CN112353049A

CN112353049A - 一种改性细孔硅铝胶除臭材料、聚氨酯泡沫鞋垫及其制备方法

Info

Publication number: CN112353049A
Application number: CN202011183889.3A
Authority: CN
Inventors: 汤文达
Original assignee: Hangzhou Jinghong Technology Co ltd
Current assignee: Hangzhou Jinghong Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2021-02-12

Abstract

本发明涉及除臭材料技术领域，为解决传统除臭鞋垫除臭作用弱，除臭时效短的问题，提供了一种改性细孔硅铝胶除臭材料，所述改性细孔硅铝胶除臭材料由细孔硅铝胶颗粒表面负载抗坏血酸制得。本发明通过在细孔硅铝胶颗粒上负载抗坏血酸起到物理吸附和化学吸附双重除臭的作用，细孔硅铝胶对汗水具有物理吸附作用，抗坏血酸的可逆氧化还原作用对汗水中含有氨类等物质进行还原，抑制臭味分子的产生，该改性细孔硅铝胶除臭材料可作为填充材料应用于聚氨酯泡沫鞋垫中，所得聚氨酯泡沫鞋垫具有长效吸汗除臭的性能。

Description

一种改性细孔硅铝胶除臭材料、聚氨酯泡沫鞋垫及其制备方法

技术领域

本发明涉及除臭材料技术领域，尤其涉及一种改性细孔硅铝胶除臭材料、聚氨酯泡沫鞋垫及其制备方法。

背景技术

鞋垫，是制作成鞋底形状垫附在鞋内的鞋衬，鞋垫大量应用于制鞋业、保健、特殊功用；一般分为制鞋业应用型鞋厂应用型鞋垫和市场商品型两种模式。制鞋业应用的鞋垫主要是配合鞋子大底、中底、做出相应的型体；按照楦底板或者面板制作尺码板，并制作出相应的形状。

传统的鞋垫主要是由竹笋壳和棉布制成，将竹笋壳剪裁成鞋底大小，然后使用重物压平，在其表面包覆棉布然后缝制而成；现在也有的使用棉绒材料，在棉绒表面包覆棉布，束缚成鞋底形状缝制即得。

由于鞋子本身透气性差而造成脚汗多且不易排除的原因，引起脚臭而造成困扰与不便，给人们日常生活带来诸多不便。为解决脚臭的问题，市面上出现很多吸附型除臭鞋垫，该类鞋垫表面通过负载活性炭等吸附材料，通过吸附汗液，达到除臭的效果。但是该类鞋垫除臭作用弱，除臭时效短，只能实现物理吸附，无法从根本上抑制臭味的产生，除臭效果不佳。

发明内容

本发明为了克服传统除臭鞋垫除臭作用弱，除臭时效短的问题，提供了一种兼具物理吸附和化学吸附双重除臭作用的改性细孔硅铝胶除臭材料。

本发明还提供了一种填充有改性细孔硅铝胶除臭材料的聚氨酯泡沫鞋垫。

本发明还提供了一种改性细孔硅铝胶除臭材料的制备方法，该方法操作简单，条件易于控制，易于产业化。

本发明还提供了一种填充有改性细孔硅铝胶除臭材料的聚氨酯泡沫鞋垫的制备方法，该方法操作简单，条件易于控制，易于产业化。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种改性细孔硅铝胶除臭材料，所述改性细孔硅铝胶除臭材料由细孔硅铝胶颗粒表面负载抗坏血酸制得。

本发明通过在细孔硅铝胶颗粒上负载抗坏血酸起到物理吸附和化学吸附双重除臭的作用，其中，细孔硅铝胶对汗水具有物理吸附作用，抗坏血酸的可逆氧化还原作用对汗水中含有氨类等物质进行还原，抑制臭味分子的产生。该改性细孔硅铝胶除臭材料具有除臭作用强、除臭时效长等特点。

作为优选，所述细孔硅铝胶颗粒的孔径为200～300μm。细孔硅铝胶颗粒的孔径过小，会导致硅铝胶颗粒在体系中团聚，无法均匀分散；细孔硅铝胶颗粒的孔径过大，会导致其比表面积大大减小，物理吸附效果不佳的同时，力学性能也会变差。

