CN110698627A - 高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种高透气型聚氨酯片材鞋垫的组合料及其制备方法。所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，由A组分和B组分组成，A组分包括以下质量份数的原料：聚醚多元醇A30‑80份，聚醚多元醇B5‑40份，聚醚聚合物多元醇C5‑40份，扩链剂0‑10份，交联剂0‑5份，匀泡剂0.1‑2.0份，催化剂0.5‑2.5份，发泡剂0.5‑3.0份，其中聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚聚合物多元醇C总质量份数为100份；B组分为碳化二亚胺改性的异氰酸酯。本发明的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，制备的片材鞋垫透气性能有显著增强；本发明还提供其制备方法。

Description

高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯弹性体技术领域，具体涉及一种高透气型聚氨酯片材鞋垫的组合料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯材料目前已广泛应用于鞋垫的生产，这主要是由于聚氨酯材料具有优越的回弹性和良好的机械性能等特点。目前生产聚氨酯鞋垫的主要工艺是采用浇注机向模具中浇注混合好的组合料，熟化后开模再裁剪成需要的尺寸。这种工艺面临的一个主要难题是制品的表面存在结皮导致鞋垫的透气性较差，使用过程中容易出现异味、霉变等问题。目前市场上的片材鞋垫工艺对此进行了改进，主要是使用较厚的模具成型后再从中间裁开，这样做出的鞋垫只有一面存在结皮从而提高了透气性，但是目前市场上针对片材鞋垫的聚氨酯组合料仍然存在透气性差的问题。
CN109096464A公开了一种透气鞋垫及其制备方法，由A组分与B组分组成，A组分：聚醚多元醇、聚合物多元醇、泡沫稳定剂、扩链剂、催化剂、发泡剂、抗菌剂；B组分：聚醚多元醇、聚酯多元醇、开孔剂、纯MDI、液化MDI。其制得的透气鞋垫力学性能优异、舒适性好、弹性好、压缩永久形变小。但是其主要针对欧索莱产品，且B组分采用的是多元醇改性的异氰酸酯。
CN106700027A公开了一种透气鞋垫用聚氨酯树脂及制备方法和应用，由A组分、B1组分和B2组分组成，树脂A组分包括聚多元醇A、交联剂、催化剂、发泡剂和匀泡剂；树脂B1包括异氰酸酯B180～100份，聚多元醇B11～30份，副反应阻止剂0.002～0.010份，树脂B2包括异氰酸酯B2100份，聚多元醇B250～100份，副反应阻止剂0.002～0.010份。通过调整B1组分和B2组分的用量，可制得不同硬度的聚氨酯鞋垫。但是其B1组分和B2组分采用的均是多元醇改性的异氰酸酯。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，制备的片材鞋垫透气性能有显著增强；本发明还提供其制备方法，科学合理，简单易行。
本发明所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，由A组分和B组分组成，A组分包括以下质量份数的原料：
Figure BDA0002213205670000011
Figure BDA0002213205670000021
其中聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚聚合物多元醇C总质量份数为100份；
B组分为碳化二亚胺改性的MDI，NCO质量含量为29-30％；
A组分和B组分的混合质量比为100:25-50。
聚醚多元醇A为官能度2.9-3.1，数均分子量3000-9000的聚醚多元醇。
聚醚多元醇B为官能度1.9-2.1，数均分子量1000-5000的聚醚多元醇。
聚醚聚合物多元醇C为用苯乙烯、丙烯腈中的一种或两种作为单体，与官能度2.9-3.1、数均分子量2000-5000的聚醚多元醇通过聚合反应制得。
扩链剂为乙二醇(EG)、一缩二乙二醇(DEG)、1,4-丁二醇(1,4-BG)、1,3-丙二醇(1,3-PDO)、一缩二丙二醇(DPG)、1,6-己二醇中的一种或多种。
交联剂为三乙醇胺(TEA)、二乙醇胺(DEOA)、甘油、三羟甲基丙烷中的一种或多种。
匀泡剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物。
催化剂为叔胺类催化剂，优选三乙烯二胺的乙二醇溶液。
发泡剂为水。
本大明通过调整A组分的多元醇体系，B组分仅采用碳化二亚胺改性的MDI，无需再用多元醇进行改性，制备的聚氨酯组合料发泡率明显提高，且泡孔开孔程度提高，使鞋垫制品的透气性能显著提高。
本发明所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料的制备方法，步骤如下：
(1)制备A组分：将A组分所有原料在常温下投入反应釜中，搅拌1-2h，即得A组分；
(2)制备片材鞋垫：使用时，将A组分、B组分分别注入低压浇注机料罐中，在机头处混合后注入40-60℃片材鞋垫模具，熟化后开模、裁切，得到高透气型聚氨酯片材鞋垫。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
(1)本发明的B组分采用碳化二亚胺改性的MDI，与多元醇改性的MDI相比，分子结构中的硬段含量分布明显集中，且硬段部分空间位阻明显增大，制备出的鞋垫制品发泡率明显提高，且泡孔开孔程度提高，鞋垫制品的透气性能显著提高；
