【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及鞋底材料，具体为一种高发泡倍数鞋底材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着全球对环境保护意识的增强以及消费者对产品性能要求的提高，开发出既符合环保标准又具备优异物理化学性能的新型材料成为材料科学领域的重要课题。在众多应用领域中，鞋底材料因其直接关系到穿着舒适度、耐用性和安全性而受到特别关注。传统鞋底材料多采用聚氨酯(pu)等合成材料，这些材料虽然具有良好的弹性、柔软性和加工性能，但在耐高温、防收缩及耐磨性方面存在明显不足，尤其是在极端环境条件下使用时，其性能下降更为显著。
2、近年来，随着生物基和可降解材料的研发进展，环保型鞋底材料逐渐成为研究热点。然而，现有的环保材料往往难以同时满足高强度、高弹性和良好耐磨性的要求，这限制了它们在高性能鞋类中的广泛应用。此外，传统聚氨酯发泡材料在生产过程中容易出现收缩现象，影响产品的尺寸稳定性和外观质量，且在高温环境下，其物理性能会进一步恶化，导致使用寿命缩短。
3、针对上述问题，本专利技术提出了一种高发泡倍数鞋底材料及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高发泡倍数鞋底材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中所提到的技术问题。
2、实现本专利技术目的的技术方案是：一种高发泡倍数鞋底材料，所述高发泡倍数鞋底材料是将生物基聚氨酯、改性蟹壳粉、四丁基碘化铵、l-抗坏血酸混炼后，先进行超临界二氧化碳发泡，再在一定压力的二氧化碳环境下升温、保温反应得到。
3、进一步地，所述生物
4、进一步地，所述二异氰酸酯单体采用赖氨酸二异氰酸酯。
5、进一步地，所述改性蟹壳粉采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对蟹壳粉改性得到。
6、本专利技术还提供了一种高发泡倍数鞋底材料的制备方法，包括以下步骤：
7、(1)氮气保护条件下，将蓖麻油升温至102～104℃保温搅拌50～70min以除去蓖麻油中水分子，随后冷却至64～66℃，在300rpm搅拌条件下加入二异氰酸酯单体，随后以800rpm在80℃下继续搅拌50～70min，得到生物基聚氨酯预聚体；
8、(2)向步骤(1)制备的生物基聚氨酯预聚体中加入扩链剂1,4-丁二醇、催化剂三乙胺，80℃下继续搅拌50～70min，随后降温至54～56℃，加入甲酸继续搅拌4～6min后，滴加过氧化氢和磷酸的混合液，14～16min内滴加完毕，继续保温搅拌3.5～4.5h，得到生物基聚氨酯；
9、(3)将80质量份生物基聚氨酯、78～82质量份改性蟹壳粉、4.8～4.9质量份四丁基碘化铵、1.1～1.2质量份l-抗坏血酸放入88～92℃的密炼机中混炼4～5min，得到复合聚氨酯；
10、(4)将复合聚氨酯置入高压反应釜，并使用低压二氧化碳对反应釜进行冲洗，以清除釜内的空气；随后，将高压反应釜加热至38～42℃；接下来，向反应釜内注入二氧化碳，直至内部压力达到14～15mpa；在维持此温度与压力条件下，保压渗透1.8～2.2h；之后，迅速泄压，确保泄压速度超过20mpa/min；紧接着，将物料转移至水蒸气发泡装置中，在100～110℃下加热发泡45～55s；完成后，再次将物料送回高压反应釜，向釜内充入二氧化碳，使压力升高至0.34～0.36mpa，快速提升温度至78～82℃，并在此条件下反应47.5～48.5h，反应完成后，排出釜内过量的二氧化碳，继续保温反应24h，得到高发泡倍数鞋底材料。
11、进一步地，所述蓖麻油中的羟基与二异氰酸酯单体的异氰酸酯基摩尔比1：1.8～2.2。
12、进一步地，所述扩链剂1,4-丁二醇中的羟基与生物基聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基的摩尔比1：0.8～1.2；催化剂三乙胺的质量为生物基聚氨酯预聚体的质量的0.05％～0.5％。
13、进一步地，所述蓖麻油、甲酸、过氧化氢、磷酸的质量比为1:2.5～3.5：5.5～6.5：0.009。
14、进一步地，按重量份数计所述生物基聚氨酯80质量份、改性蟹壳粉8～12质量份、四丁基碘化铵4.8～4.9质量份、l-抗坏血酸1.1～1.2质量份。
15、进一步地，过氧化氢和磷酸的混合液由浓度为30％的过氧化氢溶液和磷酸混合得到。
16、进一步地，改性蟹壳粉的制备步骤如下：将蟹壳清理干净后在100～110℃条件下干燥23～25h，除去其中的水分，自然冷却后粉碎，并过200目的筛分离，得到蟹壳粉；将蟹壳粉和其质量24倍的无水乙醇混合，室温下搅拌至蟹壳粉在无水乙醇中分散均匀，随后加入硅烷偶联剂水溶液继续搅拌20～40min，在69～71℃下冷凝回流反应2.8～3.2h，反应完成后，反复用无水乙醇洗涤、抽滤，直至滤液澄清透明，将滤渣置于真空干燥箱中，在60～80℃下干燥23～25h，得到改性蟹壳粉；其中，硅烷偶联剂水溶液是将硅烷偶联剂、水按质量比1:2混合搅拌至硅烷偶联剂充分水解得到；硅烷偶联剂按照与蟹壳粉液固比为4～6:1ml/g量取。
17、采用了上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果：
