CN108178917A - 耐挠曲的鞋底材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐挠曲的鞋底材料，属于鞋用材料的技术领域。本发明所述的耐挠曲的鞋底材料，包括织物芯层，所述织物芯层的外表面上浇注形成有聚氨酯弹性层；所述织物芯层由尼龙纤维的经纱和含有聚酯纤维的纬纱编织而成；所述聚氨酯弹性层由预聚体组分和低聚物组分混合得到浇注组合物，并在模具中浇注得到。本发明所述的耐挠曲的鞋底材料中聚氨酯弹性层与织物芯层键合性能好，表现出优异的耐挠曲性，而且耐磨性好，撕裂强度高，适合于作为运动鞋、篮球鞋、足球鞋、跑鞋等的鞋底。

Description

耐挠曲的鞋底材料
技术领域
本发明涉及鞋用材料的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种耐挠曲的鞋底材料。
背景技术
鞋子是人类生活的必需用品，而且随着人类文明的不断发展，鞋自的种类也不断丰富起来，例如男士皮鞋、女士皮鞋、休闲鞋、运动鞋、帆布鞋、化学鞋、凉鞋、拖鞋以及安全鞋等各种种类的鞋子。
作为用于这些鞋的鞋底材料，广泛使用的有皮革、橡胶、聚氯乙烯以及聚氨酯、聚酯等天然材料或合成材料。其中，聚氨酯是一种介于橡胶和塑料之间的高分子聚合材料，其分子主链中含有较多氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的弹性聚合物，是典型的多嵌段共聚物材料。聚氨酯通常以聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂为原料进行加聚反应而制得，具有很高的强度和伸长率，从轻量化的观点出发，聚氨酯材料由于密度低、机械性能好等其它特性与其它材料具有优势相比上述其它材料在鞋底材料中得到了广泛的应用。聚氨酯在机械性能、耐磨性、耐油性等方面是优越的，并且允许熔体模塑。但是对于聚氨酯鞋材来说，作为运动鞋等用途时其强度不充分，耐挠曲性等需要进一步提高。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种耐挠曲的鞋底材料。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种耐挠曲的鞋底材料，其特征在于：包括织物芯层，所述织物芯层的外表面上浇注形成有聚氨酯弹性层；所述织物芯层由尼龙纤维的经纱和含有聚酯纤维的纬纱编织而成。
其中，所述织物芯层的面密度为1.5~3.0 gdm-2，优选为1.5~2.5 gdm-2。
其中，在浇注之前，所述织物芯层经过低温等离子处理。
其中，所述聚氨酯弹性层由预聚体组分和低聚物组分混合得到浇注组合物，并在模具中浇注得到。
其中，所述预聚体组分由100重量份的二异氰酸酯、212~230重量份的聚四氢呋喃二醇，和10.5~15.2重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯组成；所述低聚物组分由100重量份的扩链剂、3.2~5.0重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1~0.2重量份的催化剂和可选的添加剂构成。
其中，所述预聚体组分和低聚物组分的重量比为100：18.2~20.3。
其中，含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物的结构式如下：
其中，R1、R2分别独立地代表氢或甲基。
本发明的第二方面还涉及一种耐挠曲的鞋底材料的制备方法。所述制备方法，包括以下步骤：
（1）准备织物芯层，所述织物芯层由尼龙纤维的经纱和含有聚酯纤维的纬纱编织而成；
（2）准备预聚体组分和低聚物组分；
（3）将预聚体组分和低聚物组分混合均匀，并浇注到包含所述织物芯层的外表面上形成聚氨酯弹性层。
其中，所述预聚体组分由100重量份的二异氰酸酯、212~230重量份的聚四氢呋喃二醇，和10.5~15.2重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯组成；所述低聚物组分由100重量份的扩链剂、3.2~5.0重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1~0.2重量份的催化剂和可选的添加剂构成；所述预聚体组分和低聚物组分的重量比为100：18.2~20.3。
其中，在浇注之前，还包括对所述织物芯层进行低温等离子处理的步骤。
与现有技术相比，本发明所述的耐挠曲的鞋底材料具有以下有益效果：
本发明所述的耐挠曲的鞋底材料中聚氨酯弹性层与织物芯层键合性能好，表现出优异的耐挠曲性，而且耐磨性好，撕裂强度高，适合于作为运动鞋、篮球鞋、足球鞋、跑鞋等的鞋底。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的耐挠曲的鞋底材料做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明的耐挠曲的鞋底材料，包括织物芯层，和在所述织物芯层的两个外表面上浇注形成的聚氨酯弹性层。所述织物芯层由尼龙纤维的经纱和含有聚酯纤维的纬纱编织而成。在本发明中，所述尼龙纤维，包括尼龙6、尼龙66等。为了进一步提高耐磨，所述纬线还可以包括聚对苯硫醚纤维（PPS）。所述聚对苯硫醚纤维（PPS）是一种具有重复对取代苯环和硫原子的对称硬主链的结晶聚合物，其可通过熔融纺丝挤出制备得到。为了提高拉伸性能，所述纬线可以经过假捻、卷曲或喷气等变形处理。所述聚酯纤维长丝可以高速纺丝得到的POY长丝，或者FDY长丝，或者拉伸变形丝DTY，或者空气变形丝ATY；作为优选地，为了提高拉伸性能，优选DTY长丝或ATY长丝。在本发明中，所述织物可以是任意所需角度的经线和纬线形成的机织织物，例如可以是2×2，3×2，2×3，或3×3等。
为了进一步增强所述织物芯层与所述聚氨酯弹性层之间的键合性和粘结性，在浇注之前，优选对所述织物芯层经过低温等离子处理。对织物芯层进行辉光放电等离子体处理，采用的气体优选为氨气和一种含硫的气体，所述含硫的气体优选为硫化氢，所述氨气和硫化氢气体的体积比优选为2：1~10：1，更优选为3：1~6：1。
在本发明中，所述聚氨酯弹性层由预聚体组分和低聚物组分混合得到浇注组合物，并在预先放置有织物芯层的模具中浇注得到。所述预聚体组分和低聚物组分的重量比为100：18.2~ 20.3。其中，所述预聚体组分由100重量份的二异氰酸酯、212~230重量份的聚四氢呋喃二醇，和10.5~15.2重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯组成，制得的预聚体中NCO的质量分数为4.2~4.6wt%。所述低聚物组分由100重量份的扩链剂、3.2~5.0重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1~0.2重量份的催化剂和可选的添加剂构成。所述含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物的结构式如下：
R1、R2独立地代表氢或甲基。所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、1，5-亚萘基二异氰酸酯、3，3′-二氯-4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯等。这些有机多异氰酸酯可以单独使用，或可以同时使用两种或多种。优选二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），例如4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯。所述扩链剂为小分子二元醇、二元胺或乙醇胺；例如1，4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、3，5-二甲硫基甲苯二胺或3，5-二乙基甲苯二胺中的至少一种，优选为1，4-丁二醇。所述催化剂选自三亚乙基二胺、乙醇胺、二甲基乙醇胺、三甲基羟乙基乙二胺、二月桂酸二丁基锡、乙酰丙酮酸锌、丙酸锌、辛酸锌、2-乙基己酸锌、月桂酸锌、乙酰丙酮锆、四异丙醇锆、四-正丁醇锆、四-叔丁醇锆、2-乙基己酸锆等。
