用于制造鞋底的防静电聚氨酯材料、鞋底的制造方法及双密度聚氨酯安全鞋鞋底的制造方法

摘要

本发明公开了一种用于制造鞋底的防静电聚氨酯材料、鞋底的制造方法及双密度聚氨酯安全鞋鞋底的制造方法，防静电聚氨酯材料由原料A和原料B混合浇注而成；所述原料A包括多元醇、催化剂、发泡剂、抗静电剂、碳纤维粉、扩链剂和整泡剂；所述原料B为异氰酸酯。制造方法为：将多元醇和异氰酸酯烘烤干燥；将原料A中的其余原料与上述烘烤后的多元醇混合均匀形成A料；将A料和原料B异氰酸酯混合浇注成型，制得防静电聚氨酯材料鞋底。当选择不同量的发泡剂进行二次浇注后得到双密度聚氨酯安全鞋鞋底。本发明材料的防静电性能较高、且制成的鞋底硬度适当。制造方法中鞋底脱模好、生产效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种鞋底材料及其制造方法，尤其涉及一种用于制造鞋底的防 静电聚氨酯材料及其采用该材料的鞋底制造方法、双密度聚氨酯安全鞋鞋底的 制造方法，本发明的鞋底材料主要适用于为防止因人体带有静电而可能引起燃 烧、爆炸等一切存在静电危害的场所，如石油、化工、煤矿、印刷、橡胶、医 疗、净化、电子等行业的作业场所。

背景技术

防静电安全鞋是一种具有防静电功能的防护鞋，特殊的使用场所使得其对 鞋底硬度和防静电性能均有一定的要求，常用的安全鞋材有PU材质、TPU材 质橡胶材质和PVC材质的四种。

在实际鞋材生产中，鞋材的防静电常常使用季铵盐类抗静电剂，为了提高 鞋底的防静电性能，通常会在鞋材中增加季铵盐类抗静电剂的使用量，但是抗 静电剂使用量加大造成鞋底变软、硬度降低、耐弯折性降低，且在生产中影响 鞋底脱模时间以及实际生产中的生产效率。另外，安全鞋鞋底对硬度有一定的 要求，过于柔软的鞋底容易被尖锐物体刺穿。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，本发明针对现有技术中通过增加季铵盐类 抗静电剂的使用量提高聚氨酯鞋底防静电性能但出现鞋底硬度偏低，严重影响 鞋底脱模时间以及生产效率、降低了安全性能等缺陷，提供一种防静电性能较 高、且制成的鞋底硬度适宜、兼顾鞋底材料其他物理性能未受到影响、具有较 高安全性能的防静电聚氨酯材料。

本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、操作方便、制 得的鞋底具有良好的防静电性能和适宜的硬度、并且在生产过程中鞋底脱模 好、生产效率高的防静电聚氨酯材料鞋底的制造方法和双密度聚氨酯安全鞋鞋 底的制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于制造鞋底的防静电 聚氨酯材料，由原料A和原料B混合浇注而成；所述原料A包括多元醇90-105 重量份、催化剂1.54-1.96重量份、发泡剂0.04-0.1重量份、抗静电剂6.25-6.55 重量份、碳纤维粉2.5-6.25重量份、扩链剂0-2.1重量份和整泡剂0-0.1重量份； 所述原料B为异氰酸酯100-115重量份。

