[发明专利]一种用于高端运动鞋的质轻高弹珠粒泡沫鞋底的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于高端运动鞋的质轻高弹珠粒泡沫鞋底的制备方法。该方法是将溶解有TPUx的亚临界饱和溶液和TPUy颗粒放入PTFE模具中进行定型，随后取出烘干溶剂，选用廉价且环境友好的COsubgt;2/subgt;作为发泡剂，对其进行一次发泡成型，形成TPU发泡珠粒混合物。本发明提供了一种溶液压缩成型与超临界发泡技术相结合的方法来制备TPU发泡珠粒混合物，该方法不需利用蒸气床将颗粒表面熔融处理后再对珠粒进行粘连，可以有效改善TPU发泡珠粒间的界面粘合，还可消除发泡珠粒的未发泡表皮，实现产品的再次减重。

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料领域，具体涉及一种用于高端运动鞋的质轻高弹珠粒泡沫鞋底的制备方法。

背景技术

在众多弹性体中，热塑性聚氨酯（TPU）具有优异的耐磨性、韧性、拉伸性能等物性，同时是可生物降解材料，因此可以替代诸多热塑性聚合物。自麻省理工学院首次提出微孔发泡技术概念以来，通过发泡技术的不断完善和发泡产品在减重、增韧、抗冲击、隔音等方面的提高，越来越多的发泡材料被应用到实际生产和生活中，同时又因为超临界流体发泡技术采用CO₂或N₂等无污染气体作为发泡剂，生产过程更加绿色环保而越来越受人们的青睐。

热塑性聚氨酯发泡珠粒（ETPU珠粒）因其优异的质轻和高弹的特点，已经在鞋业中得到了广泛的应用。TPU珠粒在制备成为鞋底时，通常采用两步成型法，首先将TPU珠粒放入发泡釜中进行发泡，随后将发泡完成的珠粒（ETPU珠粒）取出，待珠粒不再收缩后进行第二步成型工艺。将ETPU珠粒放入模具中，通入一定温度的水蒸气，对ETPU珠粒表面软化或者熔融后进行模压成型，但在模压过程中有可能出现部分珠粒的交界面无法排出气体造成困气而出现孔洞。珠粒间未压实或熔融后粘合的表面未完全冷却便打开模具而造成珠粒间出现缝隙。由于二次蒸汽模压是通过将ETPU珠粒表面熔融而熔接在一起，会对表皮附近的泡孔造成破坏，影响性能。同时表皮未发泡，进而无法做到产品进一步的轻量化。通过场发射扫描电镜（SEM）观察到传统蒸汽模压的产品中，两颗ETPU珠粒之间存在缝隙缺陷，且为未发泡皮层（如图1所示），三颗ETPU珠粒之间存在孔洞缺陷（如图2所示），这都会影响产品的力学性能。

中国专利申请CN110126171A公开了一种聚合物粒子一体化发泡成型工艺，通过两台挤出机，将低熔点聚合物包覆在高熔点聚合物外，形成核壳结构，再进行水下切割造粒。将造粒好的颗粒放入模压发泡的模具中，温度设置在两个聚合物熔点中间的温度，对低熔点的聚合物壳进行熔融，从而使颗粒相互粘连，并通入发泡剂，饱和一定时间后卸压发泡并冷却，制备获得珠粒泡沫。但此方法对核壳结构的两种聚合物熔点有所要求（只适用少数部分聚合物），无法形成熔点较高的聚合物包覆熔点较低的聚合物进行模压发泡，从而限制了此方法的范围应用。因采用熔融较低熔点聚合物的方法来形成珠粒粘连，若该种类的聚合物熔点本身就高，便会增加设备的使用功率，加大生产成本，从而限制了聚合物的种类。此外，此方法还存在不同核壳粒子相互熔融粘结过程仍存在界面粘合不好的缺陷，从而影响制品的力学及弹性特性。

发明内容

本发明为了解决ETPU珠粒间的界面问题以及实现再次减重的目的，提供一种用于高端运动鞋的质轻高弹珠粒泡沫鞋底的制备方法，该方法利用溶液压缩成型与超临界发泡技术相结合来制备TPU发泡珠粒混合物。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种用于高端运动鞋的质轻高弹珠粒泡沫鞋底的制备方法，包括以下步骤：

（1）将TPUx溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，得到TPUx亚临界饱和溶液；

（2）将上述TPUx亚临界饱和溶液倒入PTFE模具中，同时放入TPUy颗粒；

（3）将上述PTFE模具放到热压机上压缩定型；

（4）将定型完成的TPU珠粒混合物从PTFE模具中取出，放入烘箱中烘干除去溶剂；