CN110951045A - 用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，属于聚氨酯弹性体技术领域。本发明所述的聚氨酯弹性体组合物，包括预聚物组分和固化剂组分，其中：预聚物组分：为以二异氰酸酯和聚醚多元醇为原料，反应得到的异氰酸根质量含量为3.0％～4.0％的预聚物；固化剂组分：为胺类化合物、催化剂和聚醚多元醇的混合物；所述聚醚多元醇为二官能度的聚乙二醇醚、二官能度的聚醚多元醇或三官能度的聚醚多元醇中的一种或多种。本发明所述的聚氨酯弹性体组合物，其不仅具有吸水膨胀效果，有良好的吸水性能，而且具有良好的柔软性、耐磨性和回弹性能；本发明同时提供了简单易行、利于工业化生产的制备方法。

Description

用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，属于聚氨酯弹性体技术领域。
背景技术
在日常生活中鞋垫能够带给人们诸多益处:如保持鞋内卫生、防止鞋袜的磨损、防止磨脚等。但现有的鞋垫构造单一，有的用皮革制成，有的由布片层叠并纵横缝合而成，但是这些鞋垫都不具有吸湿的作用，大大降低了脚的舒适度。于是具有吸湿功能的鞋垫在市场上出现，可是这类鞋垫不仅吸湿功能有限，而且由于鞋底部较硬，从而使得穿鞋时的舒适感不强，因此需要一种吸湿性和舒适性好的鞋垫。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物，用其制备的聚氨酯弹性体不仅具有吸水膨胀效果，有良好的吸水性能，而且具有良好的柔软性能；本发明同时提供了简单易行、利于工业化生产的制备方法。
本发明所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物，包括预聚物组分和固化剂组分，其中：
预聚物组分：为以二异氰酸酯和聚醚多元醇为原料，反应得到的异氰酸根质量含量为3.0％～4.0％的预聚物；
固化剂组分：为胺类化合物、催化剂和聚醚多元醇的混合物；
所述聚醚多元醇为二官能度的聚乙二醇醚、二官能度的聚醚多元醇或三官能度的聚醚多元醇中的一种或多种；
二官能度的聚乙二醇醚的数均分子量为1000～3000，优选为PEG1000，PEG2000，PEG3000；
二官能度的聚醚多元醇的数均分子量为400～4000，优选为DL-400，DL-1000，DL-2000，DL-3000；
三官能度的聚醚多元醇的数均分子量为375～6000，优选为PPG125、EP-330N、MN-3050、EP-3600。
所述二异氰酸酯为2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或者多种。
优选的，预聚物组分包含以下质量百分含量的原料：
二异氰酸酯 12.1％～25.0％，
聚醚多元醇 75.0％～87.9％。
优选的，固化剂组分包含以下质量百分含量的原料：二元醇49.0-58.8％，三元醇34.3-44.1％，胺类化合物2.9-4.9％，催化剂1.0-2.5％。
优选的，二元醇为DL400，三元醇为PPG125。
优选的，胺类化合物为DMTDA。
优选的，催化剂为铋类催化剂、锌类催化剂、胺类催化剂、锡类催化剂或汞类催化剂。
所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将预聚物组分所有原料混合，在80℃-85℃反应3-5小时，真空脱除气泡，得到异氰酸根质量含量为3.0％-4.0％的预聚物组分；
(2)将固化剂组分所有原料混合，脱水至水分小于0.05％，得到固化剂组分；
(3)将步骤(1)得到的预聚物组分升温至80-90℃，将固化剂组分加热至60℃，将加热后的预聚物和固化剂混合，混合质量比为100：11.9-14.1，浇注到100℃的模具中，脱模20min，然后硫化，温度为100℃，时间为16小时，得到产品。
制得的聚氨酯弹性体的硬度为15A-35A。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体，遇水能达到吸水的作用，同时具有良好的柔软性能；
(2)本发明制备的吸水鞋垫反复吸水，其性能保值率高的优点；
(3)本发明还提供了制备方法，工艺简单合理，易于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
所用的原料的参数如下：
PEG3000：数均分子量3000，官能度为2，聚乙二醇醚；
PEG2000：数均分子量2000，官能度为2，聚乙二醇醚；
PPG125：数均分子量375，官能度为3，聚环氧丙烷醚三元醇；
DL400：数均分子量400，官能度为2，聚醚多元醇；
TDI-80：2，4-甲苯二异氰酸酯与2，6-甲苯二异氰酸酯；
DMTDA：二甲硫基甲苯二胺；
MOCA：3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷；
CUCAT-H：胺类催化剂；
A33：N,N-二甲基环己胺。
实施例1
预聚物：分子量3000的聚乙二醇醚(PEG3000)87.9％，2，4-甲苯二异氰酸酯6.05％，与2，6-甲苯二异氰酸酯6.05％在80℃反应5小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为3.4％的预聚物。
固化剂：DL400 58.8％、PPG125 34.3％、DMTDA 4.9％、CUCAT-H 2％(质量比)混合均匀；在70℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％，得到固化剂组分。
将加热至80℃的预聚物和60℃的固化剂按100/12.5的比例混合，浇注到模具温度为100℃的模具上，脱模时间20min，然后在100℃后硫化16小时，得到硬度为20A的聚氨酯弹性体。
实施例2
预聚物：分子量3000的聚乙二醇醚(PEG3000)87.1％、2，4-甲苯二异氰酸酯3.5％与2，6-甲苯二异氰酸酯9.4％在80℃反应5小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为3.8％的预聚物。
固化剂：DL400 53.9％、PPG125 39.2％、DMTDA 4.9％、A33 2％(质量比)混合均匀。在70℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％，得到固化剂组分。
将加热至80℃的预聚物和60℃的固化剂按100/11.9的比例混合，浇注到模具温度为100℃的模具上，脱模时间20min，然后在100℃后硫化16小时，得到硬度为25A的聚氨酯弹性体。
实施例3
预聚物：分子量2000的聚乙二醇醚(PEG2000)85.1％、2，4-甲苯二异氰酸酯2％与2，6-甲苯二异氰酸酯14.9％在80℃反应5小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为3.4％的预聚物。
固化剂：DL400 49.0％、PPG125 44.1％、DMTDA 4.4％、CUCAT-H 2.5％(质量比)混合均匀，在70℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％，得到固化剂组分。
将加热至80℃的预聚物和60℃的固化剂按100/12.5的比例混合，浇注到模具温度为100℃的模具上，脱模时间20min，然后在100℃后硫化16小时，得到硬度为33A的聚氨酯弹性体。
实施例4
预聚物：分子量3000的聚乙二醇醚(PEG3000)87.1％、2，4-甲苯二异氰酸酯8.6％与2，6-甲苯二异氰酸酯4.3％，在80℃反应5小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为3.8％的预聚物。
固化剂：DL400 55.9％、PPG125 40.2％、MOCA 2.9％、A33 1％(质量比)混合均匀。在70℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％，得到固化剂组分。
将加热至80℃的预聚物和60℃的固化剂按100/14.1的比例混合，浇注到模具温度为100℃的模具上，脱模时间20min，然后在100℃后硫化16小时，得到硬度为30A的聚氨酯弹性体。
对比例1
预聚物：分子量2000的聚醚多元醇(DL2000)85.5％、2，4-甲苯二异氰酸酯12.5％与2，6-甲苯二异氰酸酯14.5％在80℃反应5小时，真空(-0.095MPa)脱除气泡，得到异氰酸根含量为3.4％的预聚物。
固化剂：DL400 49.0％、PPG125 44.1％、DMTDA 4.9％、CUCAT-H 2％(质量比)混合均匀，在70℃，-0.095MPa下脱水至水分小于0.05％，得到固化剂组分。
将加热至80℃的预聚物和60℃的固化剂按100/12.5的比例混合，浇注到模具温度为100℃的模具上，脱模时间20min，然后在100℃后硫化16小时，得到硬度为24A的聚氨酯弹性体。
实施例1-5和对比例1制备得到的聚氨酯弹性体的性能测试见表1。
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
硬度(邵A) 20 27 33 30 24
拉伸强度(Mpa) 5.4 8.6 10.1 9.8 8.3
扯断伸长率％ 149.3 184.2 163.9 187.6 174.9
吸水膨胀率％ 301.2 321.4 319.2 279.3 116.0
5天吸水保值率％ 93 95 92 98 85

