CN104072723A - 一种鞋面用聚氨酯弹性体及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种鞋面用聚氨酯弹性体及其制备方法与应用。所述聚氨酯弹性体包括聚氨酯预聚体和固化剂，将聚氨酯预聚体和固化剂按100:(60-160)的质量比，在一定的温度下混合均匀后浇注到已预热的模具中，然后减压除泡，凝胶点贴布加压，加热固化，得到所述聚氨酯弹性体。本发明鞋面用聚氨酯弹性体用有机胺催化，可满足鞋面用材料的对人体无危害要求，邵氏硬度A为55～85，拉伸强度达17MPa以上，断裂伸长率不小于500％，能满足运动鞋及休闲鞋的鞋面材料的性能要求，具有重要的应用价值。

Description

一种鞋面用聚氨酯弹性体及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种鞋面用聚氨酯弹性体及其制备方法与应用。
背景技术
随着全民运动时代的来临，市场上对于运动鞋、休闲鞋的需求越来越大。对运动鞋、休闲鞋的需求不仅仅是运动员，还有许许多多坚持锻炼身体的青少年和中老年人。现在，人们追求运动鞋的标准比过去有了明显的变化，不但要求质量好、舒适、轻便，还特别注重鞋面、鞋底和款式的设计是否有助于运动、外观颜色多样化、绿色环保，这就要求厂商在鞋的运动设计上要更人性化，要走在国际时尚的前沿才能跟随流行的脚步，只有这样才能满足人们对于鞋的个性化要求。目前市场上主要的运动鞋、休闲鞋品牌主要有国外的耐克、阿迪达斯、锐步和国内的李宁、安踏、特步、361、匹克等，受消费者购买力和消费水平的影响，这些品牌有明显的分区现象，大致可以分为三类品牌，耐克和阿迪达斯为一线品牌，李宁、安踏、特步等为二线品牌，其他为三线品牌。
运动鞋、休闲鞋的面料主要有PU弹性体、牛巴、超细纤维、天然皮、网布等几大类，PU弹性体是目前市场上用的最多的鞋面材料之一，PU弹性体不同于PU发泡材料，前者的物理机械性能远高于后者，前者适合于生产图案复杂、线条细密，对物性要求较高的鞋面材料，而后者多用于生产轻质鞋底。PU弹性体鞋面依据所使用的多元醇可分为聚醚型和聚酯型材料，其中聚酯型材料强度高、与网布粘接性能好，但耐水性能和低温耐折性能稍差；聚醚型材料耐水性能优异、低温耐折性能好，工艺性能好，但与网布的粘接强度低于聚酯型材料，可按不同的使用要求选择聚醚型或聚酯型材料用于一、二、三线品牌运动鞋的生产。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种鞋面用聚氨酯弹性体的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述制备方法获得的鞋面用聚氨酯弹性体。
本发明的再一目的在于提供上述制备方法获得的鞋面用聚氨酯弹性体的应用。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种鞋面用聚氨酯弹性体的制备方法，其步骤为：将聚氨酯预聚体和固化剂按100：(60～160)的质量比，在一定的温度下混合均匀后浇注到已预热的模具中，然后减压除泡，凝胶点贴布加压，加热固化，得到所述鞋面用聚氨酯弹性体；
其中所述聚氨酯预聚体包括100质量份聚醚多元醇或聚酯多元醇，和60-140质量份的二苯基甲烷二异氰酸酯；所述固化剂包括100-200质量份聚醚多元醇、10-25质量份1,4-丁二醇和0.5-2.5质量份三乙烯二胺，或是包括200-300质量份聚酯多元醇、10-25质量份1,4-丁二醇和0.5-2.5质量份三乙烯二胺，或是包括100-200质量份聚醚多元醇、15-40质量份一缩二乙二醇和0.5-2.5质量份三乙烯二胺，或是包括200-300质量份聚酯多元醇、15-40质量份一缩二乙二醇和0.5-2.5质量份三乙烯二胺；
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇或聚四亚甲基醚二元醇，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇二甘醇酯二元醇或聚己二酸丙二醇酯二元醇。
优选的，所述聚氧化丙烯二元醇相对分子质量为1000或2000；聚四亚甲基醚二元醇相对分子质量为1000或2000；聚己二酸乙二醇二甘醇酯二元醇相对分子质量为1500或2000；聚己二酸丙二醇酯二元醇相对分子质量为2000。
