一种用于鞋材的聚氨酯组合物的制备方法 |
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| 申请号 | CN201610041154.4 | 申请日 | 2016-01-21 | 公开(公告)号 | CN105601871A | 公开(公告)日 | 2016-05-25 |
| 申请人 | 苏州市景荣科技有限公司; | 发明人 | 黄超; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种用于 鞋 材的聚 氨 酯组合物的制备方法，其大体步骤如下：(1)将 甘蔗 皮、 粉碎 后 水 煮，得到水煮甘蔗皮粗粉；(2)将水煮甘蔗皮粗粉分别在 氨水 溶液和氢 氧 化钠溶液中蒸煮，得到甘蔗皮粉末；(3)将甘蔗皮粉末加入正辛醇中，然后加入浓 硫酸 ，超声搅拌后 微波 反应，冷却得到甘蔗皮多元醇；(4)将扩链剂、防老剂、催化剂、发泡剂、匀泡剂、甘蔗皮多元醇加入反应釜中，通氮气，加热后搅拌，得到甲组份；(5)将异氰酸酯、甘蔗皮多元醇加入反应釜，通氮气，加热搅拌，得到乙组份；(6)将甲组份、乙组份混合，注入聚氨酯发泡机的模具中发泡成型，脱模后熟化。本发明制备出的 鞋底 材料具有较好的 生物 降解 性，而且压缩强度较高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于鞋材的聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于，其步骤如下： |
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| 说明书全文 | 一种用于鞋材的聚氨酯组合物的制备方法技术领域： [0001] 本发明涉及一种聚氨酯组合物，特别是涉及一种用于鞋材的聚氨酯组合物的制备方法。背景技术： [0002] 聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类，其原材料品种繁多，配方多种多样，可调范围很大。由于其结构具有软、硬两个链段，可以对其进行分子设计而赋予材料高强度、韧性好、耐磨、耐油等优异性能，它既具有橡胶的高弹性又具有塑料的刚性，被称为“耐磨橡胶”。由于其极其优异的性能而广泛应用于汽车、建筑、矿山开采、航空航天、电子、医疗器械、体育制品等多个领域，成为极具发展前景的合成材料制品。聚氨酯弹性体根据其制造方式可分为浇注型聚氨酯弹性体(简称CPU)，热塑性弹性体(简称TPU)和混炼型弹性体(简称MPU)。 [0003] 聚氨酯弹性体在鞋材领域已经普遍应用，由于其具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等优点，现已成为制鞋工业中一种重要的配套材料，高尔夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、旅游鞋、安全鞋等许多鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件都是用聚氨酯弹性体制成的，不仅美观大方，而且舒适耐用，还能提高运动成绩。近年来开发出许多易加工新品种，如适于双色成型、能增加透明性和高流动、高回收的可提高加工生产效率型的聚氨酯弹性体，扩大了制鞋领域。而我国目前已成为全球制鞋基地，不仅对聚氨酯弹性体的需求大幅增加，而且对其技术的改进极为期望，在国家大力推行可持续发展战略，以及全球金融危机的大环境下，对新型的环保、低毒、无害、低成本、高性能聚氨酯弹性体材料的需求越来越高。 [0004] 公开号为CN103965433A、公开日为2014.08.06、申请人为浙江奥康鞋业股份有限公司的中国专利申请公开了“鞋底用软质低密度聚氨酯泡沫材料”，是由预聚体组分和低聚物组分混合以得到混合物，并在模具中固化而得到的聚氨酯泡沫材料；其中，预聚体组分由二异氰酸酯、聚烯丙胺树脂、二羟基聚醚和扩链剂组成；低聚物组分由三羟基聚醚、端羟基聚丁二烯、扩链剂、水、匀泡剂、催化剂和可选的添加剂构成。