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1、水性 PU 胶应用刘军 使用无毒害粘接技术实行无害化生产，已广为社会所提倡，这也是适应当今社会的发展要求，它体现了企业的社会责任感。当越来越多制鞋工人意识到他们缺乏安全体面的工作环境时， 或以牺牲身体健康来换取生活必需品，他们对制鞋工业不会有太多地好感。如何为工人提供一个安全的工作环境，也越来越引起整个行业的重视。拜耳材料科技很早将绿色粘结技术带入制鞋工业，其水性 PU 胶粘剂是对人和环境无害的产品，而使用水性胶可以有效地避免因滥用溶剂型胶粘剂所产生的毒害，改善工作环境的卫生状况，有助于提高并改善企业的形象和竞争力。对于占全世界制鞋产量一半以上的中国，将会引起绿色的安全生产的革命，将会使更多的
2、人知道如何避免有毒化学品的伤害，做到对鞋子的消费者和生产者承担彻底的安全责任。 拜耳水性 PU 胶粘剂及氯丁 CR 胶粘剂可应用于鞋加工中的各个粘合工序上，例如用于鞋跟后套、成型、EVA / Phylon 中底、底加工、鞋面针车、橡胶大底的涂胶粘合。最大限度地降低了 VOC(有机挥发成分) ，避免了对员工身体的伤害和对周边环境的损害。 涉及溶剂带来的危险 由于大多数有机溶剂具有可燃性，而且大多数有机混合物会造成空气污染及烟雾的生成。当有机溶剂充分挥发, 在空气中含量到达一定程度时，有机溶剂挥发气体就会被引燃或导致爆炸。因此在贮藏有机溶剂时，防火是至关重要的。 此外，这些挥发性潜在危险危害物可通
3、过眼接触、皮肤吸入、口或鼻吸入等途径侵入人体，对健康造成影响。以下列出了常见有毒溶剂的特性及其对人体的危害。 苯 芳香气味的无色液体，很快蒸发到空气中或少量地溶解在水里。高含量的苯会致死，一段时间地使用会引起嗜睡、头昏眼花、心跳过速、头痛、抽搐、神经紊乱、及神智模糊。长期经受(365 天或更长) 苯作用的情况下，会引起骨髓损坏并导致贫血症或出血症，引发免疫系统受损，增加受感染的机会，人类健康保护部门已认定：苯是致癌物质。 亚甲基氯化物 带有淡甜气味的亚甲基氯化物又叫做二氯甲烷，常用做工业溶剂和油漆清除剂。大量的亚甲基氯化物会引起身体摇摆不定、头晕、恶心、手指、脚趾刺痛和麻木，少量会使眼睛与手的
4、动作配合性变差。世界卫生组织认定亚甲基氯化物会引起癌症。 甲苯 甲苯是一种无色透明并带有独特气味的液体，甲苯可从原油提炼到汽油的过程中得到。甲苯会直接影响到神经系统，即使是低至有节制的水平，也会引起疲劳、紊乱、衰弱，呈醉状、失意、恶心、食欲不振、及听、视觉丧失。短时间高剂量的吸入甲苯，会感到轻微头痛、头晕、嗜睡，也可能引起昏迷、致死。高剂量的甲苯还会影响肾脏，但通过对人类和动物的研究表明，甲苯不会引起癌症。 水溶性胶呈乳白色乳液状，经干燥和红外活化，没有任何颜色，呈透明状，而且不会有任何黄变。高强度聚合物的粘结完全渗入到材质表面，当作破坏性拉力测试时，即使材质破损胶合面也仍没开脱。 丁酮 丁酮
5、是一种无色液体并带有刺鼻的酸味，丁酮被大量地制造，其中近一半的耗量在油漆和涂料，它易于很快挥发到空气中并且能够溶解许多物质。其清洗的作用被用来作为胶水里面的表面清洁剂。暴露在丁酮下对健康的影响是刺激鼻腔、喉咙、皮肤和眼睛。单独的吸入丁酮不会导致死亡、人类健康服务部门尚未把它列入致癌物之列。 丙酮 丙酮是一种无色并带有刺激性气味的液体。易挥发、燃烧且溶于水。丙酮被用于制造塑料、纤维、药物和其它化学品，也用于溶解其他物质。短时间吸入中、高剂量的丙酮会引起鼻、喉、肺和眼部受到刺激。 为减轻地面臭氧生成和减轻溶剂的危险，据欧盟指引 EU Directive 1999/13/EC 对挥发性有机溶剂排放的
