專利名稱：一種直接與pu結(jié)合的彈性體的制法及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種直接與PU結(jié)合的彈性體的制法及其使用方法。特別是關(guān)于一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法及其使用方法。
截至目前為止，橡膠類材料與PU類材料仍廣受鞋業(yè)界的歡迎，這兩種材料都有其優(yōu)缺點(diǎn)，概括來(lái)說(shuō)橡膠類材料的耐磨性佳，可依不同的需求而調(diào)整，若以NBS來(lái)表示其耐磨的程度，甚至可以高達(dá)6000以上，但是橡膠制品的比重較重，一般都在1.0g/c.c.以上；相反的PU類材料(包括聚醚類或聚脂類或兩種混合的PU發(fā)泡或不發(fā)泡體)其耐壓縮性佳、彈性與回復(fù)性都非常好，且質(zhì)輕(比重約在0.3～0.6g/c.c.之間)，但其耐磨性較差(約在NBS100以下)。為調(diào)整兩種材料物性的差別，而達(dá)到最佳使用目的，發(fā)明人常試圖將兩種材料在鞋底互相結(jié)合，即需高物性部位(例如腳掌或腳跟部位)使用橡膠類材料，其余部位則使用PU類材料，使產(chǎn)品達(dá)到既耐磨、重量又輕的目的。但由于橡膠類材料與PU類材料的官能基不同，不易接合。若要將兩種材料結(jié)合，必須先將橡膠類制品的表面打粗，并以溶劑清洗，涂上表面處理劑，然后再涂上接著劑，并需在3至4天內(nèi)將PU材料灌注在上述處理過(guò)的橡膠制品表面，否則將因表面活性降低而無(wú)法結(jié)合。
以上述公知程序制成的產(chǎn)品并無(wú)法保證橡膠材料與PU材料的接著完美無(wú)缺，只要在操作過(guò)程中有任何疏失，例如提早拆模、架橋時(shí)間不足、或橡膠處理后擱置時(shí)間太長(zhǎng)，在PU灌注中有任何瑕癖，都會(huì)造成鞋子在穿著時(shí)PU與橡膠加速剝離，導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)不良，消費(fèi)者要求退貨的困擾。再者，在上述處理過(guò)程中使用了大量的溶劑及接著劑，對(duì)工廠員工及周圍環(huán)境都有不良影響。
公知橡膠與PU的結(jié)合過(guò)程即使沒(méi)有任何疏失，其產(chǎn)品的結(jié)合強(qiáng)度仍然不高，其剝離測(cè)試只可達(dá)到2.5至3.0kg/cm2，在激烈的運(yùn)動(dòng)后仍很容易造成剝離脫落。
此外，對(duì)生產(chǎn)工廠而言，大部分的PU灌注工廠都不生產(chǎn)橡膠制品，因此必須另行向橡膠工廠采購(gòu)，而橡膠工廠生產(chǎn)出來(lái)的制品在表面處理后又必須在3至4天內(nèi)即進(jìn)行PU灌注，因此對(duì)于PU廠與橡膠廠間的采購(gòu)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、庫(kù)存等管理都造成非常大的壓力。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法及其使用方法，其生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生污染。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法及其使用方法，其產(chǎn)品較公知者具有較佳的強(qiáng)度。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法及其使用方法，其可加硫熟成的彈性體可置放較長(zhǎng)的時(shí)間再與PU結(jié)合，利于工廠的生產(chǎn)運(yùn)作。
為達(dá)到上述目的依據(jù)本發(fā)明所提供的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，包含有下列步驟一、彈性體混料將可加硫熟成的彈性體、填充劑、活化劑、老化防止劑、加工助劑置入混合機(jī)中混合，混合溫度在150℃至160℃之間，混合時(shí)間在5分鐘之內(nèi)；二、含氮室中穩(wěn)定物性將混合完成的混合物制成薄片，并移入溫度控制在15℃至20℃及含有氮?dú)獾拿荛]空間中停置至少24小時(shí)，以便穩(wěn)定物性；三、加硫?qū)⒎€(wěn)定完成的產(chǎn)品，在混合機(jī)中加入硫及硫促進(jìn)劑混合；四、彈性體成型取適當(dāng)?shù)暮穸燃懊娣e在熱模中成型，成型溫度應(yīng)保持在150℃至160℃，時(shí)間在5至6分鐘；五、脫脂在彈性體成型完成，并將多余材料切除后，將其置入水溫70℃至85℃，且含有非離子界面活性劑10％至15％的液體中液泡4至5分鐘進(jìn)行脫脂，再以含有“有效氯”6％至10％的次氯酸鈉水溶液洗1至3分鐘；六、烘干將脫脂完成的彈性體置入烘箱內(nèi)烘干；七、鹵化處理將含有1％至3％的氰尿酸氯的乙酸乙酯溶液涂布在彈性體表面，再將其烘干；八、防塵置放將彈性體在防塵狀態(tài)下置放48小時(shí)后即可進(jìn)行PU的灌注工作。
