一種納米硅灰石?生物基聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種納米硅灰石?生物基聚氨酯復(fù)合材料，由以下重量份的原料組成：生物基聚醚多元醇70?90份，甲苯二異氰酸酯30?45份，竹炭粉15?25份，殼聚糖5?6份，活性炭1?3份，海藻酸鈉1?3份，明膠1?3份，蔗糖脂肪酯10?15份，3%氯化鈣溶液5?8份，金銀花精油0.1?0.3份，當(dāng)歸精油0.1?0.3份，二月桂酸二丁基錫2?4份，1,3?丙二醇3?5份，發(fā)泡劑CFA?A8 0.5?2份，乙酸溶液10?20份，醋酸0.5?1份，水適量，乙醇適量，納米硅灰石3?8份，醋酸銨6?15份。本發(fā)明聚氨酯復(fù)合材料具有良好的透氣性能和抗菌除臭功效。
【專利說明】
一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及鞋材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米娃灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鞋類產(chǎn)品的穿用舒適性研究是現(xiàn)代制鞋領(lǐng)域的前沿課題之一，它是人們生活水平提高后的必然產(chǎn)物，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。隨著中國擴(kuò)大內(nèi)需、刺激消費(fèi)政策的實(shí)施、中產(chǎn)階層數(shù)量的擴(kuò)大和城市化進(jìn)程的加快，對質(zhì)量較好、款式新穎的鞋類產(chǎn)品的消費(fèi)和需求也將穩(wěn)步增加。同時，高新技術(shù)日新月異，新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮，從而推動新材料的不斷發(fā)展和更新。新材料的成功應(yīng)用將給制鞋業(yè)帶來預(yù)想不到的成果，在這個過程中，鞋面材料的熱濕傳遞性能，是影響舒適性的基本條件和重要因素。
[0003]聚氨酯彈性體具有緩沖性能好，質(zhì)輕、耐磨、防滑等特點(diǎn)，加工性能好，已成為制鞋工業(yè)中一種重要的鞋用合成材料，可用于制造棒球鞋、高爾夫球、足球等的運(yùn)功鞋、鞋底、鞋跟、鞋頭，以及滑雪鞋、安全鞋、休閑鞋等。用于鞋材的聚氨酯材料有澆注型微孔彈性體及熱塑性聚氨酯彈性體等，以微孔彈性體鞋底為主。聚氨酯微孔彈性體質(zhì)輕，耐磨性又好，而且制品密度低，比傳統(tǒng)的橡膠底和PVC鞋材要輕得多，而且設(shè)計(jì)可多樣化，還可在注射成型中加入可熱分解發(fā)泡劑，制成發(fā)泡TPU彈性鞋材。
[0004]黃國清等人在其發(fā)表的一種原位包埋微膠囊香精性質(zhì)的研究一文中，利用原位聚合法制得香精含量為32.5%的微膠囊，它的粒徑為1_4μπι，此類制備過程中基本都需要加入甲醛生成預(yù)聚體，達(dá)不到環(huán)保的要求。另外王俊華等人在其發(fā)表的芳香保健微膠囊的研制及其在紡織品中的應(yīng)用一文中，使用用界面聚合法制備了以聚氨酯為壁材、薰衣草為芯材的芳香整理劑，包載率達(dá)80%左右，3個月之后清香依舊。
[0005]受此啟發(fā)，開發(fā)一種用于鞋材的透氣性好、能夠除臭的聚氨酯復(fù)合材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料，由以下重量份的原料組成:生物基聚醚多元醇70-90份，甲苯二異氰酸酯30-45份，竹炭粉15-25份，殼聚糖5_6份，活性炭1_3份，海藻酸鈉1-3份，明膠1-3份，蔗糖脂肪酯10-15份，3%氯化鈣溶液5-8份，金銀花精油0.1-0.3份，當(dāng)歸精油0.1-0.3份，二月桂酸二丁基錫2-4份，I，3-丙二醇3-5份，發(fā)泡劑CFA-A8 0.5_2份，乙酸溶液10-20份，醋酸0.5-1份，水適量，乙醇適量，納米硅灰石3-8份，醋酸銨6-15份。
[0008]具體步驟如下:
(I)室溫下，取殼聚糖加入到乙酸溶液中，充分?jǐn)嚢枋箽ぞ厶峭耆芙?，然后加入竹炭粉、活性炭，充分?jǐn)嚢?-3小時，調(diào)成糊狀，放置12-20小時，然后在造粒機(jī)上制得球狀顆粒，在干燥箱內(nèi)烘干，備用；