优选的，所述聚氨酯预聚体通过如下步骤制得：
取100质量份聚醚多元醇或聚酯多元醇边搅拌边加热至105-120℃，减压除水2小时，降温至50-70℃，加入60-140质量份的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80-90℃，反应1-2小时，取样测定-NCO含量，达到预定值10.0％-18.0％后，停止加热，降温至50-60℃，放料，得到聚氨酯预聚体。
优选的，所述固化剂通过如下步骤制得：取100-200质量份聚醚多元醇或200-300质量份聚酯多元醇、和扩链剂边搅拌边加热至100-115℃，减压除水2小时，降温至60-70℃，加入0.5-2.5质量份的三乙烯二胺，搅拌10-15分钟，放料，得到固化剂；所述扩链剂为10-25质量份1,4-丁二醇或15-40质量份一缩二乙二醇。
优选的，所述制备方法的具体操作步骤如下：将聚氨酯预聚体加热至50-60℃，减压除泡，把固化剂加热至50-60℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂按100：(60～160)的质量比，混合均匀后浇注到已预热至75-95℃的模具中，然后减压除泡，凝胶点时贴布加压，75-95℃保温7-10分钟后出模，70-80℃加热8-14小时，得到所述鞋面用聚氨酯弹性体。
上述制备方法获得的鞋面用聚氨酯弹性体。
上述制备方法获得的鞋面用聚氨酯弹性体可以应用在运动鞋或休闲鞋鞋面材料领域。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明鞋面用聚氨酯弹性体采用有机胺催化，可满足鞋面用材料的对人体无危害要求，邵氏硬度A为55～85，拉伸强度达17MPa以上，断裂伸长率不小于500％，能满足运动鞋或休闲鞋的鞋面材料的性能要求，具有重要的应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。下述实施例中所述份数均为质量份数，所使用的三乙烯二胺为美国AirProducts公司的Dabco33-LV。实施例中力学性能测试方法如下所示：邵氏硬度A按《GB/T531-2008橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》进行测定；拉伸强度和断裂伸长率按《GB/T528-1998硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》进行测定；撕裂强度按《GB/T529-1999硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》进行测定。
实施例1
按以下步骤制备鞋面用聚氨酯弹性体：
(1)聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇100份，边搅拌边加热至105℃，减压除水2小时，降温至60℃，加入65份的MDI，升温至85℃，反应1.5小时，取样测定-NCO含量，达到预定值10.4％后，停止加热，降温至55℃，放料，得到聚氨酯预聚体。
(2)固化剂的制备
称取1，4-丁二醇12.5份、相对分子质量为2000的聚四亚甲基醚二元醇107份边搅拌边加热至105℃，减压除水2小时，降温至70℃，加入0.5份的Dabco33-LV溶液，搅拌10分钟，放料，得到固化剂。
(3)鞋面用聚氨酯弹性体的制备
将步骤(1)得到的聚氨酯预聚体加热至50℃，减压除泡，把步骤(2)得到的固化剂加热至50℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂按100:73的质量比，混合均匀后浇注到已90℃已预热好的模具中，然后减压除泡，凝胶点时贴布加压，90℃保温7分钟后出模，80℃加热12小时，得到所述鞋面用聚氨酯弹性体。
经检测本实施例所得的鞋面用聚氨酯弹性体物理性能如下：邵氏硬度A为66，拉伸强度为20MPa，断裂伸长率为680％，撕裂强度为55kN/m。
实施例2
按以下步骤制备鞋面用聚氨酯弹性体：
(1)聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为1000的聚氧化丙烯二元醇100份，边搅拌边加热至110℃，减压除水2小时，降温至55℃，加入110份的MDI，升温至80℃，反应1.0小时，取样测定-NCO含量，达到预定值13.1％后，停止加热，降温至55℃，放料，得到聚氨酯预聚体。