在以下实施例和比较例中织物芯层采用2×2织物的编织方式，重量为2.0 g/dm2，所述经线采用聚酯纤维DTY长丝，所述纬线采用尼龙66。
实施例1
对织物芯层进行辉光放电等离子体处理，采用的气体为NH3和H2S，其中NH3的分压为12Pa，H2S的分压为2 Pa，功率为120W，处理时间为3min。辉光放电等离子体处理后10min以内进行浇注。
实施例2
对织物芯层进行辉光放电等离子体处理，采用的气体为NH3和H2S，其中NH3的分压为12Pa，H2S的分压为4 Pa，功率为120W，处理时间为3min。辉光放电等离子体处理后10min以内进行浇注。
实施例3
本实施例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、215重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和12.5重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.2wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、3.8重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100:18.5的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过实施例1处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
实施例4
本实施例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、215重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和12.5重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.2wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、3.8重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100:18.5的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过实施例2处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
实施例5
本实施例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、215重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和12.5重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.2wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、3.8重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100:18.5的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有未经过等离子处理的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
实施例6
本实施例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、230重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和15.0重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.6wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、5.0重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100：20.1的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过实施例1处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
实施例7
本实施例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、230重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和15.0重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.6wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、5.0重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100：20.1的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过实施例2处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
实施例8
本实施例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、230重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和15.0重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.6wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、5.0重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100：20.1的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有未经过等离子体处理的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
比较例1
对织物芯层进行辉光放电等离子体处理，采用的气体为NH3和H2O，其中NH3的分压为12Pa，H2O的分压为4Pa，功率为120W，处理时间为3min。辉光放电等离子体处理后10min以内进行浇注。
比较例2
对织物芯层进行辉光放电等离子体处理，采用的气体为NH3， NH3的压力为16Pa，功率为120W，处理时间为3min。辉光放电等离子体处理后10min以内进行浇注。
比较例3
本比较例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、215重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和12.5重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.2wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、3.8重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100:18.5的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过比较例1处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
