一种硫化鞋用水性粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硫化鞋用水性粘合剂及其制备方法，包含粘合剂组分和固化剂组分，其中，粘合剂组分包含如下重量份的组分：水性聚氨酯分散体20-60份，天然乳胶40-80份，助剂：增粘树脂1-5份，表面活性剂0.2-0.5份，消泡剂0.02-0.06份，润湿剂0.1-0.3份，硫化研磨体1.0-3.0份，水分散型封闭脂肪族多异氰酸酯3-9份，增稠剂0.02-0.05份；固化剂组分包含如下重量份的组分：水分散型脂肪族多异氰酸酯20-60份，氮丙啶交联剂20-60份，助溶剂10-30份。采用本发明专利技术的产品用于硫化鞋制造，可以获得良好的粘接性能和耐水性能，同时低气味的特性还有利于环保和工人的身心健康。

【技术实现步骤摘要】
一种硫化鞋用水性粘合剂及其制备方法
本专利技术涉及粘合剂，具体涉及一种低气味硫化鞋用水性双组份粘合剂及其制备方法。
技术介绍
我国是全球最大的产鞋国、消费国和出口国，近几年来，我国每年生产各种鞋类已经超过150亿双。按制造工艺分类，主要分为冷粘鞋和硫化鞋两大类，所谓冷粘鞋就是指鞋底和鞋面经刷胶、烘干、贴合，最后通过冷却而建立粘接强度的鞋子；而硫化鞋则是将鞋底和鞋面刷胶、烘干、贴合，在一定温度和压力下进行硫化做成的鞋子。从产量上讲，目前我国每年生产的鞋类产品多数属于冷粘鞋范畴，比如Nike、Adidas、安踏的篮球鞋、跑鞋等；而硫化鞋由于时尚好看，容易打理，搭配随意，价格适中，近年来越来越受广大消费者的亲睐，产销量逐年上升，常见的款式如匡威的Allstar系列等。硫化胶粘剂是硫化鞋制造必不可少的重要材料，而硫化胶质量的优劣往往也决定的了一双鞋子的使用寿命。目前市面上的硫化鞋多数采用的还是溶剂型胶粘剂来制造，少部分使用水性产品。溶剂型产品是采用有机溶剂将天然橡胶、合成橡胶等高分子材料溶解，再配合硫化剂使用，俗称汽油胶，在使用过程中会向周围环境中排放大量有毒溶剂，不仅会直接损伤从业人员的身心健康，增加消防安全隐患，而且对生态系统也会带来巨大的影响。而目前市面上存在的水性硫化胶则是直接使用天然乳胶配合硫化剂使用，天然乳胶中都会加入氨水作为稳定剂，在使用时氨水强烈的刺激味同样会给人体健康带来不利的影响，而且天然乳胶只能对普通的帆布具有良好的粘接，而诸如真皮、合成革等难粘鞋材则不适用。针对溶剂型产品的溶剂排放问题和天然乳胶的适用局限性，有研究者开发了水性聚氨酯乳液与天然乳胶复配型产品，配合硫化剂使用，不仅没有解决成品胶的刺激性氨味问题，且由于硫化剂仅对天然乳胶有交联作用，而对于水性聚氨酯则无任何交联反应，胶膜交联不充分而不能得到良好的粘接效果，各种鞋材的粘接适用性问题仍没有得到很好的解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种硫化鞋用水性粘合剂及其制备方法，该粘合剂低气味、对各种鞋面材料都具有良好的粘接。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种硫化鞋用水性粘合剂，包含粘合剂组分和固化剂组分，其中，粘合剂组分包含如下重量份的组分：水性聚氨酯分散体20-60份天然乳胶40-80份助剂：固化剂组分包含如下重量份的组分：水分散型脂肪族多异氰酸酯20-60份氮丙啶交联剂20-60份助溶剂10-30份其中，所述的水性聚氨酯分散体优选分子量为10-50万道尔顿的水性脂肪族聚氨酯分散体，其由脂肪族二异氰酸酯与多元醇及含有亲水基团的二元醇发生聚合反应得到的预聚物经中和及高速剪切分散在水中得到；所述的脂肪族二异氰酸酯，选自HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、HMDI(二环己基甲烷二异氰酸酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、XDI(苯二亚甲基二异氰酸酯)中的一种或多种；所述的多元醇为聚酯型多元醇，分子量为400-5000道尔顿，优选分子量为1000-3000道尔顿的PBA(聚己二酸丁二醇酯)、PHA(聚己二酸己二醇酯)中的一种或两种；所述的含有亲水基团的二元醇包括二羟甲基丙酸(DMPA)和二羟甲基丁酸(DMBA)中的一种或者两种。