一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法及其用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通過甲胺等離子體接枝氨基來提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法，步驟如下：（1）將清洗烘干的鞋材置于低真空等離子體發(fā)生裝置中，開啟真空泵，抽排空氣；（2）通入氣化的甲胺，進(jìn)行等離子體放電；（3）停止甲胺供給，同時通入氫氣，繼續(xù)放電；（4）停止放電和氫氣供給，取出鞋材，完成鞋材的等離子體接枝氨基的表面改性。本發(fā)明的采用甲胺等離子體接枝氨基來提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法，該方法不僅不需要處理劑、UV照射劑，而且能簡化工藝、減少成本和人力、無環(huán)境污染。采用本發(fā)明表面改性方法，可以不使用常規(guī)的橡膠處理劑和UV照射劑，鞋材的粘接強(qiáng)度也達(dá)到了材破的程度。
【專利說明】一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法及其用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鞋材粘接處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法 及其用途，特別是涉及一種通過甲胺等離子體接枝氨基來提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方 法及其用途。
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【背景技術(shù)】
[0003] 橡膠(如熱塑性橡膠材料TPR、）、乙烯-乙烯基乙酸酯共聚物（EVA)是制鞋工業(yè) 中廣泛使用的材料。目前，這些材料的粘接工藝中需要毒性很大橡膠處理劑和UV照射 齊IJ，生產(chǎn)過程中存在嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。為了解決這個問題，國際上開展了多年的等 離子體表面改性研究。2003年，西班牙的Carmen M.小組開展了"氧化和非氧化性射頻 等離子體表面改性EVA共聚物的研究"（Surface modifications of EVA copolymers by using RF oxidizing and non-oxidizing plasmas, Surface and Coatings Technology 174 - 175 (2003) 94 - 99)。2004 年韓國的 Jeong-Soon Kim 小組開展的 "常壓等離子體處理對乙烯一乙烯基乙酸酯/聚氨酯復(fù)合材料的界面性能的影響研究" (Effects of atmospheric plasma treatment on the interfacial characteristics of ethylene - vinyl acetate/poIyurethane composites, Journal of Colloid and Interface Science 271 (2004) 187 - 191)。2007 年 Asuncion Martinez-Garcia 等 人進(jìn)行的電暈放電和低壓空氣等離子體處理乙烯_乙烯基醋酸酯共聚物（EVAs)的耐 久性研究（International Journal of Adhesion and Adhesives 01/2008; 28:38-46. D0I:10. 1016/j. ijadhadh. 2007. 03. 001 )，電暈放電處理不同乙烯基乙酸酯含量的研究 (Journal of Adhesion Science and Technology - J ADHES SCI TECHN0L 01/2007; 21:441-463. DOI :10. 1163/156856107780474902)。以上研究采用氬氣、氧氣、空氣、二氧化 碳做等離子體的工作氣體，對鞋材表面進(jìn)行改性處理5分鐘以上，研究結(jié)果表明氧氣等離 子體改性效果最好，將EVA材料的粘接強(qiáng)度從I. 5 kN/m提高到3. 0 - 4. 0 kN/m。國內(nèi)開展 低溫等離子體鞋材表面改性研究也較多，且有很多專利。但這些眾多的專利未見形成生產(chǎn) 力，臺灣隆典實(shí)業(yè)研發(fā)出的鞋用等離子體清洗機(jī)也未能被市場所接受。窮其原因：國內(nèi)研究 沿襲國際的研究方法和研究思路，并無創(chuàng)新性思路，因而未超過國際水平獲得突破。但這樣 的效果依然達(dá)不到制鞋業(yè)的要求。
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 要解決的技術(shù)問題：常規(guī)的制鞋業(yè)粘接工藝中需要毒性很大的橡膠處理劑和UV 照射劑，生產(chǎn)過程中存在嚴(yán)重的環(huán)境污染，并且其粘接工藝復(fù)雜、成本較高。而采用等離子 體表面改性技術(shù)對鞋材表面進(jìn)行改性后，改性不完全、粘接強(qiáng)度也較低。
