聚氨酯(PU)微孔弹性鞋底材料自20世纪60年代末在欧洲开始工业化,70年代进入美国市场,80年代以来在世界范围内得到迅速发展。这种由微孔PU弹性体制成的鞋底,以其强度高、弹性优异、舒适、耐磨、耐折叠、耐油、耐腐蚀、重量轻、防滑而著称,能有效缓冲地面冲击,并可制作多种颜色、不同款式。包括但不限于正装鞋、越野滑雪鞋、沙滩鞋、室内鞋、运动鞋、旅游鞋及防静电、防油安全鞋。
生产技术
聚氨酯鞋底原料的制备
原料可分为聚酯型和聚醚型两大类。早期以聚丙烯乙二醇体系为主,现在多以聚酯体系为主,由于性能的差异,制备方法也有所不同。
聚酯PU鞋底原料通常采用预聚体法或半预聚体法制备,可制成双组份或三组份体系。
组分A是由一些聚酯、扩链剂、泡沫稳定剂、发泡剂等组成,经40e~70e混合均匀后静置脱气制备而成。在全水发泡体系中,发泡剂为水,组份A中的水分必须精确测量,含量一般为0.4%左右。
B组分是末端异氰酸酯预聚物,由某些聚酯多元醇与异氰酸酯反应而得。聚酯的相对分子量为1500~2000。在异氰酸酯的选择上,纯MDI与液化MDI的比例为19:1。在反应过程中,需要加入1/ 10000的抑制剂以防止副反应,保持一定温度2 ~ 3小时,将NCO%控制在19%左右。
C组分为催化剂(加入组份A为双组份原料),三组份体系适用于双色、低硬度运动鞋和低密度沙滩鞋。
PU鞋底成型技术
PU鞋底一般采用低压铸造或高压铸造成型,少数采用注塑成型。鞋底铸造机成型设备。聚酯PU成型常压浇注设备主要由浇注机、环形或转盘干燥通道等组成。由于PU鞋底原料的A、B组份为液体,且混合反应剧烈,因此在成型过程中,设备的准确计量和组份的混合均匀性是直接影响产品性能的两个重要因素。对于双色鞋底,通常使用双色铸造机,使用带外部中间板的模具,浇注两次,加热固化。
注意事项
原料储存和预处理
鞋底原料通常以复合材料形式供应,以多元醇、异氰酸酯和催化剂为主要成分,由A、B、C三组分组成。常温下密封保存时间分别为6个月、3个月和6个月。贮存期间,应防潮、避光,严禁暴晒、淋雨,并注意通风。过期后,在使用前必须进行分析和小泡沫试验,以检查是否存在故障。原料在使用前应加热熔化。
颜色匹配
色浆在使用前应加入组份A中充分搅拌,以保证分散均匀;催化剂组件通常是添加到一个组件在生产工厂,但由于有机催化剂很容易水解,有时因为生产条件和环境的差异在不同的地方,催化剂可以作为一个组件,容易调整,催化剂应添加到组件在使用前,搅拌至少10到20分钟,然后是一个组件添加到水箱发泡机的工作。
匹配
原料成分配比的准确性是保证产品质量的关键,因此,在日常生产中必须进行检测,检查发泡机计量配比的准确性。当添加新原料或计量泵误差波动较大时,特别需要注意对组分比测量的监测和检查。原料的计量多以体积为基础,而体积又与粘度和温度直接相关,因此在生产中必须严格控制每种原料的压力和温度,否则会严重影响组分计量的准确性。
模具
鞋底模具通常由铝合金和钢材料制成,近年来,树脂模具的使用变得非常普遍。模具型腔图案必须清晰,在模具设计中要特别注意深凹凸图案的设计,必须有利于气泡的排出,避免尖角凹凸图案,必要时应改为圆弧过渡。平行于弯曲方向,最佳角度应在45°左右。过去有人认为成品鞋底不宜过厚,一般以6 ~ 8毫米为宜,一般不超过12毫米;然而,铸造厚度超过12毫米的鞋底的技术已经完全掌握。添加木芯等插入物时,木芯必须干燥。模具温度应控制在45 ~ 55℃。
测量
根据鞋底的形状和密度要求,适当调整发泡材料的注入量。浇注鞋跟底部时,安装模具时应将鞋跟部分适当抬高。浇注时,可将前面的第一部分料在跟后浇注(使发泡中心不集中于一点),注塑量应在40% ~ 70%之间;浇注平底鞋时,模具的鞋底部分应稍微向上抬起。在生产线上调整模具的适当角度,根据鞋底形状调整模具的倾斜角度,避免鞋底表面出现孔洞、气泡等缺陷。
形成的时间
PU鞋底的成型时间一般为5 ~ 7分钟,此时PU鞋底的性能尚未达到最佳状态,脱模时用力不宜过大。脱模后的半成品应在室温下放置1天,并在24小时内将附着在产品表面的脱模剂清洗干净,以利于后续的喷涂处理。