CN106318270A - 防水靴黑色粘合浆及其制备方法及应用 - Google Patents

防水靴黑色粘合浆及其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防水靴黑色粘合浆及其制备方法及应用。本发明以醋酸丁酯与汽油作为分散介质，本发明的胶粘剂主要用于粘合胶鞋围条与防水黑色雨布鞋帮，通过合理的橡胶极性环境实现了胶粘剂与鞋用胶部件的同步正硫化，使胶鞋粘合强度既高又稳定，充分保障黑色防水雨布胶鞋的使用寿命，有效消除胶粘剂被水浸渍后从帮面上脱落、解决了防水黑色雨布胶鞋粘合条脱胶的质量问题，显著提高了胶粘剂与黑色雨布的粘合强度，降低生产成本，实现防水雨靴的轻量化。

Description

防水靴黑色粘合浆及其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂制备领域，尤其是一种防水靴黑色粘合浆及其制备方法及应用。
背景技术
胶鞋的粘合胶浆，又名胶粘剂，俗称胶浆，其用途是粘合胶鞋围条与鞋帮，使胶鞋围条胶片与鞋帮形成牢固的整体。判定胶粘剂性能的主要指标是胶鞋围条胶片与鞋帮的粘合强度，常常以测定的胶鞋围条胶片与鞋帮的粘合强度值来表示胶粘剂对胶鞋粘合性能的优劣。
一般情况下，防水靴使用橡胶或塑料作为靴面进行防水，由于橡胶及塑料所制造的靴鞋重量较大，在使用过程中体力消耗大。为了减轻防水作业过程中人体消耗，采用防水黑色雨布作为靴鞋的帮面材料制作与橡胶粘合的防水靴。然而，这样一来常规橡胶与防水黑色雨布粘合成为完成工作的最大难题。采用天然橡胶为主体的溶剂型橡胶浆和乳胶浆，都不能完成黑色雨布与橡胶的粘合共硫化。试验过程中，表现出的质量问题是粘合剂从布面上脱落。
发明内容
本发明的目的是：提供一种防水靴黑色粘合浆及其制备方法及应用，它能有效提高胶粘剂与黑色雨布的粘合强度，降低生产成本，实现防水雨靴的轻量化，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：防水靴黑色粘合浆，按照重量份计算，它包括以烟胶8-12份、氯丁橡胶88-92份、硫化剂0.4-0.6份、促进剂0.4-0.6份、纳米氧化锌4-6份、活性氧化镁3-5份、增粘树脂9-11份和N330炭黑0.2～0.5份及混合溶剂95-105份为制备原料。
它包括以烟胶10份、氯丁橡胶90份、硫化剂0.5份、促进剂0.5份、纳米氧化锌5份、活性氧化镁4份、增粘树脂10份和N330炭黑0.3份及混合溶剂100份为制备原料。
还包括防老剂CD 1.80～2.2份及防老剂H0.4-0.6份。
每100份混合溶剂由醋酸丁酯70份与120#汽油30份配制而成；氯丁橡胶由等量的CR232氯丁橡胶45份和45份CR2411氯丁橡胶组成，所述增粘树脂型号为2402酚醛树脂。
防水靴黑色粘合浆的制备方法，按上述质量份数取各组分，包括如下步骤：
1)制备合炼胶：将3-6份烟胶与氯丁橡胶在开炼机上，于0-1mm辊距、温度40-50℃条件下薄通过10道，使两种橡胶混合均匀，获得合炼胶；
2)制备混炼胶：向开炼机中投入合炼胶，并依次加入N330炭黑、促进剂、活性氧化镁及增粘树脂，炼到所有粉料都分散均匀，下片、存放，得混炼胶；
