聚氨酯PU鞋底成型工艺详解

聚氨酯(PU)微孔弹性体鞋底材料于20世纪60年代末期在欧洲实现了工业化,70年代进入美国市场,80年代起在全球得到了迅猛发展。用微孔聚氨酯弹性体制作的鞋底具有强度高、弹性好、舒适、耐磨、耐折、耐油、耐腐蚀、质轻和防滑等特点,对地面的冲击具有缓冲作用，可制成各种颜色、不同品种的鞋底主要品种有皮鞋、越野滑雪鞋、凉鞋、拖鞋、运动鞋、旅游鞋和抗静电、耐油的安全鞋等。

一、生产工艺

1、PU鞋底原液的制备

原液可分为聚酯型和聚醚型两种。早年开发的为聚丙二醇体系,现多为聚酯型体系,因其性能不同,制备方法亦有所不同。

聚酯型PU鞋底原液的制备多采用预聚物法或半预聚物法,一般可制成双组分或三组分。

A组分由部分聚酯、扩链剂、匀泡剂和发泡剂等组成,40e~70e混匀静止脱气而得。在全水发泡体系中,发泡剂为水,A组分中的水量必须测定,其含量一般为0.4%左右。

B组分为部分聚酯多元醇与异氰酸酯反应制得的端异氰酸酯预聚物。聚酯相对分子质量为1500~2000为宜。异氰酸酯中,纯MDI与液化MDI之比为19B1。反应过程中,须加万分之一的抑制剂以阻碍副反应发生,一定温度下保温2h~3h即可,其中)NCO%控制在19%左右。

C组分为催化剂(加到A组分中则为双组分原液)。三组分体系适用于双色、低硬度的运动鞋和低密度凉鞋。

2、PU鞋底成型工艺

PU鞋底一般采用低压浇注成型或高压浇注成型,少数也用注射模压。成型设备为鞋底浇注机。用于聚酯型PU成型的常压浇注设备主要由浇注机、环行或转台烘道等装置组成。在PU鞋底原液中由于A,B组分均为液体,混合反应剧烈,所以在成型过程中,设备的准确计量和组分的混合均匀性是两个直接影响产品性能的重要因素。对于双色鞋底而言,用双色浇注机模塑,一般采用外加中间板的模具,并进行二次浇注和加热固化。

二、注意事项

1、原料贮存和预处理。

鞋底原料通常配制成组合料方式，以多元醇、异氰酸酯和催化剂为主要成分的A、B、C三个组分供应出售。它们在室温和密封的条件下的贮存期分别为6个月、3个月和6个月。在贮存期间，应注意防潮、避光，严禁暴晒、雨淋，并应注意通风。超过保质期，使用前必须进行分析及小样发泡试验，以检验是否失效。原料在使用前，应进行加热熔融。

2、配色。

应将色浆加至A组分中，并需使用前进行充分搅拌，使其分散均匀；催化剂组分通常是在生产厂中加到A组分中，但因为有机物催化剂易产生水解，有时也因为各地生产条件、环境不尽一致，可以将催化剂单独作为一个组分，以利于调节，催化剂均应在使用前加至A组分中，搅拌至少10~20min后，再将A组分加至发泡机的工作罐中。

3、配比。

原料组分配比的正确性是保证产品质量的最关键条件，因此，每天生产必须测试检查发泡机计量比例的精度。在新加原料或计量泵误差波动较大时，尤其要注意组分配比计量的监控和检查。发泡机对原料的计量多是以体积为基础，其体积与黏度，乃至温度均有直接关系，因此在生产中必须严格控制各原料的压力、温度在预定的范围之中，否则，将严重影响组分计量的精确性。

4、模具。

鞋底模具通常使用铝合金和钢质材料做成，近年，树脂模具的使用非常普遍。模腔花纹必须清晰，在模具设计时应特别注意较深的凹凸形花纹的设计，必须有利于气泡的排出，避免锐角凹凸形花纹，必要时应改为圆弧形过渡。与弯曲方向平行的走向，最好角度应在45°左右。以前，有人认为鞋底成品不应太厚，一般以6~8mm为宜，通常不超过12mm；但现在对厚度大于12mm的鞋底浇注已完全掌握。在加入木芯等插入件时，木芯必须要干燥。模具温度应控制在45~55℃。

5、计量。

根据鞋底形状和密度要求，应适当调整发泡物料的注入量。当浇注高跟鞋底时，在安装模具时应适当提高后跟部分。浇注时，先在前部浇注部分物料后即可浇注后跟(让发泡中心不集中在一点)，注入量应在40%~70%；浇注平顶鞋时，模具脚掌部分应稍向上抬为宜。模具在生产线上调节适当的角度，须根据鞋底形状对模具倾斜角做相应的调节，以避免鞋底表面产生空穴、气泡等缺陷。

6、成型时间

聚氨酯鞋底的成型时间一般为5~7min，此时，聚氨酯鞋底的性能尚未达到最佳程度，脱模时不得用力过大。脱模后的半成品应在室温下放置1天，24h内将产品表面黏附的脱模剂清洗干净，以利于喷色后加工处理。

三、设施条件：

1、生产场地：宽8m，长20m，约160m2，相应的原料、半成品及成品仓库，由于设备较轻，占地面积较大，故可安放在楼上（为了安装及移动方便，设备无地脚螺钉）。若生产PU鞋底应有喷漆场所；若生产连帮鞋，则应增加缝制鞋帮及定型的设备与场所。

2、材料：原料应常备0.5-1吨左右，A料每桶18kg，B料每桶20kg，C料虽用量很少，因不易变质，可准备10kg左右。另需准备脱模剂50kg，清洗剂（二氯甲烷）一大桶及色浆若干。

3、电量约50kw左右，若生产线烘箱不用电加热，则需电量约20kw左右。

4、空气压缩机壹套（输气量0.6m3/min，气压0.6~0.8MPa，功率5.5kw）作主机气源及喷脱模剂之用。