一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料及其制备方法技术

本申请涉及领域，具体公开一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料及其制备方法，生物基聚氨酯复合材料由

【技术实现步骤摘要】
一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料及其制备方法


[0001]本申请涉及生物基聚氨酯材料的领域，更具体地说，它涉及一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]聚氨酯材料具有优异的物理性能和良好的加工性能，被广泛应用于鞋垫
。
[0003]聚氨酯材料是由含有醇羟基的多元醇和异氰酸酯反应而制得，一般使用的多元醇包括聚醚多元醇和聚酯多元醇，而这些原料均来源于不可再生的石油原料，以此多元醇制得的聚氨酯降解性较低，对环境的环保性较低，因此有研究提出使用生物基多元醇代替一般多元醇来制备聚氨酯材料
。
[0004]常见的生物基多元醇一般来源于植物油
、
植物纤维和聚乳酸纤维等，使用这些生物基多元醇制得的聚氨酯材料具有较好的生物降解性，但是力学性能相对于一般多元醇来说较低，这些生物基多元醇制备得到的聚氨酯材料应用于鞋垫中后，制得的鞋垫使用一段时间后容易出现变形的情况，弹性较低，且鞋垫在使用的过程中容易滋生很多细菌，出现臭脚的情况，降低了生物基聚氨酯材料在鞋垫中的应用
。

