CN115678252A - 一种高透光彩色鞋底材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高透光彩色鞋底材料及其制备方法，该鞋底材料由热塑性弹性体复合物料制备而成，该热塑性弹性体复合物料包括热塑性弹性体树脂、液态色母、成核剂、抗氧剂、硬脂酸和泡孔稳定剂，其中液态色母包括液体载体、颜料和表面活性剂；与现有技术相比，该高透光彩色鞋底材料由于采用液态色母，该液态色母可以均匀地分散在该鞋底材料中，即使是深色鞋底也能具有较好的透光性能。
Description
技术领域
本发明涉及鞋底材料技术领域，具体涉及一种高透光彩色鞋底材料及其制备方法。
背景技术
中底作为运动鞋最核心的部分，主要是指鞋大底和鞋面的中间部位，具有减少落地时的冲击、提供向前推进力、安全防护和舒适性作用，也是鞋子的核心科技所在，通常为热塑性弹性体的泡沫材料。热塑性聚氨酯发泡珠粒(ETPU)因具有密度轻、回弹率高、压缩变形率低和适应性温度宽等特点，受到了鞋材行业的推崇。为了吸引更多的消费者，鞋子往往被设计成不同的颜色。在制备中底的时候，通常是通过添加颜料、浸染和喷涂等方式实现中底的上色。其中的颜料一般采用色母粒或色粉，该种添加剂在鞋底中分散性不佳，或者存在粉点，所以传统有颜色的鞋底尤其是深色鞋底透光性不佳。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种高透光彩色鞋底材料及其制备方法，其能够提高彩色鞋底的透光性。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高透光彩色鞋底材料，由热塑性弹性体复合物料制备而成，所述热塑性弹性体复合物料包括以下组分：热塑性弹性体树脂100重量份；液态色母2.5至10重量份；成核剂0.5 至5重量份；抗氧剂0.5至1重量份；硬脂酸0.5至1重量份；泡孔稳定剂0.5至1重量份；其中，所述液态色母包括：液体载体100重量份；颜料20至50重量份；表面活性剂1至5 重量份。
进一步的，所述液体载体由一元羧酸脂肪酸与多元醇酯化反应制成；所述颜料为有机颜料或无机颜料；所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
进一步的，所述多元醇为乙二醇、丙二醇或聚乙二醇中的一种；所述表面活性剂为聚氧乙烯烷基醇酰胺、聚氧乙烯烷基胺中的一种。
进一步的，所述热塑性弹性体树脂选自热塑性聚氨酯、尼龙弹性体、热塑性聚酯弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯- 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯无规共聚物、乙烯醋酸乙烯酯、热塑性硫化弹性体、反式-1,4-聚异戊二烯橡胶、间同1,2聚丁二烯、聚氯乙烯、热塑性氯化聚乙烯、聚二甲基硅氧烷和有机氟类热塑性弹性体中的一种或多种。
进一步的，所述成核剂选自蒙脱土、碳酸钙和石墨烯中的一种或多种。
进一步的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
进一步的，所述泡孔稳定剂为丙烯酸类物质。
此外，本发明还提供一种高透光彩色鞋底材料的制备方法，其采用如上述任一项所述的一种高透光彩色鞋底材料的组分，采用以下步骤制备：步骤一：将所述热塑性弹性体复合物料中的各组分预混后，经熔融混炼、挤出造粒，得到热塑性弹性体复合物料彩色颗粒；步骤二：将步骤一得到的热塑性弹性体复合物料彩色颗粒预热并置于模具，合模后将模具置入密闭容器，并向该密闭容器内通入二氧化碳或氮气后升温以使通入的二氧化碳或氮气达到超临界状态，维持预设时间后快速泄压并开模，得到高透光彩色鞋底材料。
进一步的，所述步骤二中，在通入的二氧化碳或氮气达到超临界状态时，维持温度为150℃至190℃，压力为40MPa至50MPa，时间为20min至50min。
