CN121379110A - 一种制鞋用双色成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制鞋用双色成型工艺制鞋用双色成型工艺，属于制鞋技术领域，包括：S1、分别制备第一色料和第二色料，其中，第一色料的原料包括浇注型聚氨酯弹性体、隔离型色浆和抗黄变剂；第二色料数的原料包括：PTMG、MDI、BDO、云母片、纳米氧化铝、无机色浆、硅烷偶联剂、分散剂、抗氧剂、增韧剂；S2、将第一色料注塑成型，并进行等离子处理；S3、将等离子处理后的第一色料产品放入鞋底模具中，并精准定位；然后将第二色料注入鞋底模具，经保温硫化处理和冷却后，脱模，双色鞋底成型；S4、将双色鞋底经过修边和清洁，得到最终的双色鞋底产品。本发明的鞋底产品兼具高界面结合力、精准双色效果、优异功能性能与外观质感。

Description

一种制鞋用双色成型工艺

技术领域

本发明主要涉及制鞋技术领域，具体为一种制鞋用双色成型工艺。

背景技术

随着运动鞋功能化、个性化需求的不断升级，兼具耐磨、止滑特性的GCU（热固性聚氨酯弹性体复合物）材料鞋底成为行业研发热点。GCU材料因具有优异的抗撕裂强度、动态防滑性能及耐候性，被广泛应用于鞋底大底等核心功能区域。现有技术中已出现将GCU材料与EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）或超临界发泡中底结合的鞋底产品，如专利CN118876308A公开的一种GCU鞋底及GCU大底和鞋中底一体成型制备方法，其通过将预制的EVA或超临界中底置于模具内，再灌注GCU材料并经真空加热硫化，实现GCU大底与中底的一体成型，初步解决了传统粘接工艺中分层、脱胶的问题，同时利用GCU材料提升了鞋底的耐磨与止滑性能。

在双色鞋底制备领域，行业内已形成多种一体化成型技术路线。例如：专利CN119408073A公开的一种用于双色减震鞋底的注塑成型模具及其生产方法，提出采用分步注塑和活动模仁控制的工艺，先通过一次注塑成型EVA材质的鞋大底，再利用可垂直移动的活动模仁调整模具型腔，二次注塑TPU（热塑性聚氨酯）材质的侧支撑垫片，通过气道抽真空与温度精准控制，实现双色双材质的一体成型，避免了传统粘接工艺的人力成本高、一致性差的缺陷；专利CN119699719A公开的一种双色双密度鞋底及其成型工艺，以超临界TPU为原料，通过在模具内设置可加热融化的分隔板（热熔胶膜或TPU板），同步注入两种不同颜色的超临界TPU珠粒，在一次物理发泡过程中利用分隔板融化实现双色界面的融合，解决了传统分步发泡中双色分界线明显、融合度差的问题。

上述技术虽已实现双色或GCU鞋底的一体化成型，但在实际应用中仍存在显著局限，难以满足高端运动鞋对功能精准性、界面牢固性、外观精致度的综合需求：

1.GCU材料分散均匀性与界面结合力不足：专利CN118876308A中，GCU材料仅通过灌注自然铺展，未针对其流动特性与分散性进行优化设计，易因模腔局部压力不均导致GCU层厚度偏差，且GCU与EVA/超临界中底的界面结合仅依赖热熔粘合，未对基材表面进行活性改性，在长期动态受力（如跑步、跳跃）下易出现界面剥离，剥离强度通常低于2.5MPa，无法满足高强度运动场景需求。

2.双色界面窜色与成型精度缺陷：专利CN119408073A的分步注塑工艺中，未针对两种材质的颜料迁移进行防控设计，二次注塑TPU时的高温易导致一次注塑EVA中的色浆扩散，造成双色边界模糊；同时，其活动模仁的定位精度依赖机械结构，未引入等离子处理等表面粗化工艺，第一材质与第二材质的物理咬合作用弱，界面抗冲击性能不足。

3.材料功能与外观性能难以兼顾：专利CN119699719A采用超临界TPU为单一材料体系，虽能实现双密度，但超临界TPU的表面光泽度较低，且耐黄变性能差，无法满足高端产品对外观质感的需求；同时，其分隔板融化后可能残留微量杂质，影响鞋底内部结构均匀性，导致耐磨性能波动。

基于此，本发明旨在解决现有GCU及双色鞋底制备技术中GCU分散不均、界面结合不牢、双色窜色等技术问题，满足高端运动鞋的综合需求。

发明内容

本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，主要提供了一种制鞋用双色成型工艺，以使鞋底产品兼具高界面结合力、精准双色效果、优异功能性能与外观质感，满足高端运动鞋的综合需求。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种制鞋用双色成型工艺，包括如下步骤：

S1、分别制备第一色料和第二色料：

第一色料包括如下重量份数的原料：

浇注型聚氨酯弹性体（CPU）100份；

隔离型色浆2-4份；

抗黄变剂0.2-0.3份。

第二色料包括如下重量份数的原料：

聚四氢呋喃二醇（PTMG）100份；

二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）25-30份；

1,4-丁二醇（BDO）5-10份；

云母片8-12份；

纳米氧化铝4-8份；

无机色浆2.5-4份；

硅烷偶联剂0.5-1份；

分散剂0.2-0.8份；

抗氧剂0.1-0.5份；

增韧剂1.5-3份；

其中，PTMG、MDI和BDO为GCU弹性体基体的原料，云母片和纳米氧化铝为复合硬质片层的原料，GCU弹性体基体作为仿贝壳层状结构的软相基体，复合硬质片层作为仿贝壳层状结构的硬相基体。

