CN107868205A - 耐寒聚氨酯鞋底原液及制备方法 - Google Patents

耐寒聚氨酯鞋底原液及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐寒聚氨酯鞋底原液及制备方法，属于聚氨酯材料技术领域。以重量份数计，A组分组成为：聚酯多元醇A1 70‑90份、聚醚多元醇A2 10‑30份、扩链剂5‑10份、交联剂0‑3份、发泡剂0.2‑0.8份、表面活性剂0.3‑0.6份；B组分组成为：聚酯多元醇B1 15‑25份、聚酯多元醇B2 10‑20份、聚醚多元醇B3 3‑5份、异氰酸酯60‑70份、储存稳定剂占B组分质量总量的0.001％；C组分为醇胺类催化剂，占A组分质量总量的1.5‑2.5％。本发明耐寒聚氨酯鞋底原液安全环保、流动性好，显著地减少了鞋底表面的气泡，制备方法简单易实施，节能减耗。

Description

耐寒聚氨酯鞋底原液及制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐寒聚氨酯鞋底原液及制备方法，属于聚氨酯材料技术领域。
背景技术
耐寒聚氨酯鞋底在继承了传统聚氨酯鞋底质量轻、耐磨性能好、成本低等优点，随着生活水平的改善，人们对鞋类产品的技术指标、舒适性等提出了越来越高的要求。
高舒适度、高质量是未来聚氨酯鞋底材料的发展方向，提高聚氨酯鞋材的舒适度成为供应商提高自身竞争力的方式。市场上的鞋底树脂用发泡剂主要是水和氟烃化合物，随着环保理念的深入，氟烃化合物已经受到严格的限制，全水发泡鞋底树脂备受青睐。另外，树脂的流动性较差，容易导致鞋底表面出现气泡，制品密度降低时又会收缩，致使表皮粗糙，影响耐寒鞋底的美观性。现有由聚氨酯鞋底原液制备的聚氨酯鞋底在冬季温度较低的情况下舒适度差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种耐寒聚氨酯鞋底原液，安全环保、流动性好；同时提供其制备方法，简单易实施，降低能耗。
本发明所述的耐寒聚氨酯鞋底原液，由A组分、B组分和C组分构成，其中：
A组分以重量份数计，其原料组成为：
B组分以重量份数计，其原料组成为：
储存稳定剂占B组分质量总量的0.001％；
C组分为醇胺类催化剂，占A组分质量总量的1.5-2.5％。
聚酯多元醇A1为乙二醇、己二醇、新戊二醇或1,4-丁二醇中的一种或多种与己二酸进行酯化反应制得的官能度为2，数均分子量为1500-2000，酸值为0.1-0.4mgKOH/g的聚酯多元醇，优选PE-2420、PE-4020或PE-5620中的一种或多种(均为市售，山东一诺威聚氨酯股份有限公司)。
聚醚多元醇A2为乙二醇或甘油为起始剂，环氧乙烷和环氧丙烷开环聚合制得的官能度为2或3，数均分子量为4000-6000，酸值为0.1-0.4mgKOH/g的聚醚多元醇，优选EP-3600、PE-4020或PE-5620中的一种或多种(均为市售，山东一诺威聚氨酯股份有限公司)
扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇或1,3-丙二醇中的一种或多种。
交联剂为甘油、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种或多种。
发泡剂为水。
表面活性剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物，优选L-1500(市售，迈图高新材料)、DC6070、DC193或DC2525(市售，美国空气化工)中的一种或多种。
聚酯多元醇B1和聚酯多元醇B2均为乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇或1,4-丁二醇中的一种或多种与己二酸进行酯化反应制得的官能度为2，数均分子量为2000-2500，酸值为0.1-0.3mgKOH/g的聚酯多元醇，优选PE-2325、PE-2420或PE-2520(均为市售，山东蓝星东大有限公司)中的一种或多种。
聚醚多元醇B2为官能度为2或3，数均分子量为4000-6000，优选ED-28、EP-3600或EP-330NG(均为市售，山东蓝星东大有限公司)中的一种或多种。
异氰酸酯为碳化二亚胺改性MDI或4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种，优选优选MDI-100(市售，万华化学)、44C(市售，Bayer)或103C(市售，BASF)中的一种或多种。
储存稳定剂为磷酸。
醇胺类催化剂由质量百分数为33％-40％的三乙烯二胺与质量百分数为60％-67％的乙二醇配制而成。
本发明所述的耐寒聚氨酯鞋底原液的制备方法，包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将配比量的聚酯多元醇A1和聚醚多元醇A2加入搅拌，加入计量的扩链剂、交联剂、发泡剂和表面活性剂，在50-60℃下搅拌2-4h放料得A组分；