进一步的，所述步骤二中，快速泄压的泄压速率为20MPa/s至30MPa/s。
由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的高透光彩色鞋底材料采用特定含量组分，实现较好的相互作用；产品具有较轻的密度、较高的回弹特性及良好的耐压缩变形特性，从而在大大降低运动鞋重量的同时，兼具持久舒适和持久减震功能，给予穿着者良好的穿着和跑步体验；此外，本发明提供的高透光彩色鞋底材料在实现该材料的色彩效果时，在组分中增加了液态色母，该液态色母可以均匀地分散在该鞋底材料中，即使是深色鞋底也能具有较好的透光性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的权利要求书、说明书中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
本发明实施例提供了一种高透光彩色鞋底材料，其由热塑性弹性体复合物料制备而成，热塑性弹性体复合物料包括以下组分：
热塑性弹性体树脂100重量份；液态色母2.5至10重量份；成核剂0.5至5重量份；抗氧剂0.5至1重量份；硬脂酸0.5至1重量份；泡孔稳定剂0.5至1重量份；
其中，液态色母包括：液体载体100重量份；颜料20至50重量份；表面活性剂1至5重量份。
在本发明中，液体载体由一元羧酸脂肪酸与多元醇酯化反应制成；颜料为有机颜料或无机颜料；表面活性剂为非离子型表面活性剂。具体的，多元醇为乙二醇、丙二醇或聚乙二醇中的一种；表面活性剂为聚氧乙烯烷基醇酰胺、聚氧乙烯烷基胺中的一种。
其中，一元羧酸脂肪酸的结构通式可以是以下形式：RCH2COOH，其中的R表示长碳链，长碳链中含有不饱和双键或含有磺酸取代基的饱和烷基。制备得到的液体载体具有500至 2000g/mol的摩尔质量，其优选为聚乙二醇油酸脂。
颜料可以是有机颜料或无机颜料，无机颜料可以是二氧化钛、炭黑、氧化铁等，有机颜料可以是偶氮颜料(单偶氮、双偶氮)、酞菁、喹吖啶酮颜料、苝颜料、异吲哚酮、蒽醌等；该液态色母中颜料的选择，可以参考色母粒行业常用的颜料选择方法，综合考虑颜料的耐温性、耐候性等性能；聚酯制品不同颜色的需求，则可依据本领域熟知的方法通过调色获得。
该液态色母的制备过程如下：
在25℃环境下，将表面活性剂溶于液体载体中，再加入颜料，通过混合分散设备混合分散后即可得到液态色母。
其中的混合分散设备可以是普通的以搅拌桨进行分散的分散机、三辊机、砂磨机、球磨机等中的一种，一般优选三辊机作为混合分散设备。
在本发明中，热塑性弹性体树脂优选选自热塑性聚氨酯(TPU)、尼龙弹性体(TPAE)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)、乙烯-辛烯无规共聚物(POE)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、热塑性硫化弹性体(TPV)、反式-1,4-聚异戊二烯橡胶(TPI)、间同1,2聚丁二烯 (TBI)、聚氯乙烯(PVC)、热塑性氯化聚乙烯(TCPE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和有机氟类热塑性弹性体(TPF)中的一种或多种，更优选为热塑性聚氨酯(TPU)、尼龙弹性体(TPAE)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)和乙烯醋酸乙烯酯(EVA)中的一种或两种。