S2、第一色料注塑成型，并将第一色料产品放入等离子处理机进行处理，处理后产品表面张力≥40mN/m，可提升与鞋底主体的界面结合活性；处理后表面粗糙度Ra=0.8-1.2μm，可增强物理咬合；

S3、将等离子处理后的第一色料产品放入鞋底模具中，并精准定位，定位精度±0.02mm；然后将第二色料注入鞋底模具，经保温硫化处理和冷却后，脱模，双色鞋底成型；

S4、将双色鞋底经过修边和清洁，得到最终的双色鞋底产品。

现有技术中，双材质复合依赖物理热熔粘合（如CN118876308A 的GCU与EVA热熔、CN119699719A的分隔板融化），未涉及化学界面改性。本领域内技术人员普遍认为：CPU的表面活性基团（-OH、-NH）含量低（常规＜0.3mmol/m²），与GCU（含异氰酸酯基团）的化学反应活性弱，直接复合易因界面结合力不足分层；且硬质片层（如云母片、纳米氧化铝）会进一步削弱界面接触面积，加剧鞋底主体与另一色料产品的剥离风险。这种对界面兼容性的固有担忧，使技术人员主动规避CPU与GCU复合的方案。而本发明通过等离子处理，提升CPU 表面活性基团至≥0.7mmol/m²；并且，通过硅烷偶联剂桥接CPU与 GCU，两者结合打破这一偏见，属于领域内未触及的化学改性思路。

现有技术中，双色无胶结合的防窜色处理依赖物理隔离：从固定隔板到活动模仁，未突破机械阻隔框架。本领域技术人员普遍认为：双色窜色本质是颜料分子的物理扩散，都通过模具结构或临时分隔件阻断，从未思考从颜料本身入手，通过化学包膜限制其扩散能力。而本发明的隔离型色浆（聚氨酯包膜颜料），通过包膜层将颜料分子锁定，即使在GCU硫化的高温下也不会迁移，这一化学防控思路完全跳出了现有物理隔离的技术框架。

现有技术中，界面结合仅依赖单一机制：如CN118876308A靠GCU 硫化时的热熔与EVA表面熔融结合、CN103009553A靠EVA 射出发泡时的自粘；CN116749435A靠第三模腔的融合交联形成物理嵌合。技术人员从未意识到：化学键合与物理粗化双重强化界面结合力。本发明通过等离子处理，使CPU表面粗糙度Ra=0.8-1.2μm，提升物理咬合），并用硅烷偶联剂桥接CPU的-OH与GCU的-NCO，形成化学键，将剥离强度提升至≥3.0MPa。这种双重强化思路，突破了领域内要么化学、要么物理的单一手段认知。

现有技术中，技术人员普遍认为鞋底的耐磨、减震、抗冲击等性能，只需通过材料成分调整或宏观分区设计即可满足，无需引入复杂的仿生层状结构。这一偏见从根本上阻断了结构仿生的创新方向。本领域内技术人员的核心逻辑是：只要两种材料的硬度、密度、耐磨度存在差异，分区复合即可满足功能需求，从未思考通过微观结构设计（如层状）进一步强化性能协同。本申请中仿贝壳层状结构的核心是 软相基体（GCU）与定向排列硬相片层（云母/纳米氧化铝）的协同作用（硬层抗冲击、软层吸能），这种结构决定性能的思路，完全跳出了制鞋领域成分决定性能的固有框架。

进一步地，步骤S1中，第一色料的制备，包括如下步骤：

（1）称取浇注型聚氨酯弹性体置于搅拌设备中搅拌；

（2）按配比向搅拌设备内加入隔离型色浆和抗黄变剂；

（3）控制参数：温度75-85℃，转速150-250rpm，搅拌10-20min，制得第一色料。

进一步地，步骤S1中，第二色料的制备，包括如下步骤：

（1）按比例称取聚四氢呋喃二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇，在60-80℃中混合15-25min，得到GCU弹性体基体，放入挤出机；

