專利名稱：一種含致密層表皮的聚氨酯微孔彈性體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聚氨酯微孔彈性體，特別是采用全水發(fā)泡制備的聚氨酯微孔彈性體。
背景技術(shù)：
聚氨酯微孔彈性體，由于其耐磨、耐腐蝕、質(zhì)輕、減震性能好和易加工等特性，在包括汽車材料、包裝材料、各種工業(yè)用緩沖、減震元件和鞋材等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。聚氨酯微孔彈性體在使用時(shí)，往往需要在外部包裹如布、革、塑料等外皮層，起到保護(hù)或修飾的作用。這些外皮層一般通過黏膠或熱壓等手段和聚氨酯微孔彈性體結(jié)合在一起，生產(chǎn)費(fèi)工費(fèi)時(shí)。中國發(fā)明專利申請公開說明書CN1590427A(
公開日2005年3月9日)公開了一種低密度高發(fā)泡聚氨酯鞋用樹脂配方(該專利申請以引用方式全部合并于此)，使用該配方生產(chǎn)的鞋材的表面密度為0. 32 0. 38g/cm3，具有質(zhì)輕、成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)鞋材的表面密度位于上述范圍內(nèi)時(shí)，其表面的微孔較明顯，尤其是涂漆以后，影響產(chǎn)品的美觀，需要附加外皮層才能解決這一問題。近年來，出于保護(hù)環(huán)境、減少臭氧層破壞的要求，聚氨酯配方中傳統(tǒng)的發(fā)泡劑鹵代烷烴正逐步為全水所取代，這也對(duì)生產(chǎn)具有優(yōu)異性能和結(jié)構(gòu)的聚氨酯微孔彈性體提出了新的挑戰(zhàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體， 該聚氨酯微孔彈性體質(zhì)輕、制造成本低、制造工續(xù)簡單、且不需附加的外皮層。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種聚氨酯微孔彈性體，包括致密層表皮和微孔彈性內(nèi)芯。該微孔彈性體是通過全水發(fā)泡，一體成型制成的，所以其致密層表皮和微孔彈性內(nèi)芯化學(xué)組分相同。當(dāng)采用排水法測量時(shí)，本實(shí)用新型的聚氨酯微孔彈性體的平均密度優(yōu)選為 0. 20 0. 60g/cm3，更優(yōu)選為 0. 30 0. 50g/cm3。當(dāng)將本實(shí)用新型的聚氨酯微孔彈性體剖面時(shí)，可以明顯觀察到位于微孔彈性體外表面的密度較大的致密層表皮和由該致密層表皮完全包裹在內(nèi)的密度較小的微孔彈性內(nèi)芯。所述的致密層表皮優(yōu)選是密度為0. 45 0. 70g/cm3之間的部分，更優(yōu)選密度為0. 50 0. 60g/cm3。所述的微孔彈性內(nèi)芯優(yōu)選是密度為0. 20 0. 45g/cm3之間的部分，更優(yōu)選密度為0. 30 0. 40g/cm3。在本實(shí)用新型的聚氨酯微孔彈性體中，同一彈性體中致密層表皮和微孔彈性內(nèi)芯的密度差優(yōu)選為0. 10 0. 30g/cm3之間。所述致密層表皮的厚度優(yōu)選為1. 5 3. Omm,更優(yōu)選為1. 8 2. 5mm。所述微孔彈性內(nèi)芯的厚度是由模具的尺寸所決定的，根據(jù)應(yīng)用不同，厚度可從2毫米至2米，優(yōu)選5毫米至50毫米。[0011]本實(shí)用新型的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體適合作為鞋材。制成鞋材時(shí)，僅在與地面接觸的底部通過模塑形成花紋，從而增加鞋子的摩擦力和防滑功能，而和底部相連的側(cè)面保持光滑的表面。由于本實(shí)用新型的聚氨酯鞋材具有厚度為1. 5至3. Omm, 密度為0. 45至0. 70g/cm3的致密層表皮，所述鞋材的側(cè)面與無該致密層表皮的一般鞋材相比，表面的孔隙更小，瑕疵更少，更光滑，在噴漆后顯得更光潔美觀。同時(shí)，致密層表皮也可阻止在制鞋的噴漆，清洗等后續(xù)工藝中，化學(xué)溶劑對(duì)于鞋材的侵蝕。制備本實(shí)用新型的聚氨酯微孔彈性體的配方可包括如下成分A)組分異氰酸酯成分，該異氰酸酯成分包含3 % NCO的異氰酸酯封端預(yù)聚物，以成分A)的重量按IOOwt. %計(jì)；B)組分，該組分能與異氰酸酯成分反應(yīng)，且包含a) 一種或多種聚酯多元醇，所述聚酯多元醇的平均分子量為1000 6000，平均官能度為2 6 ；所述聚酯多元醇的用量為20 90wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %計(jì)；b) 一種或多種聚合物多元醇，所述聚合物多元醇可選擇10 60wt. %丙烯腈-苯乙烯共聚物，以成分b)的重量按IOOwt. %計(jì)；所述聚合物多元醇的用量為5 70wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %計(jì)；C) 一種或多種擴(kuò)鏈劑和/或交聯(lián)劑，其平均分子量為62 499，平均官能度為2 6 ；所述擴(kuò)鏈劑的用量為6 18wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %計(jì)；所述交聯(lián)劑的用量為0. 