NA-95水基型鞋用材料胶粘剂

水基型、溶剂型和热熔型胶粘剂是制鞋业使用的三大类型胶粘剂. 水基型鞋用材料胶粘剂由于无毒、无污染、成本较低且使用方便而发展迅速. 在欧美等国, 水基型鞋用材料胶粘剂的年产量占三大类胶粘剂总产量的34%. 在我国, 水基型鞋用材料胶粘剂的产量只占鞋用胶粘剂总量的10% , 而且只有天然白乳胶一种[ 1 ]. 我省鞋业发展十分迅速, 仅福州和莆田两地每年约需从泰国、马来西来等地进口天然白乳胶2000 吨. 天然白乳胶价格比较贵, 保存期较短, 而且生产受季节影响. 这些因素使得开发新型的水基型鞋用材料胶粘剂成为当务之急[ 2 ]. 笔者研制了NA – 95 水基型鞋用材料胶粘剂(以下简称NA – 95 胶粘剂) , 经过检验, 其主要性能优于天然白乳胶, 价格低于天然白乳胶, 可以代替天然白乳胶用于复合鞋材的生产.

1 实验部分
111 试剂和仪器
试剂: 聚乙烯醇(PVA )、交联剂、复合增塑剂、乳化剂(均为工业品) , 氨水(CP).
仪器: JB 50—D 增力电动搅拌器, NDJ—1 旋转粘度计, SPM —10A 数字酸度计, LJ —100N 拉力试验机.
112 改性PVA 乳液的合成
配方: PVA 8.5; 交联剂3.0; 复合增塑剂1.2; 乳化剂0.1; 蒸馏水87.2.工艺: 在装有强力电动搅拌器、温度计和分液漏斗的三口烧瓶中加入蒸馏水、聚乙烯醇, 搅拌升温至93±1℃, 使聚乙烯醇完全溶解. 通过分液漏斗缓慢地滴加交联剂, 在93±1℃和不断搅拌下反应1 h. 停止加热, 冷却至室温, 加入复合增塑剂和乳化剂, 调节搅拌速度为800~ 1000 r/m in, 继续反应30 m in. 得到的淡黄色半透明状粘稠液体即为改性PVA 乳液.
113 NA- 95 胶粘剂的合成
将改性PVA 乳液加热到50℃, 搅拌(600~ 800 r/m in) , 按比例分批加入合成橡胶乳液, 然后滴加适量氨水, 调节乳液的pH 值为9~ 10[ 3 ]. 继续反应30 m in 后出料, 得到的乳白色粘稠液体即为NA- 95 胶粘剂.
114 测试分析
先后进行改性前后PVA 乳液的粘度和剥离强度、NA – 95 胶粘剂中改性PVA 与合成橡胶乳液占不同比例时的使用性能、NA —95 胶粘剂成品性能和天然白乳胶性能的测试与分析.

2 实验结果
211 改性前后PVA 乳液的粘度和剥离强度
对相同浓度的改性前后的PVA 乳液分别测试其粘度和剥离强度, 结果见表1. 从表1 数据可知, 改性后的PVA 乳液, 其粘度和剥离强度比改性前有明显的提高.
表1 改性前后的PVA 乳液的粘度和剥离强度

 * 注: 鞋用材料的粘合对象主要有人造革与布以及天然革与布.
212 配比对NA—95 胶粘剂性能的影响
改性PVA 乳液与合成橡胶乳液的配比对胶粘剂的性能有显著的影响, 其结果见表2. 根据表2 的数据, 从最主要的使用性能——剥离强度来看, 当选用NA – 95- 3 号胶乳, 即改性PVA 乳液与合成橡胶的配比为30/70 时为最佳.
表2 改性PVA 与合成橡胶乳液的不同配比对NA – 95 胶粘剂性能的影响

213 NA—95 胶粘剂的性能
测试了NA – 95 胶粘剂的若干理化性能和使用性能, 并与天然白乳胶作了对比, 结果见表3. 从表3 数据可以看出, NA – 95 胶粘剂的剥离强度高于天然白乳胶, 保存期亦长于天然白乳胶(NA – 95 胶粘剂在不同条件下性能的检测结果将另文报道).
表3 NA – 95 胶粘剂和天然白乳胶性能的比较

 (1) 人造革与布的粘合; (2) 天然革与布的粘合; (3) 外观不分层, 无沉淀或结块, 剥离强度不减弱.

3 问题讨论
(a) 共混改性是高分子化合物及其材料制备时采用的重要方法, 常用于塑料和橡胶制品的生产. 笔者首先制备改性PVA 乳液(一般情况下都以PVA 溶液形式应用) , 然后按比例将改性PVA 乳液和橡
胶乳液混合, 制得性能优于天然白乳胶, 成本低于天然白乳胶的新型水基型鞋用材料胶粘剂, 在实践上成功地将共混改性的方法应用于高分子乳液的合成中.
(b) 采用天然白乳胶(橡胶烃的颗粒为0.1~ 0.01 Lm) 粘合皮革与布, 当胶粘剂完全干燥的时候,在两层材料之间形成一层薄的弹性膜, 由于微小的橡胶颗粒向两侧材料渗透, 所以弹性膜就可能沿两个侧面有众多“橡胶纤维”分别深入到两种被粘材料之间, 达到粘合作用. 采用NA – 95 胶粘剂粘合皮革与布时, 除了保持天然白乳胶的上述特性外, 还有一层改性PVA 薄膜“复合”于橡胶的弹性薄膜中. 此外, 在改性PVA 网络大分子中还有少量未交联的羟基, 后者与布纤维素大分子的羟基和革(人造革) 大分子的酰胺基都是极性基团, 它们之间可以形成较强的氢键. 该因素的作用可能是NA – 95 胶粘剂的粘接力(剥离强度) 明显高于天然白乳胶的原因.
(c) 在实验室试制两批(50 kg) 样品, 提供给生产鞋材的厂家使用, 用户对使用效果表示满意. 说明所选择的技术路线、配方和工艺比较可靠, 产品的质量比较高.乳液型的胶粘剂是以高分子化合物为分散相, 以水为分散介质的分散体系, 它涉及到高分子化学和高分子物理等多方面的诸多因素, 对乳液的形成、特性, 以及乳液胶粘剂的粘合机理尚待深入研究和探讨.

4 结语
根据市场需要, 采用共混改性的方法, 选择比较理想的配方和工艺合成的NA – 95 水基型鞋用材料胶粘剂, 其主要性能优于天然白乳胶, 成本低于天然白乳胶, 完全可以代替天然白乳胶作为生产复合鞋用材料的新型胶粘剂. 预期投产后将获得显著的经济效益和社会效益.

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