一种带黏合层的复合型聚氨酯安全套及其制备方法与流程

1.本发明属于安全套材料领域，特别是涉及一种带黏合层的复合型聚氨酯安全套及其制备方法。


背景技术：

2.安全套是目前世界上应用最为广泛和简单的避孕以及防止性病传播的器具，现有产品主要有天然胶乳橡胶安全套、聚异戊二烯安全套和聚氨酯安全套。
3.目前，天然胶乳橡胶安全套由于天然胶乳的材料特性，厚度大，同时天然胶乳中含有多种蛋白质，蛋白过敏人群使用会存在一定的安全风险。聚异戊二烯安全套材料质地柔软，透明性好，不含蛋白质但是其也存在厚度大、强度低的问题。聚氨酯安全套由于其材料高强度和高生物安全性的特点，但是聚氨酯薄膜柔软性相对天然胶乳和聚异戊二烯(pi)较差。
4.目前，市场上为了达到综合的性能，而将聚氨酯和天然胶乳或聚异戊二烯进行复合，但是由于聚氨酯树脂为极性材料，天然橡胶和聚异戊二烯(pi)为非极性材料，目前市场上的二者复合材料在复合时由于材料的极性不同造成附着力差，造成的分层现象，无法进行工业化生产。
5.因此，提供一种新的复合型聚氨酯安全套，使得其柔软、强度等性能可以达到最佳的性能，并解决不同层材料之间因附着力较低造成的分层现象，具有十分重要的意义。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种带黏合层的复合型聚氨酯安全套，该安全套避的厚度薄，并且具有优异的柔软和强度，而且解决不同层材料之间因附着力较低造成的分层问题，满足产品市场需求。
7.本发明的另一个目的是提供一种如上所述、如下详述的带黏合层的复合型聚氨酯安全套的制备方法。
8.为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：
9.一种带黏合层的复合型聚氨酯安全套，其至少包括：第一聚氨酯膜层；黏合层，位于所述第一聚氨酯膜层上；第二膜层，位于所述黏合层上；所述第二膜层包括天然橡胶或聚异戊二烯树脂；所述黏合层包括0-100重量％亲聚氨酯的极性组分、0-100重量％亲天然橡胶或聚异戊二烯树脂的非极性组分、0-100重量％极性-非极性组分组成的物质；所述黏合层具有0.1-30μm的厚度；所述聚氨酯安全套具有0.010-0.080mm的厚度。
10.在本发明的一实施方式中，所述聚氨酯安全套选自以下项的中至少一项：爆破压力大于等于1kpa；爆破体积大于等于5l；100％模量小于2.5n/mm2。
11.在本发明的一实施方式中，所述黏合层的物质选自以下项的中至少一项：玻璃化温度小于等于0℃；数均分子量小于等于200000g/mol；100％拉伸模量小于等于2.5n/mm2。
12.在本发明的一实施方式中，所述极性组分选自聚氨酯、氯丁橡胶、聚醋酸乙烯树
脂、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯、醋酸乙烯-乙烯共聚树脂、聚丙烯酸酯类、聚氯乙烯类、蛋白质、淀粉、纤维素类、环氧树脂类中任意一项或者上述任意其组合。
13.在本发明的一实施方式中，所述非极性组分选自天然橡胶、聚烯烃类、有机硅树脂类、丁基橡胶类、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶类、聚苯乙烯类、聚异戊二烯、聚酯类、松香树脂、萜烯树脂、松香树脂及其延伸物等中的一种或上述任意其组合。
14.在本发明的一实施方式中，所述极性-非极性组分选自有机改性的极性或非极性高分子材料。
15.在本发明的一实施方式中，所述有机改性的选自有机硅改性、有机氟改性、硅烷改性、丙烯酸酯共聚改性、乙烯基改性、芳香族单体改性、聚醚改性、氨基化、羧基化、羟基化、磺化、聚合改性中的任意一种或上述任意其组合。
16.本发明还提供了一种带黏合层的复合型聚氨酯安全套，其至少包括：第一聚氨酯膜层；第一黏合层，位于所述第一聚氨酯膜层上；第二膜层，位于所述黏合层上，第二黏合层，位于所述第二膜层上，所述第二黏合层与所述第一黏合层具有相同的结构；第三聚氨酯膜层，位于所述第二膜层上，所述第三聚氨酯膜层与所述第一聚氨酯膜层具有相同的结构；所述第二膜层包括天然橡胶或聚异戊二烯树脂；所述第一黏合层包括0-100重量％亲聚氨酯的极性组分、0-100重量％亲天然橡胶或聚异戊二烯树脂的非极性组分、0-100重量％极性-非极性组分组成的物质；所述第一黏合层具有0.1-30μm的厚度；所述第一黏合层的100％拉伸模量小于等于2.5n/mm2；所述聚氨酯安全套具有0.010-0.080mm的厚度。
