本發(fā)明涉及鞋用材料的技術領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種澆注型聚氨酯鞋底材料。
背景技術：
鞋子是人類生活的必需用品，而且隨著人類文明的不斷發(fā)展，鞋自的種類也不斷豐富起來，例如男士皮鞋、女士皮鞋、休閑鞋、運動鞋、帆布鞋、化學鞋、涼鞋、拖鞋以及安全鞋等各種種類的鞋子。
作為用于這些鞋的鞋底材料，廣泛使用的有皮革、橡膠、聚氯乙烯以及聚氨酯、聚酯等天然材料或合成材料。其中，聚氨酯是一種介于橡膠和塑料之間的高分子聚合材料，其分子主鏈中含有較多氨基甲酸酯基團(-NHCOO-)的彈性聚合物，是典型的多嵌段共聚物材料。聚氨酯通常以聚合物多元醇、異氰酸酯、擴鏈劑、交聯(lián)劑及少量助劑為原料進行加聚反應而制得，具有很高的強度和伸長率，從輕量化的觀點出發(fā)，聚氨酯材料由于密度低、機械性能好等其它特性與其它材料具有優(yōu)勢相比上述其它材料在鞋底材料中得到了廣泛的應用。聚氨酯在機械性能、耐磨性、耐油性等方面是優(yōu)越的，并且允許熔體模塑。但是對于聚氨酯鞋材來說，作為運動鞋等用途時其強度不充分，在現(xiàn)有技術通常采用纖維來增強聚氨酯彈性體的強度，但往往存在纖維與聚氨酯彈性體界面之間的結合問題，導致其力學性能還有待進一步提高。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術中的上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種澆注型聚氨酯鞋底材料。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：
一種澆注型聚氨酯鞋底材料，其特征在于：包括織物芯層，所述織物芯層的外表面上澆注形成有聚氨酯彈性層；所述織物芯層由氨綸纖維和芳綸纖維編織而成；所述織物芯層的外表面上在澆注之前預先形成有聚酰胺熔覆層。
其中，所述聚氨酯彈性層由預聚體組分和低聚物組分混合得到澆注組合物，并在模具中澆注得到。
其中，所述預聚體組分由100重量份的二異氰酸酯、150~155重量份的聚四氫呋喃二醇、62~70重量份的聚己二酸乙二醇酯，和10.2~12.5重量份的2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪組成，制得的預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.2~5.6wt%。
其中，所述低聚物組分由85~95重量份的二醇類擴鏈劑、15~5重量份的二胺類擴鏈劑、5.2~5.5重量份的環(huán)硫化合物、0.1~0.2重量份的催化劑和可選的添加劑構成。
其中，所述預聚體組分和低聚物組分的重量比為100：20.5~22.5。
本發(fā)明的第二方面還涉及一種澆注型聚氨酯鞋底材料的制備方法。所述制備方法，包括以下步驟：
(1)準備織物芯層，所述織物芯層由氨綸纖維和含有芳綸纖維編織而成；
(2)準備預聚體組分和低聚物組分；
(3)在所述織物芯層的外表面上形成聚酰胺熔覆層；
(4)將預聚體組分和低聚物組分混合均勻，并澆注到形成有聚酰胺熔覆層的織物芯層的外表面上形成聚氨酯彈性層。
其中，所述預聚體組分通過以下方法制備得到：將100重量份的二異氰酸酯、150~155重量份的聚四氫呋喃二醇、62~70重量份的聚己二酸乙二醇酯，和10.2~12.5重量份的2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪在反應釜中于90~105℃條件下反應，冷卻至40℃，控制預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.2~5.6wt%，得到預聚物組分，出料后密封保存；所述低聚物組分通過以下方法制備得到：將85~95重量份的二醇類擴鏈劑、15~5重量份的二胺類擴鏈劑、5.2~5.5重量份的環(huán)硫化合物、0.1~0.2重量份的催化劑和可選的添加劑在反應釜中混合得到低聚物組分，出料后密封保存；所述預聚體組分和低聚物組分的重量比為100：20.5~22.5。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的澆注型聚氨酯鞋底材料具有以下有益效果：
本發(fā)明所述的澆注型聚氨酯鞋底材料中聚氨酯彈性層與織物芯層鍵合性能好，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗沖擊性能，而且撕裂強度高，適合于作為運動鞋、籃球鞋、足球鞋、跑鞋等的鞋底。
具體實施方式
以下將結合具體實施例對本發(fā)明所述的澆注型聚氨酯鞋底材料做進一步的闡述，以幫助本領域的技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
本發(fā)明的澆注型聚氨酯鞋底材料，包括織物芯層，和在所述織物芯層的兩個外表面上澆注形成的聚氨酯彈性層。所述織物芯層由氨綸纖維的經(jīng)紗和含有芳綸纖維的緯紗編織而成。為了增強所述織物芯層與所述聚氨酯彈性層之間的鍵合性和粘結性，所述織物芯層的外表面上在澆注之前預先形成有聚酰胺熔覆層。