(2)微膠囊的制備:
①、壁材的制備:將海藻酸鈉溶液、明膠溶液加入容器中攪拌均勻，得到壁材溶液；
②、乳化:在壁材溶液中加入蔗糖脂肪酯，攪拌混合均勻，再加入芯材金銀花精油、當(dāng)歸精油于10000-20000rmp高速剪切乳化5-15分鐘；
③、微膠囊的固化:在不斷攪拌的條件下，向乳化液中加入醋酸調(diào)節(jié)溶液的pH呈酸性，同時加入3%氯化鈣溶液，置于冰水浴中攪拌50-80分鐘后，靜置，待微膠囊沉降；
④、后處理:傾去上清液，過濾，水洗至中性，再用無水乙醇洗滌，干燥即得金銀花精油、當(dāng)歸精油微膠囊；
(3)將納米硅灰石與醋酸銨于50-80°C攪拌10-16小時，將此懸浮液過濾并回收醋酸銨，然后放入真空干燥箱于50-70°C干燥20-30小時，研磨，過篩，得到改性納米硅灰石；
(4)將步驟(I)得到的球狀顆粒與步驟(2)制備的微膠囊加入攪拌釜中，加入生物基聚醚多元醇、步驟(3)得到的改性納米硅灰石以及除去甲苯二異氰酸酯以外的剩余原料，以800-1500rpm的速度攪拌至混合均勻，得到混合料；
(5)將甲苯二異氰酸酯加入到步驟(4)得到的混合料，以2000-3000rpm的速度攪拌20-60秒，立即澆注注到事先涂有脫模劑并預(yù)熱至40-50°C的模具中，將模具封閉后，30-50分鐘后脫模，轉(zhuǎn)入烘箱中60-90°C下熟化7-9小時出料，得到一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料。
[0009]其中，所述的步驟(2)微膠囊的制備中壁材溶液是濃度為1%_3%的海藻酸鈉溶液，4%-7%的明膠溶液。
[0010]本發(fā)明的一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)占.V.(1)本發(fā)明利用微膠囊技術(shù)制備以中草藥金銀花、當(dāng)歸為芯材，海藻酸鈉、明膠為壁材的清香除臭的微膠囊，既保持囊芯材料的清香除臭性質(zhì)又能緩慢釋放囊芯材料，延長作用時間，同時可提高與聚氨酯材料的相容性，使得聚氨酯復(fù)合材料的抗菌除臭功效顯著；
(2)使用竹炭、活性炭與殼聚糖為原料，制備殼聚糖/竹炭-活性炭復(fù)合多孔吸附劑，殼聚糖可以較好的負(fù)載在竹炭、活性炭上，經(jīng)混合結(jié)合后凹凸不平明顯，蜂窩增強(qiáng)，使得聚氨酯復(fù)合材料具有良好的透氣性能，同時達(dá)到除臭功效；
(3)本發(fā)明利用原位聚合的機(jī)理，即聚合反應(yīng)是在納米纖維狀硅灰石存在時進(jìn)行的，而不是聚合完成以后再添加納米纖維狀硅灰石，該方法克服了納米硅灰石在分散進(jìn)入聚合物基體時的自聚作用，更有利于納米材料的均勻分散，而且納米分散相與生物基聚氨酯基體界面具有理想的粘接性能，材料基體的熱膨脹系數(shù)相匹配，更有利于聚氨酯復(fù)合材料性能的提高。
【具體實(shí)施方式】
一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料，由以下重量份(公斤)的原料組成:生物基聚醚多元醇85，甲苯二異氰酸酯40，竹炭粉20，殼聚糖5，活性炭2，聚乙二醇1.5，海藻酸鈉2，明膠I，蔗糖脂肪酯12，3%氯化鈣溶液6，金銀花精油0.2，當(dāng)歸精油0.2，二月桂酸二丁基錫3，I，
3-丙二醇4，發(fā)泡劑CFA-A8 I，乙酸溶液15，醋酸I，納米硅灰石4，醋酸銨10，水適量，乙醇適量。
[0011]具體步驟如下: (1)室溫下，取殼聚糖加入到乙酸溶液中，充分?jǐn)嚢枋箽ぞ厶峭耆芙?，然后加入竹炭粉、活性炭，充分?jǐn)嚢?小時，調(diào)成糊狀，放置15小時，然后在造粒機(jī)上制得球狀顆粒，在干燥箱內(nèi)烘干，備用；
(2)微膠囊的制備:
①、壁材的制備:將海藻酸鈉溶液、明膠溶液加入容器中攪拌均勻，得到壁材溶液；
②、乳化:在壁材溶液中加入蔗糖脂肪酯，攪拌混合均勻，再加入芯材金銀花精油、當(dāng)歸精油于15000rmp高速剪切乳化10分鐘；
③、微膠囊的固化:在不斷攪拌的條件下，向乳化液中加入醋酸調(diào)節(jié)溶液的PH呈酸性，同時加入3%氯化鈣溶液，置于冰水浴中攪拌60分鐘后，靜置，待微膠囊沉降；
④、后處理:傾去上清液，過濾，水洗至中性，再用無水乙醇洗滌，干燥即得金銀花精油、當(dāng)歸精油微膠囊；
