彩色ETPU爆米花鞋底的制备方法

在说彩色ETPU爆米花发泡鞋底之前，我们先说一说彩色EVA发泡鞋底的制备工艺，主要有两种。

一是把颜料与EVA颗粒、助剂、填料、发泡剂、交联剂等低温高混、开炼、挤出造粒，颗粒料在模具中加热发泡或二次模具定型，从而制备彩色EVA发 泡鞋材。

二是把颜料复合入EVA发泡体系，通过注塑发泡工艺一次成型成彩色EVA 发泡鞋材，尤其是EVA发泡凉鞋。

彩色EVA发泡材料赋予运动鞋丰富的颜色搭配以及良好的设计能力。

在这里需要注意的是，EVA发泡基本都采用化学发泡，并且需要交联。对于TPU来说，和EVA类似的染色方法也是可行的，同样需要化学发泡和化学交联，但这会出现不环保、泡孔结构粗糙、密度大、膨胀倍率低等问题。

而性能优异的爆米花ETPU是通过超临界发泡工艺制备的，因此以下关于染色工艺的讨论中所用到的ETPU均为超临界发泡工艺所制备。

目前彩色ETPU发泡鞋材的已知制备方式有两种：颜料直接染色TPU发泡珠粒以及引入染色多元醇制备彩色TPU后发泡。

一、颜料直接染色TPU发泡珠粒

颜料直接染色TPU发泡珠粒会存在一个最大且难以解决的问题：颜料容易发生迁移从而导致成品存在较大色差。特别是，后续成型工艺如果是水蒸气模塑成型，其加热过程会进一步使得颜料发生界面迁移，最终加重色差问题。

为了解决色差问题，开发者们最初主要采用高压流体低温浸渍、短时间加热发泡等工艺来避免颜料的迁移，这可制备颜料均匀分散在聚合物表面和基体中的彩色TPU发泡珠粒。

但这样得到的彩色TPU发泡珠粒成本较高，后续水蒸气模塑成型仍会导致色差的出现，严重影响了生产的稳定性。

为了避免这种情况，开发者们决定后续成型工艺不采用水蒸气模塑成型，而是采用PU胶粘成型，于是颜料直接染色制备彩色TPU发泡鞋材的工艺发展为：

①颜料和PU预聚体在在混料室高速混合；

②将①混合好的PU预聚体和TPU发泡珠粒高速混合后，注入相应的模具；

③合上模具，将模具放置于循环烘道中加热固化；

④打开模具，将粘结成型体材料取出，并放置在烘干室中进一步固化。

这样可得到内外均匀染色的彩色ETPU鞋中底，且质地柔软、拉伸和撕裂强度高，但综合性能有所下降，PU胶的加入也会增加重量，我们从下图可以看到颗粒间有明显间隙，能看到胶水粘合痕迹。

二、引入染色多元醇制备彩色TPU后发泡

颜料直接染色容易发生界面迁移导致色差，在混合过程中还容易出现团聚、不均匀等问题，既然后续工艺问题难以解决，那不妨从材料源头去解决问题。

于是开发者们想到引入染色多元醇来制备彩色TPU颗粒，再进行后续工艺。该方法步骤为：

①染料(尤其是无机染料)均匀的分散到聚合物多元醇中，制备染色多元醇；

②将染色多元醇与扩链剂、异氰酸酯进行共聚合成彩色TPU颗粒；

③用彩色TPU颗粒进行超临界发泡、水蒸气模塑成型，最终制得彩色ETPU鞋中底。

其制得的彩色TPU颗粒特征主要有两个。

一是染料以分子状态的形式均匀地分散到TPU颗粒内部，避免了采用染料与固体TPU颗粒直接混合造粒的方式时，染料存在分散差的问题。

二是借助硅烷偶联剂的偶合作用，将染料分子嫁接到TPU分子链上，实现了在后续TPU颗粒发泡过程中染料可以随着TPU分子链的膨胀拉伸进行同步的分子移动，同时避免了在高温高压和有水的环境下染料在TPU颗粒内部的界面迀移。

最后，除了以上两种方法，据说因为加入有色多元醇导致设备不好清洗，就还有对TPU加入色母进行改性的手段，不过该方法没有更多的公开资料，只能放两张产品图给大家看下就好。