專利名稱：一種新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)高分子化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料(新型F-TPU材料)鞋底及其制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，傳統(tǒng)鞋材大多使用橡膠做鞋底，其含膠量最多在40%左右，低檔次的鞋含膠量更低，由于大量填充料的存在，使得橡膠鞋底的強(qiáng)度低，使用性能差。鞋底中底采用EVA發(fā)泡(一次發(fā)泡)和PHYION發(fā)泡(二次發(fā)泡)。其中PHYION中底是使用比較多的，具有輕便、彈性好和具有良好的減震性能，但PHYION中底的耐磨性能比較差。而EVA中底與PHYION中底類似，只是經(jīng)過(guò)一次發(fā)泡，成本比較低，但同時(shí)彈性和耐磨性能都要比PHYION中底差。在制作EVA微孔發(fā)泡鞋用材料時(shí)存在以下缺點(diǎn):將EVA或其他材料鞋底采用不同的熱熔膠粘結(jié)劑來(lái)粘接，各種不同熱熔膠產(chǎn)品都不同程度上有一定的毒性，而部分工作必須由人工完成。這導(dǎo)致一是膠黏劑的毒性會(huì)對(duì)人員健康產(chǎn)生很大的影響，另一方面也直接增加了成本。發(fā)泡時(shí)不能1:1發(fā)泡，造成鞋底的大小和鞋底模具的大小不一致；發(fā)泡時(shí)所用的原材料消耗量高，原料成本高，發(fā)泡比重一般在0.5 0.8之間。目前，熱塑性聚氨酯材料(TPU)因具有高耐磨，高彈性，抗疲勞，耐化學(xué)性等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在很多行業(yè)，應(yīng)用廣泛，其中鞋底市場(chǎng)尤為可觀。但現(xiàn)有材料采用圓盤(pán)機(jī)注射工藝時(shí)，不能一次成型。TPU鞋底也有一些缺點(diǎn)，比如重量大，硬度高，減震性能差等方面，因此如何改善TPU鞋底的缺點(diǎn)，讓TPU鞋底集眾多優(yōu)點(diǎn)與一身，就成了當(dāng)前TPU鞋底行業(yè)的一個(gè)主要研究課。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明實(shí)施例提供新型F-TPU材料鞋底制備方法，包括如下步驟:用單螺桿擠出機(jī)對(duì)新型F-TPU材料顆粒進(jìn)行加熱和擠壓，熔化新型F-TPU材料顆粒并擠出新型F-TPU材料熔體；將新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具；冷卻固化成型。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，單螺桿擠出機(jī)包括進(jìn)料段、壓縮段及均化段，進(jìn)料段溫度控制在140 145 0C ο根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，壓縮段溫度控制在150 160°C。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，均化段溫度控制在145 150°C。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選 實(shí)施例，新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具時(shí)，注射壓力為90 140bar，注射速度為75mm/s，注膠時(shí)間為1.7 2.0s。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具時(shí)，注射時(shí)間為3 5min。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，冷卻固化成型時(shí)，冷卻時(shí)間為60 80s。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，鞋底模具包括中底模具和外底模具中底模具和外底模具一體成型。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，冷卻固化成型時(shí)，中底和外底一體成型。本發(fā)明實(shí)施例還提供新型F-TPU材料鞋底，新型F-TPU材料鞋底包括中底和外底，中底和外底一體成型。本發(fā)明的新型F-TPU材料鞋底及其制備方法中，采用圓盤(pán)注射的方法，能夠到達(dá)閉模1:1發(fā)泡、一次成型，免粘接，廢料可重復(fù)利用，具有無(wú)污染、成本低和工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明新型F-TPU材料制備方法第一實(shí)施例的流程圖；圖2是本發(fā)明新型F-TPU材料制備方法第二實(shí)施例的流程圖；圖3是本發(fā)明新型F-TPU材料制備方法第二實(shí)施例的工藝流程圖；圖4是本發(fā)明新型F-TPU材料鞋底制備方法一較佳實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明新型F-TPU材料制備方法第一實(shí)施例的流程圖。新型F-TPU材料制備方法包括以下步驟:步驟S21，將A組分分別通過(guò)計(jì)量罐引入第一單螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料端進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，A組分包括聚酯多元醇、交聯(lián)劑及異氰 酸酯；步驟S22，在第一單螺桿擠出機(jī)的出料端加入B組分并與反應(yīng)后的A組分引入第二螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料端，其中B組分包括:催化劑、發(fā)泡助劑、水、表面活性劑、三異氰酸酯、助硫劑及發(fā)泡劑；步驟S23，在第二螺桿擠出機(jī)擠壓下A組分和B組分聚合反應(yīng)，充分反應(yīng)后從第二螺螺桿擠出機(jī)的出料端擠出。