(2)本发明通过调整A组分扩链剂和交联剂的用量，可以做出不同硬度、不同伸长率的片材鞋垫产品，通过增加扩链剂和交联剂的用量，可以方便的提高片材鞋垫制品的硬度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
实施例1
一种高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，A组分由以下质量份数原料组成：
Figure BDA0002213205670000031
其中，聚醚多元醇A采用330NG(山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚多元醇B采用ED-28(山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚聚合物多元醇C采用POP36/28(山东蓝星东大化工有限责任公司)，扩链剂采用乙二醇，交联剂采用三乙醇胺，匀泡剂采用DC2525(美国空气产品公司)，催化剂采用三乙烯二胺，发泡剂采用水；
B组分为碳化二亚胺改性的异氰酸酯，NCO质量含量为29.0％。
制备方法如下：
(1)制备A组分：将A组分所有原料按照比例在常温下投入反应釜中，搅拌1h，即得A组分；
(2)制备片材鞋垫：使用时，将A组分、B组分分别注入低压浇注机料罐中，按照A:B＝100:34的质量比将A组分和B组分在机头处混合后注入50℃片材鞋垫模具，5min后开模、裁切，得到高透气型聚氨酯片材鞋垫。裁样测试样品的密度、硬度、透气性等性能指标。
实施例2
一种高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，A组分由以下质量份数原料组成：
Figure BDA0002213205670000032
Figure BDA0002213205670000041
其中，聚醚多元醇A采用76EK((山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚多元醇B采用ED-28(山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚聚合物多元醇C采用HPOP40(山东蓝星东大化工有限责任公司)，扩链剂采用1,4-丁二醇，匀泡剂采用DC193(美国空气产品公司)，催化剂采用三乙烯二胺，发泡剂采用水；
B组分为碳化二亚胺改性的异氰酸酯，NCO质量含量为30.0％。
制备方法如下：
(1)制备A组分：将A组分所有原料按照比例在常温下投入反应釜中，搅拌1h，即得A组分；
(2)制备片材鞋垫：使用时，将A组分、B组分分别注入低压浇注机料罐中，按照A:B＝100:50的质量比将A组分和B组分在机头处混合后注入40℃片材鞋垫模具，5min后开模、裁切，得到高透气型聚氨酯片材鞋垫。裁样测试样品的密度、硬度、透气性等性能指标。
实施例3
一种高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，A组分由以下质量份数原料组成：
其中，聚醚多元醇A采用EP-3600((山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚多元醇B采用ED-28(山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚聚合物多元醇C采用POP36/28(山东蓝星东大化工有限责任公司)，交联剂采用甘油，匀泡剂采用DC2525(美国空气产品公司)，催化剂采用三乙烯二胺，发泡剂采用水；
B组分为碳化二亚胺改性的异氰酸酯，NCO质量含量为29.2％。
制备方法如下：
(1)制备A组分：将A组分所有原料按照比例在常温下投入反应釜中，搅拌1h，即得A组分；
(2)制备片材鞋垫：使用时，将A组分、B组分分别注入低压浇注机料罐中，按照A:B＝100:25的质量比将A组分和B组分在机头处混合后注入60℃片材鞋垫模具，5min后开模、裁切，得到高透气型聚氨酯片材鞋垫。裁样测试样品的密度、硬度、透气性等性能指标。
实施例4
一种高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，A组分由以下质量份数原料组成：
Figure BDA0002213205670000051
其中，聚醚多元醇A采用330NG(山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚多元醇B采用ED-28(山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚聚合物多元醇C采用POP36/28(山东蓝星东大化工有限责任公司)，扩链剂采用一缩二乙二醇，交联剂采用二乙醇胺，匀泡剂采用DC2525(美国空气产品公司)，催化剂采用三乙烯二胺，发泡剂采用水；
B组分为碳化二亚胺改性的异氰酸酯，NCO质量含量为29.2％。
制备方法如下：
(1)制备A组分：将A组分所有原料按照比例在常温下投入反应釜中，搅拌1h，即得A组分；
(2)制备片材鞋垫：使用时，将A组分、B组分分别注入低压浇注机料罐中，按照A:B＝100:35的质量比将A组分和B组分在机头处混合后注入60℃片材鞋垫模具，5min后开模、裁切，得到高透气型聚氨酯片材鞋垫。裁样测试样品的密度、硬度、透气性等性能指标。
实施例5
一种高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，A组分由以下质量份数原料组成：
Figure BDA0002213205670000061