應(yīng)用此無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性的制法及其使用方法，其生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染，且產(chǎn)品具有較佳的結(jié)合強(qiáng)度同時(shí)由于其可加硫熟成的彈性體可置放較長(zhǎng)的時(shí)間再與PU結(jié)合，故利于工廠生產(chǎn)運(yùn)作。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例制品的平面圖。
圖3為沿圖2中3-3剖線的剖視圖。
如圖所示，本發(fā)明實(shí)施例包含有下列步驟一、彈性體混料依序?qū)⒖杉恿蚴斐傻膹椥泽w、填充劑填充劑、活化劑、老化防止劑、加工助劑置入混合機(jī)中混合，混合溫度在150℃至160℃之間，混合時(shí)間在5分鐘之內(nèi)。其中可加硫熟成的彈性體可為天然橡膠(Natural Rubber；NR)或人造橡膠[例如苯乙烯-丁二烯橡膠(StyreneButadiene Rubber；SBR)、聚丁二烯橡膠(Poly Butadiene Rubber)、海綿橡膠(Sponge Rubber)、可軋的尿烷樹膠(Millable Gum Urethane)或其混合體。例如以15至30重量份的天然橡膠混合65至80重量份的苯乙烯一丁二烯橡膠(SBR)。
填充劑包含Vibrathane5至40重量份，矽30至50重量份，矽氫化合物(Silane)5至15重量份。
Vibrathane是可軋的尿烷彈性體(millable urethane elastomers)的商品名，供應(yīng)商是Uniroyal Chemical Company，INC.。
活化劑，例如鋅氣粉(Zinc Oxide)1至6重量份。
老化防止劑，例如TMQ(2.2.4 Trimethyl 1，2 Di-Hydro Quinoline)0.5至5重量份。
加工助劑，例如聚乙二醇(PolyEthylene Glycol；PEG，供應(yīng)商Panyan)或磷苯二甲酸二辛酯(dioctyl phthalate；DOP)1.5至6重量份。
本步驟注意混合的順序，方能產(chǎn)生優(yōu)良的效果。本步驟必須嚴(yán)格控制混合溫度必需保持在150℃至160℃之間，而且混合時(shí)間不可超過(guò)5分鐘，其目的在于使混合均勻，并使加入的矽氫能與彈性體完全反應(yīng)。
二、含氮室中穩(wěn)定物性在上述步驟完成后需即將這些混合物制成適當(dāng)?shù)谋∑?例如厚度在2至5m.m.)并應(yīng)立即移入溫度控制在15℃至20℃及含有氮?dú)獾拿荛]空間中停置至少24小時(shí)，以便穩(wěn)定物性；
三、加硫?qū)⒎€(wěn)定完成的產(chǎn)品在混合機(jī)中將硫及加硫促進(jìn)劑加入，另外可再加入色料、抑菌劑等。在此過(guò)程溫度將急速攀升，使混合更均勻。在混合過(guò)程中應(yīng)將每一批加過(guò)硫的彈性體取樣以流變儀進(jìn)行硫變測(cè)試，應(yīng)保持T90在4-5分鐘之間，若過(guò)長(zhǎng)或不足應(yīng)即調(diào)整加硫促進(jìn)劑。
在本步驟中硫磺可使用(SIS80)1至3重量份。加硫促進(jìn)劑可使用二硫化四甲基秋藍(lán)姆(Tetha Methyl Thiuramdisulfide；TMTD)0.1至1重量份。
四、彈性體成型在流變儀確認(rèn)無(wú)誤后，取適當(dāng)?shù)暮穸燃懊娣e在熱模中成型，成型溫度應(yīng)保持在150℃至160℃，時(shí)間在5至6分鐘。
此步驟的模具設(shè)計(jì)要盡量增加成型后彈性體10的表面積(如圖2、3)，使在后續(xù)的PU灌注中該P(yáng)U20能深入各增加面積的表面15，而達(dá)到與彈性體更穩(wěn)固接著的目的，因此任何可增加模具表面積的設(shè)計(jì)，不論是線狀的、點(diǎn)狀的、多角狀的、角錐形或圓形或這些形狀規(guī)則或不規(guī)則的配合均可。
五、脫脂在彈性體成型完成，并將多余材料切除后即可進(jìn)行脫脂的程序，這個(gè)脫脂的目的主要是將成品表面的油脂或灰塵洗去，脫脂過(guò)程可以如下條件進(jìn)行a.在水溫70℃至85℃，且含有非離子界面活性劑10％至15％的液體中浸泡4至5分鐘。
b.以含有“有效氯”6％至10％的次氯酸鈉水溶液水洗1至3分鐘。
六、烘干將脫脂完成的彈性體置入烘箱中以60℃至70℃溫度烘烤3至4分鐘。
七、鹵化處理使用含有1％至3％的氰尿酸氯的乙酸乙酯溶液，使用噴霧的方法將此溶液涂布在彈性體表面，并以30℃至50℃溫度烘干。
八、防塵置放將上述烘干后的彈性體在防塵狀態(tài)下靜置48小時(shí)后即可進(jìn)行PU的灌注工作。防塵的目的在于避免灰塵沾附在彈性體表面影響與PU的結(jié)合效果，可使用紙盒、或塑料袋或紙袋等袋體或盒體包裝防塵。置放48小時(shí)的目的在使鹵化處理后的物性穩(wěn)定。