3)制作硫化剂母胶：将3-6份烟胶加入开放式炼胶机，包辊后加入硫化剂和纳米氧化锌，将粉料混炼均匀，即得硫化剂母胶；
4)制作粘合胶浆：
首先，将硫化剂母胶在开放式炼胶机上薄通到0.5-1mm胶片，现剪成宽度5-10cm、长度10-15cm的片状胶条，放入18-22份混合溶剂中浸泡3-5小时，浸泡期间每半小时搅拌一次，使母胶充分被混合溶剂溶胀并搅拌成浆体，得硫化剂母胶浆；
其次，将混炼胶切成厚度3-5mm、长度5-6cm、宽度4-5cm的胶片；加入盛有28-32份混合溶剂中的胶浆搅拌机中，搅拌到胶片与溶剂全部相溶后，再将加入19-22份混合溶剂，并搅拌到混合溶剂吃进胶体，最后将剩余的混合溶剂全部加入，搅拌均匀；然后加入硫化剂母胶浆，搅拌到硫化剂母胶浆充分分散均匀，即得防水靴黑色粘合浆。
在步骤2)所述的制备混炼胶时，加入防老剂CD 1.80～2.2份及防老剂H0.4-0.6份。
防水靴黑色粘合浆的使用方法，将防水靴黑色粘合浆涂刷于防水黑色雨布缝合线处，刷胶浆两侧边宽距离缝接中心7-8mm，胶浆厚度以覆盖布层形成0.2-0.4mm厚度的一层，得涂浆黑色雨布A；再于宽度12-13mm的黑色雨布条上涂刷防水靴黑色粘合浆，厚度要求同涂浆黑色雨布A，将涂浆的黑色雨布及黑色雨布条放于60-65℃干燥箱内烘干50-60分钟后，将两者涂浆面粘合在一起，将其合牢固，再于不高于136℃的胶鞋混汽硫化工艺条件下硫化30分钟，即到得粘合成品。
在防水靴黑色粘合浆存放过程中，当室温低于18℃时要求将胶浆放于25-30℃环境中进行保温，以防止胶浆结晶。
发明人在研制本发明的过程中解决了诸多技术问题：
一、胶粘剂与鞋面各个胶部件的同步正硫化问题
防水靴黑色粘合浆是用于帮面为防水黑色雨布的胶鞋生产，首先要保证胶粘剂和黑色雨布、各个胶部件之间同步正硫化，所以，胶粘剂采用了纳米氧化锌4-6份、活性氧化镁3-5份的氯丁橡胶体系。一般来说，橡胶硫化过程中要实现帮面与橡胶体的固着，必须实现以下条件：其一是橡胶橡胶混炼胶与橡胶浆共硫化交联，其二是粘合剂与帮面材料的附着粘合。针对后者，又与帮面材料的表面结构与化学性质密切相关。表面具有类网状结构的材料与橡胶的粘通常以粘合剂渗透进纺织网里层形成抛锚效应能实现对帮面材料的粘合；表面光滑无丝织状结构的材料，粘合剂无法渗透形成抛锚效果形成粘合，只有与待粘材料形成化学反应产生交联键才能实现对光滑材料的粘合。防水黑色雨布外表面光滑，只有化学交联方式才能实现粘合剂对帮面材料的粘合。通常地，天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶为主体的橡胶浆不能与防布粘合。
发明人研究了橡胶品牌与胶粘剂粘合强度的对应关系，得出了：胶粘剂使用橡胶极性越低，粘合强度越低，而橡胶极性越高则胶鞋的粘合强度越高，合理的橡胶极性环境可实现胶粘剂与鞋用胶部件的同步正硫化，使胶鞋粘合强度既高又稳定，充分保障黑色防水雨布胶鞋的使用寿命。
表1橡胶品种对防水黑色雨布粘合性能的影响
种类 天然橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 丁腈橡胶 再生橡胶 氯丁橡胶