一种填充有改性细孔硅铝胶除臭材料的聚氨酯泡沫鞋垫，该聚氨酯泡沫鞋垫具有长效吸汗除臭的性能。

一种改性细孔硅铝胶除臭材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将细孔硅铝胶颗粒溶于含有硅烷偶联剂的丙酮-水溶液中，进行混合搅拌，待反应完全后，过滤作蒸干处理；该步骤的作用是将硅烷偶联剂通过相转移剂均分得扩散到硅铝胶颗粒的表面，有利于提高硅铝胶和聚氨酯连续相的结合力；

(2)将经过步骤(1)处理后的细孔硅铝胶颗粒与抗坏血酸-氯化亚铁的水溶液进行充分浸泡，取出后，烘干，即得改性细孔硅铝胶除臭材料。

作为优选，步骤(1)中，所述硅烷偶联剂选自KH-551、KH-550、KH-560、KH-570、KH-602和KH-580中的一种。上述硅烷偶联剂具有硅烷氧基，能够在细孔硅铝胶颗粒和抗坏血酸、氯化亚铁之间形成结合层，有利于下一步抗坏血酸的表面负载改性。

作为优选，步骤(1)中，所述细孔硅铝胶颗粒、硅烷偶联剂、水和丙酮的质量比为100：(0.5～1)：(0.1～1)：200。必须严格按照上述配比配料，才可以得到性能优异的改性细孔硅铝胶除臭材料。其中，硅烷偶联剂的添加量很关键，过少会导致界面体系中界面结合能力不强，过多会导致体系粉化。

作为优选，步骤(2)中，所述抗坏血酸-氯化亚铁的水溶液中抗坏血酸的浓度为10～30g/ml；所述氯化亚铁的浓度为10～50g/ml。抗坏血酸和氯化亚铁的浓度过低，会导致除臭效果不明显；过高，会导致成本增加。

一种填充有改性细孔硅铝胶除臭材料的聚氨酯泡沫鞋垫制备方法，将所述改性细孔硅铝胶除臭材料与多元醇进行混合后，于TDI在扩链剂、催化剂的作用下，倒入鞋垫模具中进行发泡，反应后即制得聚氨酯泡沫鞋垫。

作为优选，所述改性细孔硅铝胶除臭材料、多元醇、TDI、扩链剂和催化剂的质量比为10：(40～60)：(50～80)：(10～20)：0.1。必须严格按照上述配比配料，才可以得到性能优异的聚氨酯泡沫鞋垫。其中，催化剂的添加量很关键，过少会导致凝胶，过多会导致塌泡。

作为优选，所述多元醇为分子量为800～4000的低聚聚醚或聚酯二元醇。低聚聚醚的分子量控制很关键，分子量过低会导致泡沫硬度过高，过高会导致泡沫回弹性能不佳。

作为优选，所述扩链剂选自乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇和1，6-己二醇中的一种。

作为优选，所述催化剂为延迟性叔胺催化剂。所述延迟性叔胺催化剂为酸中和叔胺形成的叔胺盐。

因此，本发明具有如下有益效果：

(1)通过在细孔硅铝胶颗粒上负载抗坏血酸起到物理吸附和化学吸附双重除臭的作用，细孔硅铝胶对汗水具有物理吸附作用，抗坏血酸的可逆氧化还原作用对汗水中含有氨类等物质进行还原，抑制臭味分子的产生；

(2)本发明的改性细孔硅铝胶除臭材料具有除臭作用强、除臭时效长等特点，可作为填充材料应用于聚氨酯泡沫鞋垫中，所得聚氨酯泡沫鞋垫具有长效吸汗除臭的性能。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。

实施例1

(1)在配有机械搅拌的10升反应釜中，加入2000g细孔硅铝胶颗粒(孔径为250μm)以及其他溶剂，其中细孔硅铝胶颗粒、硅烷偶联剂KH-550、水和丙酮的质量比为100∶0.5∶0.1∶200，以上试剂的添加步骤具体为：将细孔硅铝胶颗粒、硅烷偶联剂、丙酮三者充分浸泡搅拌0.5h，再加入水搅拌0.5h后捞出细孔硅铝胶颗粒作烘干处理；

