CN106084174A - 一种用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分和聚氨酯双组份及应用 - Google Patents

一种用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分和聚氨酯双组份及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分，原料包括聚酯多元醇、扩链剂、催化剂、发泡剂和匀泡剂，所述聚酯多元醇由聚葵二酸‑2‑乙基‑1,3‑己二醇酯多元醇和聚乙二醇‑1,4丁二醇己二酸酯多元醇组成，所述扩链剂为2‑丁基‑2‑乙基丙二醇，所述催化剂为三乙烯二胺，所述发泡剂由偶氮二异丁腈和水组成，所述匀泡剂为二甲基硅氧烷；本发明还公开了一种用于制作聚氨酯鞋底材料的双组份；本发明还公开了一种聚氨酯鞋底材料；本发明所述用于制备聚氨酯鞋底材料的多元醇组分制备的聚氨酯鞋底材料具有优异的耐曲折性能、物理机械性能、耐酸碱腐蚀性能以及高承载性能，很好的解决了聚酯型聚氨酯鞋底材料耐曲折性能差的问题。

Description

一种用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分和聚氨酯双组份 及应用
技术领域
本发明涉及聚氨酯材料领域，特别涉及聚氨酯鞋底材料，以及用于制备聚氨酯鞋底材料的多元醇组分和聚氨酯双组份。
背景技术
在鞋底制作工艺中，聚氨酯材料是最常用的一种材料，在鞋底上的应用已经超过四十多年，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，成为制备鞋底材料中不可替代的材料，聚氨酯分为聚酯型和聚醚型，聚酯型聚氨酯因其具有比聚醚型聚氨酯更优异的机械性能而应用更加广泛。
作为鞋底材料，需反复承受弯曲应力，容易断裂，一旦鞋底断裂，鞋子的使用寿命就结束，因此，提高鞋底的耐曲折性能，是非常必要的，而聚酯型聚氨酯的耐曲折性能差。
发明内容
本发明提供了一种聚氨酯鞋底材料及用于制备其材料的多元醇组分和聚氨酯双组分，用以解决聚酯型聚氨酯鞋底材料耐曲折性能差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:
一种用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分，原料包括聚酯多元醇、扩链剂、催化剂、发泡剂和匀泡剂；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-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇和聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇组成，其中聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇，由于其分子结构中含有位阻基团，以此作为原料制备聚氨酯材料后，材料中软段的构象更加丰富，柔顺性提高，可有效减少应力集中点，提高聚氨酯材料的耐曲折性能，延长使用寿命；所述扩链剂为2-丁基-2-乙基丙二醇，相比传统的扩链剂如乙二醇等，其分子结构中的取代基位阻大，能使聚氨酯材料的硬段结晶度下降，同样起到提高材料耐曲折性能的效果；所述催化剂为三乙烯二胺；所述匀泡剂为二甲基硅氧烷。
所述的多元醇组分的制备采用本领域技术人员所熟知的制备方法，一般来说，可以将各原料按一定比例混合，并在一定温度下搅拌一段时间，便能够制得多元醇组分。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聚酯多元醇、小分子多元醇、催化剂、发泡剂、匀泡剂的配方比例以及反应温度、时间等反应条件。聚酯多元醇、扩链剂、催化剂、发泡剂和匀泡剂均为制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分中的常规原料物质，这些物质的配比应当是本领域技术人员所熟知的。
所述聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇的合成原料包括葵二酸和2-乙基-1,3-己二醇；所述聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的合成原料包括乙二醇、1,4丁二醇和己二酸。这两种聚酯多元醇的制备方法可以采用本领域技术人员所熟知的聚酯多元醇的制备方法。
作为优选，所述水和偶氮二异丁腈的质量比为1:1～1:2。
作为优选，所述聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇的重均分子量为1900～2100；所述聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的重均分子量为1900～2100。
作为优选，所述聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二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1:1.5～3。
本发明还提供了一种与上述多元醇组分配合使用的用于制作聚氨酯鞋底材料的聚氨酯预聚体组分，所述的聚氨酯预聚体组分的原料包括聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇和4，4’-二苯基甲烷-2-异氰酸酯。
作为优选，所述聚氨酯预聚体组分中，所述聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇的重均分子量为1900～2100。
所述聚氨酯预聚体组分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，便能够制得聚氨酯预聚体组分。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聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇和4，4’-二苯基甲烷-2-异氰酸酯的配方比例以及反应温度、时间等反应条件。
本发明还提供了一种用于制作聚氨酯鞋底材料的双组份，包括上述多元醇组分和上述聚氨酯预聚体组分。
本发明还提供了一种聚氨酯鞋底材料，其由上述多元醇组分和上述聚氨酯预聚体组分按一定比例混合进行反应而制成。聚氨酯鞋底材料的制备方法采用本领域技术人员所熟知的方法，多元醇组分和聚氨酯预聚体组分的混合比例、以及反应的温度、时间等反应条件，本领域技术人员可以根据具体制品的要求来进行选择。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所述用于制备聚氨酯鞋底材料的多元醇组分及双组份制备的聚氨酯鞋底材料具有优异的耐曲折性能、物理机械性能、耐酸碱腐蚀性能以及高承载性能，很好的解决了聚酯型聚氨酯鞋底材料耐曲折性能差的问题，能够扩大聚氨酯材料在鞋底材料市场中的占有率。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，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，可以采用常规的氮气降压法的制备方法。
重均分子量约为2000的聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇的制备过程：
