[发明专利]一种纳米耐磨聚氨酯天皮复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高跟鞋耐磨垫领域，具体是一种纳米耐磨聚氨酯天皮复合材料及制备方法。

背景技术

女式皮鞋不仅数量巨大，而且款式繁多，给女性增加了极大的生活情趣。女式皮鞋区别于大多数男式皮鞋，是带有不同高度的后跟，以适应不同职业场合和不同年龄女性需求。着上高跟鞋的女性，不仅可让体态显出更挺拔，而且还能够振奋精神。通常，女式高跟鞋后跟的底部通常装有一块可以活动拆装更换的天皮层，用以防止鞋子后跟使用时被磨损，通常天皮层通过天皮钉安装在高跟鞋后跟底部预先设有的安装孔中。大部分女士皮鞋后跟的天皮大多数采用聚氯乙烯(PVC)和TPU材质。聚氯乙烯耐热性不好的缺点限制了它的使用范围和发展空间。TPU虽然具有一般的耐磨性，但是硬度过高，走路起来声响较大，特别是在安静环境和木质地板中，容易产生敲击地面的声音，带来诸多不便。如何发展一种高耐磨、柔软度适中、容易加工的新型天皮，成为目前业界所关心的课题。

目前，发展了一类新型聚氨酯(PUR)天皮产品。聚氨酯制品通常具有优异的耐磨性、高拉伸强度和高伸长率。在耐水解，耐酸，碱溶液腐蚀方面，聚醚型PUR优于聚酯型PUR。聚氨酯产品具有强度高、绝热、隔音、阻燃、耐寒、防腐、不吸水、施工简便快捷等优异特点，已经成为天皮制品新的选择。由于天皮产品的特殊使用环境，需要承担人体重量、地面摩擦、温度、雨水、阳光等诸多因素影响，因此加速了它的使用寿命，除了柔软度适中、耐酸碱等特性，耐磨性是一个重要的技术指标。

研究表明，无机纳米材料表现出小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，使得材料拥有许多不同于常规材料的新奇功能，其加入能够赋予纳米复合材料在力学、光学、电学和磁学等方面具有特殊的性质，这为聚氨酯天皮的品质提升开辟了新的方向。但无机纳米材料具有很高的表面活性，比表面积大，颗粒间处于非热力学稳定状态，极易发生团聚。此外，其与有机高分子基体的表面或者界面性质不同，相容性较差，因而难以在基体中均匀分散，直接或过多填充往往导致材料的某些力学性能降低。因此，有必要对无机纳米粒子表面进行化学改性，以降低粒子的表面能，改变粒子的表面极性，减少纳米材料之间的相互团聚，改善纳米材料在高分子材料中的分散，提高材料的机械强度以及综合性能。

发明内容

本发明的目的是通过纳米复合技术，优化聚氨酯天皮工艺，制造出一种更加耐磨，敲击地面噪音更小，极大延长天皮的使用寿命，提高了女士皮鞋的使用品质的纳米耐磨聚氨酯天皮复合材料及制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种纳米耐磨聚氨酯天皮复合材料，其结构包括热溶接的上A料层和下B料层，其中，所述上A料层的组分包括聚四氢呋喃醚二醇和甲苯二异氰酸酯，所述聚四氢呋喃醚二醇和甲苯二异氰酸酯在上A料层中的重量份分别为：

聚四氢呋喃醚二醇为50％-75％；

甲苯二异氰酸酯为25％-50％；

所述下B料层的组分包括二氯二苯基甲烷二胺、聚氧化丙烯醚二醇、纳米材料和复合偶联剂，所述二氯二苯基甲烷二胺、聚氧化丙烯醚二醇、纳米材料和复合偶联剂在下B料层中的重量份分别为：

二氯二苯基甲烷二胺为40％-60％；

聚氧化丙烯醚二醇为35％-55％；

纳米材料为0.5％-5％；

偶联剂为0.025％-0.25％；

催化剂为0.1％-0.3％。

本发明较好的方案：

所述聚四氢呋喃醚二醇和甲苯二异氰酸酯在上A料层中的重量份分别为：

聚四氢呋喃醚二醇为62％；

甲苯二异氰酸酯为38％；

所述二氯二苯基甲烷二胺、聚氧化丙烯醚二醇、纳米材料和复合偶联剂在下B料层中的重量份分别为：

二氯二苯基甲烷二胺为51.86％；

聚氧化丙烯醚二醇为44.9％；

纳米材料为2.0％；

偶联剂为0.04％；

催化剂为0.2％。

所述下B料层的高度是整个纳米耐磨聚氨酯复合天皮高度的3/10-7/10。为了获得较高的耐磨性能以及较好的韧性，同时也保证天皮上A料层对天皮钉咬合的强度，下B料层的高度是整个纳米耐磨聚氨酯复合天皮高度的3/5。