隨著環(huán)境保護的日益加強,無苯溶劑系列(絕大部分為PU膠粘劑)。逐步取代有苯系列膠粘劑。本文介紹無苯系聚氨酯膠粘劑生產(chǎn)方法，以本研制技術(shù)指導(dǎo)形成的生產(chǎn)線,具有一定的生產(chǎn)能力,生產(chǎn)工藝操作成熟可行,具有投資省見效快的特點,隨著研制工作的進一步深入,有望進一步提高PU鞋用膠粘劑的有關(guān)性能和拓展使用范圍。
自二十世紀七十年代以來,國外在制鞋方面應(yīng)用pu膠粘劑已非常成功,由于對多種鞋用材料都能達到牢固的粘接,所以成為鞋用膠粘劑的重要品種之一。有資料表明,目前在西歐、北美等地80%的鞋用膠仍為溶劑型pu膠粘劑,隨著環(huán)境保護的日益加強,無苯溶劑系列(絕大部分為pu膠粘劑)。逐步取代有苯系列膠粘劑。歐洲近年來已將不含“三苯”的系列溶劑從毒性釋放性物質(zhì)(tri)和voc名單中去除,稱之為“綠色”溶劑,以其為溶劑的pu膠粘劑則受環(huán)保壓力較小。所以到目前為止在制鞋業(yè),此類型膠粘劑仍占有相當(dāng)重要的地位。
本研制工作以熔融法合成熱塑性pu彈性體,進一步配制成膠粘劑。與溶液法合成相比,達到使用要求的粘度值時,具有產(chǎn)品固含量低;與連續(xù)法工藝相比具有設(shè)備投資省,工藝控制簡單成熟、配方更換方便的特點,已形成工業(yè)化生產(chǎn)能力。此處無“苯”包括無苯、甲苯、二甲苯、芳烴鹵代系等溶劑。
1合成(生產(chǎn))部分
1.1原料
二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)工業(yè)級進口
多羥基聚酯(pcta)工業(yè)級山東
丙酮,丁酮,醋酸乙酯工業(yè)級市售
受阻胺類光穩(wěn)定劑工業(yè)級進口
1.2生產(chǎn)、檢測設(shè)備
快速攪拌機轉(zhuǎn)速300-500轉(zhuǎn)/分鐘,攪拌裝置可升降,容量30-50升自制
鋁合金模盤表面四氟化處理自制
0.5噸反應(yīng)釜,攪拌速度60-70轉(zhuǎn)/分鐘,錨式攪拌漿國產(chǎn)
2噸反應(yīng)釜,攪拌速度60-70轉(zhuǎn)/分鐘,錨式攪拌漿國產(chǎn)
后聚合爐內(nèi)部為層架結(jié)構(gòu)、可通氮氣帶恒溫加熱控制裝置自制
切刀長60厘米寬10厘米自制
破粹機通用型塑料破碎機國產(chǎn)
200升油桶加熱器,無錫華能電熱器材廠
拉力機xll-50廣州材料試驗機廠
旋轉(zhuǎn)粘度計ndj-1型上海天平儀器廠
1.3pu膠粘劑的合成
將恒溫50℃加熱熔融的pcta和恒溫60℃加熱熔融的mdi投入可升降式攪拌釜中,全速攪拌至粘度猛烈上升稍候,將反應(yīng)物迅速傾倒入鋁合金模盤,送入后聚合爐通氮氣下,恒溫110-115℃,保溫聚合2.5-4小時,取出后常溫等候20-30分鐘,趨熱切成條狀,自然冷透后送入破碎機,破碎成顆粒狀。按12-16%固含量要求投入裝有光穩(wěn)定劑的反應(yīng)釜,常溫溶解、粘度調(diào)整,裝桶備用。
1.4粘接樣條及粘接強度的測定
pvc、pu材質(zhì)的樣條可用丙酮、丁酮、或醋酸乙酯等任一溶劑稍為擦試去油污或其它臟物,熱塑性橡膠(tpr)、橡膠、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物(eva)材料分別用相應(yīng)的處理劑(自制)進行擦試處理后,在其各基材上均勻涂膠二遍,第一遍刷膠后在60℃左右,烘干6-8分鐘,刷第二遍后于60-70℃左右烘干5分鐘,取出后緊密粘合并稍加壓,存放24小時,按gb/t532-1997標(biāo)準(硫化橡膠或熱塑性橡膠與織物粘合強度的測定)。即可測試結(jié)果。為進一步強化耐熱和永久強度,可適當(dāng)加入3-5%固化劑(自制),使之成為雙液型膠粘劑,但此雙液型膠粘劑應(yīng)在4-6小時用完。
2結(jié)果和討論
2.1多異氰酸酯的選擇
與其它類型多異氰酸酯相比,由于mdi本身揮發(fā)性低,毒性小,又由于有苯在鏈中的存在,故物理機械性能好,光穩(wěn)定性稍差的弱點可加入光穩(wěn)定劑彌補,適宜作為合成熱塑性pu彈性體的主體材料。
2.2多羥基聚酯的選擇
與多異氰酸酯反應(yīng)生成聚氨酯的聚多元醇有聚醚型,聚酯型和硫醚型,綜合其物理機械性能以聚酯型為宜,由其合成的pu彈性體性能,分子量介于2160-4680時,受分子量變化不大,但是分子量介于1180-2160時,聚酯合成的pu彈性體的機械性能,則隨著聚酯分子量的增加而出現(xiàn)明顯變化,聚酯二醇的分子量為2000左右最合適。