通常，天然胶乳为了延长贮存期需要添加氨水作为稳定剂，一般添加量为0.6-0.7wt.％(基于天然乳胶质量)，氨水添加量过高，散发的刺激性味道会严重影响作业人员的健康，因此本专利技术粘合剂选用的天然乳胶的氨含量为0-0.4wt.％，优选范围为0-0.2wt.％，经与水性聚氨酯分散体混合调配成成品胶后，味道大大降低，非常利于现场操作人员的健康保护。且所述的天然乳胶为浓缩天然乳胶，固体含量为50-70wt.％，优选固体含量为55-65wt.％。本专利技术粘合剂中所述的硫化研磨体包含如下重量份的组分：其中，所述硫磺为粉末不溶性硫磺；所述硫化促进剂为促进剂M(2-巯基苯并噻唑)、促进剂DM(2、2'-二硫代二苯并噻唑)中的一种或两种；所述硫化活性剂为氧化锌和/或硬脂酸；所述的不溶性硫磺、硫化促进剂和硫化活性剂均为纳米级别，粒径为200-500nm；所述分散剂为DISPERBYK-190(德国毕克化学)、DISPERBYK-2012(德国毕克化学)和ANTI-TERRA-250(德国毕克化学)中的一种或多种；所述消泡剂为BYK-020(德国毕克化学)、BYK-022(德国毕克化学)和BYK-024(德国毕克化学)中的一种或多种；所述流变改性剂为BYK-425(德国毕克化学)、A401(万华化学)和A801(万华化学)中的一种或多种；所述水为去离子水。以上所述的一种硫化研磨体的制备方法，包含以下步骤：(1)将分散剂加入水(优选去离子水)中，搅拌10-20分钟，使得分散剂在水中分散均匀；(2)分别依次加入硫磺、硫化促进剂、硫化活性剂和占消泡剂总重量二分之一的消泡剂，高速研磨分散1-2小时，直至浆料细度达到10微米以下，优选5微米以下；(3)最后加入剩余的消泡剂和流变改性剂，搅拌10-20分钟。本专利技术在粘合剂组份中加入的水分散型封闭脂肪族多异氰酸酯的固含量为30-40wt.％，NCO含量为4-5wt.％，是由脂肪族多异氰酸酯、亲水单体、封闭剂、去离子水等制备而成的水分散液；所述脂肪族多异氰酸酯是IPDI和HDI的一种或两种；所述亲水单体是聚氧化乙烯基醚，分子量为500-10000道尔顿，优选1000-3000道尔顿；所述的封闭剂是3，5-二甲基吡唑。在高温硫化时(105-120℃)，封闭异氰酸酯固化剂热解封所释放-NCO，可与聚氨酯分子上、聚氨酯分子热降解形成的以及皮革、合成革、帆布等鞋面基材上的活泼氢基团发生化学交联反应，粘合剂层通过交联形成具有网状的分子结构，大大提高了胶层的内聚力以及与鞋面材料的粘合力。本专利技术中，粘合剂组份中增粘树脂的作用是增加胶膜的粘性以利于贴合操作，选用的增粘树脂为水性萜烯树脂和水性松香树脂中的一种或两种；添加表面活性剂是为了提高乳液复配后的稳定性，非离子型表面活性剂的乳化能力受pH值的影响较小，硫化胶在储存过程中，pH值会发生变化，为了获得较稳定的体系，故采用非离子型表面活性剂，优选脂肪醇聚氧乙烯醚；所述消泡剂为BYK-024(德国毕克化学)和BYK-028(德国毕克化学)中的一种或多种；所述润湿剂为TEGO-245(德国毕克化学)和BYK-349(德国毕克化学)中的一种或两种；增稠剂为非离子型缔合型聚氨酯增稠剂U601(万华化学)和U604(万华化学)中的一种或两种。本专利技术中，固化剂组分中所述的水分散型脂肪族多异氰酸酯NCO含量为18-21wt.％，包括聚乙二醇或磺酸基改性的IPDI三聚体、聚乙二醇或磺酸基改性的HDI三聚体、聚乙二醇或磺酸基改性的HDI的缩二脲或者它们的混合物，优选聚乙二醇或磺酸基改性的HDI三聚体。所述的氮丙啶交联剂为季戊四醇三(3-氮丙啶基)丙酸酯、三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷-三(3-氮丙啶基)丙酸酯中的一种或多种。所述的助溶剂是乙酸乙酯、乙酸丁酯中和丙酮的一种或多种。