一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物及制备方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯鞋材领域，具体涉及一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物及制备方法；通过分别在A料和B料中预分散石墨烯，从而有利于提升聚氨酯鞋材的柔韧性和强度。将石墨烯与木质纤维复合增塑处理，进一步以热塑性聚丁二酸丁二醇酯为载体，利用同向双螺杆挤出机的强剪切将石墨烯分散其中，并粉碎呈絮状，然后加入聚酯多元醇，通过球磨，石墨烯分散物以胶粒状分散在聚酯多元醇中，这种石墨烯分散胶粒，不但具有良好的柔性，而且石墨烯的丰富界面能够有效促进聚氨酯的力学性能提升，在提升耐挠曲性能方面具有显著优势。本发明专利技术制备方法简单，对聚氨酯鞋材生产企业产品升级具有显著意义。

【技术实现步骤摘要】
一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物及制备方法
本专利技术属于聚氨酯鞋材领域，具体涉及一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物及制备方法。
技术介绍
聚氨酯是一种多功能多用途的合成高分子材料，通常是由低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂/交联剂反应制得。与金属材料相比，聚氨酯具有重量轻、噪音低、耐损耗、加工费用低及耐酸腐蚀等优点。与塑料相比，有高韧性、高耐磨性等优点。与一般橡胶相比，聚氨酯具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承载性，耐臭氧等优点，并且制造简单，可灌封、浇注，硬度范围广。由于原料选择和反应成型工艺的不同可以制备成如硬泡保温材料、软泡垫材、弹性体材料、微孔弹性体鞋材、高弹纤维、织物及革涂层、涂料、粘接剂、密封胶等。由于产品形态和制作工艺的多样化，其应用领域极为广泛，在保温、冷链、交通、建筑、家居、鞋制品、机械配件、体育器材等均有应用。聚氨酯作为鞋材近些年在制鞋领域得到的了快速的发展。目前常用的鞋材大都是以聚氯乙烯为材质，其弹性差、耐磨性差，而且柔软度不够。由于聚氨酯作为鞋材具有耐磨、防滑、轻质的特性，目前在市场上逐步取代聚氯乙烯、热塑性弹性体、乙烯醋酸乙烯共聚物等成为优质鞋材的首选。聚氨酯具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等特点，加工性能好，已成为制鞋工业中一种重要的鞋用合成材料，制造棒球鞋、高尔夫球、足球等的运动鞋、鞋底、鞋跟、鞋头，以及滑雪鞋、安全鞋、休闲鞋等。用于鞋材的聚氨酯材料有浇注型微孔弹性体及热塑性聚氨酯弹性体等，以微孔弹性体鞋底为主。聚氨酯微孔弹性体质轻，耐磨性又好，受到制鞋厂商的青睐。制品密度在0.6g/cm3以下，比传统的橡胶体和PVC鞋材要轻得多。而且，聚氨酯鞋材解决了目前国内塑料底和橡胶底容易断底等问题和橡胶底容易开胶的问题。使鞋材产业在加工工艺、成型工艺、安全性能、舒适等发生重大变化。目前，高档鞋材逐步抛弃橡胶，开始使用聚氨酯材料。聚氨酯材料尽管具有优异的力学性能，良好的耐磨，耐油性能，但在用于鞋底材料时，为了保证强度，普遍使用的聚酯型多元醇为原料的原液；其在制备的聚氨酯鞋材，柔性较差，特别是低温时柔韧性急剧降低，无法提供较好的耐挠曲性能。现有技术一般通过在A液中复合部分聚醚多元醇来增加软段，以增加聚氨酯鞋材的柔韧性。尽管聚醚型聚氨酯具有较好的耐低温性，然而其抗撕裂及抗拉伸强度较低，无法满足鞋材的基本性能要求，只能替代部分聚酯型聚氨酯，不能解决根本的提升聚氨酯鞋材的低温柔性。中国专利技术专利申请号201810195976.7公开了高回弹耐低温聚氨酯鞋底原料及其制备方法，该专利提供的技术方案是通过多种聚酯多元醇的搭配组合获得的聚氨酯材料具有高回弹性，其在低温条件下具有足够的耐折性能。中国专利技术专利申请号201110408610.1公开了一种含有木碎的聚氨酯鞋材及其制造方法，通过加入木碎，获得质量轻、高缓冲、高弹性、强度高的聚氨酯鞋材。但在制备高档鞋材时，上述方法对聚氨酯材料柔韧性提升有限。
