CN116425945A - 一种聚氨酯弹性体滴釉鞋底及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚氨酯弹性体滴釉鞋底及其制备方法。将I组分和P组分按(75‑80)：100的质量比混合均匀后浇注到半成品鞋的鞋侧(浇注点固定)和鞋底，浇注完后消泡，50‑60℃加热烘烤120‑180分钟，室温下放置20‑24小时后，修整边角和底部防滑滴，得到聚氨酯弹性体滴釉鞋底。本发明鞋底生产过程无需平板硫化机、无需模具，中低温烘烤，鞋侧与鞋底一体成型，每只鞋底状态不同，个性化强。滴釉鞋底用聚氨酯弹性体材料邵氏硬度A为65～75，拉伸强度≥8.0MPa，断裂伸长率≥450％，直角撕裂≥35KN/m,DIN磨耗≤100mm3，耐光性能≥4.0级，能满足个性化休闲鞋底材料的性能要求。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种聚氨酯弹性体滴釉鞋底及其制备方法。
背景技术
CPU(浇注型聚氨酯弹性体)鞋底，通常是使用鞋底模具通过平板硫化机加热加压制成。这种加工方式需要平板硫化机、铸铁或铝等金属制备的模具，平板硫化机占地面积大、能耗高，模具重且制造费用高。若将CPU材料直接浇注到鞋面和发泡中底复合好的半成品鞋的中底侧面和底面，CPU材料在鞋底面可形成不规则的防滑滴(每只鞋的防滑滴形状和分布不同，具有个性化)，CPU材料经过50-60℃，2-3小时烘烤，室温放置20-24小时，修整边角和底部防滑滴，即可得到成品鞋。为满足这种滴釉工艺要求，CPU材料两组分应具备一定的粘度，混合后粘度不宜过低或过高，粘度过低易流淌，粘度过高流平性差；两组分混合浇注鞋底后材料应能在50-60℃温度下快速固化成型达到堆放不变形的强度。这种滴釉工艺制备鞋底无需平板硫化机、无需模具，鞋侧和鞋底一体成型，整个生产过程简单、能耗低、效率高，可根据需求添加各种色彩或时尚元素，应用于个性化休闲鞋底的制备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚氨酯弹性体滴釉鞋底的制备方法；
本发明的另一目的在于提供一种滴釉鞋底用聚氨酯弹性体的制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种聚氨酯弹性体滴釉鞋底的制备方法，包括如下步骤：
(1)将I组分和P组分分别加热至35℃-40℃，减压除泡；将I组分和P组分按(75-80)：100的质量比混合均匀，得聚氨酯弹性体材料；
(2)将步骤(1)所得的聚氨酯弹性体材料固定浇注点地浇注到半成品鞋的鞋侧上，随后在鞋底浇注聚氨酯弹性体材料，经消泡，加热烘烤，冷却，修整后，即得到所述聚氨酯弹性体滴釉鞋底；
所述I组分为异氰酸酯组分；所述P组分为活性氢组分。
优选地，所述I组分包括高活性聚氧化丙烯二醇、MDI和消泡剂；
所述P组分包括羟基封端聚氨酯树脂、聚天门冬氨酸酯树脂、抗氧剂、紫外线吸收剂、催化剂、消泡剂和紫色抑黄剂。
优选地，所述I组分中，高活性聚氧化丙烯二醇的相对分子质量为2000；
所述高活性聚氧化丙烯二醇和MDI的质量比为100：(57-62)；所得异氰酸酯基团的含量为9.3wt％-10.1wt％。
优选地，所述P组分中，羟基封端聚氨酯树脂由高活性聚氧化丙烯三醇和MDI组分制备得到；
所述高活性聚氧化丙烯三醇的相对分子质量为5000；
所述MDI组分为碳化二亚胺改性MDI和/或纯MDI；
所述聚天门冬氨酸酯树脂为WH-1420、WH-1425和WH-1426中的一种以上。
优选地，所述I组分中，MDI为MDI-50；消泡剂为BYK-066N；
所述P组分中，催化剂为有机铋催化剂和/或有机胺催化剂；抗氧剂为PDP，紫外线吸收剂为UV-1，有机铋催化剂为TB，有机胺催化剂为CUCAT-TD01，消泡剂为BYK-066N，紫色抑黄剂为UVK-YK05。
优选地，所述I组分通过如下方法制备得到：取100质量份高活性聚氧化丙烯二醇加热至100℃-105℃，减压除水1.0小时-1.5小时，降温至60℃-70℃，加入57质量份-62质量份的MDI-50，升温至80℃-85℃，反应2.0±0.5小时，取样测定异氰酸酯含量，达到预定值9.3％-10.1％后，加入0.16质量份消泡剂,搅拌8-10分钟后，放料，即得所述I组分。
