一种抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫及其制备方法与流程

本技术涉及聚氨酯发泡鞋垫，尤其是涉及一种抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫及其制备方法。

背景技术：

1、鞋垫是鞋子的重要组成部分，鞋垫直接影响鞋子的穿着舒适度，是人们日常生活、工作中不可缺少的日用品。随着消费者生活水准的提高，消费者不仅要求鞋垫具有较好的耐磨性及回弹性，同时希望鞋垫舒适、透气且具有抑菌性能。

2、目前市面上的鞋垫一般采用eva、聚氨酯发泡海绵或者硅胶制成，其中，聚氨酯发泡鞋垫舒适度良好、重量轻、透气性好，然而聚氨酯发泡鞋垫通常不具备抗菌性能。

3、天然抗菌物质如茶多酚、壳聚糖等物质具有较好的抗菌性能，将天然抗菌物质加入到聚氨酯发泡鞋垫的制备原料中可以提升聚氨酯发泡鞋垫的抗菌性能，然而由于聚氨酯发泡鞋垫的制备原料异氰酸酯与含有较多活性氢的天然抗菌物质易反应，存在异氰酸酯与天然抗菌物质过度反应的问题，导致聚氨酯发泡鞋垫中的硬段分布不均及聚氨酯发泡鞋垫中天然抗菌物含量较多处硬段过于集中，进而导致聚氨酯发泡鞋垫脆性增加及弹性下降，在使用中容易变形。

技术实现思路

1、为解决现有聚氨酯发泡鞋垫很难同时具有较好的抗菌性能及回弹性的问题，本技术提供一种抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种抗菌高弹抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫：

3、一种抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫，以重量份计，鞋垫原料包括a组分和b组分，所述a组分包括100-150份的聚合物多元醇、0.5-1.5份的水、6-8份的扩链剂、15-25份的抗菌微胶囊及0.0005-0.01份的催化剂；所述抗菌微胶囊的原料包括1-1.5份的抗菌精油、0.1-0.3份的壳聚糖及0.2-1.6份的交联剂；

4、b组分为30-60份的二异氰酸酯。

5、通过采用上述技术方案，抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫中采用包括抗菌精油、壳聚糖、交联剂的抗菌微胶囊；抗菌精油与壳聚糖的抗菌性能相互协同，且壳聚糖对抗菌精油有包覆缓释作用，进而提升了抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的抗菌耐水洗性能；交联剂与壳聚糖的活性氢反应，一方面，增强抗菌微胶囊的强度，进一步提升抗菌微胶囊对抗菌精油的缓释效果；另一方面，减少抗菌微胶囊表面的羟基及氨基与异氰酸根反应的数量，改善因抗菌微胶囊与异氰酸根过度反应导致抗菌微胶囊表面脆性增加，导致抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的回弹率及抗拉强度下降的问题，使得制备得到的抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫同时具有较高的抗菌耐水洗性能、回弹率及抗拉强度

6、优选的，所述交联剂包括羧基纤维素盐及戊二醛；

7、所述抗菌微胶囊的制备过程如下：

8、将0.1-0.3重量份的壳聚糖0.02-0.04重量份的乙酸、90-100重量份的蒸馏水，搅拌混合4-6h后，制备得到壳聚糖-乙酸溶液；

9、ph值调至3-4后，加入4-5重量份的吐温-80，搅拌30-40min后，制备得到乳化液；

10、向乳化液中加入1-1.5重量份的精油，搅拌10-20min；接着滴加0.1-0.7重量份的羧基纤维素盐与100ml水的混合溶液；加入0.1-0.7重量份的羧基纤维素盐后，继续搅拌混合10-20min；加入0.1-0.9重量份的戊二醛交联固化；最后经抽滤、洗涤、烘干,制备得到抗菌微胶囊。

