如何制作聚氨酯树脂鞋材胶浆?
以下是制作聚氨酯树脂鞋材印刷胶浆的专业级配方与工艺指南,涵盖水性/溶剂型两种主流体系,分为原料选型、配方设计、生产工艺及关键控制点四部分:
一、原料选型核心原则
原料类型 关键指标要求 推荐品类
聚氨酯树脂 固含量≥35%,伸长率>400% 水性:脂肪族阴离子乳液(如Bayhydrol® XP系列)
溶剂型:聚酯型TPU(如科思创Desmocoll®)
交联剂 适用期>4小时,低温活化(60-80℃) 水性:氮丙啶(XAMA-7)、碳化二亚胺
溶剂型:HDI三聚体(N3300)
流变助剂 高触变性(触变指数>3.0) 水性:缔合型聚氨酯增稠剂(RM-8W)
溶剂型:气相二氧化硅(Aerosil® 200)
功能添加剂 粒径≤5μm,耐迁移性佳 消泡剂(BYK-028)、润湿剂(TEGO® Wet 270)、
抗菌剂(碘代丙炔基丁基甲氨酸酯)
二、基础配方参考(水性体系)
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*原料* *质量份* *功能说明*
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水性PU乳液 (35%) 70-80 基料树脂,提供成膜性
去离子水 10-15 粘度调节
增稠剂 (RM-8W) 0.5-1.5 控制流变性(最终粘度4000-8000cps)
消泡剂 (BYK-028) 0.1-0.3 抑制气泡
润湿剂 (TEGO Wet 270) 0.2-0.5 改善基材润湿
交联剂 (XAMA-7) 1.5-3 提升耐水/耐磨性
色浆(高耐候型) 15-20 色彩载体(需预研磨至≤5μm)
抗菌剂 (IPBC) 0.3-0.8 防霉抑菌
关键参数:pH=7.5-8.5,粘度(25℃)6000±500cps,固含量28±2%
三、生产工艺流程(以水性胶浆为例)
1. 预分散阶段
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A[称量水性PU乳液+去离子水] --> B[600rpm搅拌10min]
B --> C[加入润湿剂/消泡剂]
C --> D[1200rpm高速分散15min]
控制点:温度<35℃,避免乳液破乳
2. 配色研磨阶段
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D --> E[加入色浆/功能助剂]
E --> F[通过砂磨机研磨]
F --> G[细度≤5μm达标]
设备参数:锆珠直径0.8mm,线速度10m/s,循环3次
3. 后调整阶段
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G --> H[加入交联剂/增稠剂]
H --> I[400rpm低速搅拌30min]
I --> J[200目滤网过滤]
J --> K[35℃熟化24h]
禁忌:禁止使用金属容器(交联剂易与金属离子反应)
四、溶剂型胶浆关键技术差异
树脂体系:
选用聚酯型TPU颗粒(如Desmocoll® 530)
溶解溶剂:DMAC:丁酮=3:7(溶解浓度25%)
配方优化点:
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* 增塑剂:添加5-8% DOA(己二酸二辛酯)提升低温柔性
* 流平剂:0.5% 氟改性丙烯酸酯(BYK-358N)
* 固化剂:3-5% HDI三聚体(N3300)
工艺特殊要求:
溶解温度:50±2℃水浴加热
VOC控制:需配套溶剂回收装置
五、性能调控技巧
需求 解决方案 效果提升幅度
提高附着力 添加2%硅烷偶联剂(KH-550) 剥离强度↑40%(达8N/cm)
增强耐磨性 复配5%纳米氧化铝(粒径30nm) Taber磨耗↓35%(H18轮)
加速干燥 水性体系:加3%乙醇胺
溶剂型:改用快干溶剂(丙酮替代丁酮) 表干时间↓至3min(25℃)
抗紫外线 添加0.5%苯并三唑类UV吸收剂 QUV老化500h ΔE<1.5
六、常见质量问题对策
印刷堵网:
诱因:粒径超标/增稠剂失效
解决:补加0.2%润湿剂,过滤精度提至400目
涂层开裂:
诱因:交联剂过量/树脂玻璃化温度(Tg)过高
解决:添加5%聚醚改性硅油(Tg降至-20℃)
储存分层:
诱因:增稠剂配伍性差
解决:更换缔合型增稠剂(如DSX® 3290)
七、环保升级路径
水性化:固含量提升至>40%(降低烘干能耗)
无溶剂:开发UV固化聚氨酯丙烯酸酯体系
配方示例:
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UV树脂(CN9010) 60%
活性稀释剂(TPGDA) 25%
光引发剂(TPO) 4%
纳米功能填料 11%
生物基原料:采用蓖麻油改性聚氨酯(替代30%石油基多元醇)
结语
成功的聚氨酯鞋材胶浆需把握三大核心:
精准树脂选型——匹配鞋材基底特性(PU革/超纤/飞织布)
流变学控制——平衡印刷适性与储存稳定性
功能性加成——通过纳米复配实现抗菌/耐磨/透湿等增值功能
严格遵循上述工艺规范,可制备出通过ISO 17700鞋材专用胶浆测试标准的高品质产品。
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