[发明专利]彩色TPU发泡材料、利用彩色TPU发泡材料制备鞋材的方法及用途

说明书

本发明专利申请是中国专利申请号201410196699.3的分案申请，原申请的申请号为201410196699.3，申请日为2014年05月09日，发明名称为彩色TPU发泡材料、制备方法、用途以及利用该材料制备成型体、薄片、鞋材的方法。 

技术领域

本发明涉及一种高压流体物理发泡制备低密度彩色热塑性聚氨酯(TPU)发泡材料的方法，通过短时间加热低温、高压流体浸渍后的彩色TPU树脂，降低有机小分子颜料的界面迁移，以获得颜料在泡孔结构内外均匀分散的彩色TPU发泡材料，以及一种通过高压气体载压工艺，降低TPU发泡材料泡孔结构内外的压力差，从而抑制彩色TPU发泡材料的不均匀收缩，以获得表面光洁、表皮没有明显褶皱的低密度彩色TPU发泡材料。本发明涉及TPU发泡粒子水蒸气成型和TPU发泡片材劈切、模压成型的方法，以使所制备的彩色TPU发泡材料应用于鞋材领域。 

背景技术

乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)类聚合物发泡材料具有轻质、弹性等特点而用于制作运动鞋的鞋垫、中底以及外底。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。制备彩色EVA发泡鞋材的工艺已经公开。一种方法是把颜料与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和/或二次模具定型，从而制备彩色EVA发泡鞋材。另一种方法是把颜料复合入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。 

用于制备EVA发泡鞋材的EVA树脂为热塑性，可以通过熔融加工的方式来制备成所需形状。不过，EVA树脂发泡时需要进行化学交联。具有交联结构的EVA发泡树脂是一个大分子，这种材料不能进行熔融加工，这导致EVA树脂在发泡后就丧失了熔融回收能力。另外，EVA树脂发泡通常采用化学发泡方式进行，化学发泡过程产生有毒有害气体，化学发泡剂分解不完全导致材料生产过程不环保，材料性能不稳定。 

热塑性聚氨酯(TPU)拥有高耐磨、高弹性、抗疲劳、耐化学腐蚀等诸多优点而广泛应用于鞋材。以TPU为基材制备的彩色低密度发泡材料有望替代EVA材料发泡材料应用于高性能鞋材领域。 

现有技术不能制备具有颜色鲜艳丰富的、颜色在材料内外分布均匀的、密度为0.05－0.5g/cm³的、泡孔结构均匀且尺寸小于100μm的、表面光洁而没有明显收缩皱褶的TPU发泡材料。 

采用化学发泡剂制备TPU发泡材料的方法是已知的。在TPU化学发泡体系中加入合适的颜料可以赋予TPU发泡材料各种颜色，但与EVA树脂发泡材料存在相似的问题，如制备过程不环保和需要化学交联的问题等。除此之外，采用化学发泡剂制备的TPU发泡材料还存在泡孔结构粗糙、密度大、膨胀倍率低的问题。 

为了消除该缺陷，专利文献WO2000/44821A、WO2004/108811A公开了可膨胀微球制备TPU发泡材料的方法。该方法将粉末、颗粒形式的TPU与可膨胀微球混合、熔融加工制备TPU发泡材料。所用的可膨胀微球是包裹有低沸点溶剂(如戊烷)的粘合剂或腊或热塑性塑料丸粒，可膨胀微球中的低沸点溶剂在TPU加工过程中热分解成气核，气核增长形成了泡孔结构。可膨胀微球的尺寸在一般为20－40μm，它在TPU熔融混合加工时不易均匀分散，高含量可膨胀微球的加入易于 导致不均匀大孔结构的形成。对于密度为0.3－1.0g/cm³的TPU发泡材料，可以观察到样品表面出现可见的凹陷，同时，这种发泡材料的耐磨性能差。通过把颜料混入可膨胀微球发泡TPU体系，应可以制备彩色的TPU发泡材料，但所制备的低密度TPU发泡材料同样存在泡孔尺寸过大、样品表面出现凹陷、耐磨性能差的问题，其次，所制备的低密度TPU发泡材料存在颜色不够鲜艳的问题。