11、通过采用上述技术方案，具有吸附性能的壳聚糖对抗菌精油进行包覆，降低抗菌精油迁移速度；交联剂与壳聚糖的活性氢反应，提升抗菌微胶囊表面的交联度及强度，进一步提升了抗菌微胶囊对抗菌精油的缓释效果。

12、优选的，所述羧基纤维素盐的添加量为0.3-0.4重量份；所述戊二醛的添加量为0.4-0.5重量份。

13、通过采用上述技术方案，羧基纤维素盐的羧基与壳聚糖中的氨基有较好的络合效果，羧基纤维素盐与壳聚糖配伍使用，且优选羧基纤维素盐用量，使得壳聚糖微胶囊具有较高的强度；进一步，添加戊二醛并且优选戊二醛的用量，一方面，提升了羧基纤维素盐与壳聚糖之间的交联度，进一步提升抗菌微胶囊的强度，更好的防止精油迁移，同时提升了抗菌微胶囊的耐水洗性能；另一方面，添加戊二醛并且优选戊二醛的用量可减少抗菌微胶囊表面的活性氢的数量，减少抗菌微胶囊与聚氨酯之间过度反应，使得制备得到的抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫具有较好的回弹性、抗拉强度、抗菌性能及抗菌耐水洗性能。

14、当羧基纤维素盐及戊二醛的含量较低时，抗菌微胶囊的强度较低，对抗菌物质的缓释效果差；当羧基纤维素盐及戊二醛的含量较高时，抗菌微胶囊与抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫中的其他组分之间的作用力较低，不利于抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的回弹性及抗拉强度。

15、优选的，所述抗菌微胶囊还包括1-2重量份的硫酸铜。

16、通过采用上述技术方案，抗菌铜离子与抗菌精油及壳聚糖配伍，进一步提升抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的抗菌性能及抗菌耐水洗性能。

17、优选的，所述a组分还包括5-8重量份的丙烯酸类聚合物；

18、所述丙烯酸类聚合物的制备过程如下：

19、将1-4重量份的n-异丙基丙烯酰胺、2-5重量份的不饱和羧酸、30-70重量份的软单体、30-7o重量份的硬单体、0.3-0.5重量份的引发剂及100-120重量份的有机溶剂搅拌混合，并在65-90℃的条件下反应1-3h，制备得到丙烯酸类聚合物。

20、通过采用上述技术方案，制备得到的丙烯酸类聚合物含有多个的极性基团，不仅与竹粉及抗菌微胶囊表面的极性基团有较好的结合性能，也可以与异氰酸酯反应和/或形成氢键。

21、抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫中采用丙烯酸类聚合物，一方面，丙烯酸类聚合物包裹在抗菌微胶囊的表面，可降低抗菌微胶囊表面的活性氢与异氰酸酯接触的机率，进而减少异氰酸酯与抗菌微胶囊之间的过度反应，改善由于异氰酸酯与抗菌微胶囊的表面的活性氢过度反应，导致抗菌微胶囊的表面的强度、韧性降低，脆性增加，进而导致抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的回弹性及强度降低，发泡不均匀，透气性变差的问题；另一方面，丙烯酸类聚合物附着在聚氨酯泡孔的孔壁上，改善孔壁的脆性，使得孔壁在外力作用下不容易断裂，进而提升抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的回弹率及抗拉强度。

22、综上所述，抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫中采用丙烯酸类聚合物，使得制备得到的抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫同时具有较好的抗菌性、抗菌耐水洗性能、回弹率、抗拉强度及透气率。

23、优选的，所述不饱和羧酸为丙烯酸、富马酸、衣康酸、马来酸中的至少一种；

24、所述引发剂为过氧化二苯甲酰或过硫酸铵；

25、所述有机溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯中至少一种；

26、所述硬单体为苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯腈、羟基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯中至少一种；

27、所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯及丙烯酸异辛酯中至少一种。

28、通过采用上述技术方案，优选不饱和羧酸、引发剂、有机溶剂、硬单体及软单体的种类，进一步提升制备得到的抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的回弹率、抗拉强度及透气率。

