专利名称：一种含致密层表皮的聚氨酯微孔弹性体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种聚氨酯微孔弹性体，特别是采用全水发泡制备的聚氨酯微孔弹性体。
背景技术：
聚氨酯微孔弹性体，由于其耐磨、耐腐蚀、质轻、减震性能好和易加工等特性，在包括汽车材料、包装材料、各种工业用缓冲、减震元件和鞋材等领域都有广泛的应用。聚氨酯微孔弹性体在使用时，往往需要在外部包裹如布、革、塑料等外皮层，起到保护或修饰的作用。这些外皮层一般通过黏胶或热压等手段和聚氨酯微孔弹性体结合在一起，生产费工费时。中国发明专利申请公开说明书CN1590427A(
公开日2005年3月9日)公开了一种低密度高发泡聚氨酯鞋用树脂配方(该专利申请以引用方式全部合并于此)，使用该配方生产的鞋材的表面密度为0. 32 0. 38g/cm3，具有质轻、成本低的优点。但是当鞋材的表面密度位于上述范围内时，其表面的微孔较明显，尤其是涂漆以后，影响产品的美观，需要附加外皮层才能解决这一问题。近年来，出于保护环境、减少臭氧层破坏的要求，聚氨酯配方中传统的发泡剂卤代烷烃正逐步为全水所取代，这也对生产具有优异性能和结构的聚氨酯微孔弹性体提出了新的挑战。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体， 该聚氨酯微孔弹性体质轻、制造成本低、制造工续简单、且不需附加的外皮层。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种聚氨酯微孔弹性体，包括致密层表皮和微孔弹性内芯。该微孔弹性体是通过全水发泡，一体成型制成的，所以其致密层表皮和微孔弹性内芯化学组分相同。当采用排水法测量时，本实用新型的聚氨酯微孔弹性体的平均密度优选为 0. 20 0. 60g/cm3，更优选为 0. 30 0. 50g/cm3。当将本实用新型的聚氨酯微孔弹性体剖面时，可以明显观察到位于微孔弹性体外表面的密度较大的致密层表皮和由该致密层表皮完全包裹在内的密度较小的微孔弹性内芯。所述的致密层表皮优选是密度为0. 45 0. 70g/cm3之间的部分，更优选密度为0. 50 0. 60g/cm3。所述的微孔弹性内芯优选是密度为0. 20 0. 45g/cm3之间的部分，更优选密度为0. 30 0. 40g/cm3。在本实用新型的聚氨酯微孔弹性体中，同一弹性体中致密层表皮和微孔弹性内芯的密度差优选为0. 10 0. 30g/cm3之间。所述致密层表皮的厚度优选为1. 5 3. Omm,更优选为1. 8 2. 5mm。所述微孔弹性内芯的厚度是由模具的尺寸所决定的，根据应用不同，厚度可从2毫米至2米，优选5毫米至50毫米。[0011]本实用新型的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体适合作为鞋材。制成鞋材时，仅在与地面接触的底部通过模塑形成花纹，从而增加鞋子的摩擦力和防滑功能，而和底部相连的侧面保持光滑的表面。由于本实用新型的聚氨酯鞋材具有厚度为1. 5至3. Omm, 密度为0. 45至0. 70g/cm3的致密层表皮，所述鞋材的侧面与无该致密层表皮的一般鞋材相比，表面的孔隙更小，瑕疵更少，更光滑，在喷漆后显得更光洁美观。同时，致密层表皮也可阻止在制鞋的喷漆，清洗等后续工艺中，化学溶剂对于鞋材的侵蚀。制备本实用新型的聚氨酯微孔弹性体的配方可包括如下成分A)组分异氰酸酯成分，该异氰酸酯成分包含3 % NCO的异氰酸酯封端预聚物，以成分A)的重量按IOOwt. %计；B)组分，该组分能与异氰酸酯成分反应，且包含a) 一种或多种聚酯多元醇，所述聚酯多元醇的平均分子量为1000 6000，平均官能度为2 6 ；所述聚酯多元醇的用量为20 90wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %计；b) 一种或多种聚合物多元醇，所述聚合物多元醇可选择10 60wt. %丙烯腈-苯乙烯共聚物，以成分b)的重量按IOOwt. %计；所述聚合物多元醇的用量为5 70wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %计；C) 一种或多种扩链剂和/或交联剂，其平均分子量为62 499，平均官能度为2 6 ；所述扩链剂的用量为6 18wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %计；所述交联剂的用量为0. 