粘外底膠粘劑的現狀及發展趨勢
科學技術的進步使得新材料不斷涌現,為傳統的制鞋行業提供了許多有用之材,新材料的應用不但支持鞋類流行趨勢的產生、功能的開發,也對膠粘劑的性能提出了新的要求。因此,隨著制鞋工業的發展,也相應地促進了膠粘劑工業的技術進步與發展。
我國制鞋工業基本情況
鞋類生產屬勞動密集型,隨著勞動力成本的增加,昔日歐美主要鞋類生產國于20世紀80年代初紛紛把生產基地向亞洲轉移,當時,恰遇我國實行改革開放,充裕、價廉的勞動力和政治穩定、經濟活躍的環境既吸引大批外資企業投資建廠,也催生一大批民營制鞋企業。到80年代末,我國已成為全球最大的鞋類生產國、出口國和消費國,制鞋行業最近的一次統計資料為1997年的數字,當年我國生產各種鞋類共計 62.93億雙,其中出口29.96億雙。2001年我國鞋類出口40.72億雙,首次出口創匯突破100億美元大關,達到了100.96億美元。近 幾年鞋類統計口徑與以前大不相同,全行業產量一直沒有公布。不過,國內外相關鞋業權威機構都認為,目前中國國內鞋類年消費量為25億雙左右,因此,據此推算,我國鞋類產量為65億雙/年左右,占全球鞋類產量的一半。中國是制鞋大國,不是制鞋強國,行業內有識之士早已意識到中國制鞋業的發展,必須從靠數量的增長轉移到靠提升質量、檔次、創名牌、提高附加值上來,因此,我國制鞋業的產量增幅不會太大。
粘外底膠粘劑性能要求
各種鞋用膠粘劑當中,以粘外底膠為至關重要,膠粘性能要求最高,也是制鞋企業、膠粘生產企業最為關注的的膠粘劑品種,應具備以下性能:
1、對異種材質具有足夠的粘接強度,以適應新材料的應用;
2、適當的干燥速度,良好的初粘力,以適應高速生產的需要;
3、達到最終(最大)粘合強度的時間要短;
4、膠層(膜)有足夠的耐彎曲性能、耐熱性,耐水性、耐寒性,對用于淺色鞋的外底膠還要求具備耐黃變性,對于粘合PVC材料要求耐增塑劑;
5、較低毒性,以滿足相關法律法規的要求;
6、施膠工藝簡便,易于操作,使用周期靈活可調。
7、粘外底膠的發展
最早用于粘外底的膠粘劑是硝化纖維素膠,只能用于皮革鞋幫與皮革底的粘接。隨著合成新材料應用于鞋類,硝化纖維素膠就不適應了。
1932年出現氯丁橡膠后橡膠型膠粘劑得到了廣泛應用,它不僅能進行皮革與皮革的粘合,而且也能將橡膠與皮革粘合在一起,1939年德國Compo公司首先進行橡膠底與皮革的粘合工藝,當時氯丁膠的結晶速度慢,相應地初粘力差,達到最終粘合強度時間長,致使制鞋生產中應用不廣泛。1957年拜耳公司推出快速結晶型氯丁膠后,才使得氯丁膠粘劑大量應用于粘接外底成為可能。20世紀60年代初,拜耳公司發明了聚氨酯膠,解決了氯丁膠無法粘PVC、PU鞋材的問題。60年代末,熱塑性橡膠(TPR)進入制鞋行業,這是一種難粘材質,當時除了(鹵化)處理TPR底后用聚氨酯粘合外,曾出現用SBS膠粘劑直接粘合SBS(TPR)底及硫化橡膠底。因SBS膠屬熱活化型,操作使用不方便,其生命力不長,外底膠的市場始終由氯丁膠和聚氨酯占領著。各國對外底膠品種的選擇不盡相同,西歐及美國主要使用聚氨酯膠,亞洲各國、東歐及澳大利亞多用氯丁膠。無論是氯丁膠,還是聚氨酯膠,基本上都是溶劑型。有機溶劑對橡膠、塑料材質有著十分良好的滲透力,但有毒性、易燃、污染環境。20世紀70年代初至80年代中期曾出現試圖研究熱熔膠來粘接外底的高潮,但是,由于對材質的適應性,粘接強度和施膠設備等方面存在嚴重的不足,這一償試始終未能實現工業化。20世紀80年代,德國研究開發用于粘合劑的聚氨酯分散體。80年代中期,歐洲推出無溶劑反應型聚氨酯熱熔膠,也因種種原因多年來仍然沒能夠實現工業化。因此,溶劑型大底膠的霸主地位未被動搖。
