CN103570908B - 一种聚氨酯鞋底材料原液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚氨酯鞋底材料原液，所述原液包括A组分和B组分，所述A组分由发泡剂、聚酯多元醇、扩链剂小分子多元醇、流动性改善助剂、催化剂、匀泡剂组成；所述的B组份为过量的二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、液化MDI和聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇反应得到的端异氰酸酯预聚体。本发明降低了聚氨酯鞋底原液在加工使用时的粘度，提高流动性，在制备花纹设计复杂的型体时降低气泡、表面缺陷的产生，获得美观的表面效果。

Description

一种聚氨酯鞋底材料原液
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
随着社会发展，人们对物质的需求越来越高，而鞋作为普通消费品也承载了人们的更高要求。为了满足人们的需要，多种多样千姿百态的鞋材涌现出来，其中，聚氨酯微孔弹性体是应用广泛的一种高分子合成材料。目前，国内使用聚氨酯微孔弹性体制备鞋底主要采用反应低压浇注的生产工艺，鞋底材料原液分为A组份和B组份，A组份由聚酯多元醇、扩链剂、发泡剂、匀泡剂和催化剂等混合而成，粘度较高，B组份主要含有二异氰酸酯预聚体，粘度较低，两者通过浇注机头高速搅拌混合均匀后注入模具，经3-10分钟熟化后即可制得鞋底。但由于A、B组份粘度差异较大，浇注压力低，在制备一些设计复杂，花纹繁复的鞋底时，常因流动性不够而造成缺料无法体现出原有的设计纹路，影响外观。
发明内容
本发明的目的是提供一种粘度低，流动性好，加工性能好的聚氨酯鞋底材料原液。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种聚氨酯鞋底材料原液，包括A组分和B组分，所述A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，其特征在于：所述发泡剂由水和HCFC-141B组成，所述聚酯多元醇由聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇和聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇组成，所述扩链剂小分子多元醇为乙二醇、甲基丙二醇和二乙二醇组成，所述流动性改善助剂为马来酸酐接枝聚酯多元醇有机改性蒙脱土，所述催化剂为三乙烯二胺，所述匀泡剂为二甲基硅氧烷；所述的B组份为过量的二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、液化MDI和聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇反应得到的端异氰酸酯预聚体。
优选的，所述A组分中聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇和聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的质量比为1：0~0.6。
优选的，所述A组分中聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的分子量为900~2200；所述A组分中的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的分子量为600~2200。
优选的，所述A组分发泡剂中水和HCFC-141B的质量比为1：1~1：5。
优选的，所述A组分中扩链剂中乙二醇、甲基丙二醇和二乙二醇的质量比为1:0~0.6:0~0.8。甲基丙二醇和二乙二醇的作为扩链剂的一部分，可使A组分的粘度降低。
优选的，所述流动性改善助剂在A组分中所占的质量分数为0.5%~5%。
优选的，所述B组分中聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的分子量为600~2200。
优选的，所述B组分中异氰酸酯预聚体NCO含量以质量百分比计为17%~24%。
所述的流动性改性助剂为马来酸酐接枝聚酯多元醇改性蒙脱土。蒙脱土是由两层Si-O四面体夹一层Al-O八面体组成的层状硅酸盐晶体，层内有可交换的阳离子Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋等，利用蒙脱土的阳离子交换特性，可以将有机离子或聚合物单体插入蒙脱土层间，使其以单层或数层分散于聚合物基体中，形成纳米复合材料。本发明使用的蒙脱土经过十六烷基三甲基溴化铵有机改性，可和马来酸酐、聚酯多元醇进行原位聚合，得到马来酸酐接枝聚酯多元醇的蒙脱土纳米复合物，即所述的流动性改善助剂。将其均匀分散于A组份时，由于其片层结构，可以起到润滑的作用，降低A组份在使用时的粘度，提高流动性，使加入流动性改善助剂的A组分具有良好的加工性能。
本发明对于甲基丙二醇和二乙二醇作为扩链剂的使用、以及马来酸酐接枝聚酯多元醇改性蒙脱土作为流动改性剂的使用非常独特新颖，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，可以根据配方将原料按一定比例投入反应釜中，并在一定温度下搅拌混合一段时间就能制得。本领域技术人员可以根据具体制品要求来选择制备过程中所采用的A组分中的聚酯多元醇、小分子多元醇、催化剂、发泡剂、匀泡剂和B组分中的聚酯多元醇、异氰酸酯的配方比例以及混合分散温度、时间等反应条件。
本发明相对于现有技术，具有粘度低，流动性好，加工性能好的优点，在制备花纹设计复杂的型体时能够降低气泡、表面缺陷的产生，获得美观的表面效果。
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、聚酯多元醇的制备
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。
分子量约为1500的聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的制备过程：
向反应釜中依次加入二聚酸500g、己二酸1500g、乙二醇500g、二乙二醇500g，打开搅拌，开始升温，同时在反应釜上部通入氮气，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℃左右氮气切换从反应液面下部通入，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＜0.6，羟值为74~76，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。
分子量为2000的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的制备过程：
制备方法同聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇，原料为乙二醇500克，二乙二醇600克，己二酸1000克。
2、马来酸酐接枝聚酯多元醇改性蒙脱土的制备
将100g改性蒙脱土、1300g己二酸、马来酸酐50g、苯乙烯40g、乙二醇800g、二乙二醇1400g加入反应釜中混合，搅拌逐渐升温至200℃，在真空条件下脱水后，降至80℃，然后加入DCP催化剂，再加热到120℃，真空脱水24h，制得马来酸酐接枝聚酯多元醇改性蒙脱土。
3、合成A组分
向反应釜中加入分子量约为1500的聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇1200g、分子量约为2000的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇2400g、乙二醇160g、甲基丙二醇40g、二乙二醇40g、三乙烯二胺的乙二醇溶液50g、去离子水20g、二甲基硅氧烷20g、流动性改善助剂40g；升温至50—60℃，高速搅拌一小时后将温度降至40℃以下，缓慢加入HCFC-141B60g再低速搅拌0.5h后得A组份。
4、合成B组分：
原料：上述制得的分子量约为2000的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇1000g、二异氰酸酯MDI 1800g、液化MDI200g。
向反应釜依次加入异氰酸酯、聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇，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196，即制成B组分。
实施例2
1、合成A组分
向反应釜中加入分子量约为900的聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇1000g、分子量约为600的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇2400g、乙二醇160g、甲基丙二醇80g、二乙二醇80g、三乙烯二胺的乙二醇溶液150g、去离子水20g、二甲基硅氧烷20g、流动性改善助剂60g；升温至50℃~60℃，高速搅拌一小时后将温度降至40℃以下，缓慢加入HCFC-141B 60g再低速搅拌0.5h后得A组份。
2、合成B组分：
原料：分子量约为600的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇1000g、二异氰酸酯MDI 1700g、液化MDI300g；
向反应釜依次加入异氰酸酯、聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇，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214，即制成B组分。
实施例3
1、合成A组分
向反应釜中加入分子量约为2200的聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇1500g、分子量约为1200的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇2500g、乙二醇160g、甲基丙二醇96g、二乙二醇128g、三乙烯二胺的乙二醇溶液120g、去离子水20g、二甲基硅氧烷20g、流动性改善助剂100g；升温至50℃~60℃，高速搅拌一小时后将温度降至40℃以下，缓慢加入HCFC-141B 60g再低速搅拌0.5h后得A组份。
2、合成B组分：
原料：分子量约为1500的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇1000g、二异氰酸酯MDI 1900g、液化MDI100g；
向反应釜依次加入异氰酸酯、聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇，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197，即制成B组分。
实施例4
1、合成A组分
向反应釜中加入分子量约为2000的聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇1500g、分子量约为1500的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇2500g、乙二醇160g、甲基丙二醇96g、二乙二醇128g、三乙烯二胺的乙二醇溶液150g、去离子水20g、二甲基硅氧烷20g、流动性改善助剂100g；升温至50℃~60℃，高速搅拌一小时后将温度降至40℃以下，缓慢加入HCFC-141B 60g再低速搅拌0.5h后得A组份。
2、合成B组分：
原料：分子量约为1500的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇1000g、二异氰酸酯MDI 2000g；
向反应釜依次加入异氰酸酯、聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇，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196，即制成B组分。
实施例5
将实施例1制得的A组分和B组分分别预热至40℃，再倒入鞋底浇注机的A、B料罐里，循环20分钟；调整比例，确定合适的发泡中心。
将确定好比例的A、B组份浇注入准备好的花纹较复杂的模具（温度控制在40-50℃）中，熟化5分钟，即可取出制品。仔细观察制品表面，擦拭干净后进行喷漆。同时，可以选择其他通用的聚氨酯鞋底原液进行对比实验，实验结果如表1所示：
表1  本发明实验样与通用鞋底原液性能对比结果
  A组分粘度/40℃（cps） 表面缺陷
A-6180/B-8280 1250 较多
实验样 800 很少
由表1可以看出，本发明制得的聚氨酯原液粘度大大低于通用鞋底原液，制成的鞋底材料表面缺陷很少，因面具有更好的加工性能。
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。
本发明较好地解决了因A、B组份粘度差异大，浇注压力低，流动性不够而造成的无法体现出原有的设计纹路、影响外观的现象，相对于现有技术，具有粘度低，流动性好，加工性能好的优点，在制备花纹设计复杂的型体时能够降低气泡、表面缺陷的产生，获得美观的表面效果。
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 (5)