该发明所述的鞋底用软质低密度聚氨酯泡沫材料不仅具有150～350g/L的超低密度，而且还保留了优异的尺寸稳定性和良好的力学性能，耐水解性能优异。不过，该材料存在一定的缺陷：其生物降解性能较差，不够环保，而且压缩强度不佳。发明内容： [0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种用于鞋材的聚氨酯组合物的制备方法，制备出的聚氨酯组合物具有较好的生物降解性，而且压缩强度较高。 [0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是： [0007] 一种用于鞋材的聚氨酯组合物的制备方法，其步骤如下： [0008] (1)将甘蔗皮加入粉碎机粉碎后得到甘蔗皮粗粉，将甘蔗皮粗粉加入50倍重量的蒸馏水中，加热至100℃后恒温1小时，更换蒸馏水后再加热至100℃后恒温1小时，取出后用蒸馏水洗净，风干后得到水煮甘蔗皮粗粉； [0009] (2)将步骤(1)得到的水煮甘蔗皮粗粉加入质量浓度为10％的氨水溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后加入质量浓度为16％的氢氧化钠溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱中70℃下烘至绝干，粉碎后研磨，过60目筛后得到甘蔗皮粉末并置于干燥器中备用； [0010] (3)将步骤(2)得到的甘蔗皮粉末加入正辛醇中，然后加入质量浓度为90％的浓硫酸，超声搅拌30分钟，得到混合液，将混合液加入聚四氟乙烯反应罐中，密封好后放入微波反应器中，将微波功率设置为500W，加热至140℃后微波反应15分钟，将反应产物冷却至室温后得到甘蔗皮多元醇，其中，甘蔗皮粉末、正辛醇、浓硫酸的重量比为25:50:1； [0011] (4)将扩链剂、防老剂、催化剂、发泡剂、匀泡剂、步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜中，通氮气，加热至80℃后搅拌2小时，待物料体系的粘度为5.5Pa.s/50℃时出料，得到甲组份； [0012] (5)将异氰酸酯、步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜，通氮气，加热至80℃，搅拌2小时，待物料体系的NCO值为18％时出料，得到乙组份； [0013] (6)将步骤(5)得到的甲组份、步骤(6)得到的乙组份混合，注入聚氨酯发泡机的模具中发泡成型，脱模后70℃下熟化24小时，用于鞋材的聚氨酯组合物。 [0014] 优选地，本发明所述步骤(4)中，按重量份数计，扩链剂3-6份，防老剂0.5-1份，催化剂1-2份，发泡剂0.1-0.6份，匀泡剂1-1.5份，甘蔗皮多元醇84-90份。 [0015] 优选地，本发明所述步骤(5)中，按重量份数计，异氰酸酯50-60份，甘蔗皮多元醇40-50份。 [0016] 优选地，本发明所述甲组份、乙组份的重量比为4:3。 [0017] 优选地，本发明所述步骤(4)中，扩链剂为1,4-丁二醇。 [0018] 优选地，本发明所述步骤(4)中，防老剂为防老剂BHT。 [0019] 优选地，本发明所述步骤(4)中，催化剂为三乙烯二胺。 [0020] 优选地，本发明所述步骤(4)中，发泡机为水。 [0022] 优选地，本发明所述步骤(5)中，异氰酸酯为IPDI。 [0023] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： [0024] 1)甘蔗皮是人们食用甘蔗时去除并丢弃的部分，含有木质素、纤维素等多羟基成分，本发明先将甘蔗皮粉碎制得粗粉，然后将其通过水煮去除表面的水溶物，再通过氨水溶液蒸煮去除果胶物质，并通过氢氧化钠溶液蒸煮去除半纤维素，烘干、粉碎、研磨、过筛后制得几乎只含有木质素和纤维素的甘蔗皮粉，然后以硫酸为催化剂、正辛醇为液化剂并通过微波加热对甘蔗皮粉进行降解液化反应，将甘蔗皮粉中的木质素、纤维素液化为羟值较高的甘蔗皮多元醇，正辛醇中的羟基与木质素、纤维素的官能团结合，从而促进木质素、纤维素的降解液化过程，提高甘蔗皮多元醇的含量，甘蔗皮多元醇由甘蔗皮制得，具有很好的生物降解性能，且羟值较高，有利于提高聚氨酯组合物的压缩强度，因此以该甘蔗皮多元醇与异氰酸酯等其他组份一起制得的聚氨酯组合物具有较好的生物降解性和较高的压缩强度； [0025] 