CN104072716A - 聚氨酯弹性体以及由其制成的鞋底 - Google Patents

聚氨酯弹性体以及由其制成的鞋底 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚氨酯弹性体，其由含有20~22重量份的二异氰酸酯、8~10重量份的聚酯多元醇、5~6重量份的聚合物多元醇、5~6重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的端羟基丁苯液体橡胶、1.2~1.5重量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、0.20~0.25重量份的三亚乙基二胺、0.40~0.50重量份的水、0.25~0.30重量份的匀泡剂的组合物混合均匀，然后将其注入预热好的预定形状的模具内反应、固化形成的。本发明所述的聚氨酯弹性体具有微孔结构，与普通的泡沫塑料相比具有较高的弹性和强度，不仅密度相对较低，而且耐弯曲性以及耐老化性能优异。

Description

聚氨酯弹性体以及由其制成的鞋底
技术领域
本发明涉及树脂材料以及日常生活用品加工的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种聚氨酯弹性体以及由其制成的鞋底。
背景技术
鞋是人类生活的必需用品，而且随着人类文明的不断发展，鞋的种类也不断丰富起来，例如有休闲鞋、运动鞋、帆布鞋、化学鞋、凉鞋、拖鞋、医疗用鞋以及安全鞋等各种种类的鞋子。作为用于这些鞋的鞋底材料，广泛使用的有皮革、橡胶、聚氯乙烯以及聚氨酯等天然材料或合成材料。从轻量化的观点出发，聚氨酯材料由于密度低、耐弯曲性等其它特性与其它材料具有优势因而得到了广泛的应用；但是对于聚氨酯弹性体材料来说，作为运动鞋等用途时其强度不充分，而且耐磨性、耐弯曲性等需要进一步提高。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种聚氨酯弹性体以及由其制成的鞋底。
为了解决上述技术问题，本发明的第一方面涉及一种聚氨酯弹性体，而且所述的弹性体由含有20~22重量份的二异氰酸酯、8~10重量份的聚酯多元醇、5~6重量份的聚合物多元醇、5~6重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、1.2~1.5重量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、0.20~0.25重量份的三亚乙基二胺、0.40~0.50重量份的水、0.25~0.30重量份的匀泡剂的组合物混合均匀，然后将其注入预热好的预定形状的模具内反应、固化形成的。
其中，所述聚酯多元醇的牌号为P-2013，标称相对分子质量为2000（日本可乐丽公司）。
其中，所述聚合物多元醇是以聚氧化丙烯三醇（MN-3050）、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸缩水甘油酯以及引发剂偶氮二异丁腈，在氮气保护下进行接枝聚合而成。
其中，所述聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，所述共聚物中醋酸乙烯酯的含量为35~40wt%。
其中，所述组合物还可以含有抗氧化剂、光稳定剂、脱泡剂、紫外线吸收剂、填充剂、颜料、耐热稳定剂等添加剂。
本发明的第二方面涉及一种鞋底，所述的鞋底主要由上述聚氨酯弹性体制成。
其中，在所述聚氨酯弹性体的表面还具有耐磨表皮层，所述耐磨表皮层通过涂布表面处理液，并固化形成；所述处理液为由第一聚氨酯组分和第二聚氨酯组分组成的处理液，而且所述第一聚氨酯组分与所述第二聚氨酯组分的质量比为2:1~3:1。
其中，所述的第一聚氨酯组分通过以下步骤制备得到：将10~12重量份的甲苯二异氰酸酯（TDI）、3~4重量份的聚三亚甲基醚二醇、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的端羟基聚丁二烯-丙烯腈（HTBN）、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯混合，然后在70~80℃下反应1.5~2.0小时；反应液降温至室温后加入30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠，搅拌、分散后得到所述的第一聚氨酯组分。
其中，所述的第二聚氨酯组分通过以下步骤制备得到：将10~12重量份的苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI）、3~4重量份的聚四氢呋喃二醇、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的聚烯丙胺树脂（PAA-01）、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯混合，然后在80~85℃下反应2.0小时；反应液降温至室温后加入30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠，搅拌、分散得到所述的第二聚氨酯组分。
