碳酸二甲酯在鞋用膠粘劑中的應(yīng)用研究

1、碳酸二甲酯在鞋用膠粘劑中的應(yīng)用研究200781610:48來(lái)源：中國(guó)膠粘劑網(wǎng)陳登龍(福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院高分子研究所，福建省福州市350007)作者簡(jiǎn)介:陳登龍(1967)博士生、高級(jí)工程師，主要從事生物醫(yī)用材料、新能源、膠粘劑與塑料助劑等粘細(xì)化工產(chǎn)品研究及產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)，承當(dāng)多項(xiàng)省級(jí)科研項(xiàng)目，已發(fā)表論文十多篇。摘要:報(bào)道了碳酸二甲酯的理化性質(zhì)，并列舉了碳酸二甲酯(DMC)在聚氨酯鞋用膠粘劑、無(wú)三苯接枝型氯丁鞋用膠粘劑中的應(yīng)用情況得出

2、了DMC能部分替代價(jià)格昂貴的丁酮、丙酮、醋酸乙酯、酪酸正丙酯的結(jié)論。關(guān)鍵詞:碳酸二甲酯鞋用膠粘劑聚氨酯氯丁像膠0前言碳酸二甲酯(DimethylCarbonate)簡(jiǎn)稱DMC是一種新興的化學(xué)原料，近十年來(lái)，DMC及其衍生物的研究開(kāi)發(fā)，已成為化工研究熱點(diǎn)之一，并取得突破性展，應(yīng)用領(lǐng)域亦在日益擴(kuò)大。由于DMC獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)(CH30COOCH3)，它不僅能代替硫酸二甲酯作為甲基化試劑、代替光氣作為撥基化劑，還可作為提高汽油辛烷值和含氧量的汽

3、油添加劑。此外，DMC還具有揮發(fā)速度快、與其他溶劑相容性好等特點(diǎn)。因此，近十年來(lái)DMC的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究引起了國(guó)內(nèi)外化工界的廣泛重視。鞋用膠粘劑主要品種有氯丁膠粘劑、聚氨酯膠粘劑，它們均為溶劑型的粘合劑，其組分中有75%以上是溶劑，其所用的有機(jī)溶劑有甲苯、苯、二甲苯、丙酮、丁酮、醋酸乙酯等。因大部分的有機(jī)溶劑對(duì)人體健康和環(huán)境有嚴(yán)重的危害，因此，國(guó)內(nèi)外都在積極開(kāi)發(fā)低公害、低毒性的鞋用膠粘劑。DMC作為一種優(yōu)良的低毒性溶劑，在鞋用膠粘劑的生產(chǎn)

4、中顯示出良好的發(fā)展前景。1DMC的理化性質(zhì)DMC在常溫時(shí)是一種無(wú)色透明、略有氣味、微甜的液體，熔點(diǎn)49C沸點(diǎn)90.1cc，密度1.0698em3不溶于水，但可以與醇、醚、酮等幾乎所有的有機(jī)溶劑混溶oDMC毒性很低，對(duì)小白鼠、大白鼠致死中量LDP=640012800mgkg，在1992年就被歐洲列為無(wú)毒產(chǎn)品，是一種符合現(xiàn)代“清潔工藝”要求的環(huán)保型有機(jī)溶劑[1]。表1為DMC與鞋用膠粘劑常用溶劑的部分理化性質(zhì)比較。2DMC在鞋用膠粘劑生產(chǎn)中

5、的應(yīng)用研究溶劑是鞋用膠粘劑的主要成分，溶劑的性質(zhì)對(duì)于膠粘劑的性能有很大的影響。膠粘劑的粘度、干燥速度、粘性保持時(shí)間、初粘力、施工性、毒性、安全性、成本、清潔性、儲(chǔ)存穩(wěn)定性等都與溶劑密切相關(guān)，自然對(duì)溶劑提出很多要求，如溶解能力要強(qiáng)、揮發(fā)速度適中、適當(dāng)?shù)牡蜏夭荒z、氣味與毒性要小、使用比較安全、價(jià)格盡量低廉、來(lái)源還要容易等。毫無(wú)疑問(wèn)單一溶劑很難同時(shí)滿足這些要求，而采用混合溶劑體系則具有良好的綜合性能[2]。根據(jù)DMC的溶解度參數(shù)、揮發(fā)速度、