2)微波加热是通过被加热体内部的分子的高频往复运动摩擦生热，升温速度较快且均匀，因此利用微波加热可有效加速甘蔗皮的降解液化反应，缩短甘蔗皮的降解液化时间，提高效率，降低生产成本，还有利于提高甘蔗皮多元醇的羟值，进而提高聚氨酯组合的性能。具体实施方式： [0026] 下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。 [0027] 实施例1 [0028] 按照以下步骤制备用于鞋材的聚氨酯组合物： [0029] (1)将甘蔗皮加入粉碎机粉碎后得到甘蔗皮粗粉，将甘蔗皮粗粉加入50倍重量的蒸馏水中，加热至100℃后恒温1小时，更换蒸馏水后再加热至100℃后恒温1小时，取出后用蒸馏水洗净，风干后得到水煮甘蔗皮粗粉； [0030] (2)将步骤(1)得到的水煮甘蔗皮粗粉加入质量浓度为10％的氨水溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后加入质量浓度为16％的氢氧化钠溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱中70℃下烘至绝干，粉碎后研磨，过60目筛后得到甘蔗皮粉末并置于干燥器中备用； [0031] (3)将步骤(2)得到的甘蔗皮粉末加入正辛醇中，然后加入质量浓度为90％的浓硫酸，超声搅拌30分钟，得到混合液，将混合液加入聚四氟乙烯反应罐中，密封好后放入微波反应器中，将微波功率设置为500W，加热至140℃后微波反应15分钟，将反应产物冷却至室温后得到甘蔗皮多元醇，其中，甘蔗皮粉末、正辛醇、浓硫酸的重量比为25:50:1； [0032] (4)将3.5重量份1,4-丁二醇、0.6重量份防老剂BHT、1.4重量份催化剂三乙烯二胺、0.1重量份水、1.5重量份二甲基硅氧烷、86重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜中，通氮气，加热至80℃后搅拌2小时，待物料体系的粘度为5.5Pa.s/50℃时出料，得到甲组份； [0033] (5)将52重量份IPDI、48重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜，通氮气，加热至80℃，搅拌2小时，待物料体系的NCO值为18％时出料，得到乙组份； [0034] (6)将重量比为4:3的步骤(5)得到的甲组份、步骤(6)得到的乙组份混合，注入聚氨酯发泡机的模具中发泡成型，脱模后70℃下熟化24小时，用于鞋材的聚氨酯组合物。 [0035] 实施例2 [0036] 按照以下步骤制备用于鞋材的聚氨酯组合物： [0037] (1)将甘蔗皮加入粉碎机粉碎后得到甘蔗皮粗粉，将甘蔗皮粗粉加入50倍重量的蒸馏水中，加热至100℃后恒温1小时，更换蒸馏水后再加热至100℃后恒温1小时，取出后用蒸馏水洗净，风干后得到水煮甘蔗皮粗粉； [0038] (2)将步骤(1)得到的水煮甘蔗皮粗粉加入质量浓度为10％的氨水溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后加入质量浓度为16％的氢氧化钠溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱中70℃下烘至绝干，粉碎后研磨，过60目筛后得到甘蔗皮粉末并置于干燥器中备用； [0039] (3)将步骤(2)得到的甘蔗皮粉末加入正辛醇中，然后加入质量浓度为90％的浓硫酸，超声搅拌30分钟，得到混合液，将混合液加入聚四氟乙烯反应罐中，密封好后放入微波反应器中，将微波功率设置为500W，加热至140℃后微波反应15分钟，将反应产物冷却至室