一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂及制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂及制备工艺，属于水性聚氨酯技术领域。本发明专利技术的胶粘剂包括原料：生物基聚酯多元醇、端羟基聚醚磺酸盐、脂肪族二异氰酸酯、小分子端羟基扩链剂、小分子端氨基扩链剂、催化剂、消泡剂、抗菌剂、流平剂和增粘树脂。本发明专利技术采用特殊的工艺顺序控制：

【技术实现步骤摘要】
一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂及制备工艺


[0001]本专利技术涉及水性聚氨酯
，特别是涉及一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂及制备工艺。

技术介绍

[0002]水性聚氨酯胶粘剂具有低VOC含量、环境污染小、不燃等特点，是聚氨酯胶粘剂的重点发展方向。鞋用水性聚氨酯胶粘剂的报道相对较少，且目前国产的水性聚氨酯胶粘剂在结晶速度(即初粘性)、耐热性等方面均不及溶剂型胶，因而未能大面积使用。结晶速度慢的直接体现为初粘力差，造成制鞋流水线所需压合时间延长，生产效率降低，尤其对于一些张力大、回弹性大的硬质鞋底，水性胶的使用效果不佳。在夏季集装箱或厢式货车运输鞋品途中，其内温度可达到60～70℃，它的耐热性差容易导致鞋底后期出现开胶风险，从而降低鞋品的品质。
[0003]专利CN 109401716 A采用异氰酸酯与短链双官能团化合物反应生成硬段，利用硬段作为晶核诱导自身结晶，以此来提高结晶速度。但以此法合成的水性PU胶硬段含量过高，不易被丙酮溶解，且乳化过程中易出现粘度明显增大，乳化困难的问题，后期储存过程中易出现沉淀、分层现象。专利CN 108300402 A提出一种含纳米二氧化硅的聚氨酯乳液胶黏剂，采用纳米有机蒙脱土做封端剂，起到补强和诱导聚氨酯分子链结晶的效果，提高胶黏剂的初粘力。但无机物和有机物的相容性较差，虽然上述技术方案使用特定原料与无机物相匹配，但原料的批次差异甚至储存条件变化等均可能造成絮凝、沉淀等现象，大大增加了后期储存、运输及使用过程中的风险。
[0004]近年来，生物基产品及洁净生活环境问题已经成为世界科技领域的前沿。以生物基材料为原料生产环境友好的化工产品是人类实现可持续发展的必由之路。生物基材料可以从动植物成分中提取，大大降低了人类对不可再生的化石能源的依赖，提高了环境的友好性。因此开发一种高结晶性(即初粘快)、耐热性好、环境友好的生物基水性聚氨酯胶粘剂尤为重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂及制备工艺。本专利技术通过提高水性PU大分子中的聚酯软段的重复单元碳原子数量，以生物基长链二元酸为基础材料，经过一系列实验以及测试对比，制备出可用于合成水性聚氨酯胶粘剂的高结晶性聚酯多元醇，进而合成出高性能的鞋用水性聚氨酯胶粘剂。在绿色环保材料
‑
水性聚氨酯基础上再添异彩，引入了生物基材料，为人类可持续发展，环境友好做出贡献。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术目的之一是提供一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂，包括如下重量份的原料：150～200份生物基聚酯多元醇；13～16份端羟基聚醚磺酸盐；28～42份脂肪族
二异氰酸酯；1～1.4份小分子端羟基扩链剂；1.5～3.5份小分子端氨基扩链剂；0.02～0.05份催化剂；0.1～0.35份消泡剂；0.05～0.25份抗菌剂；0.2～0.5份流平剂；0～2份增粘树脂。
[0008]本专利技术引入一种生物基材料(1,9
‑
壬烷二甲酸)用以合成水性聚氨酯胶粘剂，可提高现有鞋用水性聚氨酯胶粘剂的结晶速度(即初粘性)和耐热性，且材料绿色环保。
[0009]鞋用水性聚氨酯胶粘剂对胶粘剂各项指标要求尤为严格。为了保证生产效率，鞋用胶粘剂必须具备较好的初粘性。聚氨酯胶粘剂的初粘由聚氨酯的结晶速度决定，一般结晶速度越快，结晶温度越高，初粘越好。聚氨酯大分子主要组成部分为软段，即聚酯多元醇部分，占聚氨酯大分子的70％
‑
90％，所以，改善软段结晶性对提高聚氨酯胶粘剂初粘性至关重要。同时作为鞋品用水性聚氨酯胶粘剂，还需具备优异的耐热性能。综上，原材料的选择需兼具提高水性聚氨酯的初粘性和耐热性。
[0010]进一步地，所述生物基聚酯多元醇为重复单元含有13个以上碳原子的脂肪族线性无支链生物基聚酯多元醇，分子量为1000～4000；所述生物基聚酯多元醇为聚1,9
‑
壬烷二甲酸乙二醇酯二醇、聚1,9
‑
壬烷二甲酸二甘醇酯二醇、聚1,9
