聚氨酯添加剂在鞋材领域的应用
引言
目前在鞋材领域中，TPR (热塑性橡胶)， PVC(聚氯乙稀)和PU(聚氨酯)是鞋底三种比较普遍的材料，而其中 PU材料是最轻最耐磨但价格最贵的一种。受成本因素影响，目前，聚氨酯鞋底作为鞋材的一种原料只在整体份额中占小部分，但随着聚氨酯原材料MDI (二苯基甲烷二异氰酸酯)， BDO (丁二醇)， MEG (乙二醇)，AA(己二酸) 等价格的下降，相关业内人士预测，聚氨酯鞋底市场份额将有望增长。另外，中国作为世界鞋材的制造中心承担着很大的制造任务，但近年来国际社会对于中国出口鞋类的反倾销案例越来越频繁，而欧盟的REACH法规更是对中国企业造成严重影响。同时，随着国际原油价格的飙升，新劳动法的实施，相关生产成本的提高，中国制造靠低成本所赢得的市场优势将逐渐消失。因而，鞋材市场重心转向产品质量和生产效率将成为未来的趋势。
以下五点是现今鞋材市场提高产品质量和生产效率的主要技术挑战，鞋材配方设计师在迎接新的机遇的同时也要面对新的挑战。
技术挑战
聚氨酯鞋材配方设计师所要面对的几个技术关键领域：
(1)脱模性能-- 鞋材制造商普遍要求较短的脱模时间以提高生产效率;
(2)流动性能―― 较好的流动性能降低鞋材的次品率从而降低成本;
(3)表皮光滑度――现代人对鞋子美观的要求是越来越高，细腻的表面结合制鞋工业后期的喷漆操作为鞋子提供更好的外观效果;
(4)模塑密度―― 鞋材制造商普遍要求较低的模塑密度以降低成本;
(5)粘结性―― 双密度的安全鞋不同程度存在脱帮的问题，因而改善层间粘结性能延长鞋子的使用寿命;
1.产品推荐和解决方案
聚氨酯鞋材配方设计师可以选用合适的聚酯多元醇，异氰酸酯，表面活性剂，催化剂和其他添加剂以达到具体的技术要求。虽然表面活性剂和催化剂在聚酯多元醇体系中仅占一小部分，但是它们却发挥着至关重要的作用。
空气产品公司通过对聚氨酯原理的深入研究和对鞋材行业的了解，在以上五个技术领域进行创新，开发出独特的聚氨酯添加剂领域的解决方案以帮助配方工程师满足日益严格的技术要求，解决现有和未来的泡沫配方问题。
推荐的添加剂产品组合
注：Dabco，LK和LK221为空气产品公司产品注册商标。
表面活性剂
表面活性剂在鞋材体系中担当了重要作用，它帮助系统料中各个成分相容，提高泡沫的开孔度提高尺寸稳定性，均匀泡孔提高泡沫表面质量或者提高双密度鞋底的粘结性能。空气产品公司开发了Dabco DC3041， DC3042， DC3043， DC2525硅类表面活性剂产品和LK系列非硅类表面
活性剂产品。在低密度高硬度的时装鞋体系或休闲鞋体系，我们优先选用DC3042，DC3043， DC2525硅类表面活性剂产品，它们能提供开孔的结构提高尺寸稳定性并均匀泡孔改善表面性能。在安全鞋双密度体系中我们优先选用LK221非硅类表面活性剂产品，它们能提供良好的粘结性能。
以下图一，二，三是Dabco DC3042和Dabco DC3043表面活性剂在泡孔结构和表皮质量上的表现。
图一：Dabco DC3042表面活性剂能带来较细致的泡沫
图二：Dabco DC3043表面活性剂能提供更为开放的泡孔的结构
图三： Dabco DC3042 和DC3043表面活性剂能提供较平整的表面
以下图4是LK 221非硅类表面活性剂在高双密度鞋底中粘结力的表现；
LK221非硅类表面活性剂能提供更好的粘结性能
催化剂
催化剂是鞋材体系中重要的组分。催化剂不仅影响反应速度，而且还控制多元醇-异氰酸酯(凝胶)、水-异氰酸酯(发泡)反应的选择性。合适的催化剂可帮助配方工程师优化工艺，改善泡沫流动性、表观质量和加快后期脱模反应等问题。空气产品公司的Dabco系列催化剂产品便是针对这些问题开发，使得配方设计师能够根据使用体系的特性类型，均衡反应。
Dabco XD 102催化剂设计延迟鞋材体系的乳白反应从而提高泡沫的流动性，从而减少成品的次品率。
Dabco 1027和Dabco 1028催化剂是两款非酸封端延迟型催化剂，分别适用于乙二醇和1，4-丁二醇体系，它们可调节反应速度为鞋材配方设计师提供广阔的反应性选择区间。
Dabco KTM 60催化剂是针对鞋材体系的胺类催化剂，能加快多元醇和异氰酸酯间的凝胶反应，即加快后期反应从而缩短脱模时间，由于Dabco KTM 60催化剂对前期发泡反应的影响甚小，它与固胺溶液复配使用时可提高泡沫的流动性。
Dabco MB20催化剂是一种铋类催化剂，在要求无锡体系中代替锡类催化剂加快多元醇和异氰酸酯间的凝胶反应。
以下图表一是典型配方和推荐配方在时装鞋体系的性能比较。
表一：典型配方和推荐配方在时装鞋的性能比较
2.产品优势总结
总体来说，使用Dabco系列表面活性剂和催化剂产品的体系可满足良好的表面质量、尺寸稳定性、粘结强度和脱模性能。Dabco系列表面活性剂提供良好的泡孔结构，因而泡沫的尺寸稳定性较好，而LK221表面活性剂在安全鞋中能改善双密度鞋底的粘结性能。
Dabco系列催化剂产品( 凝胶、发泡和固化)即提供多种类型选择，使设计师的配方达到灵活度最大。结合Dabco MB20系列催化剂可开发环保型的无锡配方，加快体系的后期熟化。
3．总结
聚氨酯鞋底材料在市场上已经部分取代了PVC， TPR， EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物)，成为另一种优先的选用材料，市场占有率逐年增加。空气产品公司开发的Dabco系列胺类催化剂和Dabco系列表面活性剂便是为了帮助鞋材制造商逐步提高产品品质，在激烈的市场竞争中满足消费者更高的审美要求，并帮助鞋材配方设计师克服在脱模、流动性能、表皮光滑度、模塑密度和粘结性五大关键技术上的挑战。空气产品公司位于上海的技术中心设立了设备完善的研发实验室，设置了低压发泡机，并配合公司全球技术资源和从业人员资深的行业经验， 使公司更好地运用添加剂产品组合帮助客户优化配方，从而帮助他们提升竞争优势。