6、限定要求，在相关制鞋方面，确定排放量限度为每年溶剂耗用量在 5t 以内，所有部件总释放限量（VOC ）为25g/双。而且确定了降低有机溶剂释放量时间表，要求在今年 10 月底实现 37.5g（即可以高于目标释放限量的50%），2007 年 10 月底则要求完全达到目标释放限量 ( 即每双鞋 voc25g)。 中国制鞋工业用胶现状 作为劳动力密集型的制鞋产业，溶剂型鞋用胶水在国内仍占主导地位。而且女性员工承担了主要的角色，在挥发溶剂的环境下，心智疲乏和患病更加容易，让有身孕的女工和胎儿增加了危险，大部分工人没有定期检查身体，频密的加班，使情况变得更加糟糕。整个行业仍普遍处于不良的工作环境下，加上
7、使用溶剂，导致更严重的职业病时常发生。 福建地区有 2 千多家鞋厂，20 多万工人，有近 800 条成型线及近 2000 个家庭作坊，产量达 4 亿双各类凉鞋、运动鞋、休闲鞋。但溶剂型胶水在福建省普遍使用，有约近 3 万工人接触到有害化学品，许多患职业病的工人负担不了医治费用，恶劣的工作环境正引起工人的流失，劳工短缺现象越来越严重，造成了一系列的社会问题。而福建仅仅是一个例子。 为改善工作环境，一些工厂加大投入，配备抽风及通风装置、洗尘水塔、塔式输送带、防火花橡胶地板、面具、碳化口罩等等，但工人仍然置留在毒性高、挥发性强的溶剂释放环境中。 另一方面，为减少有毒及刺激性溶剂的污染，配置抽风系统等
8、设施也带来了高额的附加成本。 随着水性胶性能的提高及其鞋业应用研发的进步，用简单的水性系统替代溶剂胶，的确是去除那些有毒、挥发、刺激的溶剂的一项优化解决方案。 可喜的是，福建的鸿星尔克最近引入了拜耳公司水性胶粘贴技术，这是在国内同行中首家引进该技术的本土鞋厂。随着鞋业竞争的加剧，尤其是打入国际市场的鞋品，必将面临各种严格指标要求，其中环境友好产品将会越加受到欢迎，相信会有越来越多的国内鞋企选择这一环保技术，环保鞋底胶粘剂的普及应用将是大势所趋。 水性 PU 胶及其应用 全球首次 PU 分散体粘合剂开发于 1965 年，在交联剂的作用下，更会有非常强的初期强度，被应用在橡胶大底和制鞋生产中。从上
9、世纪九十年代中期开始，制鞋强国广泛采用并积极使用水性 PU 胶在运动鞋、休闲类皮鞋进行生产，对 VOC 在生产中的降低，对先进胶粘技术地推动, 作出了积极贡献。 水性 PU/CR 胶与溶剂 PU/CR 胶性能对比 水性 PU 胶（PUD）与溶剂 PU 胶在 PVC 表面粘结的初期、后期剥离强度对照水性与溶剂胶应用的剥离强度对照试验 真正起到粘接作用的固成分在溶剂中和水基中的分布状态不同，在溶剂体系中，聚合物分子是溶解于溶剂中的，而在水性体系中，聚合物微粒是分散在水中的，因此，Bayer 水性胶做到了比溶剂胶有更高的固含量。 尽管目前水性胶每公斤价格较高，但由于其有较高的固含量，每双鞋用水性胶量
10、会较溶剂胶低，并且只需要一次涂刷。表 2 数据说明了应用水性胶带来每双鞋的直接成本与溶剂胶是相同的，甚至还会低一些。 水性 PU 胶的表现 1、在帆布材料上的耐候性表现 以添加 3%硬化剂的水性 PU 胶和添加3.75%硬化剂的溶剂胶作对照，测试其剥离强度，时间为 4 周。存贮条件为：温度 70，相对湿度 95%。实验表明，剥离强度随着时间的推移有相同的变化趋势，但水性胶的耐候性明显较好。 2、不同种类的皮料和底料 选用二层皮、羊皮和油皮料，底料分别为SBR1、SBR2、TR 和 PVC 进行试验，发现双组份水性胶与双组份溶剂胶的粘着强度会因材料不同而有所差异。 3、水性胶在底加工中的使用 选