与现有技术相比，本发明所述的聚氨酯弹性体以及由其制成的鞋底具有以下有益的技术效果：本发明所述的聚氨酯弹性体具有微孔结构，与普通的泡沫塑料相比具有较高的弹性和强度，不仅密度相对较低，而且耐弯曲性以及耐老化性能优异。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明所述的聚氨酯弹性体以及由其制成的鞋底的结构、原料等进行详细描述，但具体实施例不作为对本发明专利的限定。
在本发明中，所述的聚氨酯弹性体由含有20~22重量份的液态MDI(碳化二亚胺改性的MDI)、8~10重量份的聚酯多元醇P-2013（日本可乐丽公司）、5~6重量份的聚合物多元醇、5~6重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(共聚物中聚乙烯的含量为35~40wt%)、1.2~1.5重量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、0.20~0.25重量份的三亚乙基二胺、0.40~0.50重量份的水、0.25~0.30重量份的匀泡剂（DC-193）的组合物在100~105℃的条件下混合均匀，然后将其注入预热好的预定形状的模具内（预热温度为115℃，模具的形状例如所设计形状的鞋底）反应25~30分钟，脱模，然后在110℃熟化12小时即可得到所述的聚氨酯弹性体。根据需要，所述组合物还可以含有抗氧化剂、光稳定剂、脱泡剂、紫外线吸收剂、填充剂、颜料、耐热稳定剂等添加剂；添加剂的添加属于本领域的现有技术，在此不再赘述。而在本发明以及下述实施例以及比较例中：涉及的聚合物多元醇是以10质量份的聚氧化丙烯三醇（MN-3050）、2.0质量份的丙烯腈、3.0质量份的苯乙烯、5质量份的丙烯酸缩水甘油酯以及0.8质量份的引发剂偶氮二异丁腈，在氮气保护下进行接枝聚合而成。具体来说，使用设置有搅拌装置、回流冷却管、氮气导入管、温度计的反应器，将上述原料和适量的乙酸乙酯混合后形成的溶液加入到反应器中，在氮气气氛下在120℃的条件下反应2个小时，反应结束后，进行减压以脱除未反应的单体。
实施例1
    本实施例所述的聚氨酯弹性体由含有20重量份的碳化二亚胺改性的MDI、8重量份的聚酯多元醇P-2013（日本可乐丽公司）、6重量份的聚合物多元醇、6重量份的1，4-丁二醇、2.0重量份的聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(共聚物中聚乙烯的含量为35wt%)、1.5重量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、0.20重量份的三亚乙基二胺、0.40重量份的水、0.25重量份的匀泡剂DC-193的组合物在100℃的条件下混合均匀，然后将其注入预热温度为115℃的预定形状的模具内，反应25分钟，脱模然后在110℃熟化12小时即可得到所述的聚氨酯弹性体。
实施例2
    本实施例所述的聚氨酯弹性体由含有22重量份的碳化二亚胺改性的MDI、10重量份的聚酯多元醇P-2013（日本可乐丽公司）、5重量份的聚合物多元醇、5重量份的1，4-丁二醇、1.8重量份的聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(共聚物中聚乙烯的含量为35wt%)、1.5重量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、0.20重量份的三亚乙基二胺、0.40重量份的水、0.25重量份的匀泡剂DC-193的组合物在100℃的条件下混合均匀，然后将其注入预热温度为115℃的预定形状的模具内，反应25分钟，脱模然后在110℃熟化12小时即可得到所述的聚氨酯弹性体。
比较例1
    本比较例所述的聚氨酯弹性体由含有20重量份的碳化二亚胺改性的MDI、8重量份的聚酯多元醇P-2013（日本可乐丽公司）、6重量份的1，4-丁二醇、2.0重量份的聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(共聚物中聚乙烯的含量为35wt%)、1.5重量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、0.20重量份的三亚乙基二胺、0.40重量份的水、0.25重量份的匀泡剂DC-193的组合物在100℃的条件下混合均匀，然后将其注入预热温度为115℃的预定形状的模具内，反应25分钟，脱模然后在110℃熟化12小时即可得到所述的聚氨酯弹性体。
比较例2
    本比较例所述的聚氨酯弹性体由含有20重量份的碳化二亚胺改性的MDI、8重量份的聚酯多元醇P-2013（日本可乐丽公司）、6重量份的聚合物多元醇、6重量份的1，4-丁二醇、2.0重量份的聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(共聚物中聚乙烯的含量为35wt%)、0.20重量份的三亚乙基二胺、0.40重量份的水、0.25重量份的匀泡剂DC-193的组合物在100℃的条件下混合均匀，然后将其注入预热温度为115℃的预定形状的模具内，反应25分钟，脱模然后在110℃熟化12小时即可得到所述的聚氨酯弹性体。
