CN103570907B - 一种耐低温聚氨酯鞋底材料 - Google Patents

一种耐低温聚氨酯鞋底材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐低温聚氨酯鞋底材料，其特征在于，由多元醇组分和聚氨酯预聚体组分共同组成；其中，所述多元醇组分的原料配方包括聚酯多元醇、作为扩链剂的小分子多元醇、催化剂、发泡剂、匀泡剂；所述聚氨酯预聚体组分的原料配方包括聚酯多元醇、异氰酸酯。本发明具有柔顺性好，物理机械性能佳，具备优异的耐低温性能的优点。

Description

一种耐低温聚氨酯鞋底材料
技术领域
本发明涉及聚氨酯材料领域，具体涉及一种用于制作鞋底的聚氨酯材料。
背景技术
聚氨酯材料具有优越的物理机械性能、耐酸碱腐蚀性能、高承载性能，以及硬度范围宽等优点，目前已经成为鞋底市场的主流材料之一。但是在低温下使用时，聚酯型聚氨酯材料容易断裂，耐折性能差。
聚醚型聚氨酯材料的低温性能比聚酯型聚氨酯材料有所改善，因此，低温下，市场上绝大部分用聚醚型聚氨酯材料。但是，它的物理机械性能差，因而限制了其使用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐低温的聚氨酯鞋底材料。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种耐低温聚氨酯鞋底材料，由多元醇组分和聚氨酯预聚体组分共同组成；其中，所述多元醇组分的原料配方包括聚酯多元醇、作为扩链剂的小分子多元醇、催化剂、发泡剂、匀泡剂，所述发泡剂由水和偶氮二异丁腈组成，所述聚酯多元醇由聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇和聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇组成，所述小分子多元醇为乙二醇，所述催化剂为三乙烯二胺，所述匀泡剂为二甲基硅氧烷；所述聚氨酯预聚体组分的原料配方包括聚酯多元醇、异氰酸酯，所述聚酯多元醇为聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，所述异氢酸酯为4，4-二苯基甲烷-2-异氰酸酯。
优选的，所述发泡剂中水和偶氮二异丁腈的质量比为1：1~1：2。
优选的，所述聚酯多元醇中聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的分子量为1900~2100；所述聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的分子量为1900~2100。
优选的，所述多元醇组分中聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的聚丁二烯二元醇的分子量为250~350。
优选的，所述聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇与所述聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的质量比为1：1.5~1：3。
优选的，所述聚氨酯预聚体组分中聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的分子量为1900~2100。
优选的，所述聚氨酯预聚体组分中聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的聚丁二烯二元醇的分子量为250~350。
本发明还提供一种用于制作耐低温聚氨酯鞋底材料的多元醇组分，所述多元醇组分的原料包括聚酯多元醇、作为扩链剂的小分子多元醇、催化剂、发泡剂、匀泡剂，所述发泡剂由水和偶氮二异丁腈组成，所述聚酯多元醇由聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇和聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇组成，所述小分子多元醇为乙二醇，所述催化剂为三乙烯二胺，所述匀泡剂为二甲基硅氧烷。
本发明还提供一种用于制作耐低温聚氨酯鞋底材料的聚氨酯预聚体组分，所述聚氨酯预聚体组分的原料包括聚酯多元醇、异氰酸酯，所述聚酯多元醇为聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，所述异氢酸酯为4，4-二苯基甲烷-2-异氰酸酯。
本发明采用偶氮二异丁腈联合水一起作为匀泡剂，再结合特定组合的聚酯多元醇（包括聚乙二醇二乙二醇葵二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇丁二酸酯多元醇，这两种多元醇分别引入葵二酸和丁二酸来制备），以及扩链剂、匀泡剂、催化剂等，可以很好的解决聚酯型聚氨酯鞋底材料耐低温性能差的问题，制得的鞋底具有优异的耐低温性能。
本发明采用聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，由于其分子结构中含有非极性且构象丰富的碳碳单键，以及柔顺的碳碳双键，因此其柔顺性非常好，具备优异的耐低温性能。
本发明对于原料的选择独特新颖，制备方法则可采用本领域技术人员所熟知的制备方法，一般来说，可以将各原料配方按一定比例混合物，并在一定温度下搅拌一段时间，便能够制得多元醇组分和聚氨酯预聚体组分。可以根据具体制品要求来选择制备过程中所采用的聚酯多元醇、小分子多元醇、催化剂、发泡剂、匀泡剂和聚酯多元醇、异氰酸酯的配方比例以及反应温度、时间等反应条件。
本发明相对于现有技术，具有柔顺性好，物理机械性能佳，具备优异的耐低温性能的有益效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
1、聚酯多元醇的制备，可以采用常规的聚酯多元醇制备方法，本实施例中采用氮气降压法来制备。
1.1、分子量约为2000的聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的制备过程：