（2）称取云母片和纳米氧化铝混合，并在110-130℃干燥1-3h；然后加入云母片和纳米氧化铝总量0.2%的硅烷偶联剂，混合均匀，得到硬质片层；

（3）将GCU弹性体基体引入挤出机熔融段，控制温度为190-200℃，待GCU弹性体基体熔融后，加入硬质片层、分散剂、无机色浆、剩余硅烷偶联剂、抗氧剂和增韧剂；

（4）控制挤出温度：喂料段175±3℃，熔融段195±5℃，机头段200±3℃；螺杆转速为250-350rpm，造粒粒径为3-5mm，制得第二色料颗粒；

（5）将第二色料颗粒在100-110℃干燥3.5-4.5h，料粒含水率≤0.08%，制得第二色料。

进一步地，步骤S2的具体步骤为：

（1）采用匹配第一色料目标形状的模具，预热至55-65℃；

（2）将第一色料注入模具，控制注射温度90-95℃，注射压力48-55MPa，注射速度25-35mm/s，保压压力35-45MPa，保压时间8-12s；

（3）采用冷水机控温冷却，冷却介质温度20℃，冷却至40±2℃，脱模；

（4）将第一色料产品放入等离子处理机，控制参数：功率480-520W，处理时间25-35s。

进一步地，步骤S3中，先将鞋底模具预热至80-90℃，再放入等离子处理后的第一色料产品；

和/或，精准定位的定位精度为±0.02mm。

进一步地，步骤S3中，将第二色料注入鞋底模具时，控制浇注温度为95±3℃，浇注压力为0.2-0.4MPa，浇注速度为40-60mL/s；

和/或，采用分步浇注，先填充鞋底模具型腔1/3，停顿1-3s后再填充至满。

进一步地，步骤S3中，保温硫化处理为：在95-105℃下保温硫化25-35min，硫化后期以2-3℃/min的降温速率降至80±3℃；

和/或，冷却为：先以3℃/min的速率冷却至60±2℃，再以2℃/min的速率冷却至50±2℃。

进一步地，步骤S3中，脱模后，将鞋底放置在20-25℃，45%-55%RH的恒温恒湿环境中静置20-30h，以稳定仿贝壳层状结构。

进一步地，步骤S4中，修边为：去除鞋底边缘溢料，修边精度±0.1mm；修边时修边方向与层状排列方向一致，避免破坏主体层状结构。

进一步地，步骤S4中，清洁为：用无水乙醇擦拭鞋底表面，以去除残留脱模剂；清洁后自然风干。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明的第一色料采用聚氨酯包膜的隔离型色浆，在第二色料硫化过程中，包膜层可阻止颜料分子向GCU基体迁移；同时配合第一色料预成型后在鞋底模具中精准定位的工艺，确保双色边界精准。现有技术仅靠模具物理隔离，无法从颜料分子层面防控窜色，而本申请通过化学包膜实现源头防窜色，显著提升双色外观精致度。即本发明借助包膜层物理锁定颜料分子、阻断高温硫化过程中颜料扩散的作用原理，达到双色边界清晰无窜色的效果，相比于现有技术，解决了双色鞋底高温成型易窜色、边界模糊的行业痛点。

（2）本发明中的第一色料产品经等离子处理后，CPU表面张力提升至≥40mN/m，与GCU的浸润性显著增强；硅烷偶联剂的环氧基团与CPU表面-OH反应、硅氧烷基团与GCU的-NCO交联，形成物理咬合和化学键合的双重界面结合，最终界面剥离强度和简支梁冲击强度得以提升，可满足高强度运动场景下的界面稳定性需求。即本发明借助等离子提升CPU表面活性基团与粗糙度实现物理咬合，硅烷偶联剂桥接CPU的-OH与GCU的-NCO形成化学键合的作用原理，达到双色界面高剥离强度的效果，相比于现有技术，解决了双色/双材质鞋底界面易分层、抗冲击性能差的核心问题。

（3）本发明中用于制备鞋底主体的第二色料以GCU弹性体（PTMG+MDI+BDO）为软相基体保障压缩回弹率，从而优化鞋底的减震性能，并添加云母片和纳米氧化铝复合硬质片层，构成仿贝壳层状结构，可提升鞋底的耐磨性能。并且，第一色料采用CPU混合色浆和抗黄变剂，通过高光模具注塑实现较好的装饰效果。第一色料和第二色料通过注塑形成复合结构，打破现有技术中追求光泽必牺牲耐磨、追求功能必放弃外观的固有局限，满足高端运动鞋对质感与性能的双重需求。即本发明借助CPU提供装饰性、GCU基体保障弹性减震、硬质片层强化耐磨的协同作用原理，达到外观与高功能性能兼顾的效果，相比于现有技术，解决了制鞋领域外观与功能必弃其一的技术矛盾。

（4）本发明控制螺杆剪切速率，确保硬质片层不被过度剪切；控制料液流动前沿速度，保障片层定向一致性；分步冷却避免界面因温差产生内应力。最终产品尺寸精度控制在±0.03mm，层状结构合格率≥99.5%，突破现有技术宏观工艺无法控制微观结构的认知局限，实现仿生结构的工业化量产。即本发明借助精准控制片层形态、避免层间内应力、稳定层状结构的作用原理，达到仿贝壳层状结构量产稳定、尺寸精度高的效果。

（5）本发明通过控制螺杆剪切速率，避免片层破坏；控制料液流动前沿速度引导片层定向，使硬质片层沿鞋底受力方向平行排列，形成仿贝壳珍珠层的硬层抗冲击、软层吸能结构：硬质片层可抵御地面摩擦与冲击，软相GCU基体可吸收运动冲击力，打破现有技术中提升耐磨必降低减震、增强减震必牺牲耐磨的性能局限。即本发明借助硬质片层平行于受力方向抗冲击、层间距5-10μm的软相GCU基体吸能缓冲的协同作用原理，达到耐磨与减震性能协同提升的效果，相比于现有技术，解决了鞋底耐磨与减震难以兼顾的性能缺陷。

