CN109694459A - 一种感光变色tpu鞋配件用材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种感光变色TPU鞋配件用材料，包括以下质量份数的物质：聚醚多元醇10~20份、异氰酸酯20~45份、扩链剂10~15份、聚酰胺10~35份、抗菌剂0.5~6份、聚乙二醇5~20份、抗氧化剂0.05~4份、光稳定剂2~5份、感光变色粉5~15份、润滑剂0.05~2份；将感光变色粉微胶囊结构化后，再与聚醚多元醇、异氰酸酯等物质混合后，制得TPU材料，由该材料制得的鞋配件除了可随着光线的变化而切换不同的颜色，增加了TPU材料的实用性，同时提高了由此制得的鞋配件使用美观度。

Description

一种感光变色TPU鞋配件用材料及其制备方法
技术领域
本发明属于鞋配件材料技术领域，具体涉及一种感光变色TPU鞋配件用材料及其制备方法。
背景技术
TPU(热塑性聚氨酯弹性材料)是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子化合物。热塑型聚氨酯弹性材料(TPU)因具有特殊的软硬段嵌段共聚物结构，具有高强度、高模量和优良的机械性能，和其他弹性体材料相比，TPU硬度范围宽，在耐磨性能、弹性和力学 性能等方面具有较好的综合性能。
TPU在鞋材中的应用，由于其硬度较高，其一般是作为鞋的中底位置，如105820544A公开了一种发泡TPU彩色鞋垫或鞋底，包括：液态PU发泡料:40重量份；固体彩色TPU发泡颗粒:60重量份；其中，液态PU发泡料包括：A料：100重量份；B料：70重量份；其中，A料包括：聚酯多元醇:18KG、固氨前段催化剂:350G、异丙醇氨后段催化剂:80G、水:180G、硅油:360G、颜料：300G；B料为异氰酸酯。 随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，对于鞋类的功能性、舒适性和美感等提出了更为苛刻的要求，目前，TPU鞋用材料显得过于单调和呆板，无法给人们尤其是喜欢追求时尚元素的年轻人带来更多的美感与乐趣，满足不了市场的需求。可感光变色的TPU鞋用材料的研究还很少见，利用适当的工艺将感光变色化合物添加到TPU材料中，在太阳光或紫外光等光源的照射下颜色会发生变化，而当光线消失后又可逆的变回原来颜色，不仅能增加鞋子的功能性，同时增加了鞋子的美感和多样性。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种感光变色TPU鞋配件用材料及其制备方法，将感光变色粉微胶囊结构化后，再与聚醚多元醇、异氰酸酯等物质混合后，制得TPU材料，由该材料制得的鞋配件除了可随着光线的变化而切换不同的颜色，增加了TPU材料的实用性，同时提高了由此制得的鞋配件使用美观度。
本发明提供的技术方案如下：
一种感光变色TPU鞋配件用材料，包括以下质量份数的物质：聚醚多元醇10~20份、异氰酸酯20~45份、扩链剂10~15份、聚酰胺10~35份、抗菌剂0.5~6份、聚乙二醇5~20份、抗氧化剂0.05~4份、光稳定剂2~5份、感光变色粉5~15份、润滑剂0.05~2份。
优选地，所述的感光变色粒子为萘并吡喃、苯并吡喃、菲并吡喃、茚并萘并吡喃、螺(二氢吲哚) 吡喃中的一种或几种。
优选地，感光变色粉被包裹在微胶囊结构内，微胶囊结构由正丁醛和聚乙烯醇制得，二者质量比为（0.5~0.7）：（1~1.5）。
优选地，聚醚多元醇的分子量为2000~3000。
优选地，所述扩链剂为乙二醇、乙二 胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇中的一种或几种。
优选地，所述光稳定剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二特戊基苯基)苯并三唑、双(2,2,6,6-四甲基- 4哌啶基)癸二酸酯、2-羟基-4-辛氧基苯甲酮中的一种或几种。
优选地，所述润滑剂为PE蜡、蒙旦蜡、硅酮粉、硬脂酸、油酸中的一种或几种。
优选地，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、2,6-二叔丁基-4甲基苯酚中的一种或几种。
