CN109851741A - 一种感温变色tpu鞋配件用材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感温变色TPU鞋配件用材料，由以下质量分数的物质组成：二异氰酸酯30~40%、聚合物多元醇25~35%、扩链剂8~15%、热致变色粉8~15%、普通色粉5~10%、抗氧化剂0.5~1%、抗UV剂0.5~1%、润滑剂0.02~0.2%、抗菌剂1~2%；本发明通过在TPU中加入无机可逆感温变色材料，所制得的鞋配件材料可随着温度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。

Description

一种感温变色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，具体涉及一种感温变色TPU鞋配件用材料及其制备方法。

背景技术

TPU是一种新型的有机高分子合成材料，因具有特殊的软硬段嵌段共聚物结构，故具有高强度、高模量和优良的机械性能，与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；如TPU的耐磨性和回弹力优与普通聚氨酯和PVC，耐老化性优与橡胶，是替代PVC和PU的最理想的材料，被国际上称为新型聚合物材料。

TPU用途很广泛，例如可用于鞋类如运动鞋Logo、运动鞋气垫、登山鞋等；医药类如手术衣、帽、鞋等；国防用品如飞机油箱，武器封存覆膜等；工业用品如喇叭鼓纸橡胶边、防水条，隔音材等；其他用途如手机按键、塑料充气玩具等。

专利106380573A公开了一种TPU鞋用材料。该鞋大底合成材料，所述的合成材料组分及其重量百分比如下：MDI：38.4％；聚酯多元醇：50.76％；1-4丁二醇：9.39％；抗氧剂：0.8％；UV剂：0.6％；润滑剂：0.05％。通过本技术方案制作出的TPU材料，可以替代目前的KPU材料，并。可采用射出成型的方式，制作鞋帮、斜面，相对于现有的KPU材料，本技术方案中的材料成本更低，同时可以提高产品的硬度，并且更利于成型。然而，可温控变色的TPU鞋配件用材料的研究较少，可温控变色的TPU鞋配件用材料通过温控变色可调节光照或热交换，同时可增加鞋配件的美感和多样性。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种感温变色TPU鞋配件用材料及其制备方法，通过在TPU中加入无机可逆感温变色材料，所制得的鞋配件用材料可随着温度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。

本发明提供的技术方案如下：

一种感温变色TPU鞋配件用材料，由以下质量分数的物质组成：二异氰酸酯30~40%、聚合物多元醇25~35%、扩链剂5~10%、热致变色粉8~15%、普通色粉8~15%、抗氧化剂0.5~1%、抗UV剂0.5~1%、润滑剂0.02~0.2%、抗菌剂1~2%。

优选地，热致变色粉由感温变色材料制得，优选为无机可逆感温变色材料。

更优选地，所述无机可逆感温变色材料为Pb_2-yM_yCr_1-xN_xO₅，其中M为Mo、W、S、Se或Te，N为Ti、Zn、Hf、Ta、Nb或Sn，0≤x≤1，0≤y≤0.3。

优选地，热致变色粉和普通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，所述二异氰酸酯为4,4 '-二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基-1,4-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯或二苯甲烷-3,3’-二甲氧基-4,4’-二异氰酸酯。

优选地，扩链剂为1,4-丁二醇、氢醌-双(β-羟乙基)醚或1,6-己二醇中的一种或几种。

优选地，所述的抗氧化剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、聚(二丙二醇)苯基亚磷酸酯或4,4'-对开异丙基二苯基C12-15-醇亚磷酸酯中的一种或几种。

优选地，所述的润滑剂为硬脂酸酰、油酸酰胺、芥酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种。

本发明还公开了一种制备上述感温变色TPU鞋配件用材料的方法，包括以下步骤：

（1）按重量分数分别称取二异氰酸酯、聚合物多元醇、扩链剂、热致变色粉、普通色粉、抗氧化剂、抗UV剂、润滑剂、抗菌剂，并混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合物干燥，干燥时间为3-5h，干燥温度为100~120℃；

（3）将步骤（2）得到的干燥后混合物经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合物料在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子即得感温变色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）本发明制得的感温变色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，还可以通过温度变化控制色彩的变化，采用该材料制得的鞋配件，可随着温度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）本发明采用金属氧化物Pb_2-yM_yCr_1-xN_xO₅感温变色材料，使其在一定的温度作用下发生晶形转变，其本身的颜色也会随之变化，当冷却一段时间后，晶格结构恢复原状，颜色也复原；Pb_2-yM_yCr_1-xN_xO₅热跟踪性良好，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）采用本发明中的感温变色TPU鞋配件用材料的制备方法，制造工序简单，将可逆感温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

现结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种感温变色TPU鞋配件用材料，由以下质量分数的物质组成：4,4 '-二苯基甲烷二异氰酸酯30%、聚合物多元醇35%、1,4-丁二醇10%、Pb₂CrO₅粉11%、普通色粉11%、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5%、抗UV剂0.5%、硬脂酸酰0.1%、抗菌剂1.9%，其中，Pb₂CrO₅粉和普通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0.5：1。