本发明对热塑性弹性体树脂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述热塑性聚氨酯(TPU)、尼龙弹性体(TPAE)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯- 苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)、乙烯-辛烯无规共聚物(POE)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、热塑性硫化弹性体(TPV)、反式-1,4-聚异戊二烯橡胶(TPI)、间同1,2聚丁二烯(TBI)、聚氯乙烯(PVC)、热塑性氯化聚乙烯(TCPE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和有机氟类热塑性弹性体(TPF)的市售商品或自制品均可。本发明采用上述热塑性弹性体树脂为主原料，热塑性弹性体树脂的硬度优选为邵氏50A～邵氏55D，更优选为邵氏70A～邵氏90A，熔融指数优选为1g/10min至30g/10min(190℃/2.16kg)，维卡软化温度优选为40℃～150℃，断裂伸长率优选＞200％；热塑性弹性体树脂具有较高的力学性能、较佳的弹性和良好的耐疲劳特性。在本发明中，热塑性弹性体复合物料包括100重量份的热塑性弹性体树脂。
在本发明中，成核剂选自蒙脱土、碳酸钙和石墨烯中的一种或多种。在本发明中，成核剂主要作为填料，分散在基体中有利于成核结晶和提高树脂的强度。在本发明中，成核剂优选采用纳米成核剂，纳米成核剂粒子与聚合物熔体界面之间的能垒较低，粒子周围容易发生泡孔成核，促进成核过程，从而大大降低泡孔尺寸，提高泡孔密度；纳米成核剂的尺寸优选低于500nm，更优选低于200nm。在本发明中，热塑性弹性体符合物料包括0.5至5重量份的成核剂。
在本发明中，抗氧剂优选为受阻酚类抗氧剂，更优选为AT-10和/或AT-3114；在本发明优选的实施例中，抗氧剂为AT-10。本发明对抗氧剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述受阻酚类抗氧剂的市售商品即可。在本发明中，热塑性弹性体复合物料包括 0.5至1重量份的抗氧剂。
在本发明中，对硬脂酸没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，热塑性弹性体复合物料包括0.5至1重量份的硬脂酸。
在本发明中，泡孔稳定剂优选为丙烯酸类物质，更优选为聚甲基丙烯酸异丁酯和/或聚甲基丙烯酸丁酯；在本发明优选的实施例中，泡孔稳定剂为聚甲基丙烯酸异丁酯。本发明对泡孔稳定剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述丙烯酸类物质的市售商品即可。在本发明中，热塑性弹性体复合物料包括0.5至1重量份的泡孔稳定剂。
在本发明中，上述抗氧剂、硬脂酸及泡孔稳定剂的加入，利于成型加工、提高产品性能；其中，抗氧剂和硬脂酸的加入，可以改善复合物料的加工稳定性；泡孔稳定剂的加入，可以抑制热塑性弹性体树脂发泡材料的收缩，提高材料的膨胀倍率，从而保证所制得的鞋中底材料具有较好的抗压缩永久形变性能。此外，本发明提供的高透光彩色鞋底材料在实现该材料的色彩效果时，在组分中增加了液态色母，该液态色母可以均匀地分散在该鞋底材料中，即使是深色鞋底也能具有较好的透光性能。
本发明还提供了一种高透光彩色鞋底材料的制备方法，该方法采用上述的一种高透光彩色鞋底材料的组分以下述步骤制备：
步骤一：将热塑性弹性体复合物料中的各组分预混后，经熔融混炼、挤出造粒，得到热塑性弹性体复合物料彩色颗粒；
步骤二：将步骤一得到的热塑性弹性体复合物料彩色颗粒预热并置于模具，合模后将模具置入密闭容器，并向该密闭容器内通入二氧化碳或氮气后升温以使通入的二氧化碳或氮气达到超临界状态，维持预设时间后快速泄压并开模，得到高透光彩色鞋底材料。
其中，步骤二中，在通入的二氧化碳或氮气达到超临界状态时，维持温度为150℃至190℃，压力为40MPa至50MPa，时间为20min至50min；同时，在步骤二中，快速泄压的泄压速率为 20MPa/s至30MPa/s。