(2)B组分的制备：将配比量的聚酯多元醇B1、聚酯多元醇B2和聚醚多元醇B3依次加入并搅拌均匀；升温至70-90℃，真空脱气2-3h，真空度≤-0.098MPa，降温至35-55℃，加入计量的异氰酸酯和储存稳定剂，升温至70-90℃，反应2-3h，降温至30-45℃得B组分；
(3)耐寒聚氨酯鞋底原液的成型：将C组分加入到A组分中混合均匀后，与B组分分别注入低压浇注机的料罐中，料温保持在45-55℃，按照A:B＝100:55-65的重量配比混合后，注入模温为40-50℃的鞋模，3-5min脱模后即可。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)耐寒聚氨酯鞋底原液安全环保、流动性好，显著地减少了鞋底表面的气泡；
(2)具有较高的低温柔顺性和耐磨性，鞋底密度低至350-400kg/m3，低温下仍然可以保持较好的尺寸稳定性；
(3)制备方法简单易实施，无需后期硫化，节能减耗，有效地减低了生产成本，提高了经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明耐寒聚氨酯鞋底原液的制备方法如下：
(1)A组分的制备：分别称量PE-2420为80.0kg、EP-330NG为20.0kg、乙二醇为5.0kg、DC2525为0.5kg和H2O为0.4kg。将称量好的PE-2420和ED-28投入反应釜中搅拌，然后分别投入乙二醇、DC2525和H2O，于55℃下充分搅拌3小时，检验合格后装桶，密封保存得A组分；
(2)B组分的制备：将PE-2520为25.0kg和EP-3600为15.0kg，依次投入反应釜，开启搅拌并升温至90℃，抽真空至-0.098MPa，脱水脱气2.0小时，降温至40℃磷酸(占B组分总重量的0.001％)和MDI-100为65kg，升温至90℃反应3.0小时，检测合格后降温至40℃装桶，密封保存得B组分；
(3)耐寒聚氨酯鞋底原液的成型：C组分按A组分质量总量的2％加到A组分中混合均匀，将上述制备的A/C混合组分与B组分分别注入低压浇注机料罐，加热至45℃，按照A：B＝100：60的重量配比进行机械混合至均匀后，注入模温为45℃的鞋模，3.0min脱模。
实施例2
本发明耐寒聚氨酯鞋底原液的制备方法如下：
(1)A组分的制备：分别称量PE-4020为90.0kg、EP-3600为10.0kg、乙二醇为6.0kg、DC193为0.4kg和H2O为0.5kg。将称量好的PE-4020和EP-3600投入反应釜中搅拌，分别投入乙二醇、DC193和H2O，50℃下充分搅拌2小时，检验合格后放料装桶，密封保存得A组分；
(2)B组分的制备：将PE-2515为20.0kg、PE-2325为10.0kg和EP-330N为20.0kg，依次投入反应釜，开启搅拌并升温至85℃，抽真空至-0.098MPa，脱水脱气3.0小时，降温至40℃加入磷酸(占B组分总重量的0.001％)、44C为60kg、103C为20kg，升温至85℃反应2.5小时，检测合格后降温至40℃装桶，密封保存为B组分；
(3)耐寒聚氨酯鞋底原液的成型：先将C组分按A组分质量总量的1.5％加到A组分中混合均匀，将上述制备的A/C混合组分与B组分分别注入低压浇注机料罐中，加热至45℃，按照A：B＝100：63的重量配比进行机械混合至均匀后，注入模温为45℃的鞋模，4.0min脱模。
实施例3
本发明耐寒聚氨酯鞋底原液的制备方法如下：
(1)A组分的制备：分别称量PE-5620为70.0kg、EP-3600为30.0kg、乙二醇为8.0kg、1,3-丙二醇为5.0kg、三乙醇胺为1.5kg、DC6070为0.3kg和H2O为0.6kg。将称量好的PE-5620和EP-3600投入反应釜搅拌，然后分别投入乙二醇、DC6070和H2O，50℃下充分搅拌3小时，检验合格后放料装桶，密封保存得A组分；
(2)B组分的制备：将PE-2520为25.0kg和EP-3600为15.0kg，依次投入反应釜，开启搅拌并升温至70℃，抽真空至-0.098MPa，脱水脱气2.0小时，降温至40℃加入计量准确的磷酸(占B组分总重量的0.001％)，和MDI-100为65kg，升温至90℃反应3.0小时，检测合格后降温至40℃装桶，密封保存得B组分；
(3)耐寒聚氨酯鞋底原液的成型：先将C组分按A组分质量总量的2.5％到A组分中混合均匀，将上述制备的A/C混合组分与B组分分别注入低压浇注机料罐，加热至45℃，按照A：B＝100：112的重量配比机械混合至均匀后，注入模温为45℃的鞋模，3min脱模。
对实施例1-3所得耐寒聚氨酯鞋底原液进行性能测试，结果见表1。
表1耐寒聚氨酯鞋底原液性能测试结果。
注：
(1)得到的耐寒聚氨酯鞋底原液的物理特性数据分析是对6mm厚的样片测试的结果。
(2)尺寸稳定性用鞋底开模尺寸(R1)与室温条件下放置1月后鞋底尺寸(R2)变化百分率表示，R2/R1，数值越大说明尺寸稳定性越好。
(3)NBS耐磨损指数(AI)指测试试片与标准橡胶试片在相同测试条件下磨损0.635mm厚度时的转数值的比值(D1/D2)，数值越大，耐磨性越好，测试是在UT-01NBS耐磨试验机依据ASTM D1630标准。

