[發(fā)明專利]一種石墨烯水性聚氨酯安全套用水性聚氨酯乳液及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710368650.5
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107236285B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴家兵;王武生;李維虎;郭文鶴
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州科時西西里健康科技有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08K9/04;C08K3/04;C08G18/76;C08G18/75;C08G18/73;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/34;C08G18/32;A61F6/04
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

本發(fā)明公開了一種石墨烯水性聚氨酯安全套用水性聚氨酯乳液及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的石墨烯水性聚氨酯安全套用水性聚氨酯乳液是封閉型石墨烯改性的水性聚氨酯乳液，由本發(fā)明所述石墨烯水性聚氨酯安全套用水性聚氨酯乳液制得的安全套強度、回彈性、耐化學(xué)性、耐穿刺性等均優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物材料領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯水性聚氨酯安全套用水性聚氨酯乳液及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

安全套是目前使用最為廣泛的用于避孕和防止性病傳播的性生活醫(yī)療衛(wèi)生用品，現(xiàn)有安全套主要為天然乳膠安全套，然而天然乳膠中存在水溶性蛋白質(zhì)，會引起過敏反應(yīng)；用于制備安全套的天然乳膠需經(jīng)過硫化處理，在硫化過程中會產(chǎn)生亞硝胺，存在引發(fā)癌癥的隱患；并且天然乳膠安全套存在約5μm的本征空隙，可以有效隔絕精子卻無法隔絕直徑更小的乙肝和艾滋等病毒；天然乳膠安全套的極限厚度為36μm，無法給用戶更好的體驗。

水性聚氨酯是一種綠色高分子材料，安全、無毒、強度高、導(dǎo)熱性好、成膜致密性好，被廣泛應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域，以水性聚氨酯為原材料制備的安全套更薄、無毒、無硫化過程，無水溶性蛋白質(zhì)，導(dǎo)熱性能好，病毒隔離效果好，用戶體驗好。

石墨烯是一種新型的二維平面材料，其碳原子以SP2雜化軌道組成六角形蜂窩結(jié)構(gòu)，厚度僅為0.3354 nm。石墨烯既是最薄的材料，也是最強韌的材料，具有優(yōu)異的延伸性、導(dǎo)熱性和致密性，并且石墨烯對光線的吸收率僅2.3%，幾乎完全透明。將石墨烯以共混或化學(xué)鍵的方式添加到水性聚氨酯乳液中，可提高水性聚氨酯膠膜的強度、耐熱性、耐磨性、耐化學(xué)性和耐穿刺性能的同時，保持透明性和光澤度。但報道顯示石墨烯在水性聚氨酯中分散性及相容性還不夠充分。

CN 103382244 A通過原位復(fù)合的方法制備石墨烯改性水性聚氨酯材料，在石墨烯中引進氨基與聚氨酯預(yù)聚體末端NCO基團反應(yīng)，通過化學(xué)鍵合制備石墨烯改性水性聚氨酯乳液，但石墨烯表面氨基基團數(shù)難以控制，其與聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)造成預(yù)聚體粘度大。CN203943790 U公布了一種石墨烯安全套的制備方法，石墨烯作為夾層配置在聚合物層之間或石墨烯與聚合物混合物直接制備單層安全套結(jié)構(gòu)，但石墨烯做夾層分散性差，直接與聚合物混合相容性差。

因此，對于制備石墨烯水性聚氨酯安全套所需水性聚氨酯乳液的制備方法存在進一步改進和優(yōu)化需求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種石墨烯水性聚氨酯安全套用水性聚氨酯乳液、及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明提供的石墨烯水性聚氨酯安全套用水性聚氨酯乳液的制備方法，包括下述步驟，各成分以質(zhì)量分數(shù)計：

1）預(yù)聚體制備：將15~18%的大分子二元醇投入反應(yīng)釜，攪拌加熱至100~110℃，-0.1MPa條件下真空脫水至大分子二元醇中水含量在0.03%以下，降溫至40℃，投入2.5~4.5%的二異氰酸酯，攪拌升溫至80~90℃，保溫反應(yīng)2~3小時，降溫至50℃，投入0.7~0.8%的親水?dāng)U鏈劑和4~4.5%的溶劑，攪拌升溫至80℃反應(yīng)3~4小時，降溫至50℃，投入0.2~0.8%的小分子擴鏈劑和6~6.5%溶劑，攪拌升溫至70~75℃反應(yīng)2~3小時，然后降溫至10~20℃，加入0.6~0.65%的成鹽劑和10~11 %的溶劑，攪拌30 min，獲得預(yù)聚體；

2）乳化過程：將預(yù)聚體導(dǎo)入分散釜，加入預(yù)聚體的質(zhì)量的1~3%的封閉型石墨烯，400 r/min攪拌0.5小時，調(diào)整轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速至1200~1400r/min，勻速向預(yù)聚體中加入預(yù)聚體的質(zhì)量的54~56%的去離子水，預(yù)聚體打開后繼續(xù)高速攪拌1 min，然后降低轉(zhuǎn)速至400 r/min攪拌3小時；

3）脫溶過程：將上述過程2）獲得的乳液升溫至30~35℃，-0.09MPa條件下脫去乳液中的溶劑，制得石墨烯水性聚氨酯安全套用水性聚氨酯乳液。