17.本发明还提供了一种带黏合层的复合型聚氨酯安全套的制备方法，至少包括以下步骤：浸渍聚氨酯树脂，并烘干，以形成第一聚氨酯膜层；于所述第一聚氨酯膜层上浸渍黏合层物质，并烘干，以形成黏合层；于黏合层上浸渍天然橡胶或聚异戊二烯树脂，并烘干，以形成第二膜层；于第二膜层上浸渍隔离剂，并再经过烘干、脱模、电检得到所述带黏合层的复合型聚氨酯安全套；所述黏合层物质包括0-100重量％亲聚氨酯的极性组分、0-100重量％亲天然橡胶或聚异戊二烯树脂的非极性组分、0-100重量％极性-非极性组分组成的物质；所述黏合层具有0.1-30μm的厚度；所述聚氨酯安全套具有0.010-0.080mm的厚度。
18.根据本发明提供的带黏合层的复合型聚氨酯安全套，利用在天然橡胶或聚异戊二烯和水性聚氨酯两种不同极性材料中间增加一层黏合层，制备了所述复合型聚氨酯安全套，所述复合型聚氨酯安全套层间附着力高，在50-70℃的碱液中浸泡1-10min而不出现分层现象。此外，本发明提供的复合型聚氨酯安全套通过黏合层将同种性能或不同性能的膜层粘合在一起复合成型，充分发挥各层材料各自的性能优势，所述安全套的厚度为0.010-0.080mm，且柔软性、强度等各项性能，达到性能的最优化，满足产品市场需求。此外，本发明的配方成本较低，采用浸渍成型，成型工艺简单、安全环保。其它的特征、益处和优势将通过本文详述的包括说明书和权利要求在内的本公开而显而易见。
附图说明
19.图1示出了本发明的带黏合层的聚氨酯安全套的一具体实施方式结构示意图。
20.图2示出了图1中带黏合层的聚氨酯安全套的构造层的结构示意图。
21.图3示出了带黏合层的聚氨酯安全套的构造层另一具体实施方式结构示意图：其包括5层。
22.图4示出了本发明的带黏合层的聚氨酯安全套的制备方法一具体实施方式流程示意图。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
24.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
25.如图1至图4所示，本发明提供了一种聚氨酯安全套100，所述聚氨酯安全套100为包括聚氨酯材料制成的安全套，具有强度高、致密性高、生物相容性好，且聚氨酯安全套100的厚度例如可以为0.001mm-0.08mm，进一步地例如为0.05mm-0.04mm，例如0.005mm、0.01mm、0.015mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm，可以为用户提供更舒适的体验感，和更柔软更细腻的亲肤触感。而且不会出现过敏的问题。本发明提供的聚氨酯安全套100在50-70℃的碱液中浸泡1-10min而不出现分层现象，例如于50℃的氢氧化钠溶液浸泡3分钟不出现分层。
26.在上述厚度范围内的聚氨酯安全套100，其爆破压力例如大于等于1kpa，进一步地大于等于3kpa，例如3kpa、4kpa、5kpa，进一步地，爆破体积例如大于等于5l，例如8l、12l、18l。
27.聚氨酯安全套100的强度，例如拉伸强度例如可以为大于等于30mpa、进一步的，可以大于等于40mpa，100％模量例如小于2.5n/mm2，例如2n/mm2、1.8n/mm2、1.5n/mm2、1n/mm2。
28.如图1和图2所示，本发明提供例聚氨酯安全套100的一具体实施方式，其可以由多层的结构组成，例如3层、4层、5层、6层等，并不限定于此，可以根据实际的需要进行调整。此处，所述聚氨酯安全套100构造为男用安全套，应当理解，其还可以制成为女用安全套，以及其他的异型安全套等，任何包含本发明层构造的聚氨酯安全套100产品均应当涵盖在本发明要求保护的范围内。