对实施例1~2以及比较例1~2制备得到的聚氨酯弹性体进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
实施例3
       本实施例涉及一种鞋底，所述的鞋底主要由实施例1的聚氨酯弹性体所形成，并且在所述聚氨酯弹性体表面涂布表面处理液，然后在100 ℃固化处理2~3分钟，之后在120 ℃再固化处理1分钟；形成有厚度约为0.5mm的聚氨酯耐磨层。所述表面处理液为由第一聚氨酯组分和第二聚氨酯组分组成的处理液；并且所述第一聚氨酯组分与所述第二聚氨酯组分的质量比为2:1。所述的第一聚氨酯组分由10~12重量份的TDI-80、3~4重量份的聚三亚甲基醚二醇（美国DuPont公司Cerenol H 系列）、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的HTBN、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯混合、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠所制成；所述的第二聚氨酯组分由10~12重量份的XDI、3~4重量份的聚四氢呋喃二醇、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的聚烯丙胺树脂（PAA-01）、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠，搅拌、分散得到所述的第二聚氨酯组分。
实施例4
       本实施例涉及一种鞋底，所述的鞋底主要由实施例1的聚氨酯弹性体所形成，并且在所述聚氨酯弹性体表面涂布表面处理液，然后在100 ℃固化处理2~3分钟，之后在120 ℃再固化处理1分钟；形成有厚度约为0.5mm的聚氨酯耐磨层。所述表面处理液为由第一聚氨酯组分和第二聚氨酯组分组成的处理液；并且所述第一聚氨酯组分与所述第二聚氨酯组分的质量比为2:1。所述的第一聚氨酯组分由10~12重量份的TDI-80、3~4重量份的聚三亚甲基醚二醇（美国DuPont公司Cerenol H 系列）、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的HTBN、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯混合、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠所制成；所述的第二聚氨酯组分由10~12重量份的XDI、3~4重量份的聚四氢呋喃二醇、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的聚烯丙胺树脂（PAA-01）、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠，搅拌、分散得到所述的第二聚氨酯组分。
比较例3
       本比较例涉及一种鞋底，所述的鞋底主要由实施例1的聚氨酯弹性体所形成，并且在所述聚氨酯弹性体表面涂布表面处理液，然后在100 ℃固化处理2~3分钟，之后在120 ℃再固化处理1分钟；形成有厚度约为0.5mm的聚氨酯耐磨层。所述表面处理液为由第一聚氨酯组分和第二聚氨酯组分组成的处理液；并且所述第一聚氨酯组分与所述第二聚氨酯组分的质量比为2:1。所述的第一聚氨酯组分由10~12重量份的TDI-80、3~4重量份的聚三亚甲基醚二醇（美国DuPont公司Cerenol H 系列）、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯混合、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠所制成；所述的第二聚氨酯组分由10~12重量份的XDI、3~4重量份的聚四氢呋喃二醇、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的聚烯丙胺树脂（PAA-01）、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠，搅拌、分散得到所述的第二聚氨酯组分。
比较例4
       本比较例涉及一种鞋底，所述的鞋底主要由实施例1的聚氨酯弹性体所形成，并且在所述聚氨酯弹性体表面涂布表面处理液，然后在100 ℃固化处理2~3分钟，之后在120 ℃再固化处理1分钟；形成有厚度约为0.5mm的聚氨酯耐磨层。所述表面处理液为由第一聚氨酯组分和第二聚氨酯组分组成的处理液；并且所述第一聚氨酯组分与所述第二聚氨酯组分的质量比为2:1。所述的第一聚氨酯组分由10~12重量份的TDI-80、3~4重量份的聚三亚甲基醚二醇（美国DuPont公司Cerenol H 系列）、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的HTBN、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯混合、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠所制成；所述的第二聚氨酯组分由10~12重量份的XDI、3~4重量份的聚四氢呋喃二醇、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠，搅拌、分散得到所述的第二聚氨酯组分。