粘合性 无 无 无 无 无 良好
通过表1可知，防水靴黑色粘合浆中使用氯丁橡胶为主体，粘合剂的粘合强度处于较好的水平，能保障胶鞋的使用寿命。采用氯丁橡胶为主体，实现胶鞋粘合剂与鞋的各部件同步正硫化，确保胶鞋粘合强度既高又稳定。
二、防水靴黑色粘合浆的老化
自然条件对胶粘剂的老化作用，使得鞋面上的胶粘剂老化变质，粘合剂内在性能质变，粘合力逐步降低，遇水浸渍时易从鞋帮上脱落，严重影响黑色防水雨布胶鞋使用寿命。使用符合胶粘剂体系需求的橡胶防老剂，有效阻止了自然条件对胶粘剂的老化作用，使胶粘剂性能保持长久，有效消除胶粘剂被水浸渍后从帮面上脱落、解决了防水黑色雨布胶鞋粘合条脱胶的质量问题。
三、防水靴黑色粘合浆的配方研究
1、方法及设备
如表2和表3所示，各原料用量在试验号中进行变量。
制备方法：
(1)混炼胶的制备：第一步，制备合炼胶：将5份烟胶与90份氯丁橡胶在开炼机上，于0-1mm辊距、温度40-50℃条件下薄通过10道，使两种橡胶混合均匀。
第二步，制备混炼胶：向开炼机(XK-400)投入合炼胶95份，依次加入N330炭黑0.3份、促进剂0.5份、防老剂CD 2份、防老剂H 0.5份、活性氧化镁4份、增粘树脂10份，炼到所有粉料都分散均匀，下片，存放，得混炼胶。待制浆工序使用。
第三步，制作硫化剂母胶：将5份烟胶加入开放式炼胶机，包辊后加入硫化剂0.5份和纳米氧化锌5份，将粉料混炼均匀，即得硫化剂母胶。
(2)制作粘合胶浆：
首先，将10.5份硫化剂母胶在开放式炼胶机上薄通到0.5-1mm胶片，现剪成宽度5-10cm、长度10-15cm的片状胶条，放入20份汽油中浸泡3-5小时，浸泡期间第半小时手工搅拌一次，使母胶充分被汽油溶胀并搅拌成浆体，得硫化剂母胶浆。
其次，将混炼胶(重量100份)切成厚度3-5mm、长度5-6cm、宽度4-5cm的胶片。加入盛有30份混合溶剂中的胶浆搅拌机中，搅拌到胶片与溶剂全部相溶，加入20份混合溶剂、搅拌到混合溶剂吃进胶体，再加入35份混合溶剂，搅拌均匀。然后加入30.5份硫化剂母胶浆，搅拌到硫化剂母胶浆充分分散均匀，即得防水靴黑色粘合浆，其浓度为使用重量38.6克行程100mm的仿玻美比重计测量，有效行程所用时间为14-18秒。
(3)粘合浆的应用：用宽度为15mm的羊毛排笔刷醮取防水靴黑色粘合浆，涂刷于防水黑色雨布缝合线处，刷胶浆两侧边宽距离缝接中心7-8mm，胶浆厚度以刚好覆盖布层形成约0.3mm厚度的一薄层得涂浆黑色雨布A。再于宽度12-13mm的黑色雨布条上涂刷防水靴黑色粘合浆，(厚度要求同涂浆黑色雨布A)，将涂浆的黑色雨布及黑色雨布条放于60-65℃干燥箱内烘干50-60分钟。将两者涂浆面粘合在一起，用平面手辊滚粘合牢固，再于不高于136℃的胶鞋混汽硫化工艺条件下硫化30分钟，即到得粘合成品。
2.检测粘合质量：
(1)检测粘合部位外观质量
(2)测量粘合部位的粘合强度。按照GB/T 532-2008硫化橡胶或热塑性橡胶与织物粘合强度的测定进行。
3.试验设备
(1)炼胶设备：XK-160开放式炼胶机
(2)制浆设备：搅拌机
(3)粘合强度检测设备：AL2500拉力试验机(高铁检测仪器)
2、实验数据
(1)基本配方试验
表2配方研究
