CN107868224A - 一种聚氨酯防滑鞋底及其制备方法 - Google Patents

一种聚氨酯防滑鞋底及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯防滑鞋底及其制备方法，其技术方案要点包括一种聚氨酯防滑鞋底，包括如下重量份的组分：多元醇60‑90份；苄基丁二烯52‑76份；二苯基甲烷二异氰酸酯27‑37份；氨基甲酸酯18‑24份；苯酚13‑17份；二羟基苯甲酸10‑12份；对羟基乙酰苯胺14‑18份；乙二醇8‑10份；综合剂10‑16份；促进剂4‑6份。本发明具有在生产聚氨酯时，苄基丁二烯起到保护对羟基乙酰苯胺以及对羟基乙酰苯胺上的羟基的作用，而二羟基苯甲酸起到提升该防滑鞋底的抗菌、防腐性能的作用，并在与多元醇发生缩合反应后，产生的聚酯多元醇具有非结晶性以及内聚强度和附着力强的特性；氨基甲酸酯在苯酚催化分解后与多元醇缩合，起到进一步提升该聚氨酯防滑鞋底的强度、耐磨以及防滑性能的作用。

Description

一种聚氨酯防滑鞋底及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防滑鞋底，更具体地说它涉及一种聚氨酯防滑鞋底及其制备方法。
背景技术
鞋底用料的种类很多，但在总体上可分为天然类底料和合成类底料两种。天然类底料包括天然底革、竹、木材等，而合成类底料包括橡胶、塑料、橡塑合用材料、再生革、弹性硬纸板等。天然类底料主要由天然橡胶组成，其具备优异的柔软性以及弹性。而合成类底料主要根据实际的情况进行加工生产，如制备生产应用于网球鞋上的耐磨鞋底、应用于普通行走的防滑鞋底和应用于加工工厂的防冲击鞋底等等。
而随着科学技术在二十世纪突飞猛进的发展和进步，各种高性能的新材料为了起到提升人们生活品质的作用而不断涌现出来，相应地为传统的制鞋业提供了许多有用之材，进而开发生产出更适用的鞋底。
公开号CN106279618A的中国专利公开了一种透明聚氨酯鞋底制造方法，该透明聚氨酯鞋底制造方法包括以下步骤：1.将多元醇组分和异氰酸酯组分异氰酸酯分别在50～55℃催化剂组分保温；2.在多元醇组分中加入催化剂组分及醇类化合物MAB-1组分后搅拌均匀；3.将多元醇组分加入催化剂组分以及醇类化合物MAB-1混合组分和异氰酸酯组分组分分别倒入聚氨酯浇注机的多元醇组分和异氰酸酯组分料罐中进行真空脱泡；4.按照混合比例浇注成型，模具温度保持45～55℃，经过4～5min即可脱模，得到透明聚氨酯鞋外底。
公开号为CN104974329A的中国专利公开了一种聚氨酯鞋底及其制备方法，该聚氨酯鞋底由如下重量份数的原料制成：聚醚多元醇DDL-4000D 10-20份、聚醚多元醇DMD-300010-30份、聚醚多元醇DDL-1000D 40-80份、TDI 20-40份、固化剂3.2-8.6份。
但是上述对比文件中的聚氨酯鞋底的耐油性以及耐酸碱性差，且在冬季时难以达到有效的防滑效果，进而在行人穿着由上述对比文件中的聚氨酯鞋底制成的鞋时影响到行人的人身安全，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种聚氨酯防滑鞋底，该聚氨酯防滑鞋底具有较强的耐油、耐酸碱以及防滑性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种聚氨酯防滑鞋底，包括如下重量份的组分：
多元醇60-90份；
苄基丁二烯52-76份；
二苯基甲烷二异氰酸酯27-37份；
氨基甲酸酯18-24份；
苯酚13-17份；
二羟基苯甲酸10-12份；
对羟基乙酰苯胺14-18份；
乙二醇8-10份；
综合剂10-16份；
促进剂4-6份。