請(qǐng)一并參閱圖2和圖3，圖2是本發(fā)明新型F-TPU材料制備方法第二實(shí)施例的流程圖，圖3是本發(fā)明新型F-TPU材料制備方法第二實(shí)施例的工藝流程圖。具體而言，將A組分分別從化料罐I通過(guò)高位槽4和計(jì)量罐7引入第一單螺桿擠出機(jī)10的進(jìn)料端101并在第一單螺桿擠出機(jī)10進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，第一單螺桿擠出機(jī)10反應(yīng)溫度控制在90°C 110°C時(shí)，將反應(yīng)后的A組分引入第二螺桿擠出機(jī)13的進(jìn)料端131。A組分包括聚酯多元醇、交聯(lián)劑及異氰酸酯，且聚酯多元醇占A組分重量比為50% 70%,交聯(lián)劑占A組分重量比為6% 9%，異氰酸酯占A組分重量比為18% 50%。聚酯多元醇占A組分最佳重量比為65%,交聯(lián)劑占A組分最佳重量比為8 %，異氰酸酯占A組分最佳重量比為27 %。在第一單螺桿擠出機(jī)10的出料端103通過(guò)粉體喂料機(jī)11由失重式粉體計(jì)量器12計(jì)量加入B組分，加入B組分時(shí)反應(yīng)溫度控制在100°C，然后B組分與A組分一同進(jìn)入第二單螺桿擠出機(jī)的13進(jìn)料端131。其中B組分包括:催化劑、發(fā)泡助劑、水、表面活性劑、三異氰酸酯、助硫劑及發(fā)泡劑。催化劑與A組分重量比為1%。 3%。，發(fā)泡助劑與A組分重量比為4%。 5%。，水與A組分重量比為0.9%。 2%。，表面活性劑與A組分重量比為1%。 10%。，三異氰酸酯與A組分重量比為1%。 4%。，助硫劑與A組分重量比為1%。 3%。，發(fā)泡劑與A組分重量比為2% 4%。催化劑與A組分最佳重量比為1.5%。，發(fā)泡助劑與A組分最佳重量比為4%。，水與A組分最佳重量比為1%。，表面活性劑與A組分最佳重量比為3%。，三異氰酸酯與A組分最佳重量比為3%。，助硫劑與A組分最佳重量比為1.5%。，發(fā)泡劑與A組分最佳重量比為3%。除了上述組分外，B組分還包括內(nèi)滑劑、外滑劑及著色劑，內(nèi)滑劑與A組分重量比為1%。 3%。，外滑劑與A組分重量比為2%。 3%。，著色劑與A組分重量比為1%。 10%。。內(nèi)滑劑與A組分最佳重量比為1.5%。，外滑劑與A組分最佳重量比為2.1%。。其中，進(jìn)入第二單螺桿擠出機(jī)的13進(jìn)料端131的A組分和B組分在第二單螺桿擠出機(jī)13擠壓下聚合反應(yīng)，充分反應(yīng)后從第二單螺桿擠出機(jī)13的出料端133擠出。然后將擠出的新型F-TPU材料進(jìn)入水下切粒機(jī)14，水下切割的溫度控制在25°C 30°C。切割完成，利用水分離器15再進(jìn)行水和新型F-TPU材料顆粒的分離，得到的新型F-TPU材料顆粒進(jìn)入風(fēng)干機(jī)15風(fēng)干最后引入貯料罐17。在第一單螺桿擠出機(jī)10的出料端101加入B組分時(shí)也可以同時(shí)加入C組分，C組分和B組分通過(guò)粉體喂料機(jī)11充分混合后，進(jìn)入第一單螺桿擠出機(jī)10的出料端103。C組分包括增韌劑、增塑劑及增強(qiáng)劑，增韌劑與A組分重量比為3 % 8%，增塑劑與A組分重量比為1% 10%，增強(qiáng)劑與A組分重量比為1% 10%。增韌劑與A組分最佳重量比為4%，增塑劑與A組分最佳重量比為7 %，增強(qiáng)劑與A組分最佳重量比為3 % 5 %。在本實(shí)施方式中，異氰酸酯主要成分為二苯基甲烷二異氰酸酯，發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺或碳酸氫鈉，交聯(lián)劑為1，4 丁二醇或己二醇或4-羥乙基氧乙基-1-羥乙基苯二醚，催化劑為金屬類:辛酸亞錫或二丁基錫二月桂酸酯或乙酸汞，或?yàn)榉墙饘兕?三己錫二氨或二甲基乙醇胺，內(nèi)滑劑為油酸酰胺，助硫劑為磷酸二鈣，外滑劑為亞乙基雙硬脂酰胺，著色劑為色粉或色母。請(qǐng)參閱圖4，圖4是本發(fā)明新型F-TPU材料鞋底制備方法一較佳實(shí)施例的流程圖。新型F-TPU材料鞋底制備方法包括以下步驟:步驟S31，用單螺桿擠出機(jī)對(duì)新型F-TPU材料顆粒進(jìn)行加熱和擠壓，熔化新型F-TPU材料顆粒并擠出新型F-TPU材料熔體；步驟S32，將新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具；步驟S33，冷卻固化成型。具體而言，單螺桿擠出機(jī)包括進(jìn)料段、壓縮段及均化段，用單螺桿擠出機(jī)對(duì)新型F-TPU材料顆粒進(jìn)行加熱和擠壓時(shí)，新型F-TPU材料顆粒首先被引進(jìn)單螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料段并且先后進(jìn)入壓縮段和均化段，其中進(jìn)料段溫度控制在140 145°C，壓縮段溫度控制在150 160°C，均化段溫度控制在145 150°C。在單螺桿擠出機(jī)充分熔化新型F-TPU材料顆粒后，擠出新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具，其中，鞋底模具包括中底模具和外底模具，中底模具和外底模具一體成型。從單螺桿擠出機(jī)擠出的新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具時(shí)，注射壓力控制為90 140bar,注射速度控 制為75mm/s,注膠時(shí)間控制為1.7 2.0s,注射時(shí)間控制為3 5min。新型F-TPU材料熔體進(jìn)入鞋底模具遇到鞋底模具模腔的空氣將瞬間膨脹變大，充滿整個(gè)鞋底模具的模腔并在模腔冷卻固化成型。冷卻固化成型時(shí)，中底和外底一體成型，冷卻時(shí)間為60 80s。成型的鞋底達(dá)到1:1的發(fā)泡比例，即鞋底的大小與鞋底模具模腔的