在本發(fā)明中，所述氨綸纖維是指以聚氨基甲酸酯為主要成分的嵌段共聚物制成的纖維，其通常包括聚醚型和聚酯型兩種類型的氨綸纖維。所述芳綸纖維通常包括間位芳綸（芳綸1313）和對位芳綸（芳綸1414），其中間位芳綸是指聚間苯二甲酰間苯二胺纖維，對位芳綸是指聚對苯二甲酰對苯二胺纖維。
在本發(fā)明中，所述聚氨酯彈性層由預聚體組分和低聚物組分混合得到澆注組合物，并在預先放置有織物芯層的模具中澆注得到。所述預聚體組分和低聚物組分的重量比為100：20.5~22.5。其中，所述預聚體組分由100重量份的二異氰酸酯、150~155重量份的聚四氫呋喃二醇、62~70重量份的聚己二酸乙二醇酯，和10.2~12.5重量份的2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪組成，制得的預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.2~5.6wt%。所述低聚物組分由85~95重量份的二醇類擴鏈劑、15~5重量份的二胺類擴鏈劑、5.2~5.5重量份的環(huán)硫化合物、0.1~0.2重量份的催化劑和可選的添加劑構成。
所述環(huán)硫化合物的結構式如下：
R1、R2獨立地代表碳原子個數(shù)為1~5的亞烷基，在以下實施例中作為示例性地，R1和R2均為亞甲基。
所述二異氰酸酯選自二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、亞苯基二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、1，5-亞萘基二異氰酸酯、3，3′-二氯-4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、4，4′-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、氫化苯二亞甲基二異氰酸酯等。這些有機多異氰酸酯可以單獨使用，或可以同時使用兩種或多種。優(yōu)選甲苯二異氰酸酯（TDI），例如可以選擇TDI-80，TDI-100等，在以下實施例中作為示例性地均選擇TDI-80，其實際上是2，4-TDI和2，6-TDI的混合物，并且二者的重量比為80：20。
其中，所述的二醇類擴鏈劑例如可以為1，4-丁二醇（BDO）、乙二醇(EG)、一縮二乙二醇(DEG)、1，2-丙二醇（1，2-PG）等。所述的二胺類擴鏈劑例如可以為3，5-二甲硫基甲苯二胺（DMTDA）或3，5-二乙基甲苯二胺(DETDA)中的至少一種。所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、乙酰丙酮酸鋅、丙酸鋅、辛酸鋅、2-乙基己酸鋅、月桂酸鋅、乙酰丙酮鋯、四異丙醇鋯、四-正丁醇鋯、四-叔丁醇鋯、2-乙基己酸鋯等。
在以下實施例和比較例中織物芯層采用2×2織物的編織方式，重量為1.5 g/dm2，所述經(jīng)線采用氨綸包覆紗，所述緯線采用芳綸1313。如未具體說明，以下實施例中織物的兩個表面預先鋪設有50 μm厚的聚酰胺膜，加熱使得聚酰膜熔融并通過壓力形成聚酰胺熔覆層。
實施例1
本實施例的澆注型聚氨酯鞋底材料通過以下方法制備得到：（1）將100重量份的TDI-80、150重量份的PTMEG(M=1000)、70重量份的聚己二酸乙二醇酯(M=2000)，和12.5重量份的2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪在反應釜中于100℃條件下反應1.5~2.0小時，冷卻至40℃，控制預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.2wt%，得到預聚物組分，出料后密封保存。（2）將85重量份的BDO、15重量份的DMTDA、5.2重量份的環(huán)硫化合物、0.1重量份的二月桂酸二丁基錫在反應釜中于50 ℃條件下混合1小時得到低聚物組分，出料后密封保存。（3）將上述預聚體組分和低聚物組分在50℃按照100：20.5的重量比混勻，然后注入到110℃的模具（預先設置有織物芯層），反應25min后開模、之后把制品放入100℃烘箱熟化12小時后即可。
實施例2
本實施例的澆注型聚氨酯鞋底材料通過以下方法制備得到：（1）將100重量份的TDI-80、155重量份的PTMEG(M=1000)、62重量份的聚己二酸乙二醇酯(M=2000)，和10.2重量份的2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪在反應釜中于100℃條件下反應1.5~2.0小時，冷卻至40℃，控制預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.5wt%，得到預聚物組分，出料后密封保存。（2）將95重量份的BDO、5重量份的DMTDA、5.5重量份的環(huán)硫化合物、0.1重量份的二月桂酸二丁基錫在反應釜中于50 ℃條件下混合1小時得到低聚物組分，出料后密封保存。（3）將上述預聚體組分和低聚物組分在50℃按照100：22.5的重量比混勻，然后注入到110℃的模具（預先設置有織物芯層），反應25min后開模、之后把制品放入100℃烘箱熟化12小時后即可。
實施例3