通过采用上述技术方案，在生产聚氨酯时，苄基丁二烯起到保护对羟基乙酰苯胺以及对羟基乙酰苯胺上的羟基的作用，而二羟基苯甲酸在通过其抗菌性能进而提升该防滑鞋底的抗菌、防腐性能的同时，在与多元醇发生缩合反应后，产生的聚酯多元醇具有非结晶性以及内聚强度和附着力强的特性，进而起到显著提升该聚氨酯防滑鞋底的强度、耐磨以及防滑性能的作用；并通过氨基甲酸酯的混合，在经由苯酚催化分解后与多元醇缩合，进而增加聚氨酯内的酯基、氨基等极性基团，进而进一步提升该聚氨酯防滑鞋底的强度、耐磨以及防滑性能；综合剂起到降低反应温度，进而减少能源消耗的作用；促进剂起到提升该防滑鞋底的耐油、耐热以及耐磨性能的作用。
本发明进一步设置为：还包括重量份组分为2份的白炭黑。
通过采用上述技术方案，白炭黑的结构稳定性高且较软，具备优异的热稳定性以及热传导性，进而起到提升该聚氨酯防滑鞋底的热稳定性，避免预热软化而影响到使用的作用；于此同时，通过白炭黑的较小的膨胀系数，并在加热反应中向外放气，进而起到改进聚氨酯的结构，进而提升防滑性能的作用。
本发明进一步设置为：还包括重量份组分为12-14份的苯基丙烯醛。
通过采用上述技术方案，苯基丙烯醛具有优秀的防腐、杀菌性能，进而起到提升该聚氨酯防滑鞋底的防腐以及杀菌性能的作用。
本发明进一步设置为：还包括重量份组分为12-16份的氧化锌。
通过采用上述技术方案，氧化锌通过吸收以及散射进而起到屏蔽紫外线的作用；由于氧化锌属于N型半导体，价带上的电子可以接受紫外线中的能量发生跃迁，从而对紫外线进行吸收，且当氧化锌的粒径尺寸远小于紫外线的波长时，粒子就可以将作用在其上的紫外线向各个方向散射，从而减小照射方向的紫外线强度，从而起到提升该聚氨酯防滑鞋底的防晒以及耐氧化性的作用。
本发明进一步设置为：所述综合剂为三羟甲基丙烷。
通过采用上述技术方案，三羟甲基丙烷的熔点较低，进而在起到降低聚氨酯防滑鞋底组份的混合物的熔点的同时，部分三羟甲基丙烷与二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯。
本发明进一步设置为：所述促进剂为二月桂酸二丁基锡。
通过采用上述技术方案，二月桂酸二丁基锡具有优良的润滑性，并可与氨基甲酸酯产生交联反应，进而形成三维网状结构，显著提升该聚氨酯防滑鞋底的耐油、耐热以及耐磨性能，并起到提升该鞋底强度的作用。
本发明另一发明目的在于提供一种聚氨酯防滑鞋底的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：预热反应釜，令反应釜的温度保持在48-52℃；
步骤2：将60-90份多元醇、52-76份苄基丁二烯、18-24份氨基甲酸酯、13-17份苯酚、10-12份二羟基苯甲酸、8-10份乙二醇、14-18份对羟基乙酰苯胺、12-14份苯基丙烯醛、12-16份氧化锌、2份白炭黑、10-16份三羟甲基丙烷以及4-6份二月桂酸二丁基锡加入反应釜中不断搅拌；
步骤3：以28-32℃/min的加热速度并在向外抽取反应釜内空气的同时令反应釜升温至在130-160℃，并使得反应釜内气压达到0～-0.06MPa，脱水3h；
步骤4：在反应釜降内温度调整至48-52℃后通入气体，使得反应釜内真空解除；
步骤5：将27-37份二苯基甲烷二异氰酸酯加热至48-52℃后加入反应釜中搅拌6-8min，获得混合体；
步骤6：将模具加热至48-52℃后对混合体进行浇注，合模后经过3min进行脱膜，并在脱膜后修边，最终获得聚氨酯鞋底。
通过采用上述技术方案，获得的聚氨酯鞋底具备良好的软性以及较大的摩擦系数，进而起到显著提升该鞋底的防滑性能的作用，并提升利用该制备方法制备出的聚氨酯鞋底的耐油性能。
本发明进一步设置为：所述步骤4中的气体为氮气。
通过采用上述技术方案，氮气作为一种惰性气体，性质稳定，进而避免在向反应釜内充气时产生爆炸，且在通入氮气后将起到避免反应釜内混合物与氧气发生氧化反应的作用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.多元醇、苄基丁二烯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氨基甲酸酯、苯酚、二羟基苯甲酸、对羟基乙酰苯胺和乙二醇通过性能上的相互协同互补，进而起到显著提升该聚氨酯防滑鞋底的强度耐磨以及防滑性能作用；