向反应釜中依次加入葵二酸200g、2-乙基-1,3-己二醇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。
重均分子量为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-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇，原料为乙二醇50克，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：上述制得的重均分子量约为2000的聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇14g、4，4’-二苯基甲烷-2-异氰酸酯20g；
向反应釜依次加入4，4’-二苯基甲烷-2-异氰酸酯、聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇，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230，即制成聚氨酯预聚体组分。
3、合成多元醇组分：
原料：重均分子量约为2000的聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇18g、重均分子量约为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇45g、2-丁基-2-乙基丙二醇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；其中，所述聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇和所述聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的质量比为1:2.5，所述偶氮二异丁腈和水的质量比为1:1.7。
向另一反应釜中依次加入聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇、聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇、2-丁基-2-乙基丙二醇、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％)后制得多元醇组分。
对比例1
1、合成聚氨酯预聚体组分：
原料：重均分子量约为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇14g、4，4’-二苯基甲烷-2-异氰酸酯20g；
向反应釜依次加入4，4’-二苯基甲烷-2-异氰酸酯、聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇，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。
2、合成多元醇组分：
原料：重均分子量约为2000的聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇63g、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；其中，所述偶氮二异丁腈和水的质量比为1:1.7。
向另一反应釜中依次加入聚乙二醇-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％)后制得多元醇组分。
实施例2
将上述实施例1和对比例1中制得的用于制备聚氨酯鞋底材料的双组份分别制备聚氨酯鞋底材料再进行耐折测试，制备过程如下：
将聚氨酯预聚体组份和多元醇组分分别预热至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。
耐折测试过程如下：
将上述过程制备的聚氨酯鞋底材料制成有切口的试样，采用GOTECH公司生产的型号为GT-7006-V30的测试仪器进行屈挠4万次实验，测试温度为零下十摄氏度，具体性能数据如表1。
表1
样品 性能
对比例1 断裂
实施例1 无裂痕
以上数据可以看出，本发明所述用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分及双组份制得的聚氨酯鞋底材料具有优异的耐曲折性能。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分，原料包括聚酯多元醇、扩链剂、催化剂、发泡剂和匀泡剂，其特征在于，所述聚酯多元醇由聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇和聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇组成，所述扩链剂为2-丁基-2-乙基丙二醇，所述催化剂为三乙烯二胺，所述发泡剂由偶氮二异丁腈和水组成，所述匀泡剂为二甲基硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分，其特征在于，所述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或2所述的用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分，其特征在于，所述聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇的重均分子量为1900～2100；所述聚乙二醇-1,4丁二醇己二酸酯多元醇的重均分子量为1900～2100。
4.根据权利要求1所述的用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分，其特征在于，所述聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二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1:1.5～3。
5.一种用于制作聚氨酯鞋底材料的双组份，其特征在于，包括权利要求1～4任一所述的用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分和聚氨酯预聚体组分。
6.根据权利要求5所述的用于制作聚氨酯鞋底材料的双组份，其特征在于，所述聚氨酯预聚体组分的原料包括聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇和4,4′-二苯基甲烷-2-异氰酸酯。
7.根据权利要求6所述的用于制作聚氨酯鞋底材料的双组份，其特征在于，所述聚氨酯预聚体组分中，所述聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇的重均分子量为1900～2100。
8.一种聚氨酯鞋底材料，其特征在于，由权利要求1～4任一所述的用于制作聚氨酯鞋底材料的多元醇组分和聚氨酯预聚体组分按一定比例混合进行反应而制成。
9.根据权利要求8所述的聚氨酯鞋底材料，其特征在于，所述聚氨酯预聚体组分的原料包括聚葵二酸-2-乙基-1,3-己二醇酯多元醇和4,4′-二苯基甲烷-2-异氰酸酯。
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