本发明利用超临界流体釜压法，将热塑性弹性体复合物彩色颗粒在高压流体氛围下浸渍，直至高压流体和树脂达到溶解平衡，通过快速泄压使树脂迅速膨胀至预定密度，制得具有3D 结构的超轻高弹发泡中底。在本发明中，超临界流体釜压法发泡，通过将二氧化碳或氮气注入放有弹性体复合物料的釜内，达到一定温度和压力后使其达到超临界状态，维持此状态一定时间，将超临界流体渗透到弹性体复合物原材料内部，形成聚合物/气体均相体系，利用快速降压法，破坏材料内部聚合物/气体均相体系的平衡状态，材料内部形成气泡核并长大定型，得到发泡材料；其中，增加气体压力可提升气体在聚合物中的溶解度，进而气泡成核数量增加，泡孔密度增大；压力降增大，气泡成核的速率越快，气泡核数量就越多；气泡内外的气体浓度梯度或者内外的压力差是驱动泡孔长大的原动力，泄压速率直接反映的是泡孔生长的加速度，增加泄压速率有利于泡孔直径的减少和泡孔密度的增加；玻璃化转变温度之上，饱和温度越低，二氧化碳在聚合物中的溶解度越高，成核速率越高且成核密度也越大。
其中，利用上述方法制备得到的鞋底材料，在组分中加入的液态色母可以在制备过程中利用外部压力均匀地分散在鞋底材料中，使得该鞋底材料具备良好的透光性。
为进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。其中，采用的热塑性弹性体树脂为热塑性聚氨酯，硬度为邵氏85A，溶体流动速率为12-28g/10min(200℃/3.8kg)，维卡软化温度为72℃，断裂伸长率为600％；成核剂采用蒙脱土，尺寸低于200nm；抗氧剂采用 AT-10；泡孔稳定剂采用聚甲基丙烯酸异丁酯，粘度为0.6Pa·s～1.2Pa·s。
实施例1
(1)热塑性弹性体复合物料的配方组成：
热塑性聚氨酯：100重量份；
液态色母：2.5重量份；
成核剂：0.5重量份；
抗氧剂：0.5重量份；
硬脂酸：0.5重量份；
泡孔稳定剂：0.5重量份。
(2)制备方法：
按重量份称取上述物料后，进行预混，之后在200℃下熔融混炼5min，挤出后在25℃水下切粒，将得到的热塑性弹性体复合物料彩色颗粒预热到100℃，倒入同样预热到100℃的模具中，合模后将模具置入密闭容器内，并向该密闭容器内通入二氧化碳气体，升温至150℃，压力升高至40MPa，进行浸渍饱和处理20min，之后以20MPa/s的速率快速泄压，开模后即可得到高透光彩色鞋底材料。
实施例2
(1)热塑性弹性体复合物料的配方组成：
热塑性聚氨酯：100重量份；
液态色母：5重量份；
成核剂：0.8重量份；
抗氧剂：0.8重量份；
硬脂酸：0.8重量份；
泡孔稳定剂：0.8重量份。
(2)制备方法：
按重量份称取上述物料后，进行预混，之后在200℃下熔融混炼5min，挤出后在25℃水下切粒，将得到的热塑性弹性体复合物料彩色颗粒预热到100℃，倒入同样预热到100℃的模具中，合模后将模具置入密闭容器内，并向该密闭容器内通入二氧化碳气体，升温至170℃，压力升高至45MPa，进行浸渍饱和处理30min，之后以30MPa/s的速率快速泄压，开模后即可得到高透光彩色鞋底材料。
实施例3
(1)热塑性弹性体复合物料的配方组成：
热塑性聚氨酯：100重量份；
液态色母：10重量份；
成核剂：1重量份；
抗氧剂：1重量份；
硬脂酸：1重量份；
泡孔稳定剂：1重量份。
(2)制备方法：
按重量份称取上述物料后，进行预混，之后在200℃下熔融混炼5min，挤出后在25℃水下切粒，将得到的热塑性弹性体复合物料彩色颗粒预热到100℃，倒入同样预热到100℃的模具中，合模后将模具置入密闭容器内，并向该密闭容器内通入二氧化碳气体，升温至190℃，压力升高至50MPa，进行浸渍饱和处理50min，之后以30MPa/s的速率快速泄压，开模后即可得到高透光彩色鞋底材料。
对比例1
(1)热塑性弹性体复合物料的配方组成：
热塑性聚氨酯：100重量份；
色母料：10重量份；
成核剂：1重量份；
抗氧剂：1重量份；
硬脂酸：1重量份；
泡孔稳定剂：1重量份。
其中，色母料由色粉和热塑性弹性体树脂共混而成，色粉可采用本领域技术人员熟知的市售产品。
(2)制备方法：
