一种喷涂用水性胶及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及水性胶领域，尤其是一种喷涂用水性胶及其制备方法与应用。
背景技术
传统的制鞋工艺，是由人工涂刷胶水，一条流水线通常需要4名刷胶工人。为减少鞋业的人力需求，提高制鞋的效率，自动化连续生产一直是鞋业努力追求的目标，其中最重要的一个环节就是实现胶水的自动喷涂。目前行业内已实现喷涂油性胶的连续量产，但由于油性胶含有较高的VOC，不利于环境保护和现场人员的健康，水性胶则可以很好的解决这些问题。
由于常用的水性胶喷涂过程中很容易出现阻塞管道和喷嘴；再加上为了获得较好的耐水解性能，水性胶需要添加硬化剂，也会导致其更加容易阻塞管道和喷嘴，且不利于设备的清洗。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种自动化喷涂用水性胶。所述喷涂用水性胶，雾化效果好，喷涂过程不易堵塞喷嘴和管道；在不添加硬化剂的前提下也具备较好的耐水解性能等其他常规的力学性能。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种喷涂用水性胶，包括以下重量份的成分：水性聚氨酯乳液65-100份、成膜助剂1-10份、消泡剂0.2-2份、润湿剂0.2-2份和增稠剂0.1-2份。
本发明所述喷涂用水性胶，使用聚氨酯为主要基体材料，雾化效果好，喷涂过程中喷嘴和管道不会出现堵塞现象；胶层耐热性好，粘结强度高，同时具备耐水解性能，可满足成品鞋的相关性能要求。采用本发明所述喷涂用水性胶进行自动喷涂比涂刷过程更加快捷，可以取代传统工艺流程中的人工涂刷，可以减少流水线操作工人，同时也能够降低胶水用量，从而降低生产成本。
优选地，所述的喷涂用水性胶，包括以下重量份的成分：水性聚氨酯乳液85-95份、成膜助剂1-5份、消泡剂0.2-1.5份、润湿剂0.2-1.5份和增稠剂0.1-2份。
优选地，所述水性聚氨酯乳液为聚醚多元醇类聚氨酯和聚酯多元醇类聚氨酯的混合物。
更优选地，所述水性聚氨酯乳液包含以下重量份的成分：聚醚多元醇类聚氨酯0～20份和聚酯多元醇类聚氨酯80～100份。
所述水性聚氨酯乳液粘结强度高，耐热性好，初期黏力好，具有耐水解性能，所制作的胶水可适用于各类鞋型，尤其适用于户外鞋型和有耐水要求的运动鞋。
优选地，所述水性聚氨酯乳液的平均粒径小于0.2微米。所述水性聚氨酯乳液在拥有较好耐水解性能的同时，其乳液稳定性佳，也有利于喷涂，不容易堵塞管道及喷嘴，同时也有利于提高雾化效果。
更优选地，所述聚氨酯乳液为Covestro(前Bayer)的U58系列产品。
优选地，所述成膜助剂为醇酯类化合物。所述成膜助剂有效地降低了胶水最低的成膜温度，有助于胶水的成膜性能，且其本身的水解稳定性好，对胶水的耐水解性能影响小。
优选地，所述消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂中的至少一种。所述消泡剂其消泡效果好，对胶水的黏性影响小；可以是但不限于BYK有机硅系列、空气化学聚醚硅烷氧系列消泡剂类产品。
优选地，所述润湿剂为烷基硫酸盐类润湿剂、聚氧乙烯烷基酚醚类润湿剂、硅醇类润湿剂中的至少一种。所述润湿剂可以使胶水更好的铺展在材料表面，达到胶膜均匀且无收缩现象；可以是但不限于聚醚改性硅氧烷润湿剂(BYK系列)、炔二醇类非离子表面活性剂(空气化学系列)产品。