经过试验得出：该粘合剂橡胶配方为烟胶10份、氯丁橡胶90份、硫化剂0.5份、促进剂0.5份、纳米氧化锌5份、活性氧化镁4份、增粘树脂10份。
(2)着色剂试验：
表3着色剂对粘合剂性能影响
表3得出结果，黑色剂N330炭黑用量在0.2-0.4份为最佳水平，取最佳用量0.3份。
(3)溶剂用量试验
表4粘合剂使用溶剂品种及用量试验对照表
表4试验得出，该粘合剂的最佳溶剂配比为：混胶100克，120#汽油30克、醋酸丁酯70克。
3、结论
通过表2、3、4得出，配方“烟胶10份、氯丁橡胶90份、硫化剂0.5份、促进剂0.5份、纳米氧化锌5份、活性氧化镁4份、增粘树脂10份和N330炭黑0.3份、混合溶剂100份(120#汽油：醋酸丁酯＝30：70)”的粘合性能最好、工艺性能最佳。
四、制备工艺的研究
为了实现防水黑色雨布自身及与鞋用其它胶部件的同步硫化粘合，本粘合剂采用的氯丁橡胶与天然橡胶并用为主体。消除了全天然橡胶主体材料橡胶与防水黑色雨布的亲和力差的缺点，又解决了粘合剂全用氯丁橡胶开成的胶浆体表面粘性维持时间短的粘合工艺难题。提高了粘合剂的工艺性能和粘合性能的稳定性。粘合浆的制备一般分三个步骤：塑炼胶制备、混炼胶制备、胶粘剂制浆，在此工艺中，塑炼胶工艺、打浆程序、烘干条件是影响粘合性能的主要参数。
1、塑炼胶制备工艺研究
(1)塑炼胶可塑度研究：
表5塑炼胶可塑度与粘合性能影响
通过表5试验数据得出，塑炼胶的最佳可塑度为0.36-0.40。
(2)炼胶机温度研究
表6炼胶机温度对塑炼胶质量影响
通过表6得出，制造塑炼胶所用炼胶机辊筒表面温度最佳范围是30-40℃。
2、制浆加工研究
(1)制浆程序研究
表7制浆程序对粘合剂质量影响
通过表7得出，粘合剂的最佳制作程序为：首先，将10.5份硫化剂母胶在开放式炼胶机上薄通到0.5-1mm胶片，现剪成宽度5-10cm、长度10-15cm的片状胶条，放入20份汽油中浸泡3-5小时，浸泡期间第半小时手工搅拌一次，使母胶充分被汽油溶胀并搅拌成浆体，得硫化剂母胶浆。其次，将混炼胶(重量100份)切成厚度3-5mm、长度5-6cm、宽度4-5cm的胶片。加入盛有30份混合溶剂中的胶浆搅拌机中，搅拌到胶片与溶剂全部相溶，加入20份混合溶剂、搅拌到混合溶剂吃进胶体，再加入35份混合溶剂，搅拌均匀。然后加入30.5份硫化剂母胶浆，搅拌到硫化剂母胶浆充分分散均匀，即得防水靴黑色粘合浆。
(2)浆体浓度研究
表8粘合剂浓度影响对照表
表8试验得出，粘合剂的以佳浓度为14-18秒。
3.应用条件研究
(1)烘干温度研究
表9粘合剂干燥温度对粘合性能影响
表9得出结论，粘合剂的最佳干燥温度为61-65℃。
(2)烘干时间研究
表9粘合剂干燥时间对粘合性能影响
表9得出结论，粘合剂的最佳干燥时间为61-65分钟。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明以醋酸丁酯与汽油作为分散介质，本发明的胶粘剂主要用于粘合胶鞋围条与防水黑色雨布鞋帮，通过合理的橡胶极性环境实现了胶粘剂与鞋用胶部件的同步正硫化，使胶鞋粘合强度既高又稳定，充分保障黑色防水雨布胶鞋的使用寿命，有效消除胶粘剂被水浸渍后从帮面上脱落、解决了防水黑色雨布胶鞋粘合条脱胶的质量问题，显著提高了胶粘剂与黑色雨布的粘合强度，降低生产成本，实现防水雨靴的轻量化。本发明简单易行，成本低廉，使用效果好。