向反应釜中依次加入葵二酸200g、分子量为250左右的聚丁二烯二元醇400g，打开搅拌，开始升温，升温至135~140℃时恒温1小时稳定脱水速度（通过精馏塔，塔顶温度保持＜102℃）后继续升温，升温至180℃左右氮气切换从下部通入，并逐步加大氮气量强化脱水。升温至225±5℃恒温，恒温1小时后加入催化剂并开始抽真空，进行酯交换，从抽真空开始计时4小时后每2小时取一次样品中控分析至最终酸值＜1，羟值为53~59，恢复常压，氮气切换上部通入，开始降温，降温至120℃即可取样做最终分析并包装。
1.2、分子量为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的制备过程：
制备方法同聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，原料为乙二醇50克，二1,4丁二醇50克，己二酸100克。
2、合成聚氨酯预聚体组分：
原料：上述制得的分子量约为2000的聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇14g、异氰酸酯20g；
向反应釜依次加入异氰酸酯、聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，将反应釜温度控制在70—80℃，反应3小时后测NCO当量；调整NCO当量到230，即制成聚氨酯预聚体组分。
3、合成多元醇组分：
原料：分子量约为2000的聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇18g、分子量约为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇45g、乙二醇5g、三乙烯二胺1.0g、蒸馏水0.6g、偶氮二异丁腈1.0g、二甲基硅氧烷0.4g；
向另一反应釜中依次加入聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇、聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇、乙二醇、蒸馏水、偶氮二异丁腈、二甲基硅氧烷、三乙烯二胺，将反应釜温度控制在50—60℃，搅拌一小时后测水分，调整水分合格（水分大约为0.45％）后制得多元醇组份。
实施例2
1、聚酯多元醇的制备，可以采用常规的聚酯多元醇制备方法，本实施例中采用氮气降压法来制备。
1.1、分子量约为2500的聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的制备过程：
向反应釜中依次加入葵二酸200g、分子量约为250左右的聚丁二烯二元醇400g，打开搅拌，开始升温，升温至135~140℃时恒温1小时稳定脱水速度（通过精馏塔，塔顶温度保持＜102℃）后继续升温，升温至180℃左右氮气切换从下部通入，并逐步加大氮气量强化脱水。升温至225±5℃恒温，恒温1小时后加入催化剂并开始抽真空，进行酯交换，从抽真空开始计时4小时后每2小时取一次样品中控分析至最终酸值＜1，羟值为53~59，恢复常压，氮气切换上部通入，开始降温，降温至120℃即可取样做最终分析并包装。
1.2、分子量为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的制备过程：
制备方法同聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，原料为乙二醇50克，二1,4丁二醇50克，己二酸100克。
2、合成聚氨酯预聚体组分：
原料：上述制得的分子量约为2500的聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇16g、异氰酸酯20g；
向反应釜依次加入异氰酸酯、聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，将反应釜温度控制在70—80℃，反应3小时后测NCO当量；调整NCO当量到230，即制成聚氨酯预聚体组分。
3、合成多元醇组分：
原料：分子量约为2500的聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇20g、分子量约为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇40g、乙二醇5g、三乙烯二胺1.0g、蒸馏水0.5g、偶氮二异丁腈1.0g、二甲基硅氧烷0.4g；
向另一反应釜中依次加入聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇、聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇、乙二醇、蒸馏水、偶氮二异丁腈、二甲基硅氧烷、三乙烯二胺，将反应釜温度控制在50—60℃，搅拌一小时后测水分，调整水分合格（水分大约为0.45％）后制得多元醇组份。
实施例3
1、聚酯多元醇的制备，可以采用常规的聚酯多元醇制备方法，本实施例中采用氮气降压法来制备。
1.1、分子量约为1500的聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的制备过程：
向反应釜中依次加入葵二酸200g、分子量约为250左右的聚丁二烯二元醇400g，打开搅拌，开始升温，升温至135~140℃时恒温1小时稳定脱水速度（通过精馏塔，塔顶温度保持＜102℃）后继续升温，升温至180℃左右氮气切换从下部通入，并逐步加大氮气量强化脱水。升温至225±5℃恒温，恒温1小时后加入催化剂并开始抽真空，进行酯交换，从抽真空开始计时4小时后每2小时取一次样品中控分析至最终酸值＜1，羟值为53~59，恢复常压，氮气切换上部通入，开始降温，降温至120℃即可取样做最终分析并包装。
1.2、分子量为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的制备过程：
制备方法同聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，原料为乙二醇50克，二1,4丁二醇50克，己二酸100克。
2、合成聚氨酯预聚体组分：
原料：上述制得的分子量约为1500的聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇16g、异氰酸酯20g；