29.本发明提供的聚氨酯安全套其由聚氨酯材料，和天然橡胶或聚异戊二烯材料制成，并利用具有低模量、高黏合性的黏合层，将黏合层两侧的膜层黏合，达到预期性能的层间附着力而避免出现分层的问题，并充分发挥各层材料各自的性能优势，其柔软性、强度等各项性能，达到性能的最优化，满足产品市场需求。
30.如图2所示，所述聚氨酯安全套100包括，第一聚氨酯膜层10、黏合层20和第二膜层30。第一聚氨酯膜层10可以作为聚氨酯安全套100的最内的一层，在使用时接触肌肤，当然可以还作为最外一层，可以根据实际的需要进行调整。
31.如图2所示，第一聚氨酯膜层10由聚氨酯树脂构成的层，还可以由该聚氨酯树脂和复配其他助剂形成的乳液而构成的层。所述助剂例如可以为一些功能助剂，例如润滑剂、杀菌剂、增稠剂、润湿剂、消泡剂、水等，当然并不限定于此。所述聚氨酯树脂可以是任何合适种类的脂肪族聚氨酯或芳香族聚氨酯，进一步地，例如阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型、溶剂型、无溶剂型聚氨酯，可以调整所述聚氨酯的原料和制备工艺而制成想要的聚氨酯。
32.在一些实施例中，所述聚氨酯树脂的拉伸强度例如可以大于等于25mpa，进一步地，大于等于30mpa，例如35mpa、38mpa、40mpa、60mpa，从而构成高强度型聚氨酯树脂，应当理解，此处仅是列举所述第一聚氨酯膜层10的聚氨酯树脂的强度的性能，当然并不限定于此，还可以根据实际的需要形成更多的性能的聚氨酯树脂，例如低模量型、高延伸型、耐水型、高爆破压力型、高爆破体积型、抗电击穿型等。
33.如图2所示，所述第一聚氨酯膜层10例如可以具有0.1-30μm的厚度，例如0.3μm、1μm、3μm、5μm、10μm、20μm、25μm。
34.如图2所示，所述黏合层20位于所述第一聚氨酯膜层10上，所述黏合层20包括0-100重量％亲聚氨酯的极性组分、0-100重量％亲天然橡胶或聚异戊二烯树脂的非极性组分、0-100重量％极性-非极性组分组成的物质。例如，所述黏合层20为100重量％亲聚氨酯的极性组分构成的层，100重量％亲天然橡胶或聚异戊二烯树脂的非极性组分构成的层，100重量％极性-非极性组分构成的层，或者60重量％极性组分、40重量％非极性组分构成的层，50重量％极性组分、30重量％非极性组分、20重量％极性-非极性组分构成的层等。
35.所述极性组分例如是指具有极性基团的高分子材料，具体地的例子例如可以列举聚氨酯、氯丁橡胶、聚醋酸乙烯树脂、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯、醋酸乙烯-乙烯共聚树脂、聚丙烯酸酯类、聚氯乙烯类、蛋白质、淀粉、纤维素类、环氧树脂类中任意一项或者上述任意其组合。所述非极性组分例如是指具有非极性基团的高分子材料，具体地的例子例如可以列举天然橡胶、聚烯烃类、有机硅树脂类、丁基橡胶类、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶类、聚苯乙烯类、聚异戊二烯、聚酯类、松香树脂、萜烯树脂、松香树脂及其延伸物等中的一种或上述任意其组合。
36.所述极性-非极性组分例如是指同时具有极性基团和非极性基团的高分子材料，从而同时表现出极性和非极性，可以通过采用带非极性基团的材料对极性材料，例如极性的高分子材料进行改性，在一些具体的实施例中，采用聚异戊二烯多元醇、乙烯基改性水性聚氨酯。当然还可以或采用带极性基团的材料对非极性材料，例如非极性的高分子材料进行改性，例如，采用聚乙烯醇或聚丙烯酸改性天然橡胶，从而得到同时具有极性基团和非极性基团的高分子材料，
37.此外，还应当理解，所述改性过程可以通过有机该极性材料或非极性材料而得到同时具有极性基团和非极性基团的高分子材料，所述有机改性包括不限于有机硅改性、有机氟改性、硅烷改性、丙烯酸酯共聚改性、乙烯基改性、芳香族单体改性、聚醚改性、氨基化、羧基化、羟基化、磺化。进一步地，所述改性过程可以是化学改性或者物理改性，以及其他任何适宜的方式。
38.在另一些实施例中，所述黏合层20的物质还可以是与所述第一聚氨酯膜层10、第二膜层30之间具有反应性，具体而言，所述黏合层20的物质例如带有乙烯基、硅烷基、氨基、羧基、羟基等基团，从而可以能够与聚氨酯或乙烯基进行反应，使黏合层20能够与聚氨酯或天然橡胶之间形成化学键。