本发明还公开了一种制备上述的感光变色TPU鞋配件用材料的方法，包括以下步骤：
（1）将聚醚多元醇置于反应釜中，加热至90~100℃后，加入抗氧化剂、光稳定剂、聚酰胺、聚乙二醇和感光变色粉，充分搅拌后得到聚醚多元醇混合溶液；
（2） 向步骤（1）得到的混合溶液中加入温度为50~60℃的异氰酸酯，搅拌混合后得到初步反应混合物；
（3）向步骤（2）得到的反应混合物中加入扩链剂和抗菌剂，控制反应温度为150~210℃、压力为4~8MPa，并反应1~2h；
（4）当反应熔体温度达到180~210℃时，加入润滑剂，反应一定时间后进行脱水、干燥和熟化，即得感光变色TPU鞋配件用材料。
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
（1）本发明制得的感光变色TPU鞋配件用材料具有TPU材料良好的机械性能以及易加工性的同时，还可以通过光线变化控制色彩的变化，采用该材料制得的鞋配件，可随着光线的变化而切换不同的颜色，增加了TPU材料的实用性，同时提高了鞋配件使用美观度以及多样性。
（2）本发明采用吡喃类感光变色材料，在紫外光照射下，无色吡喃结构中的C-O5键断裂开环，分子局部发生旋转且与吲哚形成一个共平面的结构而显色，吸收光谱相应红移；在可见光或热的作用下，开环体又能回复到螺环结构，在室温下存放几分钟至几小时就会自动转化为无色的螺环结构；耐温，耐久，耐光照，有足够的可逆重复寿命，具有良好的混合加工性。
（3）采用本发明中的感光变色TPU鞋配件用材料的制备方法，制造工序简单，将可逆感光变色粉体微胶囊结构化，可使变色粉体免受其它化学物质的侵蚀，生产成本低，且可有效减少能源的消耗。
具体实施方式
实施例1
一种感光变色TPU鞋配件用材料，包括以下质量分数的物质：聚醚多元醇10份、异氰酸酯40份、乙二醇10份、聚酰胺20份、抗菌剂1份、聚乙二醇10份、抗氧剂1076 1份、2-(2’-羟基-3’,5’-二特戊基苯基)苯并三唑2份、微胶囊结构化的萘并吡喃5份、PE蜡1份；其中，微胶囊结构由正丁醛和聚乙烯醇制得，二者质量比为0.5:1.2。
一种制备上述的感光变色TPU鞋配件用材料的方法，包括以下步骤：
（1）将聚醚多元醇置于反应釜中，加热至90℃后，加入抗氧剂1076、2-(2’-羟基-3’,5’-二特戊基苯基)苯并三唑、聚酰胺、聚乙二醇和微胶囊结构化的萘并吡喃，充分搅拌后得到聚醚多元醇混合溶液；
（2） 向步骤（1）得到的混合溶液中加入温度为50℃的异氰酸酯，搅拌混合后得到初步反应混合物；
（3）向步骤（2）得到的反应混合物中加入乙二醇和抗菌剂，控制反应温度为150℃、压力为4MPa，并反应1h；
（4）当反应熔体温度达到180℃时，加入PE蜡，反应一定时间后进行脱水、干燥和熟化，即得感光变色TPU鞋配件用材料。
实施例2
一种感光变色TPU鞋配件用材料，包括以下质量分数的物质：聚醚多元醇15份、异氰酸酯25份、1,5-戊二醇15份、聚酰胺15份、抗菌剂2份、聚乙二醇14份、抗氧剂168 1份、双(2,2,6,6-四甲基- 4哌啶基)癸二酸酯2份、微胶囊结构化的菲并吡喃10份、蒙旦蜡1份；其中，微胶囊结构由正丁醛和聚乙烯醇制得，二者质量比为0.6:1.5。
一种制备上述的感光变色TPU鞋配件用材料的方法，包括以下步骤：
（1）将聚醚多元醇置于反应釜中，加热至95℃后，加入抗氧剂168、双(2,2,6,6-四甲基-4哌啶基)癸二酸酯、聚酰胺、聚乙二醇和微胶囊结构化的菲并吡喃，充分搅拌后得到聚醚多元醇混合溶液；
（2） 向步骤（1）得到的混合溶液中加入温度为55℃的异氰酸酯，搅拌混合后得到初步反应混合物；
（3）向步骤（2）得到的反应混合物中加入1,5-戊二醇和抗菌剂，控制反应温度为180℃、压力为6MPa，并反应1.5h；
（4）当反应熔体温度达到200℃时，加入蒙旦蜡，反应一定时间后进行脱水、干燥和熟化，即得感光变色TPU鞋配件用材料。
实施例3
一种感光变色TPU鞋配件用材料，包括以下质量分数的物质：聚醚多元醇20份、异氰酸酯20份、乙二 胺12份、聚酰胺10份、抗菌剂1份、聚乙二醇15份、2,6-二叔丁基-4甲基苯酚2份、2-羟基-4-辛氧基苯甲酮3份、微胶囊结构化后的茚并萘并吡喃15份、油酸2份；其中，微胶囊结构由正丁醛和聚乙烯醇制得，二者质量比为0.7:1。