Claims (9)

1.一种耐寒聚氨酯鞋底原液，其特征在于：由A组分、B组分和C组分构成，其中：
A组分以重量份数计，其原料组成为：
B组分以重量份数计，其原料组成为：
储存稳定剂占B组分质量总量的0.001％；
C组分为醇胺类催化剂，占A组分质量总量的1.5-2.5％。
2.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯鞋底原液，其特征在于：聚酯多元醇A1为乙二醇、己二醇、新戊二醇或1,4-丁二醇中的一种或多种与己二酸进行酯化反应制得的官能度为2，数均分子量为1500-2000，酸值为0.1-0.4mgKOH/g的聚酯多元醇。
3.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯鞋底原液，其特征在于：聚醚多元醇A2为乙二醇或甘油为起始剂，环氧乙烷和环氧丙烷开环聚合制得的官能度为2或3，数均分子量为4000-6000，酸值为0.1-0.4mgKOH/g的聚醚多元醇。
4.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯鞋底原液，其特征在于：扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇或1,3-丙二醇中的一种或多种；交联剂为甘油、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种或多种；发泡剂为水。
5.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯鞋底原液，其特征在于：表面活性剂为L-1500、DC6070、DC193或DC2525中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯鞋底原液，其特征在于：聚酯多元醇B1和聚酯多元醇B2均为乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇或1,4-丁二醇中的一种或多种与己二酸进行酯化反应制得的官能度为2，数均分子量为2000-2500，酸值为0.1-0.3mgKOH/g的聚酯多元醇。
7.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯鞋底原液，其特征在于：聚醚多元醇B3为官能度为2或3，数均分子量为4000-6000；异氰酸酯为碳化二亚胺改性MDI或4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种；储存稳定剂为磷酸。
8.根据权利要求1所述的耐寒聚氨酯鞋底原液，其特征在于：醇胺类催化剂由质量百分数为33％-40％的三乙烯二胺与质量百分数为60％-67％的乙二醇配制而成。
9.一种权利要求1-8任一所述的耐寒聚氨酯鞋底原液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)A组分的制备：将配比量的聚酯多元醇A1和聚醚多元醇A2加入搅拌，加入计量的扩链剂、交联剂、发泡剂和表面活性剂，在50-60℃下搅拌2-4h放料得A组分；
(2)B组分的制备：将配比量的聚酯多元醇B1、聚酯多元醇B2和聚醚多元醇B3依次加入并搅拌均匀；升温至70-90℃，真空脱气2-3h，真空度≤-0.098MPa，降温至35-55℃，加入计量的异氰酸酯和储存稳定剂，升温至70-90℃，反应2-3h，降温至30-45℃得B组分；
(3)耐寒聚氨酯鞋底原液的成型：将C组分加入到A组分中混合均匀后，与B组分分别注入低压浇注机的料罐中，料温保持在45-55℃，按照A:B＝100:55-65的重量配比混合后，注入模温为40-50℃的鞋模，3-5min脱模后即可。
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