[0006] 技術(shù)方案：針對上述問題，本發(fā)明公開了一種通過甲胺等離子體接枝氨基來提高 鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法，所述的改性方法包括以下步驟：（1)將清洗烘干的鞋材置 于低真空等離子體發(fā)生裝置中，開啟真空泵，抽排空氣； (2) 通入氣化的甲胺，進(jìn)行等離子體放電； (3) 停止甲胺供給，同時通入氫氣，繼續(xù)放電； (4) 停止放電和氫氣供給，取出鞋材，完成鞋材的等離子體接枝氨基的表面改性。
[0007] 優(yōu)選的，所述的一種通過甲胺等離子體接枝氨基來提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性 方法包括以下步驟： (1)將清洗烘干的鞋材置于低真空等離子體發(fā)生裝置中，開啟真空泵，抽排空氣；由于 空氣中含有氧，在等離子體氣氛中，氧分子形成具有脫氫作用的氧基團(tuán)，對氨基有很強(qiáng)的氧 化作用。為了盡量減少氧氣含量，抽真空到真空度低于l〇Pa。
[0008] (2)通入氣化的甲胺，使氣壓升高到30Pa - IOOPa ;進(jìn)行等離子體放電，放電時間 為4-20秒，等離子體平均電子能量大于4eV。
[0009] 短時間放電甲胺分解出氨基和氮、氫、碳?xì)涞扔H水性基團(tuán)；這些親水基團(tuán)利于水性 膠擴(kuò)散滲透，利于膠的涂敷均勻。接枝到鞋料表面的氨基利用其共價(jià)鍵與水性膠結(jié)合，形成 很強(qiáng)的粘接力。
[0010] 為了有足夠的能量使甲胺分解出氨、氮、氫、碳?xì)涞然鶊F(tuán)，無論采用何種形式的放 電（電容耦合、電感耦合、微波激勵、射頻激勵、直流放電、交流放電等)，因此保證等離子體 平均電子能量大于4eV。
[0011] 由于等離子體既可以使甲胺產(chǎn)生氨基，又會分解氨基。為了防止產(chǎn)生的氨基又被 分解，因此放電時間為4-20秒，使鞋材表面接枝上足夠的氨基。
[0012] (3)停止甲胺供給，同時通入氫氣，氣壓維持在30Pa - lOOPa，繼續(xù)放電8-12秒，一 是分解去除裝置中殘留的甲胺，二是氫氣將表面的氮基團(tuán)還原成氨基，進(jìn)一步提高鞋材表 面的氨基接枝率。
[0013] (4)停止放電和氫氣供給，取出鞋材，完成鞋材的等離子體接枝氨基的表面高效改 性。
[0014] 優(yōu)選的，步驟（3)中繼續(xù)放電時間為10秒。
[0015] 優(yōu)選的，步驟（2)中氣壓升高到70Pa。
[0016] 優(yōu)選的，步驟（2)中等離子體平均電子能量為5eV，放電時間為12秒。
[0017] 一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法在EVA、橡膠、PU或尼龍鞋材的表面處理 中的用途。
[0018] 以下為本發(fā)明的鞋材表面處理方法的反應(yīng)式：

【權(quán)利要求】
1. 一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 將清洗烘干的鞋材置于低真空等離子體發(fā)生裝置中，開啟真空泵，抽排空氣； (2) 通入氣化的甲胺，進(jìn)行等離子體放電； (3) 停止甲胺供給，同時通入氫氣，繼續(xù)放電； (4) 停止放電和氫氣供給，取出鞋材，完成鞋材的等離子體接枝氨基的表面改性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法，其特征在于包括以 下步驟： (1) 將清洗烘干的鞋材置于低真空等離子體發(fā)生裝置中，開啟真空泵，抽排空氣，抽真 空到真空度低于l〇Pa ; (2) 通入氣化的甲胺，使氣壓升高到30Pa-100Pa;進(jìn)行等離子體放電，等離子體平均電 子能量大于4eV，放電時間為4-20秒； (3) 停止甲胺供給，同時通入氫氣，氣壓維持在30Pa-100Pa，繼續(xù)放電8-12秒； (4) 停止放電和氫氣供給，取出鞋材，完成鞋材的等離子體接枝氨基的表面改性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法，其特征在于步驟 (3)中繼續(xù)放電時間為10秒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法，其特征在于步驟 (2)中氣壓升高到70Pa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法，其特征在于步驟 (2)中等離子體平均電子能量為5eV，放電時間為12秒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法，其特征在于所述 的放電方式為電容耦合、電感耦合、微波激勵、射頻激勵、直流放電或交流放電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的一種提高鞋材粘接強(qiáng)度的表面改性方法在EVA、橡膠、PU 或尼龍鞋材的表面處理中的用途。
【文檔編號】C08L75/04GK104292489SQ201410387918
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】常鵬, 孟月東, 蔡剛強(qiáng) 申請人:蘇州衛(wèi)鵬機(jī)電科技有限公司