优选地，所述P组分通过如下方法制备得到：取100质量份羟基封端聚氨酯树脂、38质量份-55质量份聚天门冬氨酸酯树脂，搅拌10-15分钟，加入0.5质量份-0.7质量份抗氧剂，加入1.0质量份-1.2质量份紫外线吸收剂、0.10质量份-0.15质量份有机铋催化剂、0质量份-0.06质量份有机胺催化剂、0.03质量份紫色抑黄剂和0.14质量份-0.16质量份消泡剂，搅拌10-15分钟，减压除泡10-15分钟，放料，即得所述P组分。
优选地，步骤(2)中，加热烘烤的条件为50-60℃、120-180分钟；所述冷却为室温下放置20-24小时。
优选地，其特征在于，所得P组分的在25℃下的粘度为2200-3200mPa.s。
本发明还提供一种聚氨酯弹性体滴釉鞋底，由上述制备方法获得。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明滴釉鞋底生产过程无需平板硫化机，无需模具，中低温烘烤，制作成本低；鞋侧与鞋底一体成型，每只鞋底状态不同，个性化强。本发明制备的羟基封端聚氨酯树脂即可提高P组分粘度，又可提高制品硬度和强度；本发明使用的聚天门冬氨酸酯树脂较常规胺类扩链剂具有优异的耐紫外线黄变性能和与基材的粘接性能；且聚天门冬氨酸酯树脂具有适当的反应活性，较适合滴釉工艺，生产良品率高。滴釉鞋底用聚氨酯弹性体材料邵氏硬度A为65～75，拉伸强度≥8.0MPa，断裂伸长率≥450％，直角撕裂≥35KN/m,DIN磨耗≤100mm3，耐光性能≥4.0级，能满足个性化休闲鞋鞋底材料的性能要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。下述实施例中所述份数均为质量份数。
滴釉鞋底用聚氨酯弹性体的原材料有：高活性聚氧化丙烯二醇，相对分子质量为2000；高活性聚氧化丙烯三醇，相对分子质量为5000；MDI-50、碳化二亚胺改性MDI、纯MDI；聚天门冬氨酸酯树脂WH-1420、WH1425和WH1426(佛山万化科技)；紫外线吸收剂UV-1，抗氧剂PDP、有机铋催化剂TB(东莞帕斯)，有机胺催化剂CUCAT-TD01(广州优润)，紫色抑黄剂UVK-YK05(广州优润)，消泡剂BYK-066N。
实施例1
(1)I组分的制备：称取相对分子质量为2000的高活性聚氧化丙烯二醇100质量份，边搅拌边加热至105℃，减压除水1.1小时，降温至65℃，加入57.2质量份的MDI-50，升温至85℃，反应2.0小时，取样测定-NCO含量，达到预定值9.35％后，加入0.16质量份BYK-066N消泡剂，搅拌10分钟后，放料，得到I组分；
(2)P组分的制备：取100质量份羟基封端聚氨酯树脂、39质量份聚天门冬氨酸酯树脂WH-1420，搅拌10分钟，边搅拌边加入0.55质量份PDP，加入1.0质量份紫外线吸收剂UV-1、0.10质量份有机铋催化剂TB、0.03质量份紫色抑黄剂UVK-YK05和0.14质量份消泡剂BYK-066N，搅拌10分钟，减压除泡10分钟，放料，得到P组分。
羟基封端聚氨酯树脂制备：取100质量份相对分子质量为5000的高活性聚氧化丙烯三醇边搅拌边加热至103℃，减压除水2.0小时，降温至85℃，边搅拌边加入0.8质量份的碳化二亚胺改性MDI和0.8质量份纯MDI，升温至90℃，反应3.5小时，取样测定-NCO含量，低于0.1％后，放料，得到羟基封端聚氨酯树脂。
(3)将I组分置于低压浇注机I罐中，加热至40℃，减压除泡；将P组分置于低压浇注机P罐中，加热至40℃，减压除泡；将I组分和P组分按80：100的质量比混合均匀，浇注到已置于慢速旋转圆盘上的鞋面和发泡中底复合好的半成品鞋的中底侧面上(浇注点固定)，中底侧面浇好后，提起鞋，在中底底面浇注适量聚氨酯弹性体，浇注完后用加热枪消泡，悬挂，进入55℃烘道，加热烘烤180分钟，停止加热，室温下放置24小时后，修整边角和底部防滑滴，即得到聚氨酯弹性体滴釉鞋底。
实施例2
(1)I组分的制备：称取相对分子质量为2000的高活性聚氧化丙烯二醇100质量份，边搅拌边加热至103℃，减压除水1.3小时，降温至62℃，加入58.9质量份的MDI-50，升温至82℃，反应2.0小时，取样测定-NCO含量，达到预定值9.60％后，加入0.16质量份BYK-066N消泡剂，搅拌9分钟后，放料，得到I组分；