(2)配制10g/ml抗坏血酸-10g/ml氯化亚铁水溶液，将步骤(1)预处理后的细孔硅铝胶颗粒浸泡在抗坏血酸-氯化亚铁的水溶液中，搅拌0.5h，得改性细孔硅铝胶除臭材料；

(3)将改性细孔硅铝胶除臭材料与1000分子量的低聚物多元醇混合，再加入TDI和扩链剂乙二醇在鞋垫模具中进行混合后发泡反应，反应后即制得聚氨酯泡沫鞋垫。其中改性硅铝胶颗粒、多元醇、TDI、扩链剂和催化剂的质量比为10∶40∶50∶10∶0.1。

实施例2

(1)在配有机械搅拌的10升反应釜中，加入2000g细孔硅铝胶颗粒(孔径为200μm)以及其他溶剂，其中细孔硅铝胶颗粒、硅烷偶联剂KH-551、水和丙酮的质量比为100∶0.8∶0.2∶200，以上试剂的添加步骤具体为：将细孔硅铝胶颗粒、硅烷偶联剂、丙酮三者充分浸泡搅拌0.5h，再加入水搅拌0.5h后捞出细孔硅铝胶作烘干处理；

(2)配制15g/ml抗坏血酸-15g/ml氯化亚铁水溶液，将步骤(1)预处理后的细孔硅铝胶浸泡在抗坏血酸-氯化亚铁的水溶液中，搅拌0.5h，得改性细孔硅铝胶除臭材料；

(3)将改性细孔硅铝胶除臭材料与2000分子量的低聚物多元醇混合，再加入TDI和扩链剂二乙二醇在鞋垫模具中进行混合后反应，反应后即制得聚氨酯泡沫鞋垫。其中改性硅铝胶颗粒、多元醇、TDI、扩链剂和催化剂的质量比为10∶50∶60∶20∶0.1。

实施例3

(1)在配有机械搅拌的10升反应釜中，加入2000g细孔硅铝胶颗粒(孔径为300μm)以及其他溶剂，其中细孔硅铝胶、硅烷偶联剂KH-560、水和丙酮的质量比为100∶0.7∶0.2∶200，以上试剂的添加步骤具体为：将细孔硅铝胶、硅烷偶联剂、丙酮三者充分浸泡搅拌0.5h，再加入水搅拌0.5h后捞出细孔硅铝胶作烘干处理；

(2)配制20g/ml抗坏血酸-30g/ml氯化亚铁水溶液，将步骤(1)预处理后的细孔硅铝胶浸泡在抗坏血酸-氯化亚铁的水溶液中，搅拌0.5h，得改性细孔硅铝胶除臭材料；

(3)将改性细孔硅铝胶除臭材料与1500分子量的低聚物多元醇混合，再加入TDI和扩链剂丙二醇在鞋垫模具中进行混合后反应，反应后即制得聚氨酯泡沫鞋垫。其中改性硅铝胶颗粒、多元醇、TDI、扩链剂和催化剂的质量比为10∶50∶70∶10∶0.1。

实施例4

(1)在配有机械搅拌的10升反应釜中，加入2000g细孔硅铝胶颗粒(孔径为210μm)以及其他溶剂，其中细孔硅铝胶、硅烷偶联剂KH-570、水和丙酮的质量比为100∶0.8∶0.3∶200，以上试剂的添加步骤具体为：将细孔硅铝胶、硅烷偶联剂、丙酮三者充分浸泡搅拌0.5h，再加入水搅拌0.5h后捞出细孔硅铝胶作烘干处理；

(2)配制20g/ml抗坏血酸-25g/ml氯化亚铁水溶液，将步骤(1)预处理后的细孔硅铝胶浸泡在抗坏血酸-氯化亚铁的水溶液中，搅拌0.5h，得改性细孔硅铝胶除臭材料；

(3)将改性细孔硅铝胶除臭材料与2500分子量的低聚物多元醇混合，再加入TDI和扩链剂1，4-丁二醇在鞋垫模具中进行混合后反应，反应后即制得聚氨酯泡沫鞋垫。其中改性硅铝胶颗粒、多元醇、TDI、扩链剂和催化剂的质量比为10∶50∶70∶20∶0.1。