39.所述黏合层20的结构不同于其他的膜层的结构，所述黏合层20的物质的100％拉伸模量小于等于2.5n/mm2，例如2n/mm2、1.8n/mm2、1.5n/mm2、1n/mm2、0.8n/mm2。例如为低模量脂肪族磺酸型水性聚氨酯材料，进一步地使用聚醚/聚酯多元醇合成，对其他的高分子材料有良好的附着力，同时兼具柔软性。
40.在一些实施例中，所述黏合层20的物质的玻璃化温度例如小于等于0℃，进一步地小于等于-10℃，在另一些实施例中，其数均分子量例如小于等于200000g/mol、例如100000g/mol、80000g/mol、50000g/mol、20000g/mol。进一步的，所述黏合层20的物质分子量分布宽时，数均分子量例如小于等于50000的组分占比应当在10-100％的范围内，例如40％、60％。在上述范围内的黏合层具有低的模量和柔软的特性，并具有预期的粘附性，从而在将其作为聚氨酯安全套100的中间的层时，可以将两侧的膜层紧密的粘合而不出现分层，且能充分发挥两侧的膜层各自的性能。
41.如图2所示，所述黏合层20是作为中间的层，将其两侧的膜层紧密的粘合，其至少包括一层，例如一层、两层、三层等，每一层的两侧分别复合其他材料薄膜层。基于获得低模量、高黏合性的黏合层20和预期性能的聚氨酯安全套100，所述黏合层20例如可以具有0.1-30μm的厚度，进一步地，为0.1-20μm，例如1μm、2μm、3μm、5μm、10μm、15μm。此外，由于黏合层20的材料具有低的模量，其本身的强度较低，所述黏合层20的厚度在所述聚氨酯安全套100总厚度中的比值小于等于40％，进一步的小于等于35％，例如30％、25％。
42.如图2所示，第二膜层30位于黏合层20上，所述第二膜层30包括天然橡胶或聚异戊二烯树脂。
43.如图2所示，基于获得预期厚度和预期层间附着力的聚氨酯安全套100，所述第二膜层30例如可以具有0.1-30μm的厚度，例如1μm、2μm、3μm、5μm、10μm、15μm、20μm。
44.如图3所示，本发明还公开了该聚氨酯安全套100的另一具体实施方式，所述聚氨酯安全套100包括：第一聚氨酯膜层10、第一黏合层21、第二膜层30、第二黏合层22、第三膜层40。
45.如图3所示，所述黏合层为包括第一黏合层21和第二粘合层22，其例如由相同的树脂构成的层，所述第一黏合层21的两侧分别复合第一聚氨酯膜层10和第二膜层30，所述第二黏合层22的两侧分别复合第二膜层30和第三膜层40。
46.如图3所示，所述第一聚氨酯膜层10、第一黏合层21、第二膜层30、第二黏合层22例如可以与上述结构相同。所述第三膜层40位于所述第二膜层20上，并与所述第一聚氨酯膜层10具有相同的结构，在一具体的实施例中，例如所述聚氨酯安全套100具有0.010-0.080mm的厚度，并在50-70℃的碱液中浸泡1-10min而不出现分层现象：所述第一聚氨酯膜层10和所述第三膜层40的结构相同，且拉伸强度大于等于25mpa，例如35mpa；所述黏合层21、22由分子量为30000g/mol、脂肪族磺酸型水性聚氨酯树脂，且100％拉伸模量小于等于2.5n/mm2，例如1.8n/mm2的聚氨酯；所述第二膜层30为聚异戊二烯树脂，且100％拉伸模量小于等于1n/mm2，例如0.8n/mm2。
47.该聚氨酯安全套可以形成更多的构造层，例如形成天然橡胶或聚异戊二烯树脂层+黏合层+聚氨酯膜层三层结构、天然橡胶或聚异戊二烯树脂层+黏合层+聚氨酯膜层+黏合层+天然橡胶或聚异戊二烯树脂层五层结构、聚氨酯膜层+黏合层+天然橡胶或聚异戊二烯树脂层+黏合层+聚氨酯膜层五层结构等，并不限定于此，应当理解，任何将黏合层20作为聚氨酯安全套100的中间的层，而将其两侧的膜层复合的结构，均应当涵盖在本发明要求保护的范围内。
48.如图4所示，本发明也提供了该带黏合层的复合型聚氨酯安全套的制备工艺，所述纯聚氨酯安全套的制备方法包括但不限于以下步骤s1～s4。
49.—s1，浸渍聚氨酯树脂，并烘干，以形成第一聚氨酯膜层；