优选地，所述增稠剂为纤维素类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂、非离子型聚氨酯类增稠剂中的至少一种；可以是但不限于万华化学非离子型聚氨酯类增稠剂系列产品。
同时，本发明还提供一种所述的喷涂用水性胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比，加入水性聚氨酯乳液、成膜助剂，搅拌10-20分钟；
(2)加入润湿剂，搅拌10-20分钟；
(3)加入消泡剂，搅拌10-20分钟；
(4)加入增稠剂调至所需粘度，对所得混合料进行过滤，得到喷涂用水性胶。
本发明还提供一种所述的喷涂用水性胶在制备鞋材中的应用。本发明所用喷涂用水性胶利用自动化设备对处理过的鞋底进行喷涂封胶，可以在72小时内在55-65℃的烘箱中活化2-3分钟后，与刷胶、干燥并活化的鞋面进行贴合、压合、冷却后，完成成品鞋的制作。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明所述喷涂用水性胶，雾化效果好，喷涂过程不易堵塞喷嘴和管道，适用于自动化喷涂设备，可实现制鞋流程中的连续喷涂；喷涂的胶膜厚度比传统的涂刷工艺更加均匀，也更容易控制，不易产生积胶，更容易干燥。
本发明所述喷涂用水性胶，粘结强度高，耐热性好，初期黏力好，具有耐水解性能，所制作的胶水可适用于各类鞋型，尤其适用于户外鞋型和有耐水要求的运动鞋。
本发明所述喷涂用水性胶，可以降低胶水使用量，一条生产流水线可以减少4名刷胶工人，有利于减少人工成本；同时自动化也有利于提高生产效率；此外，水性胶不含VOC，更加环保，有利于工人健康。
附图说明
图1为本发明所述喷涂用水性胶制备方法的一种流程图；
图2为本发明所述喷涂用水性胶应用方法的一种流程图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述喷涂用水性胶的一种实施例，本实施例所述喷涂用水性胶，包括以下重量份的成分：聚醚多元醇类聚氨酯和聚酯多元醇类聚氨酯的混合物(U58：90份)，成膜助剂(十二碳醇酯)5份，聚醚改性有机硅类消泡剂(BYK024：0.2份、902W：0.2份)，硅醇类润湿剂(BYK349：0.2份、104BC：0.3份)、非离子型聚氨酯增稠剂(U902：0.1份、U604：0.1份、U300：0.1份)。
本实施例所述喷涂用水性胶通过以下方法制备所得，具体如附图1所示：
(1)按照配比，先后加入特定的水性聚氨酯乳液、成膜助剂，搅拌10-20分钟；
(2)加入润湿剂，搅拌10-20分钟；
(3)加入消泡剂，搅拌10-20分钟；
(4)加入增稠剂调至所需粘度(1000cps-3000cps)，对所得混合料用两百目滤网进行过滤，得到喷涂用水性胶。
实施例2
本发明所述喷涂用水性胶的一种实施例，本实施例所述喷涂用水性胶，包括以下重量份的成分：
聚醚多元醇类聚氨酯和聚酯多元醇类聚氨酯的混合物(U58：85份)，成膜助剂(十二碳醇酯)1份，聚醚改性有机硅类消泡剂(BYK024：0.1份、902W：0.1份)，硅醇类润湿剂(BYK349：0.1份、104BC：0.1份)、非离子型聚氨酯增稠剂(U902：0.1份、U604：0.1份、U300：0.1份)。
本实施例所述喷涂用水性胶的制备方法同实施例1。
实施例3
本发明所述喷涂用水性胶的一种实施例，本实施例所述喷涂用水性胶，包括以下重量份的成分：