本實施例的澆注型聚氨酯鞋底材料通過以下方法制備得到：（1）將100重量份的TDI-80、152重量份的PTMEG(M=1000)、68重量份的聚己二酸乙二醇酯(M=2000)，和11.5重量份的2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪在反應釜中于100℃條件下反應1.5~2.0小時，冷卻至40℃，控制預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.3wt%，得到預聚物組分，出料后密封保存。（2）將90重量份的BDO、10重量份的DMTDA、5.3重量份的環(huán)硫化合物、0.1重量份的二月桂酸二丁基錫在反應釜中于50 ℃條件下混合1小時得到低聚物組分，出料后密封保存。（3）將上述預聚體組分和低聚物組分在50℃按照100：21.5的重量比混勻，然后注入到110℃的模具（預先設置有經(jīng)過實施例1處理得到的織物芯層），反應25min后開模、之后把制品放入100℃烘箱熟化12小時后即可。
比較例1
本比較例的澆注型聚氨酯鞋底材料通過以下方法制備得到：（1）將100重量份的TDI-80、152重量份的PTMEG(M=1000)、68重量份的聚己二酸乙二醇酯(M=2000)，和11.5重量份的2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪在反應釜中于100℃條件下反應1.5~2.0小時，冷卻至40℃，控制預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.3wt%，得到預聚物組分，出料后密封保存。（2）將90重量份的BDO、10重量份的DMTDA、5.3重量份的環(huán)硫化合物、0.1重量份的二月桂酸二丁基錫在反應釜中于50 ℃條件下混合1小時得到低聚物組分，出料后密封保存。（3）將上述預聚體組分和低聚物組分在50℃按照100：21.5的重量比混勻，然后注入到110℃的模具（未形成聚酰胺熔覆層的織物芯層），反應25min后開模、之后把制品放入100℃烘箱熟化12小時后即可。
比較例2
本比較例的澆注型聚氨酯鞋底材料通過以下方法制備得到：（1）將100重量份的TDI-80、152重量份的PTMEG(M=1000)和68重量份的聚己二酸乙二醇酯(M=2000)在反應釜中于100℃條件下反應1.5~2.0小時，冷卻至40℃，控制預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.3wt%，得到預聚物組分，出料后密封保存。（2）將90重量份的BDO、10重量份的DMTDA、5.3重量份的環(huán)硫化合物、0.1重量份的二月桂酸二丁基錫在反應釜中于50 ℃條件下混合1小時得到低聚物組分，出料后密封保存。（3）將上述預聚體組分和低聚物組分在50℃按照100：21.5的重量比混勻，然后注入到110℃的模具（預先設置有織物芯層），反應25min后開模、之后把制品放入100℃烘箱熟化12小時后即可。
比較例3
本比較例的澆注型聚氨酯鞋底材料通過以下方法制備得到：（1）將100重量份的TDI-80、152重量份的PTMEG(M=1000)、68重量份的聚己二酸乙二醇酯(M=2000)，和11.5重量份的2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪在反應釜中于100℃條件下反應1.5~2.0小時，冷卻至40℃，控制預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.3wt%，得到預聚物組分，出料后密封保存。（2）將90重量份的BDO、10重量份的DMTDA、0.1重量份的二月桂酸二丁基錫在反應釜中于50 ℃條件下混合1小時得到低聚物組分，出料后密封保存。（3）將上述預聚體組分和低聚物組分在50℃按照100：21.5的重量比混勻，然后注入到110℃的模具（預先設置有織物芯層），反應25min后開模、之后把制品放入100℃烘箱熟化12小時后即可。
比較例4
本比較例的澆注型聚氨酯鞋底材料通過以下方法制備得到：（1）將100重量份的TDI-80、152重量份的PTMEG(M=1000)、68重量份的聚己二酸乙二醇酯(M=2000)，和11.5重量份的2-乙烯基-4，6-二氨基-1，3，5-三嗪在反應釜中于100℃條件下反應1.5~2.0小時，冷卻至40℃，控制預聚體中NCO的質(zhì)量分數(shù)為5.3wt%，得到預聚物組分，出料后密封保存。（2）將100重量份的BDO、5.3重量份的環(huán)硫化合物、0.1重量份的二月桂酸二丁基錫在反應釜中于50 ℃條件下混合1小時得到低聚物組分，出料后密封保存。（3）將上述預聚體組分和低聚物組分在50℃按照100：21.5的重量比混勻，然后注入到110℃的模具（預先設置有織物芯層），反應25min后開模、之后把制品放入100℃烘箱熟化12小時后即可。
對制備得到的實施例和比較例樣品依據(jù)GB/T2568-1995進行拉伸性能測試，參照GB529測量撕裂強度，依據(jù)GB/T1843-2008測量缺口懸臂梁沖擊強度，依據(jù)GB/T6669-2008進行壓縮永久變形測試，依據(jù)T型剝離方法評價織物芯層與聚氨酯彈性層之間的粘結性能。結果如表1所示。
表1
對于本領域的普通技術人員而言，具體實施例只是對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。