1 3wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %計(jì)；d) 一種或多種胺類催化劑，所述胺類催化劑的用量為0. 1 2. 6wt. %，以成分B) 的重量按IOOwt. %計(jì)；e) 一種或多種表面活性劑，所述表面活性劑的用量為0. 1 2wt. %，優(yōu)選0. 2 1. 3wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %計(jì)；f)水，其用量為0. 3 1. 2wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %計(jì)；和g) 一種或多種消泡劑，所述消泡劑的用量為0. 1 2. 6wt%,以成分B)的重量按 IOOwt. %if ；所述組分A)的用量為40 IOOwt. %，以組分B)的重量按IOOwt. %計(jì)。上述配方中A)組分的異氰酸酯封端預(yù)聚物包含一種或多種二和/或多異氰酸酯與一種或多種聚酯多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物。所述的二異氰酸酯，優(yōu)選但不限于，4，4-二苯甲烷二異氰酸酯0，4' -MDI)、改性MDI。所述的多異氰酸酯，優(yōu)選但不限于，具有氨基甲酸酯基團(tuán)、脲基團(tuán)、脲基甲酸酯基團(tuán)的多異氰酸酯，優(yōu)選具有碳化二亞胺改性的異氰酸酯。適用的產(chǎn)品包括以MDI為基礎(chǔ)的JF-I-5118，JF-I-9422等(華峰新材料股份有限公司，溫州)。上述配方中B)組分的一種或多種擴(kuò)鏈劑，優(yōu)選但不限于二官能度擴(kuò)鏈劑，例如乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、新戊二醇、1， 6-己二醇、環(huán)己烷二甲醇、對(duì)苯二酚二羥乙基醚、間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚、2-甲基-1， 3-丙二醇、3，5-二甲硫基甲苯二胺、3，5-二乙基甲苯二胺。上述配方中B)組分中的交聯(lián)劑，優(yōu)選但不限于，三羥甲基丙烷、季戊四醇、二乙醇
胺、三乙醇胺。上述配方中所述的胺類催化劑，優(yōu)選但不限于，叔胺、飽和或不飽和C12-C24脂肪族酰胺、含有至少一個(gè)催化氨基基團(tuán)及一個(gè)活性氨基基團(tuán)的二元、三元、四元氨基烷烴。含有羥基取代基的脂肪族酰胺也可以被使用。例如，N, N, N-三甲基異丙醇胺、2-己酸乙酯、三乙烯二胺、三(二甲基氨基丙基)六氫三嗪、N，N-二甲基環(huán)己胺、雙環(huán)己基甲胺、雙(3-氨丙基)四甲基胺、N，N，N’，N’-四甲基二乙烯三胺。優(yōu)選的胺類催化劑包括，三乙烯二胺、 五甲基-二亞丙基三胺、非酸封閉型胺類催化劑、二(二甲基氨基丙基)甲基胺、三(二甲基氨基丙基)胺、羥乙基丙二胺。上述配方中的表面活性劑，優(yōu)選但不限于，各種硅烷表面活性劑，特別優(yōu)選那些聚硅氧烷和聚乙二醇的嵌段共聚物。上述配方中的水為發(fā)泡劑。水與組分A)中的NCO基團(tuán)反應(yīng)，發(fā)泡得到較低密度的聚合物。所述水的用量為，0.3 1.2wt. %，優(yōu)選0.35 0.8wt. %，以組分B的重量按 IOOwt. %計(jì)。上述配方中的消泡劑可為礦物油、有機(jī)硅、分子消泡劑及其組合。適用的產(chǎn)品包括 Surfynol DF-58, DF-75, DF-178 等(Air Products andChemicals, Allentown, USA)。上述配方中的B)組分還可任選地包含一種或多種添加劑。所述的添加劑，優(yōu)選但不限于，填料、顏料、自脫模試劑、阻燃劑和增塑劑等，其用量是本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所熟知的常規(guī)用量。本實(shí)用新型的聚氨酯微孔彈性體可通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的澆注法或一次注射成型法來制備。綜上所述，本實(shí)用新型的聚氨酯微孔彈性體的優(yōu)點(diǎn)為，具有一層一體成型的有一定厚度的致密層表皮，從而在保持了該微孔彈性體質(zhì)輕，成本低的基礎(chǔ)上，增加了產(chǎn)品的耐磨性，耐臟性和美觀性，尤其適合應(yīng)用在鞋材領(lǐng)域。本實(shí)用新型的制備工藝簡單，采用全水發(fā)泡從而保護(hù)環(huán)境。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1為本實(shí)用新型示范性的聚氨酯微孔彈性體的剖面圖。圖2為本實(shí)用新型示范性的聚氨酯微孔彈性體作為鞋材的示意圖。圖3為本實(shí)用新型示范性的聚氨酯微孔彈性體作為鞋材的示意圖，其具有帶花紋的底部和光滑的側(cè)面。參見