比较例4
本比较例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、215重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和12.5重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.2wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、3.8重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100:18.5的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过比较例2处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
比较例5
本比较例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI和215重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000）在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.2wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、3.8重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100:18.5的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过实施例2处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
比较例6
本比较例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、215重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和12.5重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.2wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇和0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100:18.5的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过实施例1处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
比较例7
本比较例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI和230重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000）在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.6wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇、5.0重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100：20.1的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过实施例2处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
比较例8
本比较例的鞋底材料通过以下方法制备得到：（1）将100重量份的MDI、230重量份的聚四氢呋喃二醇（M=1000），和15.0重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯在反应釜中于90℃条件下反应1.5~2.5小时，冷却至40℃，控制预聚体中NCO的质量分数为4.6wt%，得到预聚物组分，出料后密封保存。（2）将100重量份的1，4-丁二醇和0.1重量份的乙酰丙酮锆在反应釜中于40 ℃条件下混合1小时得到低聚物组分，出料后密封保存。（3）将上述预聚体组分和低聚物组分在50℃按照100：20.1的重量比混匀，然后注入到100℃的模具（预先设置有经过实施例2处理得到的织物芯层），反应25min后开模、之后把制品放入100℃烘箱熟化16小时后即可。
根据DIN53504、DIN53512等测量实施例样品的力学性能，其结果如表1和表2所示：
表1
表2
其中的耐曲挠性在室温下10万个周期后进行测试。
根据DIN53504、DIN53512等测量比较例样品的力学性能，其结果如表3和表4所示：
表3
表4
其中的耐曲挠性在室温下10万个周期后进行测试。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐挠曲的鞋底材料，其特征在于：包括织物芯层，所述织物芯层的外表面上浇注形成有聚氨酯弹性层；所述织物芯层由尼龙纤维的经纱和含有聚酯纤维的纬纱编织而成。
2. 根据权利要求1所述的耐挠曲的鞋底材料，其特征在于：所述织物芯层的面密度为1.5~3.0 gdm-2。
3.根据权利要求1所述的耐挠曲的鞋底材料，其特征在于：在浇注之前所述织物芯层经过低温等离子处理。
4.根据权利要求1所述的耐挠曲的鞋底材料，其特征在于：所述聚氨酯弹性层由预聚体组分和低聚物组分混合得到浇注组合物，并在模具中浇注得到。
5.根据权利要求4所述的耐挠曲的鞋底材料，其特征在于：所述预聚体组分由100重量份的二异氰酸酯、212~230重量份的聚四氢呋喃二醇，和10.5~15.2重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯组成；所述低聚物组分由100重量份的扩链剂、3.2~5.0重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1~0.2重量份的催化剂和可选的添加剂构成。
6.根据权利要求5所述的耐挠曲的鞋底材料，其特征在于：所述预聚体组分和低聚物组分的重量比为100：18.2~20.3。
7.根据权利要求5所述的耐挠曲的鞋底材料，其特征在于：含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物的结构式如下：
其中，R1、R2分别独立地代表氢或甲基。
8.一种耐挠曲的鞋底材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
准备织物芯层，所述织物芯层由尼龙纤维的经纱和含有聚酯纤维的纬纱编织而成；
准备预聚体组分和低聚物组分；
将预聚体组分和低聚物组分混合均匀，并浇注到包含所述织物芯层的外表面上形成聚氨酯弹性层。
9.根据权利要求8所述的耐挠曲的鞋底材料的制备方法，其特征在于：所述预聚体组分由100重量份的二异氰酸酯、212~230重量份的聚四氢呋喃二醇，和10.5~15.2重量份的N，N-二烷基-对氨基苯乙烯组成；所述低聚物组分由100重量份的扩链剂、3.2~5.0重量份的含有巯基的（甲基）丙烯酸酯化合物、0.1~0.2重量份的催化剂和可选的添加剂构成；所述预聚体组分和低聚物组分的重量比为100：18.2~20.3。
10.根据权利要求8所述的耐挠曲的鞋底材料的制备方法，其特征在于：在浇注之前，还包括对所述织物芯层进行低温等离子处理的步骤。
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