氯丁膠粘劑
氯丁膠粘劑的分子結構規整,內聚力強,屬結晶態聚合物,具有極強極性,對多種材質有良好的粘附性能,應用廣泛。氯丁膠粘劑具有以下特點:
1、不需硫化就有很好的凝聚力,初粘力好,被粘材質涂膠晾干后一經接觸便有很強的粘接強度;
2、粘接軟性材質時,能夠緩解由于膨脹、收縮所引起的應力集中;
3、有良好的耐水、耐老化、耐曲撓性,對多種材質有良好的粘合力,性能可靠;
4、溶劑型氯丁膠制造工藝簡單,操作方便,價格低。
正因為氯丁膠物美價廉,我國制鞋生產所用的外底膠長期以來一直以氯丁膠為主。然而,自20世紀80年代以來,隨著鞋用材料的多樣化,對粘接質量有了更高的要求,第一代普通氯丁膠粘劑已不能完全適應底材的粘合要求,隨之出現了接枝改性氯丁膠,針對不同材質的要求,接枝氯丁膠有一元、二元、三元及四元共聚物,基本解決了各種硫化橡膠底、TPR底與鞋幫的粘合問題。但是,對于粘合PVC及PU底則不行了,仍得使用PU膠才能解決問題。
最初氯丁膠所使用的溶劑是苯,溶解性極佳,膠粘劑的性能也較容易控制,但是苯的毒性相當大,在多次出現操作使用者中毒死亡事故后改用甲苯作溶劑。甲苯的毒性雖然比苯小多了,但如果措施不當仍可嚴重毒害操作者和污染環境。80年代,一度出現用汽油、乙酯等混合溶劑代替大部分甲苯或全部代替甲苯的研究,但因成本增加,膠粘性能不穩定,刺激性氣味加重工人不樂意使用 ,加上當時的環保、勞動法規又沒有特別強調不許使用甲苯,因此,無苯系溶劑氯丁膠一直沒推廣開。90年代中期,在一些鞋類生產基地多次出現工人受“三苯”中毒,導致白血病甚至死亡的事故后,限制使用“三苯”膠的呼聲日趨強烈。福建省環保局制定并發布了福建省環境保護產品認可技術條件——鞋用粘合劑,限定了由產品原材料中帶入的苯系物、鹵代烴的含量;中國綠色環境標志認證委員會制定的鞋用膠粘劑綠色標志標準,限制苯系物的使用。在此背景下,陸續有一些單位生產不含“三苯”的氯丁膠、聚氨酯膠。由于不含“三苯”膠所用混合溶劑的價格高于含“三苯”的價格,使得成品膠粘劑的售價高10~20%,不少廠家,尤其是中小型鞋廠仍是使用含“三苯”的膠粘劑,工人中毒事故仍時有發生。2002年3月份,河北白溝箱包業因使用含“三苯”的膠粘劑(膠粘劑的成份與鞋用膠差不多),加入通風條件差,甚至根本不通風,導致不少工人出現白血病、癱瘓、死亡的個案被中央電視臺披露后,引起中央領導的高度重視,責成有關部門對全國箱包、制鞋及相關企業的用膠情況進行調查整頓。正在制定的《鞋和箱包用膠粘劑》國家強制性標準已將“三苯”等有害物質限量,因此,隨著加大環保治理污染毒害的力度,高含“三苯”的鞋用膠將會越來越少,甚至被淘汰出局。
20世紀80年代初至90年代初,我國一些單位曾開展氯丁乳膠應用于制鞋生產的研究,可粘接鞋類零部件、繃楦、抿邊、包后跟等,但試圖用于粘外底的努力一直沒有獲得成功。
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