11、用硬度 A 型 553 度的橡胶大底和硬度 C 型 553 度的 EVA 中底作为底部组件。底部组合前，与传统施胶前处理过程一样，首先要对大底进行处理，即将橡胶大底打粗、清洗，EVA 中底边缘轻微打粗、清洗、然后干燥 UV 照射处理。现行的清洗采用超声波水洗，可极大提高劳动效率，降低生产成本。需要说明的是，EVA中底出模后，清除表面脱模剂的工作，是至关重要的，否则会造成粘合不牢的现象。 底部贴合流程 应用水性胶，底部贴合流程的操作与传统施胶方式一样，但可实现一次涂刷。由于材料的差异性，建议仍对大底与中底进行前处理与干燥。而传统的前处理方式，也不会因使用水性胶而改变，不过，针对不同的材料，应选择
12、适当的处理剂，以使粘接达到最佳效果。 前处理后干燥温度基本设定在 55，但仍要根据不同材质作适当调整。然后即可进行涂刷工序，水性胶涂刷于中底与大底时，涂层表面要均匀且尽可能薄一些。涂胶后仍可用传统烘箱，不需要添加或改变设备。但要调慢输送带速度，以使组件充分干燥，为使单位时间的产量不受影响，输送带上的组件密度可以增大。经万能压底机后，即可冷冻定型，条件为：温度设定为 0-7，时间约 3-3.5 分钟。 4、如何提高水性胶粘着效果? 搅拌配制水性胶 为提高水性胶粘接效果，在配制水性胶时，采用气动搅拌器，边搅拌边添加固化剂。搅拌条件为 ：湿度 90%以下时，硬化剂含量 5%、搅拌时间 300 秒；湿
13、度在 90%以上时，硬化剂含量6%、搅拌时间 300 秒。值得注意的是，应尽可能均匀，上下左在底部贴合流程中应用水性胶可减少涂刷步骤热活化后，面与底通过压机加压贴合在一起，但时间比溶剂胶略长 1-2 秒。右各处搅拌，直到有小气泡出现。而且搅拌后的水性胶应在 4 小时内用完。 材料打粗 刷胶，对鞋面和大底粘着力很重要，而在刷胶前，皮面需经前期打粗处理，磨掉皮面表层可实现最佳的粘着效果。 试验表明，打粗的程度对后期拉力影响很大。皮料轻微打粗后水性胶粘接的剥离强度与皮料经标准打粗后的剥离强度相比，前者剥离强度较低。 其它因素 此外，是否使用处理剂对大底和皮面进行预处理和打粗，在涂刷时面和底的胶层是否
14、薄而均匀，干燥是否完全等也是重要的影响因素。 水性胶涂刷后，在 70-80下，干燥 3 分钟，使水分蒸发后，分散到材质中的微粒将形成牢固的聚合物膜，充分的干燥能够避免黏着不良。其实，面、底两部分刷胶干燥后，仍要经加热活化，通常采用红外灯照射，可使 PU 胶延时结晶，胶膜将会变得更有粘性。热活化后，将贴好的底、面放入压底的位置，在 4Bar、15 秒钟内产生粘着力，面和底经压机加压粘合在一起。在脱楦前，鞋子一定要经过冷却，胶粘剂结晶。 水性胶的合成本 水性胶由于其高强度的粘结性能和不黄变特性，加上无溶剂危险和火灾隐患，卫生与健康的工作环境和高的工作安全性等生态友好特性，而在国际上深受先进制鞋企业的欢迎。 采用水性胶，可在多方面降低成本。首先不必投入资金安装溶剂回收和危险防爆装置；其次可降低存贮和运输的费用；再者，由于其高固含量及低粘稠度且可实现一次涂刷，因而具有良好的可操作性和减少劳力成本。更重要的是，不需要承担使用溶剂带来的火灾和健康危害等潜在风险成本。 水性胶为工作安全提供了保障，使用水性胶，采用与环境协调的生产工艺，既有利于新一代的劳工健康和权益，也有益于树立更好的企业形象，适应国际社会现实，提高企业及产品竞争力。可以预见，水性胶取代溶剂胶将是一个大趋势。（完）
