安全鞋底用聚氨酯材料的生产工艺

    聚氨酯(PU)微孔弹性体鞋底材料于20世纪60年代末期在欧洲实现了工业化,70年代进入美国市场,80年代起在全球得到了迅猛发展。用微孔聚氨酯弹性体制作的鞋底具有强度高、弹性好、舒适、耐磨、耐折、耐油、耐腐蚀、质轻和防滑等特点,对地面的冲击具有缓冲作用,可制成各种颜色、不同品种的鞋底。主要品种有皮鞋、越野滑雪鞋、凉鞋、拖鞋、运动鞋、旅游鞋和抗静电、耐油的安全鞋等。

　　生产工艺:

　　1、PU鞋底原液的制备

　　原液可分为聚酯型和聚醚型两种。早年开发的为聚丙二醇体系,现多为聚酯型体系,因其性能不同,制备方法亦有所不同。

　　聚酯型PU鞋底原液的制备多采用预聚物法或半预聚物法,一般可制成双组分或三组分,A组分由部分聚酯、扩链剂、匀泡剂和发泡剂等组成,40e~70e混匀静止脱气而得。在全水发泡体系中,发泡剂为水,A组分中的水量必须测定,其含量一般为0.4%左右。B组分为部分聚酯多元醇与异氰酸酯反应制得的端异氰酸酯预聚物。聚酯相对分子质量为1500~2000为宜。异氰酸酯中,纯MDI与液化MDI之比为19B1。反应过程中,须加万分之一的抑制剂以阻碍副反应发生,一定温度下保温2h~3h即可,其中)NCO%控制在19%左右。C组分为催化剂(加到A组分中则为双组分原液)。三组分体系适用于双色、低硬度的运动鞋和低密度凉鞋。使用时,先将A组分与C组分混合均匀,再与B组分混合即可。其特点为黏度和反应活性降低小,产品的硬度、尺寸变化小及成型稳定性好。聚醚型原液的制备多采用一步法。其中A组分由聚醚多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂和匀泡剂等在混合器中充分混匀而得;B组分为改性异氰酸酯或液化MDI。聚酯二醇可赋予鞋底高强度、耐磨、与鞋面粘合力强等特性,聚醚型鞋底克服了聚酯型鞋底耐水性差和低温弹性差的缺点,且成型性较好,在赋予优异的低温柔顺性和弹性的同时,可保持鞋底的物理机械性能基本不变。但低密度条件下,聚酯型鞋底的尺寸稳定性差,而聚醚型鞋底在同样的密度下,其尺寸稳定性虽好,但机械性能低,因此在水发泡体系中,可按一定比例混合两种醇的方法来提高制品的机械强度和耐磨性能。该工作国外已有文献报道,如MipolurPE2PolidolA[2]的聚(醚2酯)多元醇就是同时含有醚和酯的混合多元醇,其鞋底材料的性能介于聚酯型和聚醚型之间。国内学者也做了一些工作,查刘生等以国产聚醚为主要原料掺混特点量的聚酯多元醇进行改进,合成了聚(酯2醚)型发泡鞋底料,其物理机械性能优于GB10508289指标,成本比纯聚酯型PU鞋底料低10%~15%[3]。

　　2、PU鞋底成型工艺

　　PU鞋底有单元鞋底、全聚氨酯靴鞋、鞋帮直接注底、硬鞋根和鞋底中间层等整鞋和组合鞋底的模塑。全聚氨酯靴鞋的鞋底、鞋面或鞋帮均由PU制成,其中由微孔PU弹性体制得的全聚氨酯鞋,靴筒柔软、鞋底耐磨、耐油和耐化学腐蚀,整鞋轻便且具有保暖性和舒适性。PU鞋底一般采用低压浇注成型或高压浇注成型,少数也用注射模压,其工艺流程如图1。成型设备为鞋底浇注机。用于聚酯型PU成型的常压浇注设备主要由浇注机、环行或转台烘道等装置组成。在PU鞋底原液中由于A,B组分均为液体,混合反应剧烈,所以在成型过程中,设备的准确计量和组分的混合均匀性是两个直接影响产品性能的重要因素。对于双色鞋底而言,用双色浇注机模塑,一般采用外加中间板的模具,并进行二次浇注和加热固化。

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