18、(1)本专利技术的高发泡倍数鞋底材料，先将生物基聚氨酯、改性的蟹壳粉、四丁基碘化铵以及l-抗坏血酸混合均匀后通过超临界二氧化碳进行发泡处理，随后在特定压力下的二氧化碳环境中加热保温反应；生物基聚氨酯的合成过程涉及将蓖麻油与二异氰酸酯单体预先聚合，再加入扩链剂1,4-丁二醇和催化剂进行混合反应，最后进行环氧化处理得到；在此配方中，选用1,4-丁二醇作为扩链剂1,4-丁二醇，赖氨酸二异氰酸酯作为二异氰酸酯单体；改性蟹壳粉是利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对蟹壳粉进行表面改性处理获得；本专利技术的高发泡倍数鞋底材料耐磨性好，防收缩性好，耐高温性好，环保性能好。
19、(2)本专利技术采用蓖麻油与赖氨酸二异氰酸酯制备生物基聚氨酯预聚体，其中，蓖麻油是一种天然的植物油，具有可再生性和生物降解性，符合环保要求，减少了对化石资源的依赖，且蓖麻油分子中含有多个羟基，可以与异氰酸酯基团发生反应，形成多个交联点，从而提高材料的机械性能和热稳定性；赖氨酸二异氰酸酯来源于天然氨基酸赖氨酸，具有良好的生物相容性和生物降解性，进一步提高了材料的环保性能；赖氨酸二异氰酸酯具有较高的反应活性，能够与蓖麻油中的羟基迅速反应，形成稳定的预聚体。
20、(3)本专利技术的高发泡倍数鞋底材料中添加采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性的蟹壳粉，其中，蟹壳粉为天然来源的材料，来源广泛成本较低且具有良好的生物降解性，采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性蟹壳粉，可以提高了蟹壳粉在生物基聚氨酯中的分散性和相容性，使改性蟹壳粉在生物基聚氨酯中均匀分散，有助于形成均匀细小的泡孔结构，提高材料的轻质性和高弹性，同时减少气泡的合并和长大，提高发泡材料的整体性能；改性蟹壳粉的高硬度和良好的分散性，使其在材料中形成均匀的硬质点，显著提高了材料的耐磨性增本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高发泡倍数鞋底材料，其特征在于，所述高发泡倍数鞋底材料是将生物基聚氨酯、改性蟹壳粉、四丁基碘化铵、L-抗坏血酸混炼后，先进行超临界二氧化碳发泡，再在一定压力的二氧化碳环境下升温、保温反应得到。
2.根据权利要求1所述的高发泡倍数鞋底材料，其特征在于，所述生物基聚氨酯是将蓖麻油和二异氰酸酯单体预聚后，再与扩链剂1,4-丁二醇、催化剂混合反应，最后进行环氧化得到。
3.根据权利要求1所述的高发泡倍数鞋底材料，其特征在于，所述二异氰酸酯单体采用赖氨酸二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的高发泡倍数鞋底材料，其特征在于，所述改性蟹壳粉采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对蟹壳粉改性得到。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的高发泡倍数鞋底材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的高发泡倍数鞋底材料的制备方法，其特征在于，所述蓖麻油中的羟基与二异氰酸酯单体的异氰酸酯基摩尔比1：1.8～2.2。
7.根据权利要求5所述的高发泡倍数鞋底材料的制备方法，其特征在于，所述扩链剂1,4-丁二醇中的羟基与
8.根据权利要求5所述的高发泡倍数鞋底材料的制备方法，其特征在于，所述蓖麻油、甲酸、过氧化氢、磷酸的质量比为1:2.5～3.5：5.5～6.5：0.009。
9.根据权利要求5所述的高发泡倍数鞋底材料的制备方法，其特征在于，按重量份数计所述生物基聚氨酯80质量份、改性蟹壳粉8～12质量份、四丁基碘化铵4.8～4.9质量份、L-抗坏血酸1.1～1.2质量份。
10.根据权利要求5所述的高发泡倍数鞋底材料的制备方法，其特征在于，过氧化氢和磷酸的混合液由浓度为30％的过氧化氢溶液和磷酸混合得到。
...【技术特征摘要】
1.一种高发泡倍数鞋底材料，其特征在于，所述高发泡倍数鞋底材料是将生物基聚氨酯、改性蟹壳粉、四丁基碘化铵、l-抗坏血酸混炼后，先进行超临界二氧化碳发泡，再在一定压力的二氧化碳环境下升温、保温反应得到。
2.根据权利要求1所述的高发泡倍数鞋底材料，其特征在于，所述生物基聚氨酯是将蓖麻油和二异氰酸酯单体预聚后，再与扩链剂1,4-丁二醇、催化剂混合反应，最后进行环氧化得到。
3.根据权利要求1所述的高发泡倍数鞋底材料，其特征在于，所述二异氰酸酯单体采用赖氨酸二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的高发泡倍数鞋底材料，其特征在于，所述改性蟹壳粉采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对蟹壳粉改性得到。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的高发泡倍数鞋底材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的高发泡倍数鞋底材料的制备方法，其特征在于，所述蓖麻油中的羟基与...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢竹江，袁兆华，王杰，张爱民，罗海平，张俊霞，宋婷，
申请(专利权)人：磁县宝岛塑胶鞋业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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