所述的用于制造鞋底的防静电聚氨酯材料中，所述碳纤维粉为聚丙烯腈基 碳纤维粉，是以聚丙烯腈基碳纤维为原料研磨得到的碳纤维粉。

所述的用于制造鞋底的防静电聚氨酯材料中，所述的多元醇是聚酯多元醇 或者聚醚多元醇。

所述的用于制造鞋底的防静电聚氨酯材料中，所述催化剂是有机胺和有机 锡任意比例混合的混合物；所述催化剂优选三乙烯二胺；所述有机锡优选辛酸 亚锡。

所述的用于制造鞋底的防静电聚氨酯材料中，所述发泡剂是水；所述扩 链剂是丙三醇、1，4-丁二醇中的至少一种；所述整泡剂是聚硅氧烷-多烷氧 基醚共聚物。

所述的用于制造鞋底的防静电聚氨酯材料中，所述异氰酸酯优选二苯基甲 烷二异氰酸酯或者六亚甲基二异氰酸酯。

所述的用于制造鞋底的防静电聚氨酯材料中，所述抗静电剂是季铵盐型阳 离子表面活性剂。

所述的用于制造鞋底的防静电聚氨酯材料中，所述的季铵盐型阳离子表面 活性剂优选为十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐、十二烷基胺聚氧乙烯醚双季铵 盐、双十二烷基胺聚氧乙烯醚三季铵盐中的至少一种。

防静电聚氨酯材料鞋底的制造方法，采用上述原料，通过如下步骤制成：

1)将多元醇和异氰酸酯分别烘烤干燥，备用；

2)将原料A中的其余原料加入到烘干后的多元醇中混合均匀形成A料；

3)将A料和烘干后的原料B异氰酸酯混合浇注成型，制得防静电聚氨酯材料 鞋底。

双密度聚氨酯安全鞋鞋底的制造方法，采用上述原料，通过如下步骤制成：

1)将多元醇和异氰酸酯分别烘烤备用；

2)按照上述原料比例，将原料A中的其余原料与上述烘烤后的多元醇混合均 匀，分别制成大底A1料、中底A2料；其中所述大底A1料中发泡剂0.04～ 0.05重量份，所述中底A2料中发泡剂0.06～0.1重量份。

3)将大底A1料与烘干后的原料B异氰酸酯混合浇注到模具中，加热固化后 得到成型密度为0.85～1.0g/cm³的大底；然后在大底上使用中底A2料与原 料B异氰酸酯混合进行第二次浇注制中底，加热固化脱模得到双密度聚氨 酯安全鞋鞋底，所述中底的成型密度为0.55～0.60g/cm³。

本发明的防静电聚氨酯材料是用于制造防静电鞋底，尤其需要同时保证鞋 底防静电性能和鞋底硬度的情况下，在原料中同时使用一定配比的碳纤维粉与 季铵盐类抗静电剂，通过两者的协同作用，提高鞋底的防静电性能，同时不会 对鞋底的硬度等其他物理性能产生太大的影响。本发明所得的用于制造鞋底的 防静电聚氨酯材料，适用于防静电鞋底，尤其适用于安全鞋鞋底。

通过碳纤维粉与季铵盐类抗静电剂的协同作用，在不影响聚氨酯材料其他 方面物理性能的条件下，有效提高了聚氨酯鞋底材料的防静电性能，避免了现 有技术中由于大量抗静电剂的加入所造成的鞋底变软、影响鞋底脱模以及生产 效率等问题。

本发明的防静电聚氨酯材料鞋底的制造方法和双密度聚氨酯安全鞋鞋底 的制造方法中，通过采用上述原料，制得的鞋底具有良好的防静电性能和适宜 的硬度，并且在生产过程中鞋底脱模好、生产效率高。

在双密度聚氨酯安全鞋鞋底的制备方法中，通过调整发泡剂的含量不同， 可以制成不同硬度的鞋底部分，并且还保持了鞋底具有较高的防静电性能。制 成的双密度聚氨酯安全鞋鞋底包括低密度的中底和高密度的大底，其中大底接 触地面，高硬度保障了其在使用中的安全性，低密度的中底使得安全鞋更舒适。

具体实施方式

下面结合几个具体的实施例，进一步说明本发明所提供的提高聚氨酯鞋底 材料的防静电性能，但不会对鞋底其他物理性能产生影响的防静电聚氨酯鞋底 材料的制造方法，以及结合现有防静电聚氨酯鞋底材料，说明通过本发明所提 供的制造方法得到的聚氨酯鞋底材料在防静电性能方面的优势。