（6）本发明第二色料采用先填充型腔1/3、停顿几秒再填充至满的分步浇注方式，避免料液直接冲击CPU预成型件导致的界面气泡；脱模后静置过程可使GCU基体充分交联、硬质片层位置稳定，减少性能波动。现有技术多采用一次填充或发泡后直接出厂，易因气泡、结构不稳定导致次品率较大，而本发明通过工艺优化使次品率下降，显著提升量产经济性。即本发明借助分步填充型腔避免料液冲击CPU预成型件，以及恒温恒湿静置稳定层状结构的作用原理，达到产品无气泡、性能稳定的效果，相比于现有技术，解决了双色一体鞋底量产合格率低、性能一致性差的生产难题。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明实施例一的产品图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一：请着重参考附图1，一种制鞋用双色成型工艺，包括如下步骤：

一、原料准备

1、第一色料：含水率≤0.1%的高光泽CPU（巴斯夫1185A）100份、固含量为30-35%的隔离型色浆（包裹型颜料，聚氨酯包膜，采用有机紫颜料）3份、抗黄变剂UV-327 0.2份，各物质的份数均以高光泽CPU 100份为基准；

2、第二色料：GCU弹性体基体（PTMG100份+MDI28份+BDO7份）、复合硬质片层（云母片10份+纳米氧化铝6份，粒径100-150目，片层径厚比45:1）、无机色浆（炭黑颜料）3.2份、硅烷偶联剂KH-560 0.6份、分散剂BYK-966 0.4份、抗氧剂1010 0.3份、增韧剂EVA-g-MAH 2份，各物质的份数均以PTMG100份为基准。

二、两种色料的制备

1、第一色料的制备，包括如下步骤：

（1）称取CPU颗粒（巴斯夫1185A），放入真空搅拌机；

（2）按配比向真空搅拌机内加入隔离型色浆和抗黄变剂；

（3）控制参数为：温度80℃，转速200rpm，真空度- 0.09MPa，搅拌15min；搅拌后料液无肉眼可见色点、气泡，无肉眼可见助剂颗粒；

（4）转入CPU注塑机料筒，在85℃温度下保温备用。

2、第二色料的制备，包括如下步骤：

（1）按比例称取PTMG、MDI、BDO，在70℃真空搅拌机中混合20min，控制预聚体在25℃下粘度为800-1000mPa・s，得到GCU弹性体基体，放入双螺杆挤出机喂料段1；

（2）将云母片和纳米氧化铝按照5:3的比例混合，并在120℃干燥2h；然后加入云母片和纳米氧化铝总量0.2%的KH-560，混合均匀，得到硬质片层；复合硬质片层含水率≤0.05%，KH-560 均匀包覆片层表面，增强与软相基体相容性；

（3）GCU弹性体基体进入挤出机熔融段，控制温度为195℃，待GCU弹性体基体熔融后，从侧喂料口加入硬质片层、分散剂 BYK-966，机头段加入无机色浆、剩余KH-560、抗氧剂1010和增韧剂 EVA-g-MAH；侧喂料口温度控制在190℃，避免硬质片层高温分解；分散剂需与硬质片层同步加入，确保定向效果；

（4）控制挤出温度：喂料段175℃，熔融段195℃，机头段200℃；螺杆转速300rpm，造粒粒径3-5mm，在物料温度 195℃，螺槽深度3mm的条件下测得螺杆剪切速率为110s^-1，制得第二色料颗粒；螺杆剪切速率精准控制，避免硬质片层被过度剪切破坏，径厚比保持≥40:1；造粒后颗粒需无明显团聚；

（5）将第二色料颗粒在105℃干燥4h，料粒含水率≤0.08%；转入浇注系统料罐，保温90℃，料液搅拌速率55rpm；保温阶段低速搅拌，防止硬质片层沉降；料液层状结构预定向（搅拌方向与后续浇注流动方向一致）。

三、注塑成型

1、第一色料注塑成型，包括如下步骤：

（1）采用匹配第一色料目标形状的模具，预热至60℃，型腔高光处理；模具型腔需清洁无杂质，避免影响装饰件表面光泽度；

（2）将第一色料注入模具，控制注射温度90-95℃，注射压力50MPa，注射速度30mm/s，保压压力40MPa，保压时间10s；保压阶段避免第一色料产品内部产生缩孔；

（3）采用冷水机控温冷却，冷却介质温度20℃，冷却速率3℃/min，冷却至40℃，脱模；冷却速率≤5℃/min；冷却速率均匀，避免第一色料产品因温差过大产生内应力、颜色不均；

（4）检查第一色料产品：颜色均匀（ΔE≤0.7）、表面无气泡 / 毛刺、尺寸精度±0.03mm，表面活性基团含量≥0.7mmol/m²；表面活性基团含量通过XPS检测验证；

（5）将合格的第一色料产品放入等离子处理机，控制参数：功率500W，处理时间30s，气体流量20L/min，气体采用氩气和氧气按 9:1混合的混合气体；处理后产品表面张力≥40mN/m，可提升与鞋底主体的界面结合活性；处理后表面粗糙度Ra=0.8-1.2μm，可增强物理咬合。