(2)固化剂的制备
称取1，4-丁二醇17份、相对分子质量为1000的聚四亚甲基醚二元醇126份边搅拌边加热至110℃，减压除水2小时，降温至60℃，加入1.0份的Dabco33-LV溶液，搅拌12分钟，放料，得到固化剂。
(3)鞋面用聚氨酯弹性体的制备
将步骤(1)得到的聚氨酯预聚体加热至55℃，减压除泡，把步骤(2)得到的固化剂加热至55℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂按100:69的质量比，混合均匀后浇注到已80℃已预热好的模具中，然后减压除泡，凝胶点时贴布加压，80℃保温8分钟后出模，80℃加热10小时，得到所述鞋面用聚氨酯弹性体。
经检测本实施例所得的鞋面用聚氨酯弹性体物理性能如下：邵氏硬度A为75，拉伸强度为22MPa，断裂伸长率为520％，撕裂强度为65kN/m。
实施例3
按以下步骤制备鞋面用聚氨酯弹性体：
(1)聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为1500的聚己二酸乙二醇二甘醇酯二元醇100份，边搅拌边加热至115℃，减压除水2小时，降温至50℃，加入120份的MDI，升温至75℃，反应1.5小时，取样测定-NCO含量，达到预定值15.2％后，停止加热，降温至60℃，放料，得到聚氨酯预聚体。
(2)固化剂的制备
称取1，4-丁二醇22份、相对分子质量为1500的聚己二酸乙二醇二甘醇酯196份边搅拌边加热至115℃，减压除水2小时，降温至60℃，加入2.0份的Dabco33-LV溶液，搅拌13分钟，放料，得到固化剂。
(3)鞋面用聚氨酯弹性体的制备
将步骤(1)得到的聚氨酯预聚体加热至60℃，减压除泡，把步骤(2)得到的固化剂加热至60℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂按100:100的质量比，混合均匀后浇注到已85℃已预热好的模具中，然后减压除泡，凝胶点时贴布加压，85℃保温8分钟后出模，80℃加热10小时，得到所述鞋面用聚氨酯弹性体。
经检测本实施例所得的鞋面用聚氨酯弹性体物理性能如下：邵氏硬度A为70，拉伸强度为33MPa，断裂伸长率为700％，撕裂强度为60kN/m。
实施例4
按以下步骤制备鞋面用聚氨酯弹性体：
(1)聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为2000的聚己二酸乙二醇二甘醇酯二元醇100份，边搅拌边加热至110℃，减压除水2小时，降温至55℃，加入100份的MDI，升温至80℃，反应2.0小时，取样测定-NCO含量，达到预定值14.3％后，停止加热，降温至60℃，放料，得到聚氨酯预聚体。
(2)固化剂的制备
称取一缩二乙二醇18份、相对分子质量为2000的聚己二酸乙二醇二甘醇酯280份边搅拌边加热至110℃，减压除水2小时，降温至60℃，加入2.0份的Dabco33-LV溶液，搅拌12分钟，放料，得到固化剂。
(3)鞋面用聚氨酯弹性体的制备
将步骤(1)得到的聚氨酯预聚体加热至58℃，减压除泡，把步骤(2)得到的固化剂加热至58℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂按100:150的质量比，混合均匀后浇注到已80℃已预热好的模具中，然后减压除泡，凝胶点时贴布加压，80℃保温10分钟后出模，70℃加热12小时，得到所述鞋面用聚氨酯弹性体。
经检测本实施例所得的鞋面用聚氨酯弹性体物理性能如下：邵氏硬度A为60，拉伸强度为18MPa，断裂伸长率为650％，撕裂强度为42kN/m。
实施例5
按以下步骤制备鞋面用聚氨酯弹性体：
(1)聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为2000的聚己二酸丙二醇酯二元醇100份，边搅拌边加热至110℃，减压除水2小时，降温至55℃，加入135份的MDI，升温至85℃，反应1.5小时，取样测定-NCO含量，达到预定值17.0％后，停止加热，降温至55℃，放料，得到聚氨酯预聚体。
(2)固化剂的制备
称取一缩二乙二醇36份、相对分子质量为2000的聚己二酸丙二醇酯226份边搅拌边加热至110℃，减压除水2小时，降温至55℃，加入1.0份的Dabco33-LV溶液，搅拌13分钟，放料，得到固化剂。
