聚氨酯胶黏剂在制鞋业中应用

1、鞋用聚氨酯胶粘剂 鞋用聚氨酯胶粘剂简介 我国是一个制鞋大国，鞋用胶粘剂的发展经历我国是一个制鞋大国，鞋用胶粘剂的发展经历3代后，代后，随着全球性环保意识的提高，以及石油危机的加剧，促使第随着全球性环保意识的提高，以及石油危机的加剧，促使第4代环保无溶剂型和水基型鞋用粘胶剂的出现。近年来，水代环保无溶剂型和水基型鞋用粘胶剂的出现。近年来，水性聚氨酯的制备工艺已日趋成熟。对于一些低极性鞋材如性聚氨酯的制备工艺已日趋成熟。对于一些低极性鞋材如SBS等材质的粘接，聚氨酯胶粘剂的剥离强度达不到要求。等材质的粘接，聚氨酯胶粘剂的剥离强度达不到要求。通过添加增粘树脂等进行改性，可开发出具有结晶度高、结通过添

2、加增粘树脂等进行改性，可开发出具有结晶度高、结晶速度快、内聚强度大和剥离强度较理想的聚氨酯鞋用胶粘晶速度快、内聚强度大和剥离强度较理想的聚氨酯鞋用胶粘剂。剂。传统鞋用胶黏剂 目前我国制鞋工业中目前我国制鞋工业中95%使用氯丁胶粘剂，聚氨酯用量使用氯丁胶粘剂，聚氨酯用量较少。氯丁胶粘剂初粘性好、可冷粘、价格便宜等是其优点，较少。氯丁胶粘剂初粘性好、可冷粘、价格便宜等是其优点，但不耐增塑剂渗透，对软但不耐增塑剂渗透，对软PVC、热塑性橡胶、热塑性橡胶、PU革等新型革等新型鞋用材料粘接性差此外，必须应用的苯类为有毒溶剂，这是鞋用材料粘接性差此外，必须应用的苯类为有毒溶剂，这是致使的弱点，已不适应制鞋

3、工业发展的要求。致使的弱点，已不适应制鞋工业发展的要求。 水性聚氨酯胶粘剂 水性聚氨酯胶不含水性聚氨酯胶不含NCO基团，而含有羧基、羟基等基团，基团，而含有羧基、羟基等基团，在适宜条件下，例如在水性异氰酸酯存在时，可使胶粘剂的在适宜条件下，例如在水性异氰酸酯存在时，可使胶粘剂的分子产生交联反应。大多数水性聚氨酯胶是靠分子内极性基分子产生交联反应。大多数水性聚氨酯胶是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化。水性聚氨酯具有极性基团，团产生内聚力和粘附力进行固化。水性聚氨酯具有极性基团，如氨酯健，脲键、离子键等，因此，对许多合成材料，尤其如氨酯健，脲键、离子键等，因此，对许多合成材料，尤其是极性

4、材料、多孔性材料均具有良好的粘接性。是极性材料、多孔性材料均具有良好的粘接性。 水性聚氨酯胶粘剂 水性聚氨酯胶的研究始于水性聚氨酯胶的研究始于20世纪世纪50年代，真正受到人们年代，真正受到人们所重视是在所重视是在60-70年代，但当时的水性聚氨酯胶粘剂粘合强年代，但当时的水性聚氨酯胶粘剂粘合强度不高，多用于包装用胶及一些低粘合强度的场合。度不高，多用于包装用胶及一些低粘合强度的场合。70年代年代中期开始出现用于粘合鞋底的水性聚氨酯胶，因性能欠佳，中期开始出现用于粘合鞋底的水性聚氨酯胶，因性能欠佳，加上环保法规不严格，到加上环保法规不严格，到80年代末，基本上仍处于试验阶段。年代末，基本上仍处

5、于试验阶段。90年代初，欧美各国环保法规日趋严厉，对鞋厂年代初，欧美各国环保法规日趋严厉，对鞋厂VOC量开量开始控制，水性聚氨酯分散体合成和应用工艺的研究力度得到始控制，水性聚氨酯分散体合成和应用工艺的研究力度得到了加强，水性聚氨酯胶粘剂的性能上基本上可以满足制鞋的了加强，水性聚氨酯胶粘剂的性能上基本上可以满足制鞋的要求。要求。 v 拜耳公司生产的拜耳公司生产的Dispercoll U配以配以Desmodur D在耐克、阿迪达斯等公司品牌运动鞋的使用已达在耐克、阿迪达斯等公司品牌运动鞋的使用已达到工业化规模。使用水性聚氨酯胶生产皮鞋仍处于到工业化规模。使用水性聚氨酯胶生产皮鞋仍处于批量试生产中