具体实施方式
本发明的实施例1：防水靴黑色粘合浆，按照重量份计算，它包括以烟胶10份、氯丁橡胶90份、硫化剂0.5份、促进剂0.5份、纳米氧化锌5份、活性氧化镁4份、增粘树脂10份和N330炭黑0.3份及混合溶剂100份为制备原料；每100份混合溶剂由醋酸丁酯70份与120#汽油30份配制而成；氯丁橡胶由等量的CR232氯丁橡胶45份和45份CR2411氯丁橡胶组成，所述增粘树脂型号为2402酚醛树脂。
防水靴黑色粘合浆的制备方法，按上述质量份数取各组分，包括如下步骤：
1)制备合炼胶：将5份烟胶与氯丁橡胶在开炼机上，于0-1mm辊距、温度40-50℃条件下薄通过10道，使两种橡胶混合均匀，获得合炼胶；
2)制备混炼胶：向开炼机(XK-400)中投入合炼胶，并依次加入N330炭黑、促进剂、活性氧化镁及增粘树脂，炼到所有粉料都分散均匀，下片、存放，得混炼胶；
3)制作硫化剂母胶：将5份烟胶加入开放式炼胶机，包辊后加入硫化剂和纳米氧化锌，将粉料混炼均匀，即得硫化剂母胶；
4)制作粘合胶浆：
首先，将硫化剂母胶在开放式炼胶机上薄通到0.5-1mm胶片，现剪成宽度5-10cm、长度10-15cm的片状胶条，放入20份混合溶剂中浸泡3-5小时，浸泡期间每半小时搅拌一次，使母胶充分被混合溶剂溶胀并搅拌成浆体，得硫化剂母胶浆；
其次，将混炼胶切成厚度3-5mm、长度5-6cm、宽度4-5cm的胶片；加入盛有30份混合溶剂中的胶浆搅拌机中，搅拌到胶片与溶剂全部相溶后，再将加入20份混合溶剂，并搅拌到混合溶剂吃进胶体，最后将剩余的混合溶剂全部加入，搅拌均匀；然后加入硫化剂母胶浆，搅拌到硫化剂母胶浆充分分散均匀，即得防水靴黑色粘合浆。防水靴黑色粘合浆的浓度为使用重量38.6克行程100mm的仿玻美比重计测量，有效行程所用时间为14-18秒。
防水靴黑色粘合浆的使用方法，用宽度为15mm的羊毛排笔刷醮取防水靴黑色粘合浆，将防水靴黑色粘合浆涂刷于防水黑色雨布缝合线处，刷胶浆两侧边宽距离缝接中心7-8mm，胶浆厚度以覆盖布层形成0.2-0.4mm厚度的一层，得涂浆黑色雨布A；再于宽度12-13mm的黑色雨布条上涂刷防水靴黑色粘合浆，厚度要求同涂浆黑色雨布A，将涂浆的黑色雨布及黑色雨布条放于60-65℃干燥箱内烘干50-60分钟后，将两者涂浆面粘合在一起，将其合牢固，再于不高于136℃的胶鞋混汽硫化工艺条件下硫化30分钟，即到得粘合成品。
本发明的实施例2：防水靴黑色粘合浆，按照重量份计算，它包括以烟胶12份、氯丁橡胶88份、硫化剂0.5份、促进剂0.4份、纳米氧化锌5份、活性氧化镁4份、防老剂CD 2份、防老剂H0.5份、增粘树脂11份和N330炭黑0.3份及混合溶剂102份为制备原料；每100份混合溶剂由醋酸丁酯70份与120#汽油30份配制而成；氯丁橡胶由等量的CR232氯丁橡胶45份和45份CR2411氯丁橡胶组成，所述增粘树脂型号为2402酚醛树脂。
制备方法同实施例1，但是在步骤2)所述的制备混炼胶时，加入防老剂CD 2份及防老剂H0.5份。
使用方法同实施例1。

Claims (7)