(2)P组分的制备：取100质量份羟基封端聚氨酯树脂、54质量份聚天门冬氨酸酯树脂WH-1425，搅拌10分钟，边搅拌边加入0.62质量份PDP，加入1.10质量份紫外线吸收剂UV-1、0.15质量份有机铋催化剂TB、0.05质量份有机胺催化剂CUCAT-TD01、0.03质量份紫色抑黄剂UVK-YK05和0.15质量份消泡剂BYK-066N，搅拌12分钟，减压除泡13分钟，放料，得到P组分。
羟基封端聚氨酯树脂制备：取100质量份相对分子质量为5000的高活性聚氧化丙烯三醇边搅拌边加热至104℃，减压除水2.0小时，降温至83℃，边搅拌边加入1.75质量份的碳化二亚胺改性MDI，升温至88℃，反应3.8小时，取样测定-NCO含量，低于0.1％后，放料，得到羟基封端聚氨酯树脂。
(3)将I组分置于低压浇注机I罐中，加热至38℃，减压除泡；将P组分置于低压浇注机P罐中，加热至38℃，减压除泡；将I组分和P组分按77：100的质量比混合均匀，浇注到已置于慢速旋转圆盘上的鞋面和发泡中底复合好的半成品鞋的中底侧面上(浇注点固定)，中底侧面浇好后，提起鞋，在中底底面浇注适量聚氨酯弹性体，浇注完后用加热枪消泡，悬挂，进入58℃烘道，加热烘烤160分钟，停止加热，室温下放置22小时后，修整边角和底部防滑滴，即得到聚氨酯弹性体滴釉鞋底。
实施例3
(1)I组分的制备：称取相对分子质量为2000的高活性聚氧化丙烯二醇100质量份，边搅拌边加热至105℃，减压除水1.0小时，降温至67℃，加入61.6质量份的MDI-50，升温至80℃，反应2.0小时，取样测定-NCO含量，达到预定值10.0％后，加入0.16质量份BYK-066N消泡剂，搅拌8分钟后，放料，得到I组分；
(2)P组分的制备：取100质量份羟基封端聚氨酯树脂、52.3质量份聚天门冬氨酸酯树脂WH-1426，搅拌13分钟，边搅拌边加入0.61质量份PDP，加入1.20质量份紫外线吸收剂UV-1、0.15质量份有机铋催化剂TB、0.06质量份有机胺催化剂CUCAT-TD01、0.03质量份紫色抑黄剂UVK-YK05和0.16质量份消泡剂BYK-066N，搅拌15分钟，减压除泡15分钟，放料，得到P组分。
羟基封端聚氨酯树脂制备：取100质量份相对分子质量为5000的高活性聚氧化丙烯三醇边搅拌边加热至105℃，减压除水2.0小时，降温至80℃，边搅拌边加入1.5质量份纯MDI，升温至85℃，反应4.0小时，取样测定-NCO含量，低于0.1％后，放料，得到羟基封端聚氨酯树脂。
(3)将I组分置于低压浇注机I罐中，加热至35℃，减压除泡；将P组分置于低压浇注机P罐中，加热至35℃，减压除泡；将I组分和P组分按75：100的质量比混合均匀，浇注到已置于慢速旋转圆盘上的鞋面和发泡中底复合好的半成品鞋的中底侧面上(浇注点固定)，中底侧面浇好后，提起鞋，在中底底面浇注适量聚氨酯弹性体，浇注完后用加热枪消泡，悬挂，进入60℃烘道，加热烘烤120分钟，停止加热，室温下放置20小时后，修整边角和底部防滑滴，即得到聚氨酯弹性体滴釉鞋底。
对比例1
对比例1聚氨酯弹性体鞋底材料制备方式与实施例1一致，区别仅在于，P组分的制备过程中，羟基封端聚氨酯树脂替换成相对分子质量为6000的高活性聚氧化丙烯三醇。对比例1较实施例1P组分粘度明显降低、聚氨酯弹性体材料硬度下降，拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能下降。对比例1聚氨酯弹性体鞋底材料在制备滴釉鞋底时，由于I和P组分混合后起始粘度过低，流淌较严重，导致材料耗费量增加，生产时长增加，鞋底良品率下降。
对比例2
对比例2聚氨酯弹性体鞋底材料制备方式与实施例2一致，区别仅在于，P组分的羟基封端聚氨酯树脂不同，对比例2羟基封端聚氨酯树脂由以下方案制备：取80质量份相对分子质量为5000的高活性聚氧化丙烯三醇和20质量份相对分子质量为3000的聚氧化丙烯三醇边搅拌边加热至104℃，减压除水2.0小时，降温至83℃，边搅拌边加入3.0质量份的碳化二亚胺改性MDI，升温至88℃，反应3.8小时，取样测定-NCO含量，低于0.1％后，放料，得到羟基封端聚氨酯树脂。对比例2较实施例2的P组分粘度明显增加，聚氨酯弹性体材料硬度上升，拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能基本持平，但断裂伸长率明显下降。对比例2聚氨酯弹性体鞋底材料在制备滴釉鞋底时，由于I和P组分混合后起始粘度较高，流平性能不好，易出现鞋侧厚度不均、鞋底防滑滴大小、形状差异大且分布不均等现象，导致鞋底良品率低，不能满足制品工艺要求。