其中，聚醚多元醇A采用EP-3600(山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚多元醇B采用ED-28(山东蓝星东大化工有限责任公司)，聚醚聚合物多元醇C采用POP36/28(山东蓝星东大化工有限责任公司)，扩链剂采用1,6-己二醇，交联剂采用三羟甲基丙烷，匀泡剂采用DC193(美国空气产品公司)，催化剂采用三乙烯二胺，发泡剂采用水；
B组分为碳化二亚胺改性的异氰酸酯，NCO质量含量为29.2％。
制备方法如下：
(1)制备A组分：将A组分所有原料按照比例在常温下投入反应釜中，搅拌1h，即得A组分；
(2)制备片材鞋垫：使用时，将A组分、B组分分别注入低压浇注机料罐中，按照A:B＝100:35的质量比将A组分和B组分在机头处混合后注入60℃片材鞋垫模具，5min后开模、裁切，得到高透气型聚氨酯片材鞋垫。裁样测试样品的密度、硬度、透气性等性能指标。
对比例1
市售片材鞋垫制品。
对比例2
本对比例与实施例1的不同点仅在于将B组分改为多元醇改性的异氰酸酯，其中B组分的组成为：
Figure BDA0002213205670000062
上述多元醇改性的异氰酸酯中NCO质量含量为22.5％，制备方法如下：
将基于配方量的聚醚多元醇A和聚醚多元醇B常温下投入反应釜中，搅拌升温至90-110℃，真空条件下脱水脱气2-3小时，然后降温至50℃，加入计量的纯MDI和碳化二亚胺改性的MDI，在80-85℃反应1-2小时后即制得多元醇改性的异氰酸酯。
将实施例1-3和对比例1-2制备的样品进行性能检测，测试方法如下：
透气性测试根据GB/T 10655-2003进行测试；伸长率测试根据GB/T 528-1998进行测试；硬度根据GB/T 531-1999进行测试；密度根据GB/T 6343-1995进行测试。
测试结果如表1所示。
表1实施例和对比例的样品性能测试结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
密度(kg/m<sup>3</sup>) 270±2 270±2 270±2 270±2 270±2 270±2 270±2
硬度(20℃，邵C) 30 45 10 32 31 32 33
伸长率(％) 135 104 124 151 143 122 118
透气性(L/min) 73 56 82 96 93 22 31
从表1可以看出，实施例1-5与对比例1的市售制品相比，本发明制得的片材鞋垫样品透气性显著优于市售产品，同时制品的力学性能基本保持不变。实施例1与对比例2相比，实施例1采用的碳化二亚胺改性的MDI，制备出的鞋垫制品透气性显著提高。

Claims (10)

1.一种高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，其特征在于：由A组分和B组分组成，A组分包括以下质量份数的原料：
Figure FDA0002213205660000011
其中聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚聚合物多元醇C总质量份数为100份；
B组分为碳化二亚胺改性的MDI，NCO质量含量为29-30％；
A组分和B组分的混合质量比为100:25-50。
2.根据权利要求1所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，其特征在于：聚醚多元醇A为官能度2.9-3.1，数均分子量3000-9000的聚醚多元醇。
3.根据权利要求1所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，其特征在于：聚醚多元醇B为官能度1.9-2.1，数均分子量1000-5000的聚醚多元醇。
4.根据权利要求1所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，其特征在于：聚醚聚合物多元醇C为用苯乙烯、丙烯腈中的一种或两种作为单体，与官能度2.9-3.1、数均分子量2000-5000的聚醚多元醇通过聚合反应制得。
5.根据权利要求1所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，其特征在于：扩链剂为乙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、一缩二丙二醇、1,6-己二醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，其特征在于：交联剂为三乙醇胺、二乙醇胺、甘油、三羟甲基丙烷中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，其特征在于：匀泡剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物。
8.根据权利要求1所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，其特征在于：催化剂为叔胺类催化剂。
9.根据权利要求1所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料，其特征在于：发泡剂为水。
10.一种权利要求1-9任一项所述的高透气型聚氨酯片材鞋垫组合料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)制备A组分：将A组分所有原料在常温下投入反应釜中，搅拌1-2h，即得A组分；
(2)制备片材鞋垫：使用时，将A组分、B组分分别注入低压浇注机料罐中，在机头处混合后注入40-60℃片材鞋垫模具，熟化后开模、裁切，得到高透气型聚氨酯片材鞋垫。
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