6、，也在一些皮鞋跨国公司中进行，如批量试生产中，也在一些皮鞋跨国公司中进行，如Bally公司、公司、Bata公司、公司、Clarks公司等均在批量试公司等均在批量试用，据说已取得重大进展。用，据说已取得重大进展。v 皮鞋用水性聚氨酯胶落后于运动鞋，其原因大皮鞋用水性聚氨酯胶落后于运动鞋，其原因大致为：运动鞋鞋底基本上都是新材料，材质品质相致为：运动鞋鞋底基本上都是新材料，材质品质相对均一，且运动鞋厂规模大，人员素质和设备水平对均一，且运动鞋厂规模大，人员素质和设备水平在鞋业界均性上乘；而皮鞋底材质复杂，难以保证在鞋业界均性上乘；而皮鞋底材质复杂，难以保证都用新材料，规模小，皮鞋产品较强调个性化，

7、即都用新材料，规模小，皮鞋产品较强调个性化，即使是大厂所生产的产品也不象运动鞋产品的批量那使是大厂所生产的产品也不象运动鞋产品的批量那么大。么大。 水性聚氨酯胶粘剂的缺点 水性聚氨酯胶需较长的干燥时间和较高的干燥水性聚氨酯胶需较长的干燥时间和较高的干燥温度，干燥工艺条件要求严格，因此要对现有工艺温度，干燥工艺条件要求严格，因此要对现有工艺设备进行适当改造。一定程度上影响了其应用的快设备进行适当改造。一定程度上影响了其应用的快速普及。此外，水性聚氨酯胶价格较有机溶剂型聚速普及。此外，水性聚氨酯胶价格较有机溶剂型聚氨酯胶高近氨酯胶高近4倍，而其固含量仅高倍，而其固含量仅高3倍，相比之下，倍，相比之

8、下，价格仍较贵。价格仍较贵。 水性聚氨酯胶粘剂的制备 水性聚氨酯的制备方法分为外乳化法和自乳化法。比水性聚氨酯的制备方法分为外乳化法和自乳化法。比较而言，外乳化法制备的乳液中，由于亲水性小分子乳化较而言，外乳化法制备的乳液中，由于亲水性小分子乳化剂的残留，影响固化后聚氨酯胶膜的性能，而自乳化法消剂的残留，影响固化后聚氨酯胶膜的性能，而自乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制备目前以离子型自乳化法为除了此弊病。水性聚氨酯的制备目前以离子型自乳化法为主。主。v自乳化法，主要分为预聚体法、丙酮法及熔融分散法三种。自乳化法，主要分为预聚体法、丙酮法及熔融分散法三种。 目前，鞋用水性目前，鞋用水性PU胶工业

9、上比较成熟的制备方法是预胶工业上比较成熟的制备方法是预聚体分散法。这种技术通常使用活性较低的脂肪族二异氰聚体分散法。这种技术通常使用活性较低的脂肪族二异氰酸酯作为原料，合成含有可离子化基的预聚体物，然后加酸酯作为原料，合成含有可离子化基的预聚体物，然后加以离子化，再分散于水中，同时加入乙二胺扩链。制备时以离子化，再分散于水中，同时加入乙二胺扩链。制备时需加入少量丙酮，以降低黏度，便于分散。需加入少量丙酮，以降低黏度，便于分散。预聚体分散法原料：原料： 六亚甲基二异氰酸酯六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，工业品，工业品;聚己二酸一聚己二酸一1，4一丁一丁二醇酯二醇酯(PBA)，工业品，工业品;二羟甲

10、基丙酸二羟甲基丙酸0DMPA)，工业品，工业品;二月桂二月桂酸二丁基锡，分析纯酸二丁基锡，分析纯;丙酮，工业品丙酮，工业品;新戊二醇，分析纯新戊二醇，分析纯;三乙胺，三乙胺，工业品。工业品。制备工艺：制备工艺： 将将100g PBA与与6.7g DMPA加入装有温度计、搅拌加入装有温度计、搅拌器与导气管的器与导气管的500ml三口烧瓶中，在三口烧瓶中，在110120C、O.531.07kPa压力下脱水压力下脱水1h，冷却至，冷却至60C时分别加入几滴催化剂及时分别加入几滴催化剂及22.1g HDI，在，在7080C下反应数小时制成聚氨酯预聚体。然后下反应数小时制成聚氨酯预聚体。然后添加约添加约

11、70ml丙酮搅匀，于丙酮搅匀，于50C左右加入左右加入2.5g新戊二醇后开始加新戊二醇后开始加热回流，并在热回流，并在62左右反应数小时进行扩链，冷却至左右反应数小时进行扩链，冷却至50时在时在强烈搅拌下加入三乙胺水溶液，得到均匀聚氨酯水分散体。强烈搅拌下加入三乙胺水溶液，得到均匀聚氨酯水分散体。 水性聚氨酯胶粘剂的使用 va.调胶 vb.上胶 vc.干燥 vd.粘合 ve.加压 vf.整理 调胶v(1)水性水性PU胶的密度为胶的密度为1.1g.cm-3左右，当储存较长时左右，当储存较长时间后，有可能出现沉淀分层。故使用前须摇匀。根据间后，有可能出现沉淀分层。故使用前须摇匀。根据可使用时问约可

