一种高回弹的环保型TPU鞋中底及其制备方法与流程

本发明涉及鞋底材料及生产，具体涉及一种高回弹的环保型tpu鞋中底及其制备方法。

背景技术：

1、鞋中底是位于鞋垫和鞋大底之间的鞋材，主要负责提供鞋底的弹性缓震特性和耐用性。目前，鞋中底的主要类型分为eva中底、tpu中底、气垫中底或编织中底等，鞋中底的类型与鞋底的弹性缓震性能及耐用性紧密相关。其中，eva通过发泡工艺得到的eva发泡中底具有质地轻、减震和回弹优异的特点，但其在长期使用过程中磨损严重，耐用性差。而tpu鞋底多数是通过物理发泡在聚氨酯基体上引入泡孔结构，但发泡工艺的制程控制要求高，使得tpu发泡材料的密度、硬度和尺寸等产品参数难以控制，导致生产效率较低且质量不稳定。同时，传统的tpu鞋中底硬度较高，弹性较低，使得此类鞋底在穿着时的回弹性和减震能力较弱，严重降低了穿着者的穿着舒适度。为此，本技术通过利用eva中底和tpu中底的优势提出了一种复合结构的tpu鞋中底，以使其兼具弹性缓震和耐用性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种高回弹的环保型tpu鞋中底及其制备方法。

2、本发明的目的通过下述技术方案予以实现：一种高回弹的环保型tpu鞋中底，所述鞋中底包括中底层和tpu厚底层，所述中底层和tpu厚底层之间通过热熔胶粘合，所述tpu厚底层远离中底层的一面涂设有弹力树脂层。

3、进一步的，所述弹力树脂层表面设有预制纹理结构，所述弹力树脂层远离tpu厚底层的一面设有光学镀膜层。

4、在实际应用中，通过上述弹力树脂层的表面设置预制纹理结构和光学镀膜层，能够增加所述tpu鞋中底的光学防伪效果，使得该tpu鞋中底在光照作用下显示相应的光学效果，起到防伪作用。具体地，在预制纹理结构为光栅结构，所述光栅结构包括多个连续排列的柱状透镜，所述柱状透镜的两端分别与光学镀膜层和tpu厚底层连接。其中，所述光学镀膜层是利用电子束物理气相沉积技术在弹力树脂层表面沉积纳米金属薄膜制得的。

5、进一步的，所述弹力树脂层远离tpu厚底层的一面设有图案层，所述图案层是由水性油墨或生物基油墨在弹力树脂层表面印刷形成具有不同颜色、文字或图案及其组合。

6、进一步的，所述中底层为eva中底层、tpu中底层或尼龙中底层中的任意一种。

7、进一步的，所述热熔胶为eva热熔胶、tpu热熔胶或尼龙热熔胶中的任意一种。

8、进一步的，所述tpu厚底层是由加热熔融的tpu聚合物注入注塑机中进行注塑、固化成型得到的，其中，所述tpu聚合物的制备步骤如下：将聚酯多元醇和二异氰酸酯充分混合，缓慢升高温度至70-80℃，加入催化剂反应3-4h后，再向其中加入扩链剂继续反应0.5-1h，降低温度至40℃以下，然后向其中加入封端剂进行封端，待-nco基团消耗完全后停止反应，即得到tpu聚合物。

9、在上述步骤中，异氰酸酯指数为0.99-1.01，硬段含量为25-30％。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，所述催化剂的用量为0.05-0.15％；所述扩链剂为聚己二酸乙二醇酯，所述扩链剂的用量为聚酯多元醇和二异氰酸酯总质量的20-25％；所述封端剂为mptms，所述封端剂的用量为聚酯多元醇和二异氰酸酯总质量的5-10％。

10、进一步的，所述聚酯多元醇的制备步骤为：将乙交酯、己内酯、1,4-丁二醇和辛酸亚锡置于反应器中搅拌，然后升高温度至130-150℃反应7-9h，即得到所述聚酯多元醇。其中，所述乙交酯、己内酯和1,4-丁二醇的摩尔比为12-15:55-60:26-30，所述辛酸亚锡的用量为乙交酯、己内酯和1,4-丁二醇总质量的0.5-2％。

11、进一步的，所述二异氰酸酯是由质量比为4-6:1的异佛尔酮二异氰酸酯与改性异佛尔酮二异氰酸酯三聚体混合而成，其中，所述改性异佛尔酮二异氰酸酯三聚体的制备步骤为：将巯丙基三甲氧基硅烷、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体和三乙胺置于反应器中搅拌，升高温度至70-80℃，反应到异氰酸酯基团的含量达到理论目标值，得到改性异佛尔酮二异氰酸酯三聚体。具体地，所述巯丙基三甲氧基硅烷和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体的质量比为1:3-3.5，所述三乙胺的用量为巯丙基三甲氧基硅烷和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体总质量的0.01-0.05％。