2、第二色料注塑成型，包括如下步骤：

（1）将鞋底模具预热至85℃，使模具温度与第二色料保温温度匹配，避免料液接触后快速冷却影响层状结构成型；

（2）将等离子处理后的第一色料产品放入鞋底模具中，并根据设计位置精准定位，定位精度±0.02mm；模具闭合后，型腔边缘氟橡胶密封圈压紧，确保密封无间隙；

（3）将第二色料注入鞋底模具，控制浇注温度95℃，浇注压力0.3MPa，浇注速度50mL/s，料液流动前沿速度1.0mm/s；采用分步浇注，先填充型腔1/3，停顿 2s后再填充至满，料液沿型腔壁流动，避免直接冲击第一色料产品；流动前沿速度稳定，确保硬质片层沿流动方向定向排列，片层平面与流动方向平行；

（4）在100℃下保温硫化30min，硫化后期以2℃/min的降温速率降至80℃；确保软相基体充分交联，硬质片层与基体牢固结合；反应过程中，主体GCU材料中异氰酸酯基团与第一色料产品表面活性基团通过KH-560形成化学键合，硬质片层定向排列形成层状结构，层间距为5-10μm；并且，隔离型色浆包膜阻止颜料分子扩散，实现化学结合和物理隔离双重防窜色；

（5）先以3℃/min的速率冷却至60℃，再以2℃/min的速率冷却至50℃，脱模，脱模时采用负压吸附（吸附力3N）避免划伤表面；缓慢冷却可避免双色界面热应力开裂；

（6）脱模后鞋底放置在23℃，50% RH的恒温恒湿环境中静置24h，以稳定仿贝壳层状结构，得到的产品如图2所示。

四、后处理

1、修边：采用自动化修边机去除鞋底边缘溢料，修边精度±0.1mm，表面无加工痕迹；修边时修边方向与层状排列方向一致，避免破坏主体层状结构；

2、清洁：用无水乙醇擦拭鞋底表面，以去除残留脱模剂；清洁后在防爆通风橱内自然风干（通风风速≥0.5m/s），避免高温烘烤（≤60℃），严禁明火靠近。

五、质检

1、颜色检测，包括：

（1）色差测试：用CR-400色差仪，测试5个点取平均值；合格标准为第一色料产品ΔE≤0.7，鞋底主体ΔE≤1.0。

（2）无窜色验证：先用60℃热水浸泡24h，然后在70℃老化48h；合格标准为无颜色迁移，双色边界清晰。

2、性能检测，包括：

（1）界面结合力：参考GB/T 15256-2014，合格标准为剥离强度≥3.0MPa（无分层）。

（2）耐磨性能：参考GB/T 3903.2-2017，合格标准为Taber磨耗≤11mg/1000 转。

（3）抗冲击性能：参考GB/T 1843-2008，合格标准为简支梁冲击强度≥23kJ/m²。

（4）层状结构表征：SEM观察（放大50倍），合格标准为层间距5-10μm，无团聚/剥离。

实施例二：本实施例与实施例一的不同之处在于：

原料准备步骤中，第一色料：高光泽CPU 100份、隔离型色浆2份、抗黄变剂0.3份；

第二色料：PTMG 100份、MDI 25份、BDO 10份、云母片8份、纳米氧化铝8份、无机色浆2.5份、硅烷偶联剂KH-560 0.5份、分散剂0.2份、抗氧剂0.1份、增韧剂1.5份。

第一色料的制备步骤中，控制参数为：温度75℃，转速150rpm，搅拌20min。

第二色料的制备中，按比例称取PTMG、MDI、BDO，在60℃真空搅拌机中混合25min；将云母片和纳米氧化铝混合，并在110℃干燥3h；控制挤出机熔融段温度为190℃；控制挤出温度：喂料段172℃，熔融段190℃，机头段197℃；螺杆转速250rpm；将第二色料颗粒在100℃干燥4.5h。

第一色料注塑成型步骤中，模具预热至55℃；控制注射温度90-95℃，注射压力48MPa，注射速度25mm/s，保压压力35MPa，保压时间12s；冷却至38℃，脱模；等离子处理机控制参数：功率480W，处理时间35s。

第二色料注塑成型步骤中，将鞋底模具预热至80℃；将第二色料注入鞋底模具时，控制浇注温度92℃，浇注压力0.4MPa，浇注速度60mL/s；在95℃下保温硫化35min，硫化后期以3℃/min的降温速率降至77℃；先以3℃/min的速率冷却至58℃，再以2℃/min的速率冷却至48℃，脱模；脱模后鞋底放置在20℃，45% RH的恒温恒湿环境中静置30h。

其他同实施例一。

实施例三：本实施例与实施例一的不同之处在于：

原料准备步骤中，第一色料：高光泽CPU 100份、隔离型色浆4份、抗黄变剂0.2份；

第二色料：PTMG 100份、MDI 30份、BDO 5份、云母片12份、纳米氧化铝4份、无机色浆4份、硅烷偶联剂KH-560 1份、分散剂0.8份、抗氧剂0.5份、增韧剂3份。

第一色料的制备步骤中，控制参数为：温度85℃，转速250rpm，搅拌10min。

第二色料的制备中，按比例称取PTMG、MDI、BDO，在80℃真空搅拌机中混合15min；将云母片和纳米氧化铝混合，并在130℃干燥1h；控制挤出机熔融段温度为200℃；控制挤出温度：喂料段178℃，熔融段200℃，机头段203℃；螺杆转速350rpm；将第二色料颗粒在110℃干燥3.5h。