‑
壬烷二甲酸丁二醇酯二醇中的一种或多种；所述端羟基聚醚磺酸盐的分子量为200～1000。
[0011]其中，端羟基聚醚磺酸盐的结构如式I所示：
[0012][0013]其中R为具有如下式II，式III，式IV中任一种所示结构的结构单元，M为Na
+
，K
+
，NH
4+
离子中的一种。
[0014][0015]进一步地，本专利技术所用聚醚磺酸盐为1
‑
PEG，结构如下：
[0016][0017]进一步地，所述脂肪族二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
[0018]进一步地，所述小分子端羟基扩链剂为一缩二丙二醇(DPG)、新戊二醇(NPG)、一缩二乙二醇(DEG)中的一种或多种；所述小分子端氨基扩链剂为乙二胺和/或异佛尔酮二胺。
[0019]进一步地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和异辛酸铋中的一种或多种。
[0020]进一步地，所述消泡剂为Coadd
TM DF 825、Rhodo Line DF
‑
4226、SI 2240中的一种或几种。
[0021]进一步地，所述抗菌剂为朗盛P91，陶氏SKANE
ò
M
‑
8，Vink公司的Vinkocide 3.0中的一种或几种。
[0022]进一步地，所述流平剂为KYC
‑
6662、WE 3221中的一种或几种。
[0023]进一步地，所述增粘树脂为氢化松香、歧化松香、烷基酚醛树脂中的一种或几种。
[0024]水性聚氨酯胶粘剂的初粘性和储存稳定性一定程度上取决于乳化效果，而生产工艺对乳化效果影响很大，包括预聚反应、扩链反应的时间、温度和步骤，催化剂用量和添加方式等。通过对工艺的稳定控制，从而更有利于合成分子量高且分布窄的水性聚氨酯。
[0025]本专利技术目的之二是提供一种所述的鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂的制备工艺，包括如下步骤：
[0026](1)将生物基聚酯多元醇和端羟基聚醚磺酸盐混合，进行脱水处理，加入脂肪族二异氰酸酯，分段加入催化剂进行预聚合反应；
[0027](2)接着加入小分子端羟基扩链剂和0～30份丙酮，分段加入催化剂进行反应，得到反应中间体；
[0028](3)加入120～240份的丙酮溶解稀释反应中间体，进行降温和搅拌，加入250～300份的去离子水进行乳化；
[0029](4)乳化完成后滴加小分子端氨基扩链剂和10～20份丙酮进行反应，加入消泡剂后脱丙酮并回收，再加入流平剂、抗菌剂和增粘树脂后，得到鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂。
[0030]进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：150～200份生物基聚酯多元醇；13～16份端羟基聚醚磺酸盐；28～42份脂肪族二异氰酸酯；1～1.4份小分子端羟基扩链剂；1.5～3.5份小分子端氨基扩链剂；0.02～0.05份催化剂；0.1～0.35份消泡剂；0.05～0.25份抗菌剂；0.2～0.5份流平剂；0～2份增粘树脂。2.根据权利要求1所述的一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述生物基聚酯多元醇为重复单元含有13个以上碳原子的脂肪族线性无支链生物基聚酯多元醇，分子量为1000～4000；所述生物基聚酯多元醇为聚1,9
‑
壬烷二甲酸乙二醇酯二醇、聚1,9
‑
壬烷二甲酸二甘醇酯二醇、聚1,9
‑
壬烷二甲酸丁二醇酯二醇中的一种或多种；所述端羟基聚醚磺酸盐的分子量为200～1000。3.根据权利要求1所述的一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述脂肪族二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种鞋用生物基高结晶性水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述小分子端羟基扩链剂为一缩二丙二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇中的一种或多种；所述小分子端氨基扩链剂为乙二胺和/或异佛尔酮二胺。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩风安，贾振兴，郑玉成，赵莉莉，李帅，滑冰涛，郭建，郎增科，郎东辉，郎潇，
申请(专利权)人：保定邦泰高分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：