实施例1-3、对比例1和对比例2所得的P组分粘度和聚氨酯弹性体物理性能列于下表：
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种聚氨酯弹性体滴釉鞋底的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将I组分和P组分分别加热至35℃-40℃，减压除泡；将I组分和P组分按(75-80)：100的质量比混合均匀，得聚氨酯弹性体材料；
(2)将步骤(1)所得的聚氨酯弹性体材料固定浇注点地浇注到半成品鞋的鞋侧上，随后在鞋底浇注聚氨酯弹性体材料，经消泡，加热烘烤，冷却，修整后，即得到所述聚氨酯弹性体滴釉鞋底；
所述I组分为异氰酸酯组分；所述P组分为活性氢组分。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述I组分包括高活性聚氧化丙烯二醇、MDI和消泡剂；
所述P组分包括羟基封端聚氨酯树脂、聚天门冬氨酸酯树脂、抗氧剂、紫外线吸收剂、催化剂、消泡剂和紫色抑黄剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述I组分中，高活性聚氧化丙烯二醇的相对分子质量为2000；
所述高活性聚氧化丙烯二醇和MDI的质量比为100：(57-62)；所得异氰酸酯基团的含量为9.3wt％-10.1wt％。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述P组分中，羟基封端聚氨酯树脂由高活性聚氧化丙烯三醇和MDI组分制备得到；
所述高活性聚氧化丙烯三醇的相对分子质量为5000；
所述MDI组分为碳化二亚胺改性MDI和/或纯MDI；
所述聚天门冬氨酸酯树脂为WH-1420、WH-1425和WH-1426中的一种以上。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述I组分中，MDI为MDI-50；消泡剂为BYK-066N；
所述P组分中，催化剂为有机铋催化剂和/或有机胺催化剂；抗氧剂为PDP，紫外线吸收剂为UV-1，有机铋催化剂为TB，有机胺催化剂为CUCAT-TD01，消泡剂为BYK-066N，紫色抑黄剂为UVK-YK05。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述I组分通过如下方法制备得到：取100质量份高活性聚氧化丙烯二醇加热至100℃-105℃，减压除水1.0小时-1.5小时，降温至60℃-70℃，加入57质量份-62质量份的MDI-50，升温至80℃-85℃，反应2.0±0.5小时，取样测定异氰酸酯含量，达到预定值9.3％-10.1％后，加入0.16质量份消泡剂,搅拌8-10分钟后，放料，即得所述I组分。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述P组分通过如下方法制备得到：取100质量份羟基封端聚氨酯树脂、38质量份-55质量份聚天门冬氨酸酯树脂，搅拌10-15分钟，加入0.5质量份-0.7质量份抗氧剂，加入1.0质量份-1.2质量份紫外线吸收剂、0.10质量份-0.15质量份有机铋催化剂、0质量份-0.06质量份有机胺催化剂、0.03质量份紫色抑黄剂和0.14质量份-0.16质量份消泡剂，搅拌10-15分钟，减压除泡10-15分钟，放料，即得所述P组分。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，加热烘烤的条件为50-60℃、120-180分钟；所述冷却为室温下放置20-24小时。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所得P组分的在25℃下的粘度为2200-3200mPa.s。
10.一种聚氨酯弹性体滴釉鞋底，其特征在于，由权利要求1-9任意一项所述制备方法获得。
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