1.一种防水靴黑色粘合浆，其特征在于：按照重量份计算，它包括以烟胶8-12份、氯丁橡胶88-92份、硫化剂0.4-0.6份、促进剂0.4-0.6份、纳米氧化锌4-6份、活性氧化镁3-5份、增粘树脂9-11份和N330炭黑0.2～0.5份及混合溶剂95-105份为制备原料。
2.根据权利要求1所述的防水靴黑色粘合浆，其特征在于：它包括以烟胶10份、氯丁橡胶90份、硫化剂0.5份、促进剂0.5份、纳米氧化锌5份、活性氧化镁4份、增粘树脂10份和N330炭黑0.3份及混合溶剂100份为制备原料。
3.根据权利要求1或2所述的防水靴黑色粘合浆，其特征在于：还包括防老剂CD 1.80～2.2份及防老剂H 0.4-0.6份。
4.根据权利要求1或2所述的防水靴黑色粘合浆，其特征在于：每100份混合溶剂由醋酸丁酯70份与120#汽油30份配制而成；氯丁橡胶由等量的CR232氯丁橡胶45份和45份CR2411氯丁橡胶组成，所述增粘树脂型号为2402酚醛树脂。
5.一种如权利要求1或2所述的防水靴黑色粘合浆的制备方法，其特征在于：按上述质量份数取各组分，包括如下步骤：
1)制备合炼胶：将3-6份烟胶与氯丁橡胶在开炼机上，于0-1mm辊距、温度40-50℃条件下薄通过10道，使两种橡胶混合均匀，获得合炼胶；
2)制备混炼胶：向开炼机中投入合炼胶，并依次加入N330炭黑、促进剂、活性氧化镁及增粘树脂，炼到所有粉料都分散均匀，下片、存放，得混炼胶；
3)制作硫化剂母胶：将3-6份烟胶加入开放式炼胶机，包辊后加入硫化剂和纳米氧化锌，将粉料混炼均匀，即得硫化剂母胶；
4)制作粘合胶浆：
首先，将硫化剂母胶在开放式炼胶机上薄通到0.5-1mm胶片，现剪成宽度5-10cm、长度10-15cm的片状胶条，放入18-22份混合溶剂中浸泡3-5小时，浸泡期间每半小时搅拌一次，使母胶充分被混合溶剂溶胀并搅拌成浆体，得硫化剂母胶浆；
其次，将混炼胶切成厚度3-5mm、长度5-6cm、宽度4-5cm的胶片；加入盛有28-32份混合溶剂中的胶浆搅拌机中，搅拌到胶片与溶剂全部相溶后，再将加入19-22份混合溶剂，并搅拌到混合溶剂吃进胶体，最后将剩余的混合溶剂全部加入，搅拌均匀；然后加入硫化剂母胶浆，搅拌到硫化剂母胶浆充分分散均匀，即得防水靴黑色粘合浆。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤2)所述的制备混炼胶时，加入防老剂CD 1.80～2.2份及防老剂H0.4-0.6份。
7.如权利要求1或2所述的防水靴黑色粘合浆的使用方法，其特征在于：将防水靴黑色粘合浆涂刷于防水黑色雨布缝合线处，刷胶浆两侧边宽距离缝接中心7-8mm，胶浆厚度以覆盖布层形成0.2-0.4mm厚度的一层，得涂浆黑色雨布A；再于宽度12-13mm的黑色雨布条上涂刷防水靴黑色粘合浆，厚度要求同涂浆黑色雨布A，将涂浆的黑色雨布及黑色雨布条放于60-65℃干燥箱内烘干50-60分钟后，将两者涂浆面粘合在一起，将其合牢固，再于不高于136℃的胶鞋混汽硫化工艺条件下硫化30分钟，即到得粘合成品。
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