一种制备上述感温变色TPU鞋配件用材料的方法，包括以下步骤：

（1）按重量分数分别称取4,4 '-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚合物多元醇、1,4-丁二醇、微胶囊结构化的Pb₂CrO₅粉、普通色粉、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、抗UV剂、硬脂酸酰和抗菌剂，并混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合物干燥，干燥时间为3h，干燥温度为100℃；

（3）将步骤（2）得到的干燥后混合物经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合物料在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子即得感温变色TPU鞋配件用材料。

实施例2

一种感温变色TPU鞋配件用材料，由以下质量分数的物质组成：亚苯基-1,4-二异氰酸酯35%、聚合物多元醇30%、氢醌-双(β-羟乙基)醚8%、Pb₂CrO₅粉12%、普通色粉12%、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5%、抗UV剂0.5%、油酸酰胺0.2%、抗菌剂1.8%，其中，Pb₂CrO₅粉和普通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0.6：1.2。

一种制备上述感温变色TPU鞋配件用材料的方法，包括以下步骤：

（1）按重量分数分别称取亚苯基-1,4-二异氰酸酯、聚合物多元醇、氢醌-双(β-羟乙基)醚、微胶囊结构化的Pb₂CrO₅粉、普通色粉、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗UV剂、油酸酰胺和抗菌剂，并混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合物干燥，干燥时间为4h，干燥温度为110℃；

（3）将步骤（2）得到的干燥后混合物经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合物料在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子即得感温变色TPU鞋配件用材料。

实施例3

一种感温变色TPU鞋配件用材料，由以下质量分数的物质组成：萘-1,5-二异氰酸酯40%、聚合物多元醇35%、1,6-己二醇5%、Pb₂CrO₅粉8%、普通色粉8%、聚(二丙二醇)苯基亚磷酸酯1%、抗UV剂1%、芥酸酰胺0.2%、抗菌剂1.8%，其中，Pb₂CrO₅粉和普通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0.7：1.5。

本发明还公开了一种制备上述感温变色TPU鞋配件用材料的方法，包括以下步骤：

（1）按重量分数分别称取萘-1,5-二异氰酸酯、聚合物多元醇、1,6-己二醇、微胶囊结构化的Pb₂CrO₅粉、普通色粉、聚(二丙二醇)苯基亚磷酸酯、抗UV剂、芥酸酰胺和抗菌剂，并混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合物干燥，干燥时间为5h，干燥温度为120℃；

（3）将步骤（2）得到的干燥后混合物经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合物料在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子即得感温变色TPU鞋配件用材料。

Claims (9)

1.一种感温变色TPU鞋配件用材料，其特征在于由以下质量分数的物质组成：二异氰酸酯30~40%、聚合物多元醇25~35%、扩链剂8~15%、热致变色粉8~15%、普通色粉5~10%、抗氧化剂0.5~1%、抗UV剂0.5~1%、润滑剂0.02~0.2%、抗菌剂1~2%。

2.根据权利要求1所述的一种感温变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：热致变色粉由感温变色材料制得，优选为无机可逆感温变色材料。

3.根据权利要求2所述的一种感温变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：所述无机可逆感温变色材料为Pb_2-yM_yCr_1-xN_xO₅，其中M为Mo、W、S、Se或Te，N为Ti、Zn、Hf、Ta、Nb或Sn，0≤x≤1，0≤y≤0.3。

4.根据权利要求1所述的一种感温变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：热致变色粉和普通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）。

5.根据权利要求1所述的一种感温变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：所述二异氰酸酯为4,4 '-二苯基甲烷二异氰酸酯、亚苯基-1,4-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯或二苯甲烷-3,3’-二甲氧基-4,4’-二异氰酸酯。

6.根据权利要求1所述的一种感温变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：扩链剂为1,4-丁二醇、氢醌-双(β-羟乙基)醚或1,6-己二醇中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种感温变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：所述的抗氧化剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、聚(二丙二醇)苯基亚磷酸酯或4,4'-对开异丙基二苯基C12-15-醇亚磷酸酯中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种感温变色TPU鞋配件用材料，其特征在于：所述的润滑剂为硬脂酸酰、油酸酰胺、芥酸酰胺或乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种。

9.一种制备权利要求1所述的感温变色TPU鞋配件用材料的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）按重量分数分别称取二异氰酸酯、聚合物多元醇、扩链剂、热致变色粉、普通色粉、抗氧化剂、抗UV剂、润滑剂、抗菌剂，并混合均匀；

（2）将步骤（1）得到的混合物干燥，干燥时间为3-5h，干燥温度为100~120℃；

（3）将步骤（2）得到的干燥后混合物经高速旋转混合头混合注入双螺杆反应机喂料口，混合物料在双螺杆筒体内均匀反应输送，塑化后经水下切粒机切成粒径均匀的椭圆形粒子即得感温变色TPU鞋配件用材料。