实施例5

(1)在配有机械搅拌的10升反应釜中，加入2000g细孔硅铝胶颗粒(孔径为280μm)以及其他溶剂，其中细孔硅铝胶、硅烷偶联剂KH-550、水和丙酮的质量比为100∶1∶0.5∶200，以上试剂的添加步骤具体为：将细孔硅铝胶、硅烷偶联剂、丙酮三者充分浸泡搅拌0.5h，再加入水搅拌0.5h后捞出细孔硅铝胶作烘干处理；

(2)配制30g/ml抗坏血酸-40g/ml氯化亚铁水溶液，将步骤(1)预处理后的细孔硅铝胶浸泡在抗坏血酸-氯化亚铁的水溶液中，搅拌0.5h，得改性细孔硅铝胶除臭材料；

(3)将改性细孔硅铝胶除臭材料与1000分子量的低聚物多元醇混合，再加入TDI和扩链剂1，6-己二醇在鞋垫模具中进行混合后反应，反应后即制得聚氨酯泡沫鞋垫。其中改性硅铝胶颗粒、多元醇、TDI、扩链剂和催化剂的质量比为10∶60∶80∶20∶0.1。

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于，聚氨酯泡沫鞋垫中未添加改性细孔硅铝胶除臭材料，其余工艺完全相同。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于，细孔硅铝胶颗粒的孔径为180μm，其余工艺完全相同。

对实施例1-5的和对比例1、2的聚氨酯泡沫鞋垫的性能指标做检测，结果如表1所示：

表1.检测结果

性能指标	氨质量浓度(mg/m<sup>3</sup>)	撕裂强度
			实施例1	0.839	12.1
实施例2	0.758	13.5
			实施例3	0.309	12.5
实施例4	1.869	14.2
			实施例5	0.243	11.9
对比例1	4.211	10.0
			对比例2	3.504	9.1

由表1可以看出，本发明的聚氨酯泡沫鞋垫具有明显的除臭效果并且在撕裂强度上还有增强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种改性细孔硅铝胶除臭材料，其特征在于，所述改性细孔硅铝胶除臭材料由细孔硅铝胶颗粒表面负载抗坏血酸制得。

2.根据权利要求1所述的一种改性细孔硅铝胶除臭材料，其特征在于，所述细孔硅铝胶颗粒的孔径为200～300μm。

3.一种填充有如权利要求1或2所述的改性细孔硅铝胶除臭材料的聚氨酯泡沫鞋垫。

4.一种如权利要求1或2所述的改性细孔硅铝胶除臭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将细孔硅铝胶颗粒溶于含有硅烷偶联剂的丙酮-水溶液中，进行混合搅拌，待反应完全后，过滤作蒸干处理；

5.根据权利要求3所述的一种改性细孔硅铝胶除臭材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅烷偶联剂选自KH-551、KH-550、KH-560、KH-570、KH-602和KH-580中的一种。

6.根据权利要求3所述的一种改性细孔硅铝胶除臭材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述细孔硅铝胶颗粒、硅烷偶联剂、水和丙酮的质量比为100：(0.5～1)：(0.1～1)：200。

7.根据权利要求3所述的一种改性细孔硅铝胶除臭材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述抗坏血酸-氯化亚铁的水溶液中抗坏血酸的浓度为10～30g/ml；所述氯化亚铁的浓度为10～50g/ml。

8.一种如权利要求3所述的聚氨酯泡沫鞋垫的制备方法，其特征在于，将改性细孔硅铝胶除臭材料与多元醇进行混合后，于TDI在扩链剂、催化剂的作用下，倒入鞋垫模具中进行发泡，反应后即制得聚氨酯泡沫鞋垫。

9.根据权利要求7所述的聚氨酯泡沫鞋垫的制备方法，其特征在于，所述改性细孔硅铝胶除臭材料、多元醇、TDI、扩链剂和催化剂的质量比为10：(40～60)：(50～80)：(10～20)：0.1。

10.根据权利要求7所述的聚氨酯泡沫鞋垫的制备方法，其特征在于，所述多元醇为分子量为800～4000的低聚聚醚或聚酯二元醇；所述扩链剂选自乙二醇、二乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇和1，6-己二醇中的一种；所述催化剂为延迟性叔胺催化剂。