鞋底用聚氨酯材料的生產工藝

  聚氨酯(PU)微孔彈性體鞋底材料于20世紀60年代末期在歐洲實現了工業化,70年代進入美國市場,80年代起在全球得到了迅猛發展。用微孔聚氨酯彈性體制作的鞋底具有強度高、彈性好、舒適、耐磨、耐折、耐油、耐腐蝕、質輕和防滑等特點,對地面的沖擊具有緩沖作用,可制成各種顏色、不同品種的鞋底。主要品種有皮鞋、越野滑雪鞋、涼鞋、拖鞋、運動鞋、旅游鞋和抗靜電、耐油的安全鞋等。

    生產工藝:

    1、PU鞋底原液的制備

    原液可分為聚酯型和聚醚型兩種。早年開發的為聚丙二醇體系,現多為聚酯型體系,因其性能不同,制備方法亦有所不同。

    聚酯型PU鞋底原液的制備多采用預聚物法或半預聚物法,一般可制成雙組分或三組分,A組分由部分聚酯、擴鏈劑、勻泡劑和發泡劑等組成,40e~70e混勻靜止脫氣而得。在全水發泡體系中,發泡劑為水,A組分中的水量必須測定,其含量一般為0.4%左右。B組分為部分聚酯多元醇與異氰酸酯反應制得的端異氰酸酯預聚物。聚酯相對分子質量為1500~2000為宜。異氰酸酯中,純MDI與液化MDI之比為19B1。反應過程中,須加萬分之一的抑制劑以阻礙副反應發生,一定溫度下保溫2h~3h即可,其中)NCO%控制在19%左右。C組分為催化劑(加到A組分中則為雙組分原液)。三組分體系適用于雙色、低硬度的運動鞋和低密度涼鞋。使用時,先將A組分與C組分混合均勻,再與B組分混合即可。其特點為黏度和反應活性降低小,產品的硬度、尺寸變化小及成型穩定性好。聚醚型原液的制備多 采用一步法。其中A組分由聚醚多元醇、擴鏈劑、發泡劑、催化劑和勻泡劑等在混合器中充分混勻而得;B組分為改性異氰酸酯或液化MDI。聚酯二醇可賦予鞋底高強度、耐磨、與鞋面粘合力強等特性,聚醚型鞋底克服了聚酯型鞋底耐水性差和低溫彈性差的缺點,且成型性較好,在賦予優異的低溫柔順性和彈性的同時,可保持鞋底的物理機械性能基本不變。但低密度條件下,聚酯型鞋底的尺寸穩定性差,而聚醚型鞋底在同樣的密度下,其尺寸穩定性雖好,但機械性能低,因此在水發泡體系中,可按一定比例混合兩種醇的方法來提高制品的機械強度和耐磨性能。該工作國外已有文獻報道,如MipolurPE2PolidolA[2]的聚(醚2酯)多元醇就是同時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間。國內學者也做了一些工作,查劉生等以國產聚醚為主要原料摻混特點量的聚酯多元醇進行改進,合成了聚(酯2醚)型發泡鞋底料,其物理機械性能優于GB10508289指標,成本比純聚酯型PU鞋底料低10%~15%[3]。

    2、PU鞋底成型工藝

    PU鞋底有單元鞋底、全聚氨酯靴鞋、鞋幫直接注底、硬鞋根和鞋底中間層等整鞋和組合鞋底的模塑。全聚氨酯靴鞋的鞋底、鞋面或鞋幫均由PU制成,其中由微孔PU彈性體制得的全聚氨酯鞋,靴筒柔軟、鞋底耐磨、耐油和耐化學腐蝕,整鞋輕便且具有保暖性和舒適性。PU鞋底一般采用低壓澆注成型或高壓澆注成型,少數也用注射模壓,其工藝流程如圖1。成型設備為鞋底澆注機。用于聚酯型PU成型的常壓澆注設備主要由澆注機、環行或轉臺烘道等裝置組成。在PU鞋底原液中由于A,B組分均為液體,混合反應劇烈,所以在成型過程中,設備的準確計量和組分的混合均勻性是兩個直接影響產品性能的重要因素。對于雙色鞋底而言,用雙色澆注機模塑,一般采用外加中間板的模具,并進行二次澆注和加熱固化。