經(jīng)以上過(guò)程處理的彈性體，除不需要任何的接著劑外，在保持干凈的情況下，可以在5個(gè)月內(nèi)隨時(shí)都可與PU結(jié)合，而且不需再經(jīng)過(guò)任何手續(xù)處理，具有環(huán)保的效果，對(duì)工作線上的人員也更有安全保障。
本發(fā)明的彈性體與PU的結(jié)合方式是先將彈性體置入模具內(nèi)，再以射出或灌注的方式注入PU，其中PU模具及彈性體需在工作線上加溫，使模具與彈性體都達(dá)到50℃至55 ℃之間，其目的是要讓彈性體能很容易地密合于PU模具上，在PU灌注過(guò)程中，能確保PU的密度，加溫的另一目的是讓彈性體與PU易于架橋，而PU也因之而易于熱成。此外PU的厚度需在3mm以上，以確保PU能與彈性體牢固地結(jié)合。可以使用聚醚類或聚脂類或兩者以不同比例混合的PU產(chǎn)品。PU射出或灌注必需在3秒內(nèi)完成，漿化時(shí)間(creamtime)需控制在10秒內(nèi)，聚合完成的時(shí)間控制在1分鐘內(nèi)為最佳。PU(聚氨酯)的分子量以1250至3000為最佳，預(yù)聚物的分子量也以2000至3000最為理想。在產(chǎn)品脫模后需保留至少24小時(shí)的熟成時(shí)間，以發(fā)揮最佳效果，本過(guò)程中的PU發(fā)泡體中可以添加任何添加劑(如UV安定劑、抗靜電劑、耐水解劑、防霉劑等)都不會(huì)影響其與彈性體的結(jié)合強(qiáng)度。
現(xiàn)舉一彈性體配方的具體例原料名稱比例供應(yīng)商SBR(苯乙烯-丁二烯橡膠) 60.0 臺(tái)灣合成橡膠NR(天然膠) 25.0臺(tái)灣合成橡膠Vibrathane 10.0 Uniroyal ChemicalSi(矽) 40.0 Wacker ChemicalSilane(矽氫化合物) 10.0Zinc Oxide(鋅氯粉) 3.0志成化學(xué)TMQ 3.0 孟山都PEG4000 4.0 PanyanTMTD 0.5SIS801.0 Rhein Chemical本發(fā)明與傳統(tǒng)制法物性比較傳統(tǒng)制法 本發(fā)明彈性體與PU剝離 2.5kg/cm27.0kg/cm2以上接著劑 需要 不需要彈性體可擱置時(shí)間 4天 5個(gè)月
權(quán)利要求
1.一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于包含有下列步驟一、彈性體混料將可加硫熟成的彈性體、填充劑、活化劑、老化防止劑、加工助劑置入混合機(jī)中混合，混合溫度在150℃至160℃之間，混合時(shí)間在5分鐘之內(nèi)；二、含氮室中穩(wěn)定物性將混合完成后的混合物制成薄片，并移入溫度控制在15℃至20℃及含有氮?dú)獾拿荛]空間中停置至少24小時(shí)，以便穩(wěn)定物性；三、加硫?qū)⒎€(wěn)定完成的產(chǎn)品，在混合機(jī)中加入硫及加硫促進(jìn)劑混合；四、彈性體成型取適當(dāng)?shù)暮穸燃懊娣e在熱模中成型，成型溫度應(yīng)保持在150℃至160℃，時(shí)間在5至6分鐘；五、脫脂在彈性體成型完成，并將多余材料切除后，將其置入水溫70℃至85℃，且含有非離子界面活性劑10％至15％的液體中液泡4至5分鐘進(jìn)行脫脂，再以含有“有效氯”6％至10％的次氯酸鈉水溶液水洗1至3分鐘；六、烘干將脫脂完成的彈性體置入烘箱內(nèi)烘干；七、鹵化處理將含有1％至3％的氰尿酸氯的乙酸乙酯溶液涂布在彈性體表面，再將其烘干；八、防塵置放將彈性體在防塵狀態(tài)下置放48小時(shí)后即可進(jìn)行PU的灌注工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中在步驟三加硫的混合過(guò)程中，應(yīng)將每一批加過(guò)硫的彈性體取樣，以流變儀進(jìn)行硫變測(cè)試，應(yīng)保持T90在4-5分鐘之間，若過(guò)長(zhǎng)或不足，應(yīng)即調(diào)整加硫促進(jìn)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中步驟四的成型溫度應(yīng)保持在150℃至160℃，時(shí)間在5至6分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中步驟六是以60℃至70℃溫度烘烤3至4分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中在彈性體混料過(guò)程是依序?qū)⒖杉恿蚴斐傻膹椥泽w、填充劑、活化劑、老化防止劑及加工助劑混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中可加硫熟成的彈性體為天然橡膠(NR)或人造橡膠或其混合體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中的人造橡膠為苯乙烯一丁二烯橡膠(Styrene