12、进一步的，所述弹力树脂胶料包括如下重量份的原料：聚氨酯丙烯酸酯聚合物30-40份、环氧树脂15-25份、光引发剂2-5份、活性稀释剂20-25份。

13、进一步的，所述弹力树脂胶料的制备步骤为：按配方比例称取聚氨酯丙烯酸酯聚合物和环氧树脂置于常温下的反应器中，再加入光引发剂和活性稀释剂充分混合，即得到所述弹力树脂胶料。

14、进一步的，所述光引发剂为三苯基六氟锑酸盐、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯或irgacure2959中的至少一种；所述稀释剂为4-乙烯基环氧环己烷、丙烯酸丁酯或1,6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

15、进一步的，所述聚氨酯丙烯酸酯聚合物的制备方法包括如下步骤：

16、(1)将聚四氢呋喃醚二醇、约1/4的催化剂和少量溶剂置于温度为60-65℃的反应器中，再将异佛尔酮二异氰酸酯缓慢滴加至其中，反应2h；

17、(2)向反应器中加入约1/4的催化剂、扩链剂和少量溶剂，继续反应2h；

18、(3)再向反应器中加入4-羟基丙烯酸丁酯和剩余的催化剂，升高温度至70-80℃，反应2-3h，得到预聚物溶液；

19、(4)将步骤(3)所得预聚物溶液置于80-90℃条件下蒸发溶剂，即得到聚氨酯丙烯酸酯聚合物。

20、在上述聚氨酯丙烯酸酯聚合物的制备中，所述聚四氢呋喃醚二醇与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为1:3；所述催化剂的摩尔量为聚四氢呋喃醚二醇摩尔量的0.5-2％；所述1-羟基丙烯酸丁酯与聚四氢呋喃醚二醇的摩尔量之比为2:1；所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

21、在本发明中，通过上述步骤制得的聚氨酯丙烯酸酯聚合物的柔性链段含量较高，赋予了该聚氨酯丙烯酸酯聚合物良好的柔韧性、弹性和耐磨性。所述弹力树脂胶料通过以上述聚氨酯丙烯酸酯聚合物作为原料主体，加入环氧树脂补偿其强度，同时粘接性能和耐高温性能有所增强，并通过光引发剂提升了该反应体系的固化效率和程度。

22、本发明还提供了一种高回弹的环保型tpu鞋中底的制备方法，包括如下制备步骤：

23、s1、通过注塑机成型出tpu厚底层，在tpu厚底层的背面贴上pet膜；

24、s2、在tpu厚底层的正面涂布弹力树脂胶料，经uv机光照固化成型为弹力树脂层；

25、s3、将所得tpu厚底层根据尺寸需求进行裁切，去除裁切后tpu厚底层背面的pet膜，然后涂上热熔胶，并与中底层压合为一体，即得到所述tpu鞋中底。

26、进一步的，所述制备方法还包括：在步骤s2中，使用压花滚筒以400-600kpa的压力辊压弹力树脂层，使弹力树脂层形成具有预制纹理结构。

27、进一步的，所述制备方法还包括：在步骤s2中，使用水性油墨或生物基油墨在弹力树脂层的表面印刷不同的颜色、图案或文字及其组合，形成图案层。

28、进一步的，所述uv机发射的uv光能量密度为800-1000mw/cm2。

29、本发明的有益效果在于：

30、(1)本发明的tpu聚合物以特定的聚酯多元醇和二异氰酸酯为原料，其中，通过将异佛尔酮二异氰酸酯和改性二异氰酸三聚体为硬段，在tpu的侧链上接枝聚硅氧烷，能够显著提高tpu聚合物的力学强度、耐磨性、及耐水、耐光和耐热稳定性；

31、(2)本发明通过聚氨酯丙烯酸酯聚合物和环氧树脂为原料，其中，聚氨酯丙烯酸酯聚合物的柔性链段含量较高，赋予了该聚氨酯丙烯酸酯聚合物良好的柔韧性、弹性和耐磨性；再通过环氧树脂的加入能够提升其强度、粘接性能和耐高温性，并通过光引发剂提升了该反应体系的固化效率和程度；

32、(3)本发明通过中底层、热熔胶、tpu厚底层和弹力树脂层的复合结构设置，在保持该tpu鞋中底的硬度和耐用性要求的同时，赋予了该鞋中底的回弹性和减震性能，进而显著提高了该鞋中底的穿着舒适度。