環(huán)保乳膠漿在膠鞋制造中的應(yīng)用研究

    1  前言

    隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長和人民生活水平的日益提高，人們對身體健康和環(huán)境的保護(hù)意識也越來越強(qiáng)。在我們膠鞋制造業(yè)也越來越多地采用環(huán)保材料，特別是在膠粘劑的選用上，逐步由過去的汽油漿、甲苯漿轉(zhuǎn)化為采用現(xiàn)在的水質(zhì)乳膠漿。乳膠漿在膠鞋制造中的應(yīng)用包括合布漿、中底布漿、圍條漿和膠面鞋中的噴漿等。乳膠漿以水為溶劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)膠漿中的汽油。常用的乳膠漿有天然橡膠膠乳、氯丁膠乳、高苯膠乳、丁苯膠乳等。近年石油價(jià)，格的大幅上漲又大大提高了汽油膠漿的成本，因此。具有水基粘合體系的乳膠漿以其安全、無公害及節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)成為膠鞋制造業(yè)歷史發(fā)展的必然。

    2  乳膠漿的優(yōu)缺點(diǎn)評價(jià)

    2.1  乳膠漿在我國膠鞋制造中之所以能占主導(dǎo)地位，并非出于偶然，而歸功于它擁有多方面的優(yōu)點(diǎn)

    (1)與汽油膠漿相比，制作工序簡單，不需要使用煉膠機(jī)這樣的重型設(shè)備，能耗也低。

    (2)由于免除溶劑(汽油、甲苯)的使用，不僅節(jié)省汽油，而且可免除操作工人長期接觸溶劑后帶來的職業(yè)病隱患。

    (3)安全生產(chǎn)也是一大優(yōu)點(diǎn)，使用汽油膠漿，溶劑揮發(fā)后的氣體不可避免地會彌漫車間，有可能引發(fā)火災(zāi)事故，而這種災(zāi)害性的問題對乳膠漿來說是不存在的。

    (4)乳膠漿的焦燒傾向明顯低于汽油膠漿

    2.2  乳膠漿也有其不利的一面

    (1)乳膠漿是水基分散體系，因水分的揮發(fā)速度大大低于溶劑，故刷漿后的干燥時(shí)間較長，成型和硫化之間要設(shè)置熱空氣干燥裝置，以加速水分的揮發(fā)。

    (2)雖然免除了攪拌制漿，但乳膠漿中所配用的硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑不溶于水，需長時(shí)間球磨而制得均勻的分散體，才能和乳膠混合、分散，而球磨是一個(gè)冗長的過程，一般需要72小時(shí)。

    (3)對溫度較敏感，具體表現(xiàn)為存放中變異性較大而穩(wěn)定性較差，有時(shí)會帶來一些質(zhì)量問題，如開膠、氣泡等。

    (4)用作合布漿時(shí)挺性較差。

    盡管存在以上一些缺點(diǎn)，但只要配以適當(dāng)?shù)膹浹a(bǔ)組份，工藝條件嚴(yán)格控制，各項(xiàng)技術(shù)性能并不遜于汽油膠漿。

    3  乳膠漿的制備

    3.1  配合劑水分散體的制備

    (1)水溶性助劑

    這類助劑是乳膠專用的，包括去氨劑(甲醛)、穩(wěn)定劑(氫氧化鉀、酪素和平平加O)、分散劑(拉開粉)、擴(kuò)散劑、滲透劑、增稠劑(聚丙烯酰胺、硅酸鈉等)等，它們都是水溶性的，故可直接加入乳膠中。但為了達(dá)到分散均勻的效果，一般先按濃度要求配成水溶液后再添加。

    (2)非水溶性助劑

    包括硫磺、促進(jìn)劑、活性劑、防老劑、增粘劑。它們之中大部分是非水溶性的，因此在添加到乳膠之前，需先制成水分散體，否則會導(dǎo)致膠漿粘度明顯上升，甚至凝固。水分散體的制備通常采用球磨機(jī)或膠體磨進(jìn)行，步驟如下：

    ①對球磨用的磁罐和磁球進(jìn)行洗凈；

    ②按比例將待磨材料連同穩(wěn)定劑、軟水倒入球磨罐中，待磨劑與穩(wěn)定劑加軟水的重量比大致為2：1；

    ③球磨時(shí)間隨不同對象而異，為24-90小時(shí)，一般為72/小時(shí)；

    ④球磨過程中要經(jīng)常檢查球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

    3.2  乳膠漿的制備

    (1)準(zhǔn)確稱配乳膠和各種經(jīng)過球磨的非水溶性配合劑的分散體；

    (2)先將穩(wěn)定劑、分散劑等各種水溶性材料加入膠乳，隨加隨攪拌均勻，然后加入各種已球磨好的水分散體，投加的先后順序依次為氧化鋅、防老劑、促進(jìn)劑、硫磺；

    (3)加軟水并攪拌均勻；

    (4)最后調(diào)整pH值到8-11的范圍，因?yàn)槿槟z漿的穩(wěn)定性隨pH值的變化而變化，按pH由小到大，可把乳膠漿的穩(wěn)定性大致分為三個(gè)階段：<3呈穩(wěn)定，3-7不穩(wěn)定，>7又進(jìn)入穩(wěn)定。由于在酸性條件下，乳膠漿立即失去加工所需的流動性而凝固，所以取8-11的pH值，適宜于儲存和加工。