温后得到甘蔗皮多元醇，其中，甘蔗皮粉末、正辛醇、浓硫酸的重量比为25:50:1； [0040] (4)将3重量份1,4-丁二醇、0.8重量份防老剂BHT、2重量份催化剂三乙烯二胺、0.3重量份水、1.3重量份二甲基硅氧烷、88重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜中，通氮气，加热至80℃后搅拌2小时，待物料体系的粘度为5.5Pa.s/50℃时出料，得到甲组份； [0041] (5)将50重量份IPDI、50重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜，通氮气，加热至80℃，搅拌2小时，待物料体系的NCO值为18％时出料，得到乙组份； [0042] (6)将重量比为4:3的步骤(5)得到的甲组份、步骤(6)得到的乙组份混合，注入聚氨酯发泡机的模具中发泡成型，脱模后70℃下熟化24小时，用于鞋材的聚氨酯组合物。 [0043] 实施例3 [0044] 按照以下步骤制备用于鞋材的聚氨酯组合物： [0045] (1)将甘蔗皮加入粉碎机粉碎后得到甘蔗皮粗粉，将甘蔗皮粗粉加入50倍重量的蒸馏水中，加热至100℃后恒温1小时，更换蒸馏水后再加热至100℃后恒温1小时，取出后用蒸馏水洗净，风干后得到水煮甘蔗皮粗粉； [0046] (2)将步骤(1)得到的水煮甘蔗皮粗粉加入质量浓度为10％的氨水溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后加入质量浓度为16％的氢氧化钠溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱中70℃下烘至绝干，粉碎后研磨，过60目筛后得到甘蔗皮粉末并置于干燥器中备用； [0047] (3)将步骤(2)得到的甘蔗皮粉末加入正辛醇中，然后加入质量浓度为90％的浓硫酸，超声搅拌30分钟，得到混合液，将混合液加入聚四氟乙烯反应罐中，密封好后放入微波反应器中，将微波功率设置为500W，加热至140℃后微波反应15分钟，将反应产物冷却至室温后得到甘蔗皮多元醇，其中，甘蔗皮粉末、正辛醇、浓硫酸的重量比为25:50:1； [0048] (4)将5重量份1,4-丁二醇、1重量份防老剂BHT、1重量份催化剂三乙烯二胺、0.5重量份水、1.1重量份二甲基硅氧烷、90重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜中，通氮气，加热至80℃后搅拌2小时，待物料体系的粘度为5.5Pa.s/50℃时出料，得到甲组份； [0049] (5)将51重量份IPDI、49重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜，通氮气，加热至80℃，搅拌2小时，待物料体系的NCO值为18％时出料，得到乙组份； [0050] (6)将重量比为4:3的步骤(5)得到的甲组份、步骤(6)得到的乙组份混合，注入聚氨酯发泡机的模具中发泡成型，脱模后70℃下熟化24小时，用于鞋材的聚氨酯组合物。 [0051] 实施例4 [0052] 按照以下步骤制备用于鞋材的聚氨酯组合物： [0053] (1)将甘蔗皮加入粉碎机粉碎后得到甘蔗皮粗粉，将甘蔗皮粗粉加入50倍重量的蒸馏水中，加热至100℃后恒温1小时，更换蒸馏水后再加热至100℃后恒温1小时，取出后用蒸馏水洗净，风干后得到水煮甘蔗皮粗粉； [0054] (2)将步骤(1)得到的水煮甘蔗皮粗粉加入质量浓度为10％的氨水溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后加入质量浓度为16％的氢氧化钠溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱中70℃下烘至绝干，粉碎后研磨，过60目筛后得到甘蔗皮粉末并置于干燥器中备用； [0055] (3)将步骤(2)得到的甘蔗皮粉末加入正辛醇中，然后加入质量浓度为90％的浓硫酸，超声搅拌30分钟，得到混