(3)鞋面用聚氨酯弹性体的制备
将步骤(1)得到的聚氨酯预聚体加热至50℃，减压除泡，把步骤(2)得到的固化剂加热至50℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂按100:112的质量比，混合均匀后浇注到已95℃已预热好的模具中，然后减压除泡，凝胶点时贴布加压，95℃保温10分钟后出模，80℃加热14小时，得到所述鞋面用聚氨酯弹性体。
经检测本实施例所得的鞋面用聚氨酯弹性体物理性能如下：邵氏硬度A为80，拉伸强度为35MPa，断裂伸长率为570％，撕裂强度为70kN/m。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种鞋面用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤为：将聚氨酯预聚体和固化剂按100：(60～160)的质量比，在一定的温度下混合均匀后浇注到已预热的模具中，然后减压除泡，凝胶点贴布加压，加热固化，得到所述鞋面用聚氨酯弹性体；
其中所述聚氨酯预聚体包括100质量份聚醚多元醇或聚酯多元醇，和60-140质量份的二苯基甲烷二异氰酸酯；所述固化剂包括100-200质量份聚醚多元醇、10-25质量份1,4-丁二醇和0.5-2.5质量份三乙烯二胺，或是包括200-300质量份聚酯多元醇、10-25质量份1,4-丁二醇和0.5-2.5质量份三乙烯二胺，或是包括100-200质量份聚醚多元醇、15-40质量份一缩二乙二醇和0.5-2.5质量份三乙烯二胺，或是包括200-300质量份聚酯多元醇、15-40质量份一缩二乙二醇和0.5-2.5质量份三乙烯二胺；
所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇或聚四亚甲基醚二元醇，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇二甘醇酯二元醇或聚己二酸丙二醇酯二元醇。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氧化丙烯二元醇相对分子质量为1000或2000；聚四亚甲基醚二元醇相对分子质量为1000或2000；聚己二酸乙二醇二甘醇酯二元醇相对分子质量为1500或2000；聚己二酸丙二醇酯二元醇相对分子质量为2000。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯预聚体通过如下步骤制得：
取100质量份聚醚多元醇或聚酯多元醇边搅拌边加热至105-120℃，减压除水2小时，降温至50-70℃，加入60-140质量份的二苯基甲烷二异氰酸酯，升温至80-90℃，反应1-2小时，取样测定-NCO含量，达到预定值10.0％-18.0％后，停止加热，降温至50-60℃，放料，得到聚氨酯预聚体。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂通过如下步骤制得：取100-200质量份聚醚多元醇或200-300质量份聚酯多元醇、和扩链剂边搅拌边加热至100-115℃，减压除水2小时，降温至60-70℃，加入0.5-2.5质量份的三乙烯二胺，搅拌10-15分钟，放料，得到固化剂；所述扩链剂为10-25质量份1,4-丁二醇或15-40质量份一缩二乙二醇。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体操作步骤如下：将聚氨酯预聚体加热至50-60℃，减压除泡，把固化剂加热至50-60℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂按100：(60～160)的质量比，混合均匀后浇注到已预热至75-95℃的模具中，然后减压除泡，凝胶点时贴布加压，75-95℃保温7-10分钟后出模，70-80℃加热8-14小时，得到所述鞋面用聚氨酯弹性体。
6.一种鞋面用聚氨酯弹性体，其特征在于，由权利要求1～5任一项所述制备方法获得。
7.权利要求6所述鞋面用聚氨酯弹性体在运动鞋或休闲鞋鞋面材料领域中的应用。
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