大小一致。本發(fā)明實(shí)施例還提供新型F-TPU材料鞋底，新型F-TPU材料鞋底包括中底和外底，中底和外底一體成型。本發(fā)明的新型F-TPU材料鞋底及其制備方法所選用的所有原料均無(wú)毒害，生產(chǎn)過(guò)程不產(chǎn)生有毒氣體和有毒液體。不需要沾接劑，中底和外底一次成型，可減少大量體力勞動(dòng)。邊腳料可反復(fù)使用，原料利用率達(dá)到100%，非常環(huán)保，并且發(fā)泡程度高，發(fā)泡比重在
0.3 0.5之間，降低了原料成本。本發(fā)明實(shí)施例中，可以采用新型F-TPU材料進(jìn)行一次成型生產(chǎn)工藝，不僅避免了原有生產(chǎn)工藝中材料毒性以及手工生產(chǎn)的弊端和缺點(diǎn)，同時(shí)本發(fā)明中的新型F-TPU材料鞋底產(chǎn)品不僅具有傳統(tǒng)TPU材料的各種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有鞋底強(qiáng)度高、彈性好、質(zhì)輕、耐磨、舒適、防滑，對(duì)地面的沖擊具有緩沖作用，可制成多種顏色、多硬度鞋底等優(yōu)點(diǎn)，必將為中國(guó)鞋底行業(yè)開(kāi)辟一個(gè)新型材料和新型生產(chǎn)工藝的使用道路。綜上所述，本發(fā)明的新型F-TPU材料鞋底及其制備方法，具有無(wú)污染、成本低和工藝簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在 本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 用單螺桿擠出機(jī)對(duì)新型F-TPU材料顆粒進(jìn)行加熱和擠壓，熔化新型F-TPU材料顆粒并擠出新型F-TPU材料熔體； 將新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具； 冷卻固化成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底制備方法，其特征在于，單螺桿擠出機(jī)包括進(jìn)料段、壓縮段及均化段，進(jìn)料段溫度控制在140 145°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底制備方法，其特征在于，壓縮段溫度控制在150 160°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底制備方法，其特征在于，均化段溫度控制在145 150°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底制備方法，其特征在于，新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具時(shí)，注射壓力為90 140bar，注射速度為75mm/s，注膠時(shí)間為1.7 2.0s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底制備方法，其特征在于，新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具時(shí)，注射時(shí)間為3 5min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底制備方法，其特征在于，冷卻固化成型時(shí)，冷卻時(shí)間為60 80s。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底制備方法，其特征在于，所述鞋底模具包括中底模具和外底模具，所述中底模具和所述外底模具一體成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底制備方法，其特征在于，冷卻固化成型時(shí)，中底和外底一體成型。
10.一種新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料鞋底，其特征在于，所述新型F-TPU材料鞋底包括中底和外底，所述中底和所述外底一體成型。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種新型發(fā)泡熱塑性聚氨酯彈性體材料(新型F-TPU材料)鞋底制備方法。包括如下步驟用單螺桿擠出機(jī)對(duì)新型F-TPU材料顆粒進(jìn)行加熱和擠壓，熔化新型F-TPU材料顆粒并擠出新型F-TPU材料熔體；將新型F-TPU材料熔體注入鞋底模具；冷卻固化成型。本發(fā)明還公開(kāi)新型F-TPU材料鞋底。本發(fā)明的新型F-TPU材料鞋底及其制備方法中，新型F-TPU材料鞋底強(qiáng)度高、彈性好、質(zhì)輕、耐磨、舒適、防滑，對(duì)地面的沖擊具有緩沖作用，還可制成多種顏色、多硬度鞋底，鞋底中底和外底一體成型，同時(shí)具有無(wú)污染、成本低和工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08L75/06GK103183955SQ20111044651
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者岳興龍, 張榮立 申請(qǐng)人:北京中能江龍科技開(kāi)發(fā)有限公司