合液，将混合液加入聚四氟乙烯反应罐中，密封好后放入微波反应器中，将微波功率设置为500W，加热至140℃后微波反应15分钟，将反应产物冷却至室温后得到甘蔗皮多元醇，其中，甘蔗皮粉末、正辛醇、浓硫酸的重量比为25:50:1； [0056] (4)将4重量份1,4-丁二醇、0.9重量份防老剂BHT、1.5重量份催化剂三乙烯二胺、0.2重量份水、1重量份二甲基硅氧烷、84重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜中，通氮气，加热至80℃后搅拌2小时，待物料体系的粘度为5.5Pa.s/50℃时出料，得到甲组份； [0057] (5)将60重量份IPDI、40重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜，通氮气，加热至80℃，搅拌2小时，待物料体系的NCO值为18％时出料，得到乙组份； [0058] (6)将重量比为4:3的步骤(5)得到的甲组份、步骤(6)得到的乙组份混合，注入聚氨酯发泡机的模具中发泡成型，脱模后70℃下熟化24小时，用于鞋材的聚氨酯组合物。 [0059] 实施例5 [0060] 按照以下步骤制备用于鞋材的聚氨酯组合物： [0061] (1)将甘蔗皮加入粉碎机粉碎后得到甘蔗皮粗粉，将甘蔗皮粗粉加入50倍重量的蒸馏水中，加热至100℃后恒温1小时，更换蒸馏水后再加热至100℃后恒温1小时，取出后用蒸馏水洗净，风干后得到水煮甘蔗皮粗粉； [0062] (2)将步骤(1)得到的水煮甘蔗皮粗粉加入质量浓度为10％的氨水溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后加入质量浓度为16％的氢氧化钠溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱中70℃下烘至绝干，粉碎后研磨，过60目筛后得到甘蔗皮粉末并置于干燥器中备用； [0063] (3)将步骤(2)得到的甘蔗皮粉末加入正辛醇中，然后加入质量浓度为90％的浓硫酸，超声搅拌30分钟，得到混合液，将混合液加入聚四氟乙烯反应罐中，密封好后放入微波反应器中，将微波功率设置为500W，加热至140℃后微波反应15分钟，将反应产物冷却至室温后得到甘蔗皮多元醇，其中，甘蔗皮粉末、正辛醇、浓硫酸的重量比为25:50:1； [0064] (4)将6重量份1,4-丁二醇、0.7重量份防老剂BHT、1.2重量份催化剂三乙烯二胺、0.4重量份水、1.2重量份二甲基硅氧烷、85重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜中，通氮气，加热至80℃后搅拌2小时，待物料体系的粘度为5.5Pa.s/50℃时出料，得到甲组份； [0065] (5)将57重量份IPDI、43重量份步骤(3)得到的甘蔗皮多元醇加入反应釜，通氮气，加热至80℃，搅拌2小时，待物料体系的NCO值为18％时出料，得到乙组份； [0066] (6)将重量比为4:3的步骤(5)得到的甲组份、步骤(6)得到的乙组份混合，注入聚氨酯发泡机的模具中发泡成型，脱模后70℃下熟化24小时，用于鞋材的聚氨酯组合物。 [0067] 实施例6 [0068] 按照以下步骤制备用于鞋材的聚氨酯组合物： [0069] (1)将甘蔗皮加入粉碎机粉碎后得到甘蔗皮粗粉，将甘蔗皮粗粉加入50倍重量的蒸馏水中，加热至100℃后恒温1小时，更换蒸馏水后再加热至100℃后恒温1小时，取出后用蒸馏水洗净，风干后得到水煮甘蔗皮粗粉； [0070] (2)将步骤(1)得到的水煮甘蔗皮粗粉加入质量浓度为10％的氨水溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后加入质量浓度为16％的氢氧化钠溶液中，加热至100℃后恒温2小时，取出后用蒸馏水洗涤至中性，置于烘箱中70℃下烘至绝干，粉碎后研磨，过60目筛后 |
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