为了方便表征所得材料的防静电性能，采用不同原料配比制作出单层鞋 底，用于测试鞋底的体积电阻值；对鞋底硬度以及耐弯折性能进行测试，用于 表征鞋底材料的物理性能。

对比实施例1(空白)：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

首先将聚酯多元醇(聚碳酸酯多元醇)、异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯)在 70℃条件下烘8h；将三乙烯二胺和辛酸亚锡、水、1，4-丁二醇、聚硅氧烷- 多烷氧基醚共聚物以及双十二烷基胺聚氧乙烯醚三季铵盐加入到烘好的多元 醇(聚碳酸酯多元醇)中，搅拌均匀形成A料；最后将A料和烘烤后的原料B 异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯)混合浇注成型，经过3min的熟化而制得聚氨 酯鞋底。(浇注成型、熟化、加热固化脱模步骤等都是鞋底制造常规技术，本 发明中不再详细叙述)本实施例材料体积电阻值、耐弯折性能见表1。

对比实施例2(与实施例1对比)：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

首先将聚酯多元醇(聚碳酸酯多元醇)、异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯)在 70℃条件下烘8h；将三乙烯二胺和辛酸亚锡、水、1，4-丁二醇、聚硅氧烷- 多烷氧基醚共聚物以及双十二烷基胺聚氧乙烯醚三季铵盐加入到烘好的多元 醇(聚碳酸酯多元醇)中，搅拌均匀形成A料；最后将A料和烘烤后的原料B 异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯)混合浇注成型，经过3min的熟化而制得聚氨 酯鞋底。本实施例材料体积电阻值、耐弯折性能见表1。

实施例1：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

首先将聚酯多元醇(聚碳酸酯多元醇)、异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯)在 70℃条件下烘8h；将三乙烯二胺和辛酸亚锡、水、1，4-丁二醇、聚硅氧烷- 多烷氧基醚共聚物、双十二烷基胺聚氧乙烯醚三季铵盐以及碳纤维粉加入到烘 好的多元醇(聚碳酸酯多元醇)中，搅拌均匀形成A料；最后将A料和烘烤后的 原料B异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯)混合浇注成型，经过3min的熟化而制 得聚氨酯鞋底。本实施例材料体积电阻值、耐弯折性能见表1。

实施例2：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

将聚醚多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)、异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯) 在70℃条件下烘8h；其次将三乙烯二胺和辛酸亚锡、水、丙三醇、聚硅氧烷- 多烷氧基醚共聚物、十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐以及碳纤维粉加入到烘好 的多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)中，搅拌均匀形成A料；最后将A料和烘烤 后的原料B异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯)混合浇注成型，经过3min的 熟化而制得聚氨酯鞋底。本实施例材料体积电阻值、耐弯折性能见表1。

对比实施例3(与实施例2对应)：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

将聚醚多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)、异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯) 在70℃条件下烘8h；其次将三乙烯二胺和辛酸亚锡、水、丙三醇、聚硅氧烷- 多烷氧基醚共聚物以及碳纤维粉加入到烘好的多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)中， 搅拌均匀形成A料；最后将A料和烘烤后的原料B异氰酸酯(二苯基甲烷二 异氰酸酯)混合浇注成型，经过3min的熟化而制得聚氨酯鞋底。本实施例材 料体积电阻值、耐弯折性能见表1。

实施例3：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

首先将聚酯多元醇(聚碳酸酯多元醇)、异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯) 在70℃条件下烘8h；其次将三乙烯二胺和辛酸亚锡、水、1，4-丁二醇、聚硅 氧烷-多烷氧基醚共聚物、双十二烷基胺聚氧乙烯醚三季铵盐以及碳纤维粉加 入到烘好的多元醇(聚碳酸酯多元醇)中，搅拌均匀形成A料；最后将A料和烘 烤后的原料B异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯)混合浇注成型，经过3min 的熟化而制得聚氨酯鞋底。本实施例材料体积电阻值、耐弯折性能见表1。

