，但针对经过冷冻后的水性聚氨酯乳液进行复温时，将其置于温差较大的地方进行融化时，水性聚氨酯乳液易出现结块现象，其原因可能是水性聚氨酯乳液内能较高，分子运动速度过快，造成结块现象频发，水性聚氨酯低温稳定性如表1所示。

表1 水性聚氨酯低温稳定性Tab.1 Low-temperature stability of water-based polyurethane

通过上述实验可知，脂肪族二异氰酸酯具有较强的耐黄及耐低温特性，而HDI分子的存在可提升胶膜的柔软性及伸长率，IPDI分子的存在可提升胶膜的拉伸强度，n（IPDI）/ n（HDI）对乳液外观和胶膜手感的影响如表2所示，n（IPDI）/ n（HDI）对胶膜力学性能的影响如图2所示。

表2 n（IPDI）/n（HDI）对乳液外观和胶膜手感的影响Tab. 2 Effect of n (IPDI) /n (HDI) on appearance and film feel of latex

图2 n（IPDI）/ n（HDI）对胶膜力学性能的影响Fig.2 Effect of n (IPDI) / n (HDI) on mechanical properties of adhesive film

由表2和图2可知，水性聚氨酯乳液的颜色在一定程度上随着n（IPDI）/ n（HDI）比值的降低而变化，由微透明状态逐渐转为乳白泛蓝，除此之外，随着n（IPDI）/ n（HDI）比值降低，拉伸强度、伸长率、手感以及涂层表面的光滑性随之变化，其中拉伸强度处于不断减小状态，伸长率处于递增状态，手感最终变软，但光滑性渐渐变差，而HDI的加入使涂层处于发粘状态，通过上述实验表明：当n（IPDI）/ n（HDI）为1.0∶1.0时，PVC运动手套具有较好的性能。

4 PVC运动手套问题解决与用水性聚氨酯涂饰剂的发展趋势

4.1 PVC运动手套返粘问题的解决办法

为改善PVC运动手套返粘问题的发生，将通过对水性聚氨酯乳液的pH值以及固体含量进行控制的方法改善PVC运动手套的返粘问题。pH值对于PVC运动手套的多方面性能均具有较大的影响，通过研究技术表明，将水性聚氨酯稀释液的pH值有效控制在8.5左右时，可有效保证PVC运动手套返粘问题的发生，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，不应超过10，该状态下的水性聚氨酯乳液具有较高的稳定性。除此之外，应针对固体含量进行控制，该方法有利于解决PVC运动手套的返粘问题，其实现原理是通过降低水性聚氨酯涂饰剂中固体净含量的方法，将PVC运动手套的性能进行整体提升，而降低固体净含量主要通过稀释的办法进行实现。

4.2 PVC运动手套外观缺陷问题的解决

通过观察可知，PVC运动手套的外观缺陷主要由亮斑、流痕以及白点等问题，因此，本文将针对几种问题进行有效解决，其中亮斑主要由表面张力过大造成，该问题可通过稀释水性聚氨酯乳液的倍数来解决，经证实该方法不能有效解决外观缺陷，根本方法应通过减少油滴控制亮斑的产生，而流痕的产生可通过控制温度进行解决，除此之外，针对白点问题应通过控制静置时间以及溶液pH值进行解决。

4.3 PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂的发展趋势

PVC运动手套从研发之初到如今大批量生产，经历了无数试验，在性能方面得到了显著提升，但仍存在多种问题，通过归纳数据信息证明，PVC运动手套在性能方面存在的缺陷主要原因为聚氨酯材料在成膜以及功能制剂的使用上存在一定问题，比如，当水性聚氨酯乳液在黏度方面处于较低状态时，水性聚氨酯乳液会出现分层现象，在外观方面由于亮斑以及流痕的出现造成一定缺陷，除此之外在稀释比例方面存在一定局限，因此，应及时摆脱当前局面，开辟新的道路，在未来PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂将向着均相体系发展，在性能方面实现互补，通过研发有机物与无机物的复合结构保障产品质量的同时，可有效降低产品的生产成本。

5 结语

用水性聚氨酯涂饰剂作为PVC运动手套的主要原材料具有一定的优势，通过聚氨酯制成的产品具有一定的硬度以及附着力，除此之外，用水性聚氨酯涂饰剂作为PVC运动手套主要原材料可使成品具有较强的耐腐蚀性以及耐溶剂性，可通过芳香族异氰酸酯作为PVC运动手套的组成原料，有效降低PVC手套的成本消耗，将其大批量生产并投入市场有利于满足市场需求，通过研究表明当前国内市场存在PVC运动手套主要由国外进口而来，因此，我国针对PVC运动手套用水性聚氨酯涂饰剂技术进行深度研究，有利于我国水性聚氨酯涂饰剂的广泛发展，提高国内竞争力。