2.增强鞋底强度的同时通过白炭黑、氧化锌和二月桂酸二丁基锡起到提升该聚氨酯防滑鞋底的耐油、耐热以及耐磨性能的作用；
3.易于生产并降低能源消耗，进而降低生产成本，起到显著提升经济效益的作用。
具体实施方式
实施例一
一种聚氨酯防滑鞋底，包括如下重量份的组分：
60份多元醇、52份苄基丁二烯、27份二苯基甲烷二异氰酸酯、18份氨基甲酸酯、13份苯酚、10份二羟基苯甲酸、8份乙二醇、10份三羟甲基丙烷、4份二月桂酸二丁基锡、12份苯基丙烯醛、2份白炭黑、14份对羟基乙酰苯胺和12份氧化锌。
一种聚氨酯防滑鞋底的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：预热反应釜，令反应釜的温度保持在50.2℃；
步骤2：将60份多元醇、52份苄基丁二烯、18份氨基甲酸酯、13份苯酚、10份二羟基苯甲酸、8份乙二醇、14份对羟基乙酰苯胺、2份白炭黑、12份苯基丙烯醛、12份氧化锌、10份三羟甲基丙烷以及4份二月桂酸二丁基锡加入反应釜中不断搅拌；
步骤3：以28℃/min的加热速度并在向外抽取反应釜内空气的同时令反应釜升温至在133℃，并使得反应釜内气压达到-0.02MPa，脱水3h；
步骤4：在反应釜降内温度调整至49.6℃后通入氮气，使得反应釜内真空解除；
步骤5：将27份二苯基甲烷二异氰酸酯加热至48.9℃后加入反应釜中搅拌6min，获得混合体；
步骤6：将模具加热至49.2℃后对混合体进行浇注，合模后经过3min进行脱膜，并在脱膜后修边，最终获得聚氨酯鞋底。
实施例二
一种聚氨酯防滑鞋底，包括如下重量份的组分：
66份多元醇、58份苄基丁二烯、30份二苯基甲烷二异氰酸酯、20份氨基甲酸酯、14份苯酚、10份二羟基苯甲酸、8份乙二醇、12份三羟甲基丙烷、4份二月桂酸二丁基锡、12份苯基丙烯醛、2份白炭黑、14份对羟基乙酰苯胺和13份氧化锌。
一种聚氨酯防滑鞋底的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：预热反应釜，令反应釜的温度保持在50.8℃；
步骤2：将66份多元醇、58份苄基丁二烯、20份氨基甲酸酯、14份苯酚、10份二羟基苯甲酸、8份乙二醇、14份对羟基乙酰苯胺、2份白炭黑、12份苯基丙烯醛、13份氧化锌、12份三羟甲基丙烷以及4份二月桂酸二丁基锡加入反应釜中不断搅拌；
步骤3：以29.2℃/min的加热速度并在向外抽取反应釜内空气的同时令反应釜升温至在145℃，并使得反应釜内气压达到-0.02MPa，脱水3h；
步骤4：在反应釜降内温度调整至51.6℃后通入氮气，使得反应釜内真空解除；
步骤5：将30份二苯基甲烷二异氰酸酯加热至50.3℃后加入反应釜中搅拌6min，获得混合体；
步骤6：将模具加热至48.8℃后对混合体进行浇注，合模后经过3min进行脱膜，并在脱膜后修边，最终获得聚氨酯鞋底。
实施例三
一种聚氨酯防滑鞋底，包括如下重量份的组分：
76份多元醇、64份苄基丁二烯、32份二苯基甲烷二异氰酸酯、21份氨基甲酸酯、15份苯酚、11份二羟基苯甲酸、9份乙二醇、13份三羟甲基丙烷、5份二月桂酸二丁基锡、13份苯基丙烯醛、2份白炭黑、16份对羟基乙酰苯胺和14份氧化锌。
一种聚氨酯防滑鞋底的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：预热反应釜，令反应釜的温度保持在48.6℃；
步骤2：将76份多元醇、64份苄基丁二烯、21份氨基甲酸酯、15份苯酚、11份二羟基苯甲酸、9份乙二醇、16份对羟基乙酰苯胺、2份白炭黑、13份苯基丙烯醛、14份氧化锌、13份三羟甲基丙烷以及5份二月桂酸二丁基锡加入反应釜中不断搅拌；
步骤3：以30.2℃/min的加热速度并在向外抽取反应釜内空气的同时令反应釜升温至在148℃，并使得反应釜内气压达到-0.03MPa，脱水3h；