29、优选的，所述硬单体为重量比为1：1：(2-3)的甲基丙烯酸甲酯、羟基苯乙烯及丙烯腈的组合物。

30、通过采用上述技术方案，采用重量比为1：1：(2-3)的甲基丙烯酸甲酯、羟基苯乙烯及丙烯腈的组合物，制备得到的丙烯酸类聚合物有较好综合性能，并与聚氨酯有较好协同效果，进而使得抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫具有较高的回弹率、抗拉强度及透气性。

31、优选的，所述丙烯酸类聚合物还包括1-3重量份的交联单体，所述交联单体为n-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、双丙酮丙烯酰胺中至少一种。

32、通过采用上述技术方案，交联单体中含有较多的极性基团，有利于丙烯酸类聚合物附着在聚氨酯泡孔的孔壁上，改善泡孔的脆性，进而提升抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的回弹率及抗拉强度。

33、优选的，所述a组分还包括3-6重量份的竹粉及1-1.5重量份的聚硅氧烷-聚烷氧基醚共聚物。

34、通过采用上述技术方案，抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫中添加竹粉，进一步提升了抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的透气性及抗菌性能；聚硅氧烷-聚烷氧基醚共聚物可提升丙烯酸类聚合物、竹粉、抗菌微胶囊的分散性，使得抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫发泡更均匀，进而提升抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的抗菌性、抗菌耐洗性、回弹率、抗拉强度及透气性能。

35、第二方面，本技术提供一种抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的制备方法。

36、一种抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的制备方法，包括如下制备步骤：

37、将a组分的聚合物多元醇、水、扩链剂、催化剂和抗菌微胶囊混合，形成预混料；

38、将b组分异氰酸酯加到预混料中，搅拌1-3min后，随即在模温35-45℃的条件下，发泡3-4min，然后定型20-35min，制备得到抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫。

39、通过上述技术方案，制备得到的抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫具有优异的抗菌性、抗菌耐洗性、回弹率、抗拉强度及透气性能。

40、综上所述，本技术具有如下有益效果：

41、1、本技术的抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫中采用包括抗菌精油、壳聚糖交联剂的抗菌微胶囊；抗菌精油与壳聚糖的抗菌性能相互协同，且壳聚糖对抗菌精油有缓释作用，进而提升了抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的抗菌耐水洗性能；交联剂与壳聚糖的活性氢反应，一方面，增强抗菌微胶囊的强度及对抗菌精油的缓释效果，另一方面，减少抗菌微胶囊表面的活性氢与异氰酸根反应的数量，改善因抗菌微胶囊与异氰酸根过度反应，抗菌微胶囊表面脆性增加，导致抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的回弹率及抗拉强度下降的问题，使得制备得到的抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫同时具有较高的抗菌耐水洗性能、回弹率及抗拉强度。

42、2、本技术抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫中采用丙烯酸类聚合物，丙烯酸类聚合物包裹抗菌微胶囊的表面，降低了异氰酸酯与抗菌微胶囊之间的反应，改善由于异氰酸酯与抗菌微胶囊的表面的活性氢过度反应，导致抗菌微胶囊的表面的强度、韧性降低，脆性增加，进而导致抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫的回弹性及强度降低，发泡不均匀，透气性变差的问题，使得制备得到的抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫同时具有较好的抗菌性、抗菌耐水洗性能、回弹率、抗拉强度及透气率。

43、3、本技术丙烯酸类聚合物中采用重量比为1：1：(2-3)的甲基丙烯酸甲酯、羟基苯乙烯及丙烯腈的组合物，制备得到的丙烯酸类聚合物有较好综合性能，并与聚氨酯及抗菌微胶囊有较好协同效果，进而使得抗菌高弹聚氨酯发泡鞋垫具有较高的回弹率、抗拉强度及透气性。