彩色ETPU爆米花鞋底的制备方法

发表时间: 2019-04-16 16:14:46

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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。



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