    4  乳膠漿的應(yīng)用

    乳膠漿是天然橡膠或合成膠微粒分散于水介質(zhì)中，呈水分散體狀態(tài)的高聚物，因此具有無毒害的優(yōu)點(diǎn)。但乳膠中的水份揮發(fā)較汽油、甲苯等溶劑揮發(fā)慢，但只要從工藝(干燥時(shí)間、干燥溫度)上加以彌補(bǔ)便會得到較好應(yīng)用。其應(yīng)用情況如下：

    4.1  膠鞋圍條膠漿

    膠鞋的鞋幫與圍條粘合前，須在鞋幫的底部邊沿，浸涂一層膠漿(俗稱邊漿)，其目的是增加圍條(膠條)與鞋幫面料織物的粘著力。現(xiàn)在提供一個(gè)生產(chǎn)實(shí)用圍條膠漿配方如下：

    (1)天然乳膠100；KOH 0.3；平平加O 0.5；滲透劑JFC 0.9；拉開粉0.5；促進(jìn)劑DM 0.7；TMTD0.35；硫磺1；氧化鋅1；防老劑0.5；增稠劑適量；軟水 適量。

    (2)氯丁膠乳100；平平加O 0.96；,IFC 0.63；DM0.67；TMTD 0.16；硫磺0.85；氧化鋅0.85；增稠劑適量。

    圍條膠漿配制及應(yīng)用中的技術(shù)問題，許多因素影。向圍條與鞋幫面料的粘附力，首先是乳膠漿的硫化速度與圍條膠同步進(jìn)行，否則影響其粘著力。因此各種配合組份一定要根據(jù)不同幫面采用不同配合量。貼圍條時(shí)的壓力也影響粘著力，現(xiàn)在是采用壓機(jī)成型，壓力應(yīng)在0.3-0.4MPa，加壓穩(wěn)定時(shí)間為3秒鐘。另外，配制好的乳膠漿存放時(shí)間不能太長，最好在1-2天內(nèi)用完，否則其粘著力會下降。

    4.2  膠鞋合布膠漿

    所謂合布膠漿就是將膠鞋的面料與里子布粘合起來所用的膠漿，要求不脫層“即是要求二者粘合后經(jīng)過各道工序例如疊布、裁斷、縫幫、成鞋等一系列工藝操作過程不脫層”。實(shí)驗(yàn)證明，用乳膠漿配以適當(dāng)?shù)脑稣硠┖喜紩r(shí)性能良好，成本亦較低廉。舉例配方如下：

    (1)天然乳膠100；KOH0.3；平平加O 0.67；促進(jìn)劑DM 0.4；硫磺0.7；氧化鋅0.5；增粘劑HDX61.54；1：4聚乙烯醇溶液18.46。

    (2)丁苯膠乳50；高苯膠乳50；平平加O 0.81；DM0.51；TMTD 0.18；硫磺0.86；氧化鋅0.61；增粘劑適量。

    合布時(shí)工藝參數(shù)：刮制烘干溫度120%-140℃，速度500-800米/小時(shí)，刮膠厚度0.8-1.5毫米。

    5  環(huán)保乳膠漿的發(fā)展前景

    如前所述，乳膠漿作為水基膠粘劑，優(yōu)點(diǎn)很多，但也存在缺點(diǎn)，這正是我們的改進(jìn)方向。針對乳膠漿的缺點(diǎn)，近年來我們進(jìn)行了大量改進(jìn)試驗(yàn)，有的取得了一定效果。

    (1)簡化非水溶性分散體配制

    按照現(xiàn)行工藝，乳膠漿的工序繁瑣，主要在于球磨。其次，各種助劑配比不同，容易出錯(cuò)。所以，改用膠體磨研磨助劑原料，只需1-2小時(shí)；同時(shí)，將各種分散體原料按通用比例先配合在一起，然后進(jìn)行研磨，制成通用分散體，直接加入乳膠漿中。

    (2)對乳膠漿進(jìn)行改性

    針對乳膠漿性能上的某些欠缺(例如挺性不如汽油膠漿、稠度不夠)，發(fā)現(xiàn)添加某些成份可以得到彌補(bǔ)。

    ①硅酸鈉(水玻璃)

    對乳膠漿有穩(wěn)定和增稠作用，有利于涂刷工藝。

    ②聚乙烯醇

    是一種水溶性的聚合物，能提高乳膠漿的粘性，并起增稠作用。

    ③聚丙烯酰胺

    能兼起增稠、增挺和增粘等多種作用。

    ④現(xiàn)在許多化工廠又研制出一些新型增粘劑和增粘樹脂，在合布膠漿中得到了很好的應(yīng)用。

    以上各種成份和膠乳之間互相取長補(bǔ)短，提高了乳膠漿的綜合性能。因此，以水為介質(zhì)的環(huán)保乳膠漿在膠鞋制造業(yè)中有著良好的發(fā)展前景。