1 3wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %计；d) 一种或多种胺类催化剂，所述胺类催化剂的用量为0. 1 2. 6wt. %，以成分B) 的重量按IOOwt. %计；e) 一种或多种表面活性剂，所述表面活性剂的用量为0. 1 2wt. %，优选0. 2 1. 3wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %计；f)水，其用量为0. 3 1. 2wt. %，以成分B)的重量按IOOwt. %计；和g) 一种或多种消泡剂，所述消泡剂的用量为0. 1 2. 6wt%,以成分B)的重量按 IOOwt. %if ；所述组分A)的用量为40 IOOwt. %，以组分B)的重量按IOOwt. %计。上述配方中A)组分的异氰酸酯封端预聚物包含一种或多种二和/或多异氰酸酯与一种或多种聚酯多元醇的反应产物。所述的二异氰酸酯，优选但不限于，4，4-二苯甲烷二异氰酸酯0，4' -MDI)、改性MDI。所述的多异氰酸酯，优选但不限于，具有氨基甲酸酯基团、脲基团、脲基甲酸酯基团的多异氰酸酯，优选具有碳化二亚胺改性的异氰酸酯。适用的产品包括以MDI为基础的JF-I-5118，JF-I-9422等(华峰新材料股份有限公司，温州)。上述配方中B)组分的一种或多种扩链剂，优选但不限于二官能度扩链剂，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、环己烷二甲醇、对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚-双(β-羟乙基)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)组分中的交联剂，优选但不限于，三羟甲基丙烷、季戊四醇、二乙醇
胺、三乙醇胺。上述配方中所述的胺类催化剂，优选但不限于，叔胺、饱和或不饱和C12-C24脂肪族酰胺、含有至少一个催化氨基基团及一个活性氨基基团的二元、三元、四元氨基烷烃。含有羟基取代基的脂肪族酰胺也可以被使用。例如，N, N, N-三甲基异丙醇胺、2-己酸乙酯、三乙烯二胺、三(二甲基氨基丙基)六氢三嗪、N，N-二甲基环己胺、双环己基甲胺、双(3-氨丙基)四甲基胺、N，N，N’，N’-四甲基二乙烯三胺。优选的胺类催化剂包括，三乙烯二胺、 五甲基-二亚丙基三胺、非酸封闭型胺类催化剂、二(二甲基氨基丙基)甲基胺、三(二甲基氨基丙基)胺、羟乙基丙二胺。上述配方中的表面活性剂，优选但不限于，各种硅烷表面活性剂，特别优选那些聚硅氧烷和聚乙二醇的嵌段共聚物。上述配方中的水为发泡剂。水与组分A)中的NCO基团反应，发泡得到较低密度的聚合物。所述水的用量为，0.3 1.2wt. %，优选0.35 0.8wt. %，以组分B的重量按 IOOwt. %计。上述配方中的消泡剂可为矿物油、有机硅、分子消泡剂及其组合。适用的产品包括 Surfynol DF-58, DF-75, DF-178 等(Air Products andChemicals, Allentown, USA)。上述配方中的B)组分还可任选地包含一种或多种添加剂。所述的添加剂，优选但不限于，填料、颜料、自脱模试剂、阻燃剂和增塑剂等，其用量是本领域内的普通技术人员所熟知的常规用量。本实用新型的聚氨酯微孔弹性体可通过本领域普通技术人员所熟知的浇注法或一次注射成型法来制备。综上所述，本实用新型的聚氨酯微孔弹性体的优点为，具有一层一体成型的有一定厚度的致密层表皮，从而在保持了该微孔弹性体质轻，成本低的基础上，增加了产品的耐磨性，耐脏性和美观性，尤其适合应用在鞋材领域。本实用新型的制备工艺简单，采用全水发泡从而保护环境。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型示范性的聚氨酯微孔弹性体的剖面图。图2为本实用新型示范性的聚氨酯微孔弹性体作为鞋材的示意图。图3为本实用新型示范性的聚氨酯微孔弹性体作为鞋材的示意图，其具有带花纹的底部和光滑的侧面。参见