按重量份称取上述物料后，进行预混，之后在200℃下熔融混炼5min，挤出后在25℃水下切粒，将得到的热塑性弹性体复合物料彩色颗粒预热到100℃，倒入同样预热到100℃的模具中，合模后将模具置入密闭容器内，并向该密闭容器内通入二氧化碳气体，升温至190℃，压力升高至50MPa，进行浸渍饱和处理50min，之后以30MPa/s的速率快速泄压，开模后即可得到高透光彩色鞋底材料。
对实施例1、2、3和对比例1提供的高透光彩色鞋底材料的透光性能进行观察，采用可发出固定亮度的手电筒贴紧各个鞋底材料的同一位置进行照射，结果如下：
实施例1：透光性好；
实施例2：透光性好于实施例1；
实施例3：透光性好于实施例1，但差于实施例2；
对比例1：透光性较差。
由上述观察结果可知，采用了液态色母的彩色鞋底材料，相比较于传统的采用固态色母料的彩色鞋底材料，具有更好的透光性。
上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高透光彩色鞋底材料，由热塑性弹性体复合物料制备而成，其特征是，所述热塑性弹性体复合物料包括以下组分：
热塑性弹性体树脂100重量份；液态色母2.5至10重量份；成核剂0.5至5重量份；抗氧剂0.5至1重量份；硬脂酸0.5至1重量份；泡孔稳定剂0.5至1重量份；
其中，所述液态色母包括：
液体载体100重量份；颜料20至50重量份；表面活性剂1至5重量份。
2.如权利要求1所述的一种高透光彩色鞋底材料，其特征是，所述液体载体由一元羧酸脂肪酸与多元醇酯化反应制成；所述颜料为有机颜料或无机颜料；所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
3.如权利要求2所述的一种高透光彩色鞋底材料，其特征是，所述多元醇为乙二醇、丙二醇或聚乙二醇中的一种；所述表面活性剂为聚氧乙烯烷基醇酰胺、聚氧乙烯烷基胺中的一种。
4.如权利要求1所述的一种高透光彩色鞋底材料，其特征是，所述热塑性弹性体树脂选自热塑性聚氨酯、尼龙弹性体、热塑性聚酯弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯无规共聚物、乙烯醋酸乙烯酯、热塑性硫化弹性体、反式-1,4-聚异戊二烯橡胶、间同1,2聚丁二烯、聚氯乙烯、热塑性氯化聚乙烯、聚二甲基硅氧烷和有机氟类热塑性弹性体中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种高透光彩色鞋底材料，其特征是，所述成核剂选自蒙脱土、碳酸钙和石墨烯中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种高透光彩色鞋底材料，其特征是，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
7.如权利要求1所述的一种高透光彩色鞋底材料，其特征是，所述泡孔稳定剂为丙烯酸类物质。
8.一种高透光彩色鞋底材料的制备方法，其特征是，采用如权利要求1-7任一项所述的一种高透光彩色鞋底材料的组分，采用以下步骤制备：
步骤一：将所述热塑性弹性体复合物料中的各组分预混后，经熔融混炼、挤出造粒，得到热塑性弹性体复合物料彩色颗粒；
步骤二：将步骤一得到的热塑性弹性体复合物料彩色颗粒预热并置于模具，合模后将模具置入密闭容器，并向该密闭容器内通入二氧化碳或氮气后升温以使通入的二氧化碳或氮气达到超临界状态，维持预设时间后快速泄压并开模，得到高透光彩色鞋底材料。
9.如权利要求8所述的一种高透光彩色鞋底材料的制备方法，其特征是，所述步骤二中，在通入的二氧化碳或氮气达到超临界状态时，维持温度为150℃至190℃，压力为40MPa至50MPa，时间为20min至50min。
10.如权利要求8所述的一种高透光彩色鞋底材料的制备方法，其特征是，所述步骤二中，
快速泄压的泄压速率为20MPa/s至30MPa/s。
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