比较例5
       本比较例涉及一种鞋底，所述的鞋底主要由实施例1的聚氨酯弹性体所形成，并且在所述聚氨酯弹性体表面涂布表面处理液，然后在100 ℃固化处理2~3分钟，之后在120 ℃再固化处理1分钟；形成有厚度约为0.5mm的聚氨酯耐磨层。所述表面处理液为由第一聚氨酯组分和第二聚氨酯组分组成的处理液；并且所述第一聚氨酯组分与所述第二聚氨酯组分的质量比为2:1。所述的第一聚氨酯组分由10~12重量份的TDI-80、3~4重量份的聚三亚甲基醚二醇（美国DuPont公司Cerenol H 系列）、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯混合、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠所制成；所述的第二聚氨酯组分由10~12重量份的XDI、3~4重量份的聚四氢呋喃二醇、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯、30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠，搅拌、分散得到所述的第二聚氨酯组分。
对实施例3~4以及比较例3~5制备得到的鞋底进行性能测试，其中所述的邵氏硬度是指聚氨酯耐磨层表面的性能；而耐弯折性是指在常温下反复进行弯曲试验以表面形成10mm以上裂纹为止的次数。结果如表2所示。
表2
以上所述仅为本发明的优选实施例，不能解释为以此限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种聚氨酯弹性体，其特征在于：由含有20~22重量份的二异氰酸酯、8~10重量份的聚酯多元醇、5~6重量份的聚合物多元醇、5~6重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、1.2~1.5重量份的甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、0.20~0.25重量份的三亚乙基二胺、0.40~0.50重量份的水、0.25~0.30重量份的匀泡剂的组合物混合均匀，然后将其注入预热好的预定形状的模具内反应、固化形成。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚酯多元醇的牌号为P-2013，标称相对分子质量为2000。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚合物多元醇是以聚氧化丙烯三醇、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸缩水甘油酯以及引发剂偶氮二异丁腈，在氮气保护下进行接枝聚合而成。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，所述共聚物中醋酸乙烯酯的含量为35~40wt%。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯弹性体，其特征在于：所述组合物含有抗氧化剂、光稳定剂、脱泡剂、紫外线吸收剂、填充剂、颜料或耐热稳定剂中的至少一种。
6.一种鞋底，其特征在于：所述鞋底由权利要求1~5任一项所述的聚氨酯弹性体制成。
7.根据权利要求6所述的鞋底，其特征在于：在所述聚氨酯弹性体的表面还具有耐磨表皮层，所述耐磨表皮层通过涂布表面处理液，并固化形成。
8.根据权利要求7所述的鞋底，其特征在于：所述处理液为由第一聚氨酯组分和第二聚氨酯组分组成的处理液，而且所述第一聚氨酯组分与所述第二聚氨酯组分的质量比为2:1~3:1。
9.根据权利要求8所述的鞋底，其特征在于：所述的第一聚氨酯组分通过以下步骤制备得到：将10~12重量份的甲苯二异氰酸酯、3~4重量份的聚三亚甲基醚二醇、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的端羟基聚丁二烯-丙烯腈、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯混合，然后在70~80℃下反应1.5~2.0小时；反应液降温至室温后加入30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠，搅拌、分散后得到所述的第一聚氨酯组分。
10.根据权利要求8所述的鞋底，其特征在于：所述的第二聚氨酯组分通过以下步骤制备得到：将10~12重量份的苯二亚甲基二异氰酸酯、3~4重量份的聚四氢呋喃二醇、2.0~2.5重量份的1，4-丁二醇、1.8~2.0重量份的聚烯丙胺树脂、0.1~0.2重量份的二丁基锡二月桂酸酯混合，然后在80~85℃下反应2.0小时；反应液降温至室温后加入30~32重量份的去离子水和0.8~1.2重量份的月桂基磺酸钠，搅拌、分散得到所述的第二聚氨酯组分。
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