6、價(jià)格、毒性等指標(biāo)特征，在鞋用粘膠劑中不提倡單獨(dú)使用，主要是傾向于與其它溶劑復(fù)配使用，以達(dá)到降低鞋用粘膠劑毒性及制作成本的作用。2.1DMC在溶液型聚氨酯鞋用膠粘劑中的應(yīng)用聚氨酯因其結(jié)構(gòu)中存在的極性亞氨基、撥基、醚鍵和具有反應(yīng)活性的異氰酸酯基，而對(duì)各種材料具有良好的粘接性。因而聚氨醋常被廣泛用作反應(yīng)性膠粘劑。選擇其多種可變結(jié)構(gòu)，可制得具有常溫固化，有良好耐低溫、耐沖擊、耐油、耐磨性、饒曲性及較高剝離強(qiáng)度等綜合性能的膠粘劑，使聚氨酯膠粘劑在

7、制鞋生產(chǎn)中成為一類重要品種。目前，國(guó)內(nèi)有很大一部分生產(chǎn)聚氨酯鞋用膠粘劑的工廠是以國(guó)外進(jìn)口聚氨酯樹(shù)脂直接溶解在丁酮、丙酮中，配制聚氨酯鞋用膠粘劑。在實(shí)驗(yàn)中，我們以DMC代替部分丁酮(MEK)，其結(jié)果如表2.從表2可以看出，DMC在PU膠中能代替部分丁酮，膠粘劑的粘合強(qiáng)度沒(méi)有變化，但粘度、初粘強(qiáng)度有變小的傾向。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)制鞋流水線的要求，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整DMC的用量，建議DMC的用量為總?cè)軇┝康?0%.2.2DMC在SIN型聚氨酯無(wú)

8、三苯鞋用膠粘荊中的應(yīng)用SIN型聚氨酯無(wú)三苯鞋用膠粘劑[3]是我們適應(yīng)環(huán)保要求研制的聚氨酯鞋用膠粘劑新品種。它是在進(jìn)口固體聚氨酯樹(shù)脂基礎(chǔ)上進(jìn)行改性，其溶劑體系是以丁酮一丙酮一乙酸乙酯為混合劑，為了降低成本，我們選用了DMC為混合溶劑的組分之一、合成了SIN型聚氨酯無(wú)三苯鞋用膠粘劑，其結(jié)果如表3.表3可見(jiàn)，DMC可以替代部分的丙酮、丁酮、醋酸乙酯，用于SIN型聚氨醋膠的合成，其性能完全能達(dá)到DB353291999的要求，而且DMC在SIN型

9、聚氨酷膠的應(yīng)用效果比醋酸乙酚好。2.3DMC在接枝型氯丁膠中的應(yīng)用接枝型無(wú)三苯氯丁鞋用膠粘劑囚是我們配合福建省環(huán)保局搞好福建省制鞋業(yè)“三苯”廢氣治理方案的實(shí)施，采用復(fù)合引發(fā)劑制備出的A90MMAAA三元接枝無(wú)三苯沙灘拖鞋膠。其溶劑體系為丁酮與醋酸正丙酯，由于丁酮、醋酸正丙酯價(jià)格昂貴，因此以DMC替代部分丁酮或醋酸正丙酯能顯著地降低無(wú)三苯沙灘拖鞋膠成本，其應(yīng)用結(jié)果見(jiàn)表4.由表4可見(jiàn)，DMC可以替代部分丁酮、醋酸正丙酯用于無(wú)三苯接枝型氯丁膠

10、的合成，其性能完全達(dá)到原先的標(biāo)準(zhǔn)141而且大大降低了無(wú)三苯沙灘拖鞋膠的成本。3結(jié)束語(yǔ)碳酸二甲酯作為一種低毒溶劑，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室研究表明，能用于聚氨酷鞋用膠粘劑及接枝型氯丁粘膠劑，部分替代價(jià)格昂貴的丙酮、丁酮、醋酸乙酯.醋酸正丙酯。當(dāng)然，由于各個(gè)鞋用膠粘劑生產(chǎn)廠家的配方不一，DMC在應(yīng)用上應(yīng)給予全面考察.參考文獻(xiàn)[1]化學(xué)工業(yè)出版社編寫(xiě)組中國(guó)化工產(chǎn)品大全[ml]北京:化學(xué)工業(yè)出版社1994[2]李子?xùn)|.實(shí)用膠粘劑原材料手冊(cè)[Ml.北京:國(guó)防工業(yè)