第一色料注塑成型步骤中，模具预热至65℃；控制注射温度90-95℃，注射压力55MPa，注射速度35mm/s，保压压力45MPa，保压时间8s；冷却至42℃，脱模；等离子处理机控制参数：功率520W，处理时间25s。

第二色料注塑成型步骤中，将鞋底模具预热至90℃；将第二色料注入鞋底模具时，控制浇注温度98℃，浇注压力0.2MPa，浇注速度40mL/s；在105℃下保温硫化25min，硫化后期以3℃/min的降温速率降至83℃；先以3℃/min的速率冷却至62℃，再以2℃/min的速率冷却至52℃，脱模；脱模后鞋底放置在25℃，55% RH的恒温恒湿环境中静置20h。

其他同实施例一。

实施例四：本实施例与实施例一的不同之处在于：

在本实施例中，第一色料注塑成型步骤中，生产出的第一色料产品存在厚度余量。鞋底模具内底部设有适配于第一色料产品的下沉式凹槽，且其深度刚好等于第一色料产品的厚度余量。在第一色料产品放入鞋底模具中时，通过将第一色料产品置于凹槽内，可实现精准定位。在第二色料注塑成型后，切除第一色料产品厚度余量部分，即将第一色料产品凸出鞋底的部分切除，使得制成的鞋底中第一色料产品完全嵌入鞋底表面。

其他同实施例一。

对比例一：与实施例一的不同之处在于：

将第一色料中的隔离型色浆（聚氨酯包膜有机紫颜料）替换为 普通有机紫色浆（无聚氨酯包膜）。

其他同实施例一。

对比例二：与实施例一的不同之处在于：

第一色料产品未进行等离子处理。

其他同实施例一。

对比例三：与实施例一的不同之处在于：

第二色料中未添加硅烷偶联剂。

其他同实施例一。

对比例四：与实施例一的不同之处在于：

第二色料无复合硬质片层，即无云母片和纳米氧化铝。

其他同实施例一。

对比例五：与实施例一的不同之处在于：

第二色料采用一次浇注，取消分步浇注，

其他同实施例一。

对比例六：与实施例一的不同之处在于：

第二色料注塑成型步骤中脱模后未进行恒温恒湿静置处理。

其他同实施例一。

对比例七：与实施例一的不同之处在于：

第一色料未添加抗黄变剂。

其他同实施例一。

对比例八：与实施例一的不同之处在于：

改用单一GCU材质做双色无胶连接，第一色料和第二色料的主原料均为GCU，且无机色浆不同；并通过热熔分隔板（TPU 膜）融化实现连接，无等离子处理和硅烷偶联剂。

其他同实施例一。

对上述实施例一-四和对比例一-八的产品进行对比测试：

1、色差（ΔE）

采用CR-400色差仪，随机选取鞋底5个测试点（第一色料区域2个、第二色料区域3个），取平均值。

2、窜色性能

先用60℃去离子水浸泡24h，烘干后，在70℃老化箱老化48h，观察双色边界颜色迁移与否。

3、界面剥离强度（MPa）

进行180°剥离试验，拉伸速度50mm/min，测试3组取平均值；参考GB/T 15256-2014。

4、Taber磨耗量（mg/1000转）

用Taber磨耗机，负荷1000g，转数1000转，称重计算磨耗量；参考GB/T 3903.2-2017。

5、简支梁冲击强度（kJ/m²）

样条尺寸80mm×10mm×4mm（取自鞋底受力核心区），无缺口，测试3组取平均值；参考GB/T 1843-2008。

6、层状结构完整性（%）

SEM放大50倍观察截面，统计层间距5-10μm且无团聚/剥离的样品比例。

7、耐黄变指数（ΔYI）

氙弧灯老化100h后，用CR-400色差仪测试；参考GB/T 16422.2-2014。

8、产品气泡率（%）

随机抽取100件，X光探伤仪检测直径≥0.1mm气泡，计算不合格率；参考QB/T2882-2013。

9、尺寸精度（mm）

三坐标测量仪测试长度、宽度、厚度，5次取平均值，计算与设计值偏差。

10、表面光泽度（GU）

60°角光泽度仪测试第一色料区域。

测试数据如表1-1和表1-2所示。

表1-1 实施例与对比例检测数据表一

样品编号	色差（ΔE）	窜色情况	剥离强度（MPa）	Taber磨耗量（mg）	冲击强度（kJ/m²）
						实施例一	0.5/0.8	无	3.2	10.0	24.0
实施例二	0.6/0.9	无	3.0	11.0	23.0
						实施例三	0.4/0.7	无	3.3	9.5	25.0
实施例四	0.5/0.8	无	3.4	9.8	24.5
						对比例一	1.8/2.2	明显迁移	3.1	10.2	23.8
对比例二	0.5/0.8	无	2.0	10.1	20.0
						对比例三	0.5/0.8	无	2.2	10.3	21.0
对比例四	0.5/0.8	无	3.2	18.0	18.0
						对比例五	0.6/0.9	无	2.8	10.5	22.5
对比例六	0.5/0.8	无	2.9	13.0	21.0
						对比例七	0.5/0.8	无	3.2	10.0	24.2
对比例八	1.0/1.2	轻微	1.6	12.5	17.5