实施例4：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

首先将聚酯多元醇(聚碳酸酯多元醇)、异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯) 在70℃条件下烘8h；其次将三乙烯二胺和辛酸亚锡、水、1，4-丁二醇、聚硅 氧烷-多烷氧基醚共聚物、十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐以及碳纤维粉加入 到烘好的多元醇(聚碳酸酯多元醇)中，搅拌均匀形成A料；最后将A料和烘烤 后的原料B异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯)混合浇注成型，经过3min的 熟化而制得聚氨酯鞋底。本实施例材料体积电阻值、耐弯折性能见表1。

实施例5：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

首先将聚醚多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)、异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸 酯)在70℃条件下烘8h；其次将三乙烯二胺和辛酸亚锡、水、十二烷基胺聚氧 乙烯醚双季铵盐以及碳纤维粉加入到烘好的多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)中，搅 拌均匀形成A料；最后将A料和烘烤后的原料B异氰酸酯(二苯基甲烷二异 氰酸酯)混合浇注成型，经过3min的熟化而制得聚氨酯鞋底。本实施例中没 有加入扩链剂和整泡剂，但其中扩链剂的作用是调节泡孔结构和开孔率，提高 产品的回弹性、刚性和力学性能；整泡剂的作用是稳定泡孔结构，在本实施例 的基础上可分别增加扩链剂或整泡剂，增加后的产品能改善泡孔结构，相应提 高力学性能。本实施例的材料体积电阻值、耐弯折性能见表1。

实施例6：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

首先将聚醚多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)、异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯) 在70℃条件下烘8h；其次按照上述两种配方分别将三乙烯二胺和辛酸亚锡、 水、1，4-丁二醇、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、十二烷基胺聚氧乙烯醚双季 铵盐以及碳纤维粉加入到烘好的多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)中，搅拌均匀形成 大底A1料和中底A2料；将大底A1料与原料B混合浇注到模具中，加热固 化后再使用中底A2料与原料B混合进行第二次浇注，加热固化脱模得到大底 密度为0.90g/cm³、中底密度为0.50g/cm³的双密度聚氨酯安全鞋鞋底。

实施例7：其原料配比如下(单位：重量份)：

其制造方法如下：

首先将聚醚多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)、异氰酸酯(二苯基甲烷二异氰酸酯) 在70℃条件下烘8h；其次按照上述两种配方分别将三乙烯二胺、水、1，4- 丁二醇、聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物、十二烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐以及 碳纤维粉加入到烘好的多元醇(聚四氢呋喃醚二醇)中，搅拌均匀形成大底A1 料和中底A2料；将大底A1料与原料B混合浇注到模具中，加热固化后再使 用中底A2料与原料B混合进行第二次浇注，加热固化脱模得到大底密度为 0.85g/cm³、中底密度为0.55g/cm³的双密度聚氨酯安全鞋鞋底。

表1聚氨酯材料体积电阻值和耐弯折测试裂口增长量

上述实验数据表明，只添加碳纤维粉的鞋底体积电阻为1400MΩ·cm， 远大于仅添加抗静电剂以及同时添加抗静电剂和碳纤维粉所得鞋底的体积电 阻；在抗静电剂加入量相同的情况下，添加碳纤维粉所得鞋底体积电阻远低于 只添加抗静电剂所得鞋底体积电阻，说明碳纤维粉与抗静电剂产生了良好的配 合作用，使得聚氨酯鞋底材料的防静电性能在现有技术基础上得到很大的提 高；比较鞋底样品的硬度值，添加较多量的抗静电剂会降低鞋底硬度，而通过 添加碳纤维粉提高鞋底防静电性能的同时，鞋底硬度值未受到影响；经过耐弯 折性能测试，所得样品的裂口增长量均小于标准规定的2mm，说明碳纤维粉 的加入并未对聚氨酯鞋底材料的耐弯折性能产生影响。