聚醚多元醇类聚氨酯和聚酯多元醇类聚氨酯的混合物(U58：95份)，成膜助剂(十二碳醇酯)5份，聚醚改性有机硅类消泡剂(BYK024：0.2份、902W：0.3份)，硅醇类润湿剂(BYK349：0.3份、104BC：0.4份)、非离子型聚氨酯增稠剂(U902：0.1份、U604：0.1份、U300：0.1份)。
本实施例所述喷涂用水性胶的制备方法同实施例1。
实施例4
本发明所述喷涂用水性胶的一种实施例，本实施例所述喷涂用水性胶，包括以下重量份的成分：聚醚多元醇类聚氨酯和聚酯多元醇类聚氨酯的混合物(U58：100份)，成膜助剂(十二碳醇酯)10份，聚醚改性有机硅类消泡剂(BYK024：1份、902W：1份)，硅醇类润湿剂(BYK349：1份、104BC：1份)、非离子型聚氨酯增稠剂(U902：0.1份、U604：0.1份、U300：0.1份)。
本实施例所述喷涂用水性胶的制备方法同实施例1。
实施例5
本发明所述喷涂用水性胶的一种实施例，本实施例所述喷涂用水性胶，包括以下重量份的成分：聚醚多元醇类聚氨酯和聚酯多元醇类聚氨酯的混合物(U58：65份)，成膜助剂(十二碳醇酯)1份，聚醚改性有机硅类消泡剂(BYK024：0.1份、902W：0.1份)，硅醇类润湿剂(BYK349：0.1份、104BC：0.1份)、非离子型聚氨酯增稠剂(U902：0.1份、U604：0.1份、U300：0.1份)。
本实施例所述喷涂用水性胶的制备方法同实施例1。
实施例6
本发明所述喷涂用水性胶的一种实施例，本实施例所述喷涂用水性胶，包括以下重量份的成分：普通的水性聚氨酯(U53：90份)，聚醚改性有机硅类消泡剂(BYK024：0.2份、902W：0.2份)，硅醇类润湿剂(BYK349：0.2份、104BC：0.3份)、非离子型聚氨酯增稠剂(U902：0.1份、U604：0.1份、U300：0.1份)。
本实施例所述喷涂用水性胶的制备方法同实施例1。
本发明所述喷涂用水性胶在应用时，具体应用方法如附图2所示。
自动喷涂设备在一定压力作用下，把处理剂喷涂在鞋底贴合部位，50-55℃干燥1-2min；处理剂烘干后，使用另一个自动喷涂设备把喷涂用水性胶通过喷头喷涂在贴合部位，然后55-65℃的条件下干燥2-3min，使胶层产生初粘性，让其和用传统涂刷处理好的带胶鞋面进行贴合、压合，使鞋面与鞋底上的胶层形成粘结。
室温放置5min，测试初拉力，放置24小时，测试后期拉力，标准为3.0kg/cm；并将传统手工涂刷方式的胶水作为对照组，具体测试结果如表1、表2、表3所示：
表1实施例1～3及对照组水性胶制备得到的材料接着性能
从表1中可以很明显的看出，采用本发明喷涂用水性胶制造的鞋材后期粘结性能与传统手工鞋材涂刷胶水的接着性能接近；目前在鞋用胶行业，鞋厂使用传统的水性胶最多喷涂作业5-10只鞋子，就需要清洗喷头一次；而本发明的喷涂用水性胶在工厂进行喷涂使用，可连续喷涂完成50只鞋子，不出现堵管和堵喷嘴现象，这将大大提高工厂的制造效率。
表2实施例1～3及对照组水性胶制备得到的材料耐热性能
从表2可以看出，采用本发明喷涂用水性胶制造的鞋材初后期耐热性能与传统手工鞋材涂刷胶水的接着性能接近。
表3实施例1～3及对照组水性胶制备得到的材料耐水解性能
从表3可以看出，根据实施例1与实施例6数据对比来看，采用本发明的特殊水性聚氨酯制作的喷涂用水性胶在不添加硬化剂的前提下制造的鞋材，其耐水解性能比用普通水性聚氨酯以相同配方制作的水性胶要好，同时也明显好于传统的单组分水性胶；同鞋业目前在使用(涂刷，非自动化喷涂)的双组份水性胶的耐水解性能相近。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