技术实现思路

[0005]为了解决常规使用的生物基聚氨酯材料应用于鞋垫中，容易变形，弹性较低且容易滋生细菌的问题，本申请提供一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料及其制备方法
。
[0006]第一方面，本申请提供一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料，采用如下的技术方案：一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料，由
A
组份和/>B
组份组成，所述
A
组份由以下重量份的原料制得：生物基多元醇
42
～
62
份
、
扩链剂3～6份
、
稳定剂1～2份
、
催化剂
0.5
～
1.5
份
、
水
0.2
～
0.4
份；所述
B
组份由以下重量份的原料制得：二异氰酸酯
20
～
40
份
、
聚己内酯多元醇5～
15
份
、
抗菌助剂5～
10
份
、
抗氧剂
0.1
～
0.3
份
。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请的生物基聚氨酯复合材料由
A
组份和
B
组份组成，
A
组份和
B
组份分别进行储存，体系性能稳定，应用于鞋垫中时，将
A
组份和
B
组份以用量比为
1:(0.82
‑
0.92)
的比例进行混合反应，以此制得的鞋垫具有较好的弹性
、
较小的永久压缩变形率
、
抗菌性和生物降解性
。
[0008]混合反应时，在催化剂的作用下，生物基多元醇和聚己内酯多元醇提供醇羟基，均能够与二异氰酸酯进行反应，扩链剂起到较好的扩链交联作用，能够进一步提升制得的鞋垫的弹性和耐压缩变形性，水作为发泡剂，稳定剂具有稳定体系反应和匀泡的作用，在稳定剂的作用下，体系进行稳定地反应并进行发泡，制得的鞋垫具有较好的弹性和耐压缩变形性，抗氧化剂具有较好的抗氧化的作用，能够提升制得的鞋垫的耐候性，抗菌助剂具有较好的抗菌性，加入至
B
组份中，能够起到较好的抗菌作用的同时，还能够进一步提升制得的生物基聚氨酯复合材料应用于鞋垫中的生物降解性
。
[0009]优选的，所述生物基多元醇由以下重量份的原料制得：环氧大豆油
20
～
35
份
、
二甘醇
40
～
60
份
、
催化剂
0.05
～
0.15
份
。
[0010]通过采用上述技术方案，环氧大豆油和二甘醇在催化剂的作用下进行羟基化反应，以此制备得到的含有大豆油基的生物基多元醇，本申请制得的生物基多元醇的主链含有酯基和侧链含有长直链醚基，相对于常规使用的聚醚多元醇和聚酯多元醇来说，分子结构具有较好的柔软性和多分支网状结构，结合了聚醚多元醇和聚酯多元醇的优异性能，具有较好的柔软性
、
弹性和生物降解性等性能，以此制得的生物基聚氨酯复合材料应用于鞋垫中具有较好的弹性
、
耐压缩变形性和环保性
。
[0011]优选的，所述生物基多元醇由以下步骤制得：
A1、
按重量份计，将
20
～
35
份环氧大豆油
、40
～
60
份二甘醇和
0.05
～
0.15
份催化剂加入反应设备中，升温至
90
～
110℃
，反应3～
5h
；
A2、
降温至
25
～
35℃
后，静置分离出油相，向油相中加入
10
～
20
份5～
15wt
％的碳酸钠水溶液进行洗涤，后水洗至
pH
＝8～9，继续分离出油相，将油相进行减压蒸馏，制得生物基多元醇；催化剂为浓硫酸
。
[0012]通过采用上述技术方案，首先在较优的条件下，以浓硫酸作为催化剂，使得环氧大豆油和二甘醇进行反应，制备得到大豆油基的生物基多元醇，向制备得到的生物基多元醇中较优浓度的碳酸钠水溶液后进行洗涤，以除去大豆油基多元醇中的酸杂质，后进行减压蒸馏，去除大豆油基多元醇中的低沸点杂质，进而制备得到生物基多元醇
。
[0013]优选的，所述抗菌助剂由用量比为
1:(0.4
～
0.6):(2
～
3)
的蓖麻油酸锌
、
蓖麻油和长链烷基硅烷偶联剂混合组成
。
[0014]通过采用上述技术方案，蓖麻油酸锌是一种含有活性锌的抗菌材料，蓖麻油为含有多羟基的植物油，以蓖麻油作为蓖麻油酸锌的分散载体，能够使得蓖麻油酸锌稳定地分散至长链烷基硅烷偶联剂中，以较优比例的蓖麻油酸锌
、
蓖麻油和长链烷基硅烷偶联剂进行复配，在三者的协同作用下，制得的抗菌助剂能够稳定地分散至
B
组份中，抗菌助剂能够与二异氰酸酯进行进一步交联反应，制得的生物基聚氨酯复合材料应用于鞋垫中时，在提升鞋垫的抗菌性和生物降解性的同时，还能够进一步提升鞋垫的弹性和耐压缩变形性
。
[0015]优选的，所述扩链剂为乙二醇
、
丁二醇
、
三羟甲基丙烷
、
乙二胺
、
己二胺和异佛尔酮二胺中的一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料，其特征在于，由
A
组份和
B
组份组成，所述
A
组份由以下重量份的原料制得：生物基多元醇
42
～
62
份
、
扩链剂3～6份
、
稳定剂1～2份
、
催化剂
0.5
～
1.5
份
、
水 0.2
～
0.4
份；所述
B
组份由以下重量份的原料制得：二异氰酸酯
20
～
40
份
、
聚己内酯多元醇5～
15
份 、
抗菌助剂5～
10
份
、
抗氧剂
0.1
～
0.3
份
。2.
根据权利要求1所述的一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料，其特征在于，所述生物基多元醇由以下重量份的原料制得：环氧大豆油
20
～
35
份
、
二甘醇
40
～
60
份
、
催化剂
0.05
～
0.15
份
。3.
根据权利要求2所述的一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料，其特征在于，所述生物基多元醇由以下步骤制得：
A1、
按重量份计，将
20
～
35
份环氧大豆油
、40
～
60
份二甘醇和
0.05
～
0.15
份催化剂加入反应设备中，升温至
90
～
110℃
，反应3～
5h
；
A2、
降温至
25
～
35℃
后，静置分离出油相，向油相中加入
10
～
20
份5～
15wt%
的碳酸钠水溶液进行洗涤，后水洗至
pH=8
～9，继续分离出油相，将油相进行减压蒸馏，制得生物基多元醇；催化剂为浓硫酸
。4.
根据权利要求1所述的一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料，其特征在于，所述抗菌助剂由用量比为
1:
（
0.4
～
0.6
）
:
（2～3）的蓖麻油酸锌
、
蓖麻油和长链烷基硅烷偶联剂混合组成
。5.
根据权利要求1所述的一种应用于鞋垫的生物基聚氨酯复合材料，其特征在于，所述扩链剂为乙二醇
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈森，杨海波，
申请(专利权)人：东莞市森宏新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：