本专利技术硫化胶中选用的是羧酸型水性聚氨酯分散体，硫化鞋在高温硫化过程中，聚氨酯分子中的酯键和羧酸盐会发生部分热降解而产生羧基，氮丙啶与羧基会发生化学交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫化鞋用水性粘合剂，其特征在于，包含粘合剂组分和固化剂组分，其中，粘合剂组分包含如下重量份的组分：水性聚氨酯分散体20‑60份，天然乳胶40‑80份，增粘树脂1‑5份，表面活性剂0.2‑0.5份，消泡剂0.02‑0.06份，润湿剂0.1‑0.3份，硫化研磨体1.0‑3.0份，水分散型封闭脂肪族多异氰酸酯3‑9份，增稠剂0.02‑0.05份；固化剂组分包含如下重量份的组分：水分散型脂肪族多异氰酸酯20‑60份，氮丙啶交联剂20‑60份，助溶剂10‑30份。

【技术特征摘要】
1.一种硫化鞋用水性粘合剂，其特征在于，包含粘合剂组分和固化剂组分，其中，粘合剂组分包含如下重量份的组分：水性聚氨酯分散体20-60份，天然乳胶40-80份，增粘树脂1-5份，表面活性剂0.2-0.5份，消泡剂0.02-0.06份，润湿剂0.1-0.3份，硫化研磨体1.0-3.0份，水分散型封闭脂肪族多异氰酸酯3-9份，增稠剂0.02-0.05份；固化剂组分包含如下重量份的组分：水分散型脂肪族多异氰酸酯20-60份，氮丙啶交联剂20-60份，助溶剂10-30份；所述的水性聚氨酯分散体为水性脂肪族聚氨酯分散体，其分子量为10-50万道尔顿，其由脂肪族二异氰酸酯与多元醇及含有亲水基团的二元醇发生聚合反应得到；所述的含有亲水基团的二元醇为二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的一种或者两种。2.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述的脂肪族二异氰酸酯选自HDI、HMDI、IPDI、XDI中的一种或多种；所述的多元醇为聚酯型多元醇，分子量为400-5000道尔顿。3.如权利要求2所述的粘合剂，其特征在于，所述的多元醇为分子量为1000-3000道尔顿的聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯中的一种或两种。4.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述的天然乳胶为浓缩天然乳胶，固体含量为50-70wt.％，基于天然乳胶质量，氨添加量为0-0.4wt.％。5.如权利要求4所述的粘合剂，其特征在于，所述的天然乳胶固体含量为55-65wt.％，基于天然乳胶质量，氨添加量为0-0.2wt.％。6.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于，所述的硫化研磨体包含以下重量份的组分：硫磺6-12份，硫化促进剂1-5份，硫化活性剂5-10份，分散剂1-4份，消泡剂0.05-0.2，流变改性剂0.5-2份，水70-80份。7.如权利要求6所述的粘合剂，其特征在于，所述硫磺为粉末不溶性硫磺；所述硫化促进剂为2-巯基苯并噻唑、2,2'-二硫代二苯并噻唑中的一种或两种；所述硫化活性剂为氧化锌或/和硬脂酸；所述分散剂为DISPERBYK-2012、DISPERBYK-190、ANTI-TERRA-250中的一种或多种；所述消泡剂为BYK-020、BYK-022、BYK-024中的一种或多种；所述流变改性剂为BYK-425、A401和A801中的一种或多种。8.如权利要求6或7所述的粘合剂，其特征在于，所述的硫化研磨体的制备方法，包括以下步骤：(1)将分散剂加入水中，搅拌10-20分钟，使得分散剂在水中分散均匀；(2)分别依次加入硫磺、硫化促进剂、硫化活性剂和占消泡剂总重量二分之一的消泡剂，高速研磨分散1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，王海梅，纪学顺，晋云全，孙家宽，华卫琦，
申请(专利权)人：万华化学广东有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44