向反应釜依次加入异氰酸酯、聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，将反应釜温度控制在70—80℃，反应3小时后测NCO当量；调整NCO当量到230，即制成聚氨酯预聚体组分。
3、合成多元醇组分：
原料：分子量约为1500的聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇20g、分子量约为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇60g、乙二醇5g、三乙烯二胺1.0g、蒸馏水0.5g、偶氮二异丁腈1.0g、二甲基硅氧烷0.4g；
向另一反应釜中依次加入聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇、聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇、乙二醇、蒸馏水、偶氮二异丁腈、二甲基硅氧烷、三乙烯二胺，将反应釜温度控制在50—60℃，搅拌一小时后测水分，调整水分合格（水分大约为0.45％）后制得多元醇组份。
实施例4
将上述制得的聚氨酯预聚体组份和多元醇组份分别预热至40℃，再一同倒入鞋底浇注机的料罐里，循环20分钟；打一小的试杯，确认试杯为发泡中心。
将模具温度控制在50℃~70℃，将料罐里打好的原料注入模具, 控制制品的密度为0.5g/cm3，50-70℃硫化5分钟，即可取出制品。再把制品放入80℃~100℃烘箱熟化24小时，取出。与另外一组由普通的聚酯型聚氨酯鞋底材料双组份在相同的条件下制得的制品做耐折测试对比。此普通的聚酯型聚氨酯鞋底材料之A组份由分子量为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇等质量取代上述耐低温聚氨酯鞋底材料之A组份中聚葵二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，而B组分也一样取代。耐折测试条件为零下十摄氏度，无切口。测试仪器为GOTECH公司生产，型号为GT-7006-V30。具体性能数据如表1
表1 普通的聚酯型聚氨酯鞋底材料与耐低温聚氨酯鞋底材料耐折性能对比结果
  5万次
普通的聚酯型聚氨酯鞋底材料 断裂
耐低温聚氨酯鞋底材料 无裂痕
以表1可以看出，本发明制得的聚氨酯鞋底材料具有优异的耐低温性能，在低温下弯折5万次后仍然无裂痕。
以上所述的仅是所列举出来的本发明的优选实施方式，其余的配制都按此方法在浓度可选择范围内变化。
本发明相对于现有技术，具有柔顺性好，物理机械性能佳，具备优异的耐低温性能的有益效果。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐低温聚氨酯鞋底材料，其特征在于，由多元醇组分和聚氨酯预聚体组分共同组成；其中，所述多元醇组分的原料配方包括聚酯多元醇、作为扩链剂的小分子多元醇、催化剂、发泡剂、匀泡剂，所述发泡剂由水和偶氮二异丁腈组成，所述聚酯多元醇由聚癸二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇和聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇组成，所述小分子多元醇为乙二醇，所述催化剂为三乙烯二胺，所述匀泡剂为二甲基硅氧烷；所述聚氨酯预聚体组分的原料配方包括聚酯多元醇、异氰酸酯，所述聚酯多元醇为聚癸二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，所述异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷-2-异氰酸酯；
所述聚癸二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的聚丁二烯二元醇的分子量为250～350。
2.根据权利要求1所述的耐低温聚氨酯鞋底材料，其特征在于，所述的发泡剂中水和偶氮二异丁腈的质量比为1：1～1：2。
3.根据权利要求1所述的耐低温聚氨酯鞋底材料，其特征在于，所述聚酯多元醇中聚癸二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的分子量为1900～2100；所述聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的分子量为1900～2100。
4.根据权利要求3所述的耐低温聚氨酯鞋底材料，其特征在于，所述聚癸二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇与所述聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的质量比为1：1.5～1：3。
5.根据权利要求1所述的耐低温聚氨酯鞋底材料，其特征在于，所述聚癸二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇的分子量为1900～2100。
6.根据权利要求5所述的耐低温聚氨酯鞋底材料，其特征在于，所述聚癸二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇中聚丁二烯二元醇的分子量为250～350。
7.一种用于制作耐低温聚氨酯鞋底材料的多元醇组分，其特征在于，所述多元醇组分的原料包括聚酯多元醇、作为扩链剂的小分子多元醇、催化剂、发泡剂、匀泡剂，所述发泡剂由水和偶氮二异丁腈组成，所述聚酯多元醇由聚癸二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇和聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇组成，所述小分子多元醇为乙二醇，所述催化剂为三乙烯二胺，所述匀泡剂为二甲基硅氧烷。
8.一种用于制作耐低温聚氨酯鞋底材料的聚氨酯预聚体组分，其特征在于，所述聚氨酯预聚体组分的原料包括聚酯多元醇、异氰酸酯，所述聚酯多元醇为聚癸二酸-聚丁二烯二元醇酯多元醇，所述异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷-2-异氰酸酯。
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