表1-2 实施例与对比例检测数据表二

样品编号	层状完整性（%）	耐黄变指数	气泡率（%）	尺寸精度（±mm）	光泽度（GU）
						实施例一	99.8	1.2	0.5	0.03	90.0
实施例二	99.5	1.3	0.8	0.03	88.5
						实施例三	99.9	1.1	0.4	0.03	91.2
实施例四	99.9	1.2	0.3	0.02	90.5
						对比例一	99.7	1.5	0.6	0.03	89.8
对比例二	99.6	1.2	0.7	0.03	80.2
						对比例三	99.7	1.3	0.5	0.03	89.5
对比例四	0.0	1.2	0.6	0.04	90.1
						对比例五	99.5	1.3	8.0	0.04	88.8
对比例六	99.8	1.2	0.7	0.05	89.2
						对比例七	99.4	5.8	0.5	0.03	89.7
对比例八	90.0	1.4	5.0	0.05	75.0

由表1-1和表1-2可知：

（1）对比例一采用普通无包膜色浆，双色边界出现明显颜色迁移，色差ΔE 第一色料从0.5升至1.8，第二色料从0.8升至2.2，而实施例一-四使用隔离型色浆均无窜色。原因是聚氨酯包膜可物理锁定颜料分子，即使在95-105℃硫化高温下也能阻断扩散，从源头解决了现有技术物理隔离无法防控分子级窜色的痛点。若替换为普通色浆，双色外观精致度显著下降，无法满足高端运动鞋对边界清晰度的要求。

（2）对比例二未进行等离子处理，界面剥离强度从实施例一的3.2MPa降至2.0MPa，简支梁冲击强度从24.0kJ/m²降至20.0kJ/m²，表面光泽度也从90.0GU降至80.2GU。数据表明，等离子处理可使CPU表面活性基团提升，表面粗糙度Ra=0.8-1.2μm，显著增强与GCU的物理咬合作用。若无该处理，双色界面在高强度运动下易分层，无法满足动态受力需求。

（3）对比例三未添加硅烷偶联剂，界面剥离强度从3.2MPa降至2.2MPa，冲击强度从24.0kJ/m²降至21.0kJ/m²。硅烷偶联剂的环氧基团与CPU表面-OH反应，硅氧烷基团与GCU的-NCO交联，形成物理咬合和化学键合的双重结合机制，突破了现有技术单一结合模式的局限。若无该试剂，界面结合仅依赖物理作用，剥离强度无法达到≥3.0MPa的高端标准。

（4）对比例四未添加硬质片层，Taber磨耗量从10.0mg升至18.0mg，简支梁冲击强度从24.0kJ/m²降至18.0kJ/m²，且无层状结构。该复合片层与GCU弹性体基体构成仿贝壳层状结构，硬相抵御摩擦冲击，软相吸收运动能量，打破了提升耐磨必降低减震的行业悖论。若无该结构，鞋底耐磨性能大幅下降，无法满足运动鞋长期使用需求。

（5）对比例五采用一次浇注，产品气泡率从0.5%升至8.0%，界面剥离强度从3.2MPa降至2.8MPa。分步浇注可避免料液直接冲击CPU预成型件，减少界面气泡残留，保障界面结合均匀性。现有技术多采用一次填充，易因气泡导致次品率升高，因此该工艺特征对量产经济性至关重要。

（6）对比例六未进行恒温恒湿静置，层状结构完整性从99.8%降至85.0%，Taber磨耗量从10.0mg升至13.0mg，尺寸精度从±0.03mm变差至±0.05mm。静置过程可使GCU基体充分交联，硬质片层位置稳定，避免层状结构松散或变形。若无该步骤，产品性能波动大，合格率下降。

（7）对比例七未添加抗黄变剂，耐黄变指数从1.2升至5.8，远超高端产品ΔYI≤2.0的要求。第一色料采用高光泽CPU，易受紫外线影响黄变，抗黄变剂可有效延缓该过程，保障产品长期外观质感。若无该成分，产品使用后易发黄老化，无法满足高端市场需求。

（8）对比例八未使用隔离型色浆，且TPU膜融化后可能残留微量载体，导致颜料分子轻微扩散，故色差高于实施例一，且双色边界出现轻微迁移，验证了本发明优于TPU 膜物理隔离的核心优势。对比例八取消等离子处理和硅烷偶联剂后，仅依赖TPU膜热熔的物理粘合，剥离强度从3.2MPa骤降至1.6MPa，远低于高端运动鞋≥3.0MPa 的要求，直接暴露现有无胶连接界面结合弱的缺陷。对比例八的Taber 磨耗从10.0mg升至12.5mg：TPU膜融化残留可能破坏硬质片层的定向排列，削弱仿贝壳结构的耐磨协同效应；且简支梁冲击强度从24.0kJ/m²降至 17.5kJ/m²：界面结合弱导致冲击载荷无法有效传递，易在界面处产生应力集中，抗冲击性能显著下降。对比例八的气泡率从0.5%升至5.0%，TPU膜热熔过程中易产生微量气体，且无等离子处理的表面浸润性差，气体难以排出；且尺寸精度从±0.03mm 变差至±0.05mm：TPU膜厚度波动导致定位偏差，且界面热收缩不均，进一步放大尺寸误差。对比例八的第一色料从高光泽 CPU改为GCU材质，且TPU膜残留影响表面平整度，故光泽度从90.0GU降至75.0GU，无法满足高端产品对外观质感的需求。