Butadiene Rubber，SBR)或聚丁二烯橡膠(Poly ButadieneRubber)或海綿橡膠(Sponge Rubber)或可軋的尿烷樹膠(Millable GumUrethane)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中該可加硫熟成的彈性體包含有15至30重量份的天然橡膠(NR)混合65至80重量份的苯乙烯一丁二烯橡膠(SBR)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中該填充劑包含5至40重量份的Vibrathane、30至50重量份的矽以及5至15重量份的矽氫化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中該活化劑使用1至6重量份的鋅氣粉(Zinc Oxide)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中該老化防止劑使用0.5至5重量份的TMQ(2.2.4 Trimethyl 1，2 Di-Hyelro Quinoline)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中該加工助劑使用1.5至6重量份的聚乙二醇(Poly Ethylene Glycol)或粼苯二甲酸二辛酯(dioctylphthalate)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中步驟二中的薄片厚度在2至5mm之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中步驟三中使用硫磺1至3重量份。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中步驟三中加硫促進(jìn)劑使用0.1至1重量份的二硫化四甲基秋藍(lán)姆(Tetha methyl Thiuramdisulfide。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法，其特征在于其中在步驟四中的成型模具要盡量增加成型后彈性體的表面積。
17.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1的制法所制成的彈性體與PU直接結(jié)合的方法，其特征在于其是先將該彈性體及PU模具均加溫到50℃至55℃之間，使彈性體能很容易地密合在PU模具上，再射出或灌注PU入模具內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的彈性體與PU直接結(jié)合的方法，其特征在于其中PU的厚度在3mm以上。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的彈性體PU與直接結(jié)合的方法，其特征在于其中PU射出或灌注時(shí)間在3秒內(nèi)完成。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的彈性體與PU直接結(jié)合的方法，其特征在于其中PU的聚化時(shí)間控制在10秒內(nèi)，聚合完成時(shí)間控制在1分鐘內(nèi)為最佳。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的彈性體與PU直接結(jié)合的方法，其特征在于其中PU的分子量以1250～3000為最佳，預(yù)聚物的分子量以2000～3000最佳。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的彈性體與PU直接結(jié)合的方法，其特征在于其中產(chǎn)品脫模后需保留至少24小時(shí)的熟成時(shí)間。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的彈性體與PU直接結(jié)合的方法，其特征在于其中PU發(fā)泡可以添加，例如UV安定劑、抗靜電劑、耐水解劑、防霉劑等等一種或多種的添加劑。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種無(wú)需接著劑即可與PU直接結(jié)合的可加硫熟成的彈性體的制法及其使用方法,包含步驟:一、彈性體混料;二、含氮室中穩(wěn)定物性;三、加硫;四、彈性體成型;五、脫脂;六、烘干;七、鹵化處理;八、防塵置放。應(yīng)用本發(fā)明的方法無(wú)污染,產(chǎn)品具有較佳結(jié)合強(qiáng)度同時(shí)更利于工廠生產(chǎn)運(yùn)作。
文檔編號(hào)C08J5/12GK1189511SQ97100430
公開日1998年8月5日 申請(qǐng)日期1997年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月31日
發(fā)明者郭志雄 申請(qǐng)人:郭志雄