步骤4：在反应釜降内温度调整至48.9℃后通入氮气，使得反应釜内真空解除；
步骤5：将32份二苯基甲烷二异氰酸酯加热至49.6℃后加入反应釜中搅拌7min，获得混合体；
步骤6：将模具加热至50.7℃后对混合体进行浇注，合模后经过3min进行脱膜，并在脱膜后修边，最终获得聚氨酯鞋底。
实施例四
一种聚氨酯防滑鞋底，包括如下重量份的组分：
82份多元醇、70份苄基丁二烯、34份二苯基甲烷二异氰酸酯、22份氨基甲酸酯、16份苯酚、12份二羟基苯甲酸、10份乙二醇、14份三羟甲基丙烷、6份二月桂酸二丁基锡、14份苯基丙烯醛、2份白炭黑、16份对羟基乙酰苯胺和15份氧化锌。
一种聚氨酯防滑鞋底的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：预热反应釜，令反应釜的温度保持在49.6℃；
步骤2：将82份多元醇、70份苄基丁二烯、22份氨基甲酸酯、16份苯酚、12份二羟基苯甲酸、10份乙二醇、16份对羟基乙酰苯胺、2份白炭黑、14份苯基丙烯醛、15份氧化锌、14份三羟甲基丙烷以及6份二月桂酸二丁基锡加入反应釜中不断搅拌；
步骤3：以29.5℃/min的加热速度并在向外抽取反应釜内空气的同时令反应釜升温至在152℃，并使得反应釜内气压达到-0.01MPa，脱水3h；
步骤4：在反应釜降内温度调整至49.8℃后通入氮气，使得反应釜内真空解除；
步骤5：将34份二苯基甲烷二异氰酸酯加热至50.3℃后加入反应釜中搅拌8min，获得混合体；
步骤6：将模具加热至50.2℃后对混合体进行浇注，合模后经过3min进行脱膜，并在脱膜后修边，最终获得聚氨酯鞋底。
实施例五
一种聚氨酯防滑鞋底，包括如下重量份的组分：
90份多元醇、76份苄基丁二烯、37份二苯基甲烷二异氰酸酯、24份氨基甲酸酯、17份苯酚、12份二羟基苯甲酸、10份乙二醇、16份三羟甲基丙烷、6份二月桂酸二丁基锡、14份苯基丙烯醛、2份白炭黑、18份对羟基乙酰苯胺和16份氧化锌。
一种聚氨酯防滑鞋底的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：预热反应釜，令反应釜的温度保持在50.4℃；
步骤2：将90份多元醇、76份苄基丁二烯、24份氨基甲酸酯、17份苯酚、12份二羟基苯甲酸、10份乙二醇、18份对羟基乙酰苯胺、2份白炭黑、14份苯基丙烯醛、16份氧化锌、16份三羟甲基丙烷以及6份二月桂酸二丁基锡加入反应釜中不断搅拌；
步骤3：以30.6℃/min的加热速度并在向外抽取反应釜内空气的同时令反应釜升温至在158℃，并使得反应釜内气压达到-0.04MPa，脱水3h；
步骤4：在反应釜降内温度调整至48.8℃后通入氮气，使得反应釜内真空解除；
步骤5：将37份二苯基甲烷二异氰酸酯加热至49.6℃后加入反应釜中搅拌8min，获得混合体；
步骤6：将模具加热至50.1℃后对混合体进行浇注，合模后经过3min进行脱膜，并在脱膜后修边，最终获得聚氨酯鞋底。
对比例1
与实施例3相比，对比例1未添加二羟基苯甲酸。
对比例2
与实施例3相比，对比例2未添加二月桂酸二丁基锡。
对比例3
公告号为CN104974329A中的实施例1。
对比例4
公告号为CN104974329A中的实施例2。
对比例5
公告号为CN104974329A中的实施例3。
针对实施例1-5以及对比例1-5的劳保鞋的鞋底进行性能测试，测试方法如下：
一、硬度测试：
采用邵氏硬度计对鞋底进行检测，且按照GB/T531-1999的标准进行。
二、防滑性能测试：
保持压力荷度为600N，令鞋底样品紧贴薄片，以3m/s滑动1000米后测量鞋底的系数，按照GB/T3903.6-2005的国家标准进行。
三、耐油性能测试：
采用ASTM-D471的测试方法对鞋底进行油浸，耐油性能程度的标度规定如下：I、II、III、IV、V，其中I是耐油性能最强的，并且V是耐油性能最弱的。