Claims (10)

1.一种用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于：包括预聚物组分和固化剂组分，其中：
预聚物组分：为以二异氰酸酯和聚醚多元醇为原料，反应得到的异氰酸根质量含量为3.0％～4.0％的预聚物；
固化剂组分：为胺类化合物、催化剂和聚醚多元醇的混合物；
所述聚醚多元醇为二官能度的聚乙二醇醚、二官能度的聚醚多元醇或三官能度的聚醚多元醇中的一种或多种；
二官能度的聚乙二醇醚的数均分子量为1000～3000；
二官能度的聚醚多元醇的数均分子量为400～4000；
三官能度的聚醚多元醇的数均分子量为375～6000。
2.根据权利要求1所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于：二异氰酸酯为2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于：预聚物组分包含以下质量百分含量的原料：
二异氰酸酯 12.1％～25.0％，
聚醚多元醇 75.0％～87.9％。
4.根据权利要求1所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于：固化剂组分包含以下质量百分含量的原料：二元醇49.0-58.8％，三元醇34.3-44.1％，胺类化合物2.9-4.9％，催化剂1.0-2.5％。
5.根据权利要求4所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于：二元醇为DL400，三元醇为PPG125。
6.根据权利要求4所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于：胺类化合物为DMTDA。
7.根据权利要求4所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体组合物，其特征在于：催化剂为铋类催化剂、锌类催化剂、胺类催化剂、锡类催化剂或汞类催化剂。
8.一种权利要求1-7任一所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将预聚物组分所有原料混合，在80℃-85℃反应3-5小时，真空脱除气泡，得到异氰酸根质量含量为3.0％-4.0％的预聚物组分；
(2)将固化剂组分所有原料混合，脱水至水分小于0.05％，得到固化剂组分；
(3)将步骤(1)得到的预聚物组分升温至80-90℃，将固化剂组分加热至60℃，将加热后的预聚物和固化剂混合，浇注到100℃的模具中，脱模，然后硫化，得到产品。
9.根据权利要求8所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：预聚物与固化剂的混合质量比为100：11.4-12.5。
10.根据权利要求8所述的用于吸湿性鞋垫的聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：脱模时间20min，硫化温度为100℃，时间为16小时。
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