综上所述，本申请的隔离型色浆、等离子处理、硅烷偶联剂、复合硬质片层、分步浇注、恒温恒湿静置、抗黄变剂等核心技术特征通过化学改性、结构仿生、工艺精准控制，解决了双色窜色、界面结合不牢、耐磨与减震矛盾、尺寸精度不足等行业核心痛点。任一特征缺失或替换，均会导致产品性能显著下降，无法满足高端运动鞋对高界面结合力、精准双色效果、优异功能性能与外观质感的综合需求。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1、分别制备第一色料和第二色料，其中，

第一色料包括如下重量份数的原料：浇注型聚氨酯弹性体100份；隔离型色浆2-4份；抗黄变剂0.2-0.3份；

第二色料包括如下重量份数的原料：聚四氢呋喃二醇100份；二苯基甲烷二异氰酸酯25-30份；1,4-丁二醇5-10份；云母片8-12份；纳米氧化铝4-8份；无机色浆2.5-4份；硅烷偶联剂0.5-1份；分散剂0.2-0.8份；抗氧剂0.1-0.5份；增韧剂1.5-3份；

S2、将第一色料注塑成型，并进行等离子处理；

S3、将等离子处理后的第一色料产品放入鞋底模具中，并精准定位；然后将第二色料注入鞋底模具，经保温硫化处理和冷却后，脱模，双色鞋底成型；

S4、将双色鞋底经过修边和清洁，得到最终的双色鞋底产品。

2.根据权利要求1所述的一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：步骤S1中，第一色料的制备，包括如下步骤：

（1）称取浇注型聚氨酯弹性体置于搅拌设备中搅拌；

（2）按配比向搅拌设备内加入隔离型色浆和抗黄变剂；

（3）控制参数：温度75-85℃，转速150-250rpm，搅拌10-20min，制得第一色料。

3.根据权利要求1所述的一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：步骤S1中，第二色料的制备，包括如下步骤：

（1）按比例称取聚四氢呋喃二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇，在60-80℃中混合15-25min，得到GCU弹性体基体，放入挤出机；

（2）称取云母片和纳米氧化铝混合，并在110-130℃干燥1-3h；然后加入云母片和纳米氧化铝总量0.2%的硅烷偶联剂，混合均匀，得到硬质片层；

（3）将GCU弹性体基体引入挤出机熔融段，控制温度为190-200℃，待GCU弹性体基体熔融后，加入硬质片层、分散剂、无机色浆、剩余硅烷偶联剂、抗氧剂和增韧剂；

（4）控制挤出温度：喂料段175±3℃，熔融段195±5℃，机头段200±3℃；螺杆转速为250-350rpm，造粒粒径为3-5mm，制得第二色料颗粒；

（5）将第二色料颗粒在100-110℃干燥3.5-4.5h，料粒含水率≤0.08%，制得第二色料。

4.根据权利要求1所述的一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：步骤S2的具体步骤为：

（1）采用匹配第一色料目标形状的模具，预热至55-65℃；

（2）将第一色料注入模具，控制注射温度90-95℃，注射压力48-55MPa，注射速度25-35mm/s，保压压力35-45MPa，保压时间8-12s；

（3）采用冷水机控温冷却，冷却介质温度20℃，冷却至40±2℃，脱模；

（4）将第一色料产品放入等离子处理机，控制参数：功率480-520W，处理时间25-35s。

5.根据权利要求1所述的一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：步骤S3中，先将鞋底模具预热至80-90℃，再放入等离子处理后的第一色料产品；

和/或，精准定位的定位精度为±0.02mm。

6.根据权利要求1所述的一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：步骤S3中，将第二色料注入鞋底模具时，控制浇注温度为95±3℃，浇注压力为0.2-0.4MPa，浇注速度为40-60mL/s；

和/或，采用分步浇注，先填充鞋底模具型腔1/3，停顿1-3s后再填充至满。

7.根据权利要求1所述的一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：步骤S3中，所述保温硫化处理为：在95-105℃下保温硫化25-35min，硫化后期以2-3℃/min的降温速率降至80±3℃；

和/或，所述冷却为：先以3℃/min的速率冷却至60±2℃，再以2℃/min的速率冷却至50±2℃。

8.根据权利要求1所述的一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：步骤S3中，脱模后，将鞋底放置在20-25℃，45%-55%RH的恒温恒湿环境中静置20-30h，以稳定仿贝壳层状结构。

9.根据权利要求1所述的一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：步骤S4中，修边为：去除鞋底边缘溢料，修边精度±0.1mm；修边时修边方向与层状排列方向一致，避免破坏主体层状结构。

10.根据权利要求1所述的一种制鞋用双色成型工艺，其特征在于：步骤S4中，清洁为：用无水乙醇擦拭鞋底表面，以去除残留脱模剂；清洁后自然风干。