圖1，本實(shí)用新型示范性的聚氨酯微孔彈性體的外表面由連續(xù)的致密層表皮 1構(gòu)成，在致密層表皮1的完全包裹下是密度均勻且相對(duì)于致密層表皮密度較低的微孔彈性內(nèi)芯2。圖2展示了本實(shí)用新型示范性的聚氨酯微孔彈性體作為鞋底材料的一種應(yīng)用，其中鞋底材料的外表面由連續(xù)的致密層表皮3構(gòu)成，在致密層表皮3的完全包裹下是密度均勻且相對(duì)于致密層表皮密度較低的微孔彈性內(nèi)芯(圖中沒有顯示)。該鞋底材料可通過熱壓或粘結(jié)等方法和鞋的其他部分結(jié)合在一起。圖3進(jìn)一步展示了本實(shí)用新型示范性的聚氨酯微孔彈性體作為鞋底材料的應(yīng)用， 其中鞋底材料的外表面由連續(xù)的致密層表皮構(gòu)成。其中聚氨酯鞋底材料與地面接觸的底部表面5帶有模塑的花紋，與所述底部相連接的側(cè)面表面6光滑。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例的目的僅在于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明，而不在于對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定。實(shí)施例1含致密層表皮的聚氨酯微孔彈性體的合成本實(shí)施例所對(duì)應(yīng)的表格中所列的數(shù)值，均為以組分B)的重量按IOOwt. %計(jì)時(shí)的
重量百分比。
權(quán)利要求1.一種采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為包括致密層表皮和微孔彈性內(nèi)芯，所述致密層表皮和所述微孔彈性內(nèi)芯化學(xué)組分相同，且一體成型。
2.如權(quán)利要求1所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體平均密度為0. 20至0. 60g/cm3。
3.如權(quán)利要求1或2所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體平均密度為0. 30至0. 50g/cm3。
4.如權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述致密層表皮的厚度為1. 5至3. 0mm。
5.如權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述致密層表皮的厚度為1. 8至2. 5mm。
6.如權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述致密層表皮的密度為0. 45至0. 70g/cm3。
7.如權(quán)利要求1-6任何一項(xiàng)所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述致密層表皮的密度為0. 50至0. 60g/cm3。
8.如權(quán)利要求1-7任何一項(xiàng)所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述微孔彈性內(nèi)芯的密度為0. 20至0. 45g/cm3。
9.如權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述微孔彈性內(nèi)芯的密度為0. 30至0. 40g/cm3。
10.如權(quán)利要求1-9任何一項(xiàng)所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體為采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯鞋底材料。
11.如權(quán)利要求10所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯微孔彈性體，其特征為所述的采用全水發(fā)泡制得的聚氨酯鞋底材料與地面接觸的底部表面有模塑的花紋，與所述底部相連接的側(cè)面表面光滑。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種通過全水發(fā)泡、一體成型的含致密層表皮的聚氨酯微孔彈性體。這種聚氨酯微孔彈性體在質(zhì)輕，制備工藝簡單，成本低的基礎(chǔ)上，其有一定厚度的致密層表皮增加了產(chǎn)品的耐磨性，耐臟性，耐腐蝕性和美觀性，尤其適合應(yīng)用在鞋材領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08J9/08GK202175637SQ201120118720
公開日2012年3月28日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者關(guān)永堅(jiān), 張劍, 邵文佶 申請人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司