技术实现思路
聚酯多元醇型聚氨酯具有较高的强度，但韧性较差，在一些要求较高的运动型鞋底材中，普通的聚酯多元醇型聚氨酯难以满足高档鞋材的需要。为此，本专利技术提出一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物及制备方法。一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物，其特征在于，包括90-100重量份的A料和80-90重量份的B料；其中：A料由如下方法得到：将3-5重量份石墨烯与5-10重量份木质纤维、1-5重量份聚乙二醇在高速混合机中分散均匀，然后加入20-30重量份的热塑性聚丁二酸丁二醇酯预混均匀，送入双螺杆挤出机挤出在100-120℃混炼挤出，得到团状石墨烯分散物；将石墨烯分散物粉碎生成絮状物，然后加入聚酯多元醇，在70-80℃的球磨机中研磨10-15min，石墨烯分散物以胶粒状分散在聚酯多元醇中，形成含有胶粒的聚酯多元醇；然后加入扩链剂、催化剂、发泡剂、均泡剂分散均匀，得到A料；B料由如下方法得到：将石墨烯、纳米氧化锌、二异氰酸酯加入球磨机研磨分散，得到细腻浆料，然后投入反应釜中，反应釜温度控制在80-90℃，在50-100rpm速度下搅拌，同时加入有机铋、聚醚多元醇，搅拌反应20-30min，放料至，温度降至室温，密封包装，得到预聚体B料。进一步，提供一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物的制备方法，其特征在于，具体的制备方法如下：S1：将3-5重量份石墨烯与5-10重量份木质纤维、1-5重量份聚乙二醇在高速混合机中分散均匀，然后加入20-30重量份的热塑性聚丁二酸丁二醇酯预混均匀，送入双螺杆挤出机在100-120℃混炼挤出，得到团状石墨烯分散物；S2:将石墨烯分散物粉碎生成絮状物，然后加入聚酯多元醇，在70-80℃的球磨机中研磨10-15min，石墨烯分散物以胶粒状分散在聚酯多元醇中，形成含有胶粒的聚酯多元醇；然后加入扩链剂、催化剂、发泡剂、均泡剂分散均匀，得到A料；S3：将石墨烯、纳米氧化锌、二异氰酸酯加入球磨机研磨分散，得到细腻浆料，然后投入反应釜中，反应釜温度控制在80-90℃，在50-100rpm速度下搅拌，同时加入有机铋、聚醚多元醇，搅拌反应20-30min，放料至，温度降至室温，密封包装，得到预聚体B料。优选的，步骤S1中所述热塑性聚丁二酸丁二醇酯为具有热塑性加工性的高分子聚丁二酸丁二醇酯；优选由德国巴斯夫提供的PBSH1200。优选的，步骤S1中所述双螺杆为同向向双螺杆挤出机，具有较高的剪切分散功效。优选的，步骤S1中所述聚乙二醇为聚乙二醇400、聚乙二醇600中的至少一种。聚乙二醇对木质纤维具有一定的增塑性，由于石墨烯用量较少，因此，首先将石墨烯与木质纤维复合增塑处理，进一步以热塑性聚丁二酸丁二醇酯为载体，利用同向双螺杆挤出机的强剪切将石墨烯分散其中，并粉碎呈絮状，然后加入聚酯多元醇，通过球磨，石墨烯分散物以胶粒状分散在聚酯多元醇中，这种石墨烯分散胶粒，具有较大的颗粒，易于在A料中分散而不团聚，特别是石墨烯分散物以胶粒状分散，不但具有良好的柔性，而且石墨烯的丰富界面能够有效促进聚氨酯的力学性能提升，在提升抗撕裂、耐挠曲性能方面具有显著优势。优选的，步骤S2中所述石墨烯分散物、聚酯多元醇、扩链剂、催化剂、发泡剂、均泡剂按照重量份计为：石墨烯分散物1-5份、聚酯多元醇80-85份、扩链剂3-5份、催化剂0.1-0.3份、发泡剂0.1-0.4份、均泡剂0.1-0.2份。进一步优选的，步骤S2中所述聚酯多元醇为分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯或聚己二酸丁二醇酯。