一种制备上述的感光变色TPU鞋配件用材料的方法，包括以下步骤：
（1）将聚醚多元醇置于反应釜中，加热至100℃后，加入2,6-二叔丁基-4甲基苯酚、2-羟基-4-辛氧基苯甲酮、聚酰胺、聚乙二醇和微胶囊结构化后的茚并萘并吡喃，充分搅拌后得到聚醚多元醇混合溶液；
（2） 向步骤（1）得到的混合溶液中加入温度为60℃的异氰酸酯，搅拌混合后得到初步反应混合物；
（3）向步骤（2）得到的反应混合物中加入乙二胺和抗菌剂，控制反应温度为210℃、压力为8MPa，并反应2h；
（4）当反应熔体温度达到210℃时，加入油酸，反应一定时间后进行脱水、干燥和熟化，即得感光变色TPU鞋配件用材料。

Claims (9)

1.一种感光变色TPU鞋配件用材料，其特征在于包括以下质量份数的物质：聚醚多元醇10~20份、异氰酸酯20~45份、扩链剂10~15份、聚酰胺10~35份、抗菌剂0.5~6份、聚乙二醇5~20份、抗氧化剂0.05~4份、光稳定剂2~5份、感光变色粉5~15份、润滑剂0.05~2份。
2.根据权利要求1所述的一种感光变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：所述的感光变色粒子为萘并吡喃、苯并吡喃、菲并吡喃、茚并萘并吡喃、螺(二氢吲哚) 吡喃中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种感光变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：感光变色粉被包裹在微胶囊结构内，微胶囊结构由正丁醛和聚乙烯醇制得，二者质量比为（0.5~0.7）：（1~1.5）。
4.根据权利要求1所述的一种感光变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：聚醚多元醇的分子量为2000~3000。
5.根据权利要求1所述的一种感光变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：所述扩链剂为乙二醇、乙二 胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种感光变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：所述光稳定剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二特戊基苯基)苯并三唑、双(2,2,6,6-四甲基- 4哌啶基)癸二酸酯、2-羟基-4-辛氧基苯甲酮中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种感光变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：所述润滑剂为PE蜡、蒙旦蜡、硅酮粉、硬脂酸、油酸中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种感光变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、2,6-二叔丁基-4甲基苯酚中的一种或几种。
9.一种制备权利要求1所述的感光变色TPU鞋配件用材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将聚醚多元醇置于反应釜中，加热至90~100℃后，加入抗氧化剂、光稳定剂、聚酰胺、聚乙二醇和感光变色粉，充分搅拌后得到聚醚多元醇混合溶液；
（2） 向步骤（1）得到的混合溶液中加入温度为50~60℃的异氰酸酯，搅拌混合后得到初步反应混合物；
（3）向步骤（2）得到的反应混合物中加入扩链剂和抗菌剂，控制反应温度为150~210℃、压力为4~8MPa，并反应1~2h；
（4）当反应熔体温度达到180~210℃时，加入润滑剂，反应一定时间后进行脱水、干燥和熟化，即得感光变色TPU鞋配件用材料。
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