12、使用时问约2 h来确定调胶量，以避免浪费。来确定调胶量，以避免浪费。v (2)清洁调胶容器及搅拌器，正确称量水性清洁调胶容器及搅拌器，正确称量水性PU胶及固胶及固化剂并置于容器中，化剂并置于容器中，2者质量比为者质量比为100：5-6。v(3)因密度不同，固化剂加人后会浮在表面，所以搅拌因密度不同，固化剂加人后会浮在表面，所以搅拌初期应将搅拌叶片置于容器底部，再以低速搅拌，以初期应将搅拌叶片置于容器底部，再以低速搅拌，以免外溢，影响计量。然后在保证不外溢的前提下，高免外溢，影响计量。然后在保证不外溢的前提下，高速搅拌速搅拌10min以上。密闭备用，以免吸潮或受污染，以上。密闭备用，以免吸潮或受

13、污染，调胶必须确实均匀，有利得到最佳粘接效果。调胶必须确实均匀，有利得到最佳粘接效果。 上胶v(1)被粘材料须先行预热，待其表面达被粘材料须先行预热，待其表面达40一一50后再上胶，后再上胶，这样可增加粘接面物理特性提高干燥速度。亦可在上胶前先这样可增加粘接面物理特性提高干燥速度。亦可在上胶前先用处理剂处理材质表面，有利于改善水性用处理剂处理材质表面，有利于改善水性PU胶与材质问的胶与材质问的润湿性，提高初期粘接效果。润湿性，提高初期粘接效果。v(2)上胶时在鞋面部位纺织品处须加大处理剂及水性胶的用量，上胶时在鞋面部位纺织品处须加大处理剂及水性胶的用量，否则，上胶时胶液很容易被纺织品吸干，甚至

14、导致欠胶现象否则，上胶时胶液很容易被纺织品吸干，甚至导致欠胶现象发生。发生。v(3)依鞋型选用合适的涂刷工具，如油漆刷、水彩笔等。上胶依鞋型选用合适的涂刷工具，如油漆刷、水彩笔等。上胶时应涂布均匀，不可积胶或太薄，避免干燥不良及欠胶。另时应涂布均匀，不可积胶或太薄，避免干燥不良及欠胶。另外，溢胶造成鞋面污染，应立即用于净布擦拭干净。外，溢胶造成鞋面污染，应立即用于净布擦拭干净。v( 4)补胶一般用溶剂型补胶一般用溶剂型PU胶，自然干燥胶，自然干燥10 min后粘合，不可后粘合，不可用水性用水性PU胶，因为局部补胶不易干燥，影响整体粘接效果。胶，因为局部补胶不易干燥，影响整体粘接效果。 v (5

15、)上胶工具使用一段时间后会变硬，外翻，造成使用不方上胶工具使用一段时间后会变硬，外翻，造成使用不方便，此时可用便，此时可用MEK浸泡清洗。浸泡清洗。 干燥v(1)水性水性PU胶的干燥最好是在低温而长时间干燥，然后在粘胶的干燥最好是在低温而长时间干燥，然后在粘合前以活化灯使温度达到所需的最佳粘合温度。合前以活化灯使温度达到所需的最佳粘合温度。v (2)干燥温度由低到高循序渐进，不可一开始就直接高温干干燥温度由低到高循序渐进，不可一开始就直接高温干燥，更不可因干燥不足而冷却后再干燥，否则会造成胶层表燥，更不可因干燥不足而冷却后再干燥，否则会造成胶层表面结皮影响内部水分蒸发面结皮影响内部水分蒸发.最

16、好在输送带上加装保温罩及电最好在输送带上加装保温罩及电热管保温。热管保温。v (3)水性水性PU胶涂布后干燥与否，判断方法是看其表面出烘箱胶涂布后干燥与否，判断方法是看其表面出烘箱时是否完全呈透明状。时是否完全呈透明状。粘合v(1)水性水性PU胶出烘箱后黏性维持时间一般为胶出烘箱后黏性维持时间一般为3 min，所以在最短时间内完，所以在最短时间内完成粘合可获得最佳粘接效果。否则，随时问的延长实体温度下降，影响成粘合可获得最佳粘接效果。否则，随时问的延长实体温度下降，影响粘接效果。粘接效果。 v(2)经验得知，水性经验得知，水性PU胶的最佳粘合温度为胶的最佳粘合温度为4854，低于，低于45，黏

17、性明显降低；高于，黏性明显降低；高于65，可能造成未粘合完成胶，可能造成未粘合完成胶层已失去黏性。同时，压合后涂胶边缘线易产生拉丝，材料层已失去黏性。同时，压合后涂胶边缘线易产生拉丝，材料间吻合度不好，或因该处张力较大形成脱胶及假性粘接。间吻合度不好，或因该处张力较大形成脱胶及假性粘接。 v(3)最后一道烘箱出口处最好设置保温罩，以免温度下降太最后一道烘箱出口处最好设置保温罩，以免温度下降太快，影响粘接牢度。快，影响粘接牢度。 加压与整理 v加压：加压：(1)加压的时间长短和压力高低依鞋型、材质而定。加压的时间长短和压力高低依鞋型、材质而定。张力大的鞋型，应延长压合时间，一般在张力大的鞋型，应延长压合时间，一般在2