进一步优选的，S2中所述扩链剂选用1，4-丁二醇、乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、甲基二乙醇胺中的一种。进一步优选的，S2中所述催化剂为三乙烯二胺与DabcoKTM60胺类催化剂(美国空气产品公司提供)以质量比1:2的复合物，其可以有效提高微发泡反应的流动性，从而使聚氨酯鞋材更为均匀，辅助柔韧性提升。进一步优选的，S2中所述发泡剂为水。进一步优选的，S2中所述均泡剂为二甲基硅氧烷。优选的，步骤S3中所述石墨烯、纳米氧化锌、二异氰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物，其特征在于，包括90-100重量份的A料和80-90重量份的B料；其中：/nA料由如下方法得到：/n将3-5重量份石墨烯与5-10重量份木质纤维、1-5重量份聚乙二醇在高速混合机中分散均匀，然后加入20-30重量份的热塑性聚丁二酸丁二醇酯预混均匀，送入双螺杆挤出机挤出在100-120℃混炼挤出，得到团状石墨烯分散物；/n将石墨烯分散物粉碎生成絮状物，然后加入聚酯多元醇，在70-80℃的球磨机中研磨10-15min，石墨烯分散物以胶粒状分散在聚酯多元醇中，形成含有胶粒的聚酯多元醇；然后加入扩链剂、催化剂、发泡剂、均泡剂分散均匀，得到A料；/nB料由如下方法得到：/n将石墨烯、纳米氧化锌、二异氰酸酯加入球磨机研磨分散，得到细腻浆料，然后投入反应釜中，反应釜温度控制在80-90℃，在50-100rpm速度下搅拌，同时加入有机铋、聚醚多元醇，搅拌反应20-30min，放料至，温度降至室温，密封包装，得到预聚体B料。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物，其特征在于，包括90-100重量份的A料和80-90重量份的B料；其中：
A料由如下方法得到：
将3-5重量份石墨烯与5-10重量份木质纤维、1-5重量份聚乙二醇在高速混合机中分散均匀，然后加入20-30重量份的热塑性聚丁二酸丁二醇酯预混均匀，送入双螺杆挤出机挤出在100-120℃混炼挤出，得到团状石墨烯分散物；
将石墨烯分散物粉碎生成絮状物，然后加入聚酯多元醇，在70-80℃的球磨机中研磨10-15min，石墨烯分散物以胶粒状分散在聚酯多元醇中，形成含有胶粒的聚酯多元醇；然后加入扩链剂、催化剂、发泡剂、均泡剂分散均匀，得到A料；
B料由如下方法得到：
将石墨烯、纳米氧化锌、二异氰酸酯加入球磨机研磨分散，得到细腻浆料，然后投入反应釜中，反应釜温度控制在80-90℃，在50-100rpm速度下搅拌，同时加入有机铋、聚醚多元醇，搅拌反应20-30min，放料至，温度降至室温，密封包装，得到预聚体B料。


2.一种如权利要求1所述柔韧性聚氨酯鞋材组合物的制备方法，其特征在于，具体的制备方法如下：
S1：将3-5重量份石墨烯与5-10重量份木质纤维、1-5重量份聚乙二醇在高速混合机中分散均匀，然后加入20-30重量份的热塑性聚丁二酸丁二醇酯预混均匀，送入双螺杆挤出机在100-120℃混炼挤出，得到团状石墨烯分散物；
S2:将石墨烯分散物粉碎生成絮状物，然后加入聚酯多元醇，在70-80℃的球磨机中研磨10-15min，石墨烯分散物以胶粒状分散在聚酯多元醇中，形成含有胶粒的聚酯多元醇；然后加入扩链剂、催化剂、发泡剂、均泡剂分散均匀，得到A料；
S3：将石墨烯、纳米氧化锌、二异氰酸酯加入球磨机研磨分散，得到细腻浆料，然后投入反应釜中，反应釜温度控制在80-90℃，在50-100rpm速度下搅拌，同时加入有机铋、聚醚多元醇，搅拌反应20-30min，放料至，温度降至室温，密封包装，得到预聚体B料。


3.根据权利要求2所述一种柔韧性聚氨酯鞋材组合物的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶正芬，
申请(专利权)人：叶正芬，
类型：发明
国别省市：浙江;33