(3 )將納米硅灰石與醋酸銨于60 0C攪拌12小時，將此懸浮液過濾并回收醋酸銨，然后放入真空干燥箱于60°C干燥25小時，研磨，過篩，得到改性納米硅灰石；
(4)將步驟(I)得到的球狀顆粒與步驟(2)制備的微膠囊加入攪拌釜中，加入生物基聚醚多元醇、步驟(3)得到的改性納米硅灰石以及除去甲苯二異氰酸酯以外的剩余原料，以I OOOrpm的速度攪拌至混合均勾，得到混合料；
(5)將甲苯二異氰酸酯加入到步驟(4)得到的混合料，以2500rpm的速度攪拌40秒，立即澆注注到事先涂有脫模劑并預(yù)熱至45°C的模具中，將模具封閉后，40分鐘后脫模，轉(zhuǎn)入烘箱中80°C下熟化8小時出料，得到一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料。
[0012]其中，上述的步驟(2)微膠囊的制備中壁材溶液是濃度為2%的海藻酸鈉溶液，5%的明膠溶液。
[0013]本發(fā)明產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù):除臭性能優(yōu)異，透氣性良好，徑向拉斷強(qiáng)度/瑋向拉斷強(qiáng)度〉435N/3CM，徑/瑋向撕裂強(qiáng)度〉29N，老化試驗(yàn)不開裂。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量份的原料組成:生物基聚醚多元醇70-90份，甲苯二異氰酸酯30-45份，竹炭粉15-25份，殼聚糖5-6份，活性炭1-3份，海藻酸鈉1-3份，明膠1-3份，蔗糖脂肪酯10-15份，3%氯化鈣溶液5-8份，金銀花精油0.1-0.3份，當(dāng)歸精油0.1-0.3份，二月桂酸二丁基錫2-4份，I，3-丙二醇3_5份，發(fā)泡劑CFA-A8 0.5-2份，乙酸溶液10-20份，醋酸0.5_1份，水適量，乙醇適量，納米硅灰石3_8份，醋酸銨6-15份。2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)室溫下，取殼聚糖加入到乙酸溶液中，充分?jǐn)嚢枋箽ぞ厶峭耆芙?，然后加入竹炭粉、活性炭，充分?jǐn)嚢?-3小時，調(diào)成糊狀，放置12-20小時，然后在造粒機(jī)上制得球狀顆粒，在干燥箱內(nèi)烘干，備用； (2)微膠囊的制備: ①、壁材的制備:將海藻酸鈉溶液、明膠溶液加入容器中攪拌均勻，得到壁材溶液； ②、乳化:在壁材溶液中加入蔗糖脂肪酯，攪拌混合均勻，再加入芯材金銀花精油、當(dāng)歸精油于10000-20000rmp高速剪切乳化5-15分鐘； ③、微膠囊的固化:在不斷攪拌的條件下，向乳化液中加入醋酸調(diào)節(jié)溶液的pH呈酸性，同時加入3%氯化鈣溶液，置于冰水浴中攪拌50-80分鐘后，靜置，待微膠囊沉降； ④、后處理:傾去上清液，過濾，水洗至中性，再用無水乙醇洗滌，干燥即得金銀花精油、當(dāng)歸精油微膠囊； (3)將納米硅灰石與醋酸銨于50-80°C攪拌10-16小時，將此懸浮液過濾并回收醋酸銨，然后放入真空干燥箱于50-70°C干燥20-30小時，研磨，過篩，得到改性納米硅灰石； (4)將步驟(I)得到的球狀顆粒與步驟(2)制備的微膠囊加入攪拌釜中，加入生物基聚醚多元醇、步驟(3)得到的改性納米硅灰石以及除去甲苯二異氰酸酯以外的剩余原料，以800-1500rpm的速度攪拌至混合均勻，得到混合料； (5)將甲苯二異氰酸酯加入到步驟(4)得到的混合料，以2000-3000rpm的速度攪拌20-60秒，立即澆注注到事先涂有脫模劑并預(yù)熱至40-50°C的模具中，將模具封閉后，30-50分鐘后脫模，轉(zhuǎn)入烘箱中60-90°C下熟化7-9小時出料，得到一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料。3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種納米硅灰石-生物基聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2 )微膠囊的制備中壁材溶液是濃度為1%_3%的海藻酸鈉溶液，4%-7%的明膠溶液。
【文檔編號】C08G18/48GK106084175SQ201610567217
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月19日
【發(fā)明人】黃偉
【申請人】黃偉