50.—s2，于所述第一聚氨酯膜层上浸渍黏合层物质，并烘干，以形成黏合层；
51.—s3，于黏合层上浸渍天然橡胶或聚异戊二烯树脂，并烘干，以形成第二膜层；
52.—s4，于第二膜层上浸渍隔离剂，并再经过烘干、脱模、电检得到所述带黏合层的复合型聚氨酯安全套。
53.在如上所述的步骤s1-s4的过程中，例如可以采用玻璃模具，并将所述玻璃模具表面加热到20-50℃，例如35℃、40℃，浸渍聚氨酯树脂，并例如于80-120℃条件下烘干，例如90℃、100℃、110℃；浸渍黏合层物质，在70-110℃条件下烘干，例如80℃、90℃、100℃；浸渍天然橡胶或聚异戊二烯树脂，在100-120℃条件下烘干，例如110℃；卷边后聚氨酯安全套在100-150℃条件下烘干，例如120℃、135℃、140℃，浸渍隔离剂，在75-95℃，例如78℃、80℃、85℃条件下烘干，脱模后进行电检、内包、外包，得到成品的聚氨酯安全套。
54.以下将引入具体的实施例对本发明进行更为详细的说明。
55.实例
56.实施例1
57.所述复合型聚氨酯安全套的原料包括：聚氨酯树脂模量2.5n/mm2，拉伸强度55mpa；黏合层：脂肪族磺酸型水性聚氨酯树脂模量1.0n/mm2，拉伸强度5mpa；聚异戊二烯(pi)树脂。
58.将玻璃模具清洗干净，模具表面加热到30℃，浸渍聚氨酯树脂，厚度控制为0.013mm，90℃条件下烘干；浸渍粘合层，厚度控制为0.002mm，在80℃条件下烘干；浸渍聚异戊二烯树脂，厚度控制为0.015mm，在100℃条件下烘干；卷边后产品在120℃条件下烘干，浸渍隔离剂，在80℃条件下烘干，脱模后进行电检、内包、外包，制备聚氨酯膜层+聚氨酯膜层+聚异戊二烯膜层的聚氨酯安全套1。经过检测，所述聚氨酯安全套1：厚度0.03mm，100％模量0.8n/mm2，爆破压力2.0kpa，爆破压力25l，拉伸强度40n/mm2，在50℃的氢氧化钠溶液浸泡1分钟不出现分层。
59.实施例2
60.所述复合型聚氨酯安全套的原料包括：聚氨酯树脂模量2.0n/mm2，拉伸强度50mpa；黏合层：脂肪族磺酸型水性聚氨酯树脂模量0.8n/mm2，拉伸强度3mpa；聚异戊二烯(pi)树脂。
61.将玻璃模具清洗干净，模具表面加热到40℃，浸渍天然橡胶，厚度控制为0.010mm，110℃条件下烘干；浸渍n，厚度控制为0.003mm，在100℃条件下烘干；浸渍聚氨酯树脂，，厚度控制为0.010mm，在110℃条件下烘干；浸渍n，为0.003mm，在100℃条件下烘干；浸渍天然橡胶，厚度控制为0.010mm，在120℃条件下烘干；卷边后产品在140℃条件下烘干，浸渍隔离剂，在80℃条件下烘干，脱模后进行电检、内包、外包，制备天然橡胶层+粘合层+聚氨酯膜层+粘合层+天然橡胶膜层的聚氨酯安全套2。经过检测，所述聚氨酯安全套2：厚度0.036mm，100％模量0.8n/mm2，爆破压力2.0kpa，爆破压力30l，拉伸强度40n/mm2，在60℃的碳酸氢钠溶液浸泡3分钟不出现分层。
62.实施例3
63.所述复合型聚氨酯安全套的原料包括：聚氨酯树脂模量1.4n/mm2，拉伸强度40mpa；黏合层：脂肪族磺酸型水性聚氨酯树脂模量1.0n/mm2，拉伸强度5mpa；聚异戊二烯
(pi)树脂。
64.将玻璃模具清洗干净，模具表面加热到40℃，浸渍聚氨酯树脂，厚度控制为0.013mm，110℃条件下烘干；浸渍n，厚度控制为0.002mm，在100℃条件下烘干；浸渍聚异戊二烯树脂，厚度控制为0.010mm，110℃条件下烘干；浸渍n，厚度控制为0.002mm，在100℃条件下烘干；浸渍聚氨酯树脂，厚度控制为0.013mm，在120℃条件下烘干，浸渍隔离剂，在80℃条件下烘干，脱模后进行电检、内包、外包，制备聚氨酯膜层+粘合层+聚异戊二烯膜层+粘合层+聚氨酯膜层的聚氨酯安全套3。经过检测，厚度0.04mm，100％模量1.0n/mm2，爆破压力2.6kpa，爆破压力20l，拉伸强度52n/mm2，在60℃的氢氧化钾溶液浸泡5分钟不出现分层。
65.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。