图1，本实用新型示范性的聚氨酯微孔弹性体的外表面由连续的致密层表皮 1构成，在致密层表皮1的完全包裹下是密度均勻且相对于致密层表皮密度较低的微孔弹性内芯2。图2展示了本实用新型示范性的聚氨酯微孔弹性体作为鞋底材料的一种应用，其中鞋底材料的外表面由连续的致密层表皮3构成，在致密层表皮3的完全包裹下是密度均勻且相对于致密层表皮密度较低的微孔弹性内芯(图中没有显示)。该鞋底材料可通过热压或粘结等方法和鞋的其他部分结合在一起。图3进一步展示了本实用新型示范性的聚氨酯微孔弹性体作为鞋底材料的应用， 其中鞋底材料的外表面由连续的致密层表皮构成。其中聚氨酯鞋底材料与地面接触的底部表面5带有模塑的花纹，与所述底部相连接的侧面表面6光滑。
具体实施方式
实施例的目的仅在于对本实用新型进行说明，而不在于对本实用新型的范围进行限定。实施例1含致密层表皮的聚氨酯微孔弹性体的合成本实施例所对应的表格中所列的数值，均为以组分B)的重量按IOOwt. %计时的
重量百分比。
权利要求1.一种采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为包括致密层表皮和微孔弹性内芯，所述致密层表皮和所述微孔弹性内芯化学组分相同，且一体成型。
2.如权利要求1所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体平均密度为0. 20至0. 60g/cm3。
3.如权利要求1或2所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体平均密度为0. 30至0. 50g/cm3。
4.如权利要求1-3任何一项所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述致密层表皮的厚度为1. 5至3. 0mm。
5.如权利要求1-4任何一项所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述致密层表皮的厚度为1. 8至2. 5mm。
6.如权利要求1-5任何一项所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述致密层表皮的密度为0. 45至0. 70g/cm3。
7.如权利要求1-6任何一项所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述致密层表皮的密度为0. 50至0. 60g/cm3。
8.如权利要求1-7任何一项所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述微孔弹性内芯的密度为0. 20至0. 45g/cm3。
9.如权利要求1-8任何一项所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述微孔弹性内芯的密度为0. 30至0. 40g/cm3。
10.如权利要求1-9任何一项所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体为采用全水发泡制得的聚氨酯鞋底材料。
11.如权利要求10所述的采用全水发泡制得的聚氨酯微孔弹性体，其特征为所述的采用全水发泡制得的聚氨酯鞋底材料与地面接触的底部表面有模塑的花纹，与所述底部相连接的侧面表面光滑。
专利摘要本实用新型公开了一种通过全水发泡、一体成型的含致密层表皮的聚氨酯微孔弹性体。这种聚氨酯微孔弹性体在质轻，制备工艺简单，成本低的基础上，其有一定厚度的致密层表皮增加了产品的耐磨性，耐脏性，耐腐蚀性和美观性，尤其适合应用在鞋材领域。
文档编号C08J9/08GK202175637SQ201120118720
公开日2012年3月28日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者关永坚, 张剑, 邵文佶 申请人:气体产品与化学公司