表一 实施例1-5以及对比例1-5的性能测试结果
测试项目 硬度(邵A) 防滑性能(摩擦系数) 耐油性能
实施例1 52 1.52 V
实施例2 53 1.47 V
实施例3 51 1.58 V
实施例4 54 1.49 V
实施例5 52 1.53 V
对比例1 46 1.22 IV
对比例2 53 1.55 IV
对比例3 75 1.08 III
对比例4 78 1.04 III
对比例5 73 1.11 III
通过分析表一中的实验数据，可以得出以下结论：
通过采用本发明的聚氨酯防滑鞋底配方以及其制备方法制作出的聚氨酯防滑鞋底具有良好的软性质地，明显高于对比例1以及对比例3-5的防滑性能以及略微提升的耐油性能，进而在行人穿着由上述实施例1-5中的聚氨酯鞋底配方制成的鞋时，将起到避免行人滑倒而影响到人身安全的作用。且通过观察实施例1-5以及对比例1-5的硬度以及防滑性能可以得知，在一定程度上，硬度越大将导致摩擦系数下降，进而导致鞋底的防滑性能下降。
以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，但凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干修改和润饰，这些修改和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种聚氨酯防滑鞋底，其特征在于，包括如下重量份的组分：
多元醇60-90份；
苄基丁二烯52-76份；
二苯基甲烷二异氰酸酯27-37份；
氨基甲酸酯18-24份；
苯酚13-17份；
二羟基苯甲酸10-12份；
对羟基乙酰苯胺14-18份；
乙二醇8-10份；
综合剂10-16份；
促进剂4-6份。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防滑鞋底，其特征在于：还包括重量份组分为2份的白炭黑。
3.根据权利要求2所述的一种聚氨酯防滑鞋底，其特征在于：还包括重量份组分为12-14份的苯基丙烯醛。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防滑鞋底，其特征在于：还包括重量份组分为12-16份的氧化锌。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防滑鞋底，其特征在于：所述综合剂为三羟甲基丙烷。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯防滑鞋底，其特征在于：所述促进剂为二月桂酸二丁基锡。
7.一种聚氨酯防滑鞋底的制备方法，其主要特征在于，包括以下步骤：
步骤1：预热反应釜，令反应釜的温度保持在48-52℃；
步骤2：将60-90份多元醇、52-76份苄基丁二烯、18-24份氨基甲酸酯、13-17份苯酚、10-12份二羟基苯甲酸、8-10份乙二醇、14-18份对羟基乙酰苯胺、12-14份苯基丙烯醛、12-16份氧化锌、10-16份三羟甲基丙烷以及4-6份二月桂酸二丁基锡加入反应釜中不断搅拌；
步骤3：以28-32℃/min的加热速度并在向外抽取反应釜内空气的同时令反应釜升温至在130-160℃，并使得反应釜内气压达到0~-0.06MPa，脱水3h；
步骤4：在反应釜降内温度调整至48-52℃后通入气体，使得反应釜内真空解除；
步骤5：将27-37份二苯基甲烷二异氰酸酯加热至48-52℃后加入反应釜中搅拌6-8min，获得混合体；
步骤6：将模具加热至48-52℃后对混合体进行浇注，合模后经过3min进行脱膜，并在脱膜后修边，最终获得聚氨酯鞋底。
8.根据权利要求6所述的一种聚氨酯防滑鞋底的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的气体为氮气。
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