1.一种聚氨酯鞋底材料原液，所述原液包括A组分和B组分，所述A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、匀泡剂和流动性改善助剂，其特征在于，所述聚酯多元醇由聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇和聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇组成，所述发泡剂由水和HCFC-141B组成，所述扩链剂小分子多元醇为乙二醇、甲基丙二醇和二乙二醇组成，所述流动性改善助剂为马来酸酐接枝聚酯多元醇有机改性蒙脱土，所述催化剂为三乙烯二胺，所述匀泡剂为二甲基硅氧烷；所述的B组份为过量的二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、液化MDI 和聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇反应得到的端异氰酸酯预聚体；所述流动性改善助剂在A组分中所占的质量分数为0.5%~5%；所述A 组分中扩链剂中的乙二醇、甲基丙二醇和二乙二醇的质量比为1:0~0.6:0~0.8，其中，所述乙二醇、甲基丙二醇和二乙二醇的质量均不为0；所述A组分中聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇和聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的质量比为1：0~0.6，其中，所述聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇和聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的质量均不为0。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯鞋底材料原液，其特征在于，所述A 组分中聚二聚酸己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的分子量为900~2200；所述A 组分中的聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的分子量为600~2200。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯鞋底材料原液，其特征在于，所述A 组分发泡剂中水和HCFC-141B的质量比为1：1~1：5。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯鞋底材料原液，其特征在于，所述B组分中聚己二酸乙二醇二乙二醇酯多元醇的分子量为600~2200。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯鞋底材料原液，其特征在于，所述B组分中异氰酸酯预聚体NCO含量以质量百分比计为17%~24%。
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