本發(fā)明涉及ud片材制備，具體涉及一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、運(yùn)動(dòng)鞋作為專業(yè)的體育用品，其性能直接影響運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和穿著者的舒適度。而鞋面材料，作為運(yùn)動(dòng)鞋與外界直接接觸的關(guān)鍵部分，決定著鞋子在耐磨性、穩(wěn)定性、防水性以及透氣性等諸多功能性方面的表現(xiàn)。

2、傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)鞋鞋面材料多為皮革、織物等，雖然這些材料具有一定的防水和透氣性能，但仍存在一些不足。皮革鞋面雖然具有一定的耐磨性和質(zhì)感，但它的質(zhì)地相對(duì)較硬，缺乏良好的柔韌性和透氣性，容易導(dǎo)致腳部悶熱和不適，而且在長(zhǎng)時(shí)間彎折后容易出現(xiàn)裂紋，影響鞋子的使用壽命，且其重量較重，防水性能并不理想。一旦濕水后，干燥速度慢，容易導(dǎo)致鞋內(nèi)部濕氣和異味的積聚。而普通織物鞋面雖然透氣性較好，但在支撐性和抗拉伸性能方面表現(xiàn)欠佳，無(wú)法為腳部提供足夠的穩(wěn)定性，尤其是在一些需要快速變向、跳躍等動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)中，可能會(huì)使腳部受傷的風(fēng)險(xiǎn)增加。此外，從生態(tài)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，傳統(tǒng)材料的生產(chǎn)過(guò)程往往伴隨著大量的資源消耗和環(huán)境污染，其廢棄后的處理也成為了一個(gè)棘手的問(wèn)題，面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

3、為了突破傳統(tǒng)鞋面材料的局限，滿足市場(chǎng)對(duì)于高性能、環(huán)保型運(yùn)動(dòng)鞋的迫切需求，研發(fā)新型的鞋面材料勢(shì)在必行。超高分子量聚乙烯(uhmwpe)因其獨(dú)特的性能，如極高的耐磨性、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、低吸水率和優(yōu)越的抗沖擊性，被視為解決上述問(wèn)題的理想選擇。uhmwpe材料還具有極好的重量?jī)?yōu)勢(shì)，比傳統(tǒng)材料輕，這可以顯著提高運(yùn)動(dòng)鞋的舒適性和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。但就目前而言，uhmwpe本身也存在一些固有的缺點(diǎn)，uhmwpe的流動(dòng)性極差，加工難度大，且對(duì)設(shè)備要求高。另外，uhmwpe表面能極低，表現(xiàn)出明顯的化學(xué)惰性，這使得它與其它材料的粘結(jié)性能很差。在實(shí)際的鞋面制備過(guò)程中，往往需要將uhmwpe與其他功能性材料復(fù)合使用，以提高鞋面的綜合性能。但由于粘結(jié)困難，很難形成牢固、穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu)，這嚴(yán)重影響了復(fù)合材料的性能和質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材及其制備方法。

2、本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明提供了一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材的制備方法，包括如下制備步驟：

3、a1、選擇符合規(guī)格要求的uhmwpe纖維，對(duì)其進(jìn)行堿處理，干燥后收卷備用；

4、a2、設(shè)置滾筒式ud機(jī)，裝載uhmwpe纖維卷，uhmwpe纖維通過(guò)水性聚氨酯膠液浸膠后鋪展在滾筒上，使得uhmwpe纖維的上膠量控制在20-25％，經(jīng)干燥后取下，再進(jìn)行熱壓，即得到ud單片；

5、a3、所述ud單片經(jīng)冷卻區(qū)冷卻后收卷，即得到所述ud片材。

6、進(jìn)一步的，所述uhmwpe纖維長(zhǎng)絲的線密度為300-600d，斷裂強(qiáng)度為30-40cn/dtex，模量為1300-1400cn/dte。

7、進(jìn)一步的，所述堿處理的具體步驟為：將uhmwpe纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9-12％的氫氧化鈉溶液中水浴加熱至60-70℃處理0.5-2h，然后在60-80℃條件下烘干。作為本發(fā)明優(yōu)選地，所述堿處理在熱氫氧化鈉處理和烘干之間還包括，用去離子水清洗uhmwpe纖維，然后將uhmwpe纖維置于35-40℃的氯化鈣tris-hcl緩沖液中浸漬20-30min。

8、進(jìn)一步的，所述水性聚氨酯膠液的制備方法包括如下步驟：

9、b1、將聚乙二醇-800、l-賴氨酸二異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑加入反應(yīng)容器中攪拌均勻；

10、b2、并向其中加入有機(jī)錫催化劑，升高溫度至75-80℃反應(yīng)1-3h，然后再向其中加入單寧酸，繼續(xù)反應(yīng)1-3h，

11、b3、降低溫度至40-50℃向其中加入三乙胺反應(yīng)15-30min，再加入乙二胺高速攪拌，隨后加入去離子水?dāng)嚢柚镣耆磻?yīng)，即得到所述水性聚氨酯膠液。

12、進(jìn)一步的，在步驟b1中，所述擴(kuò)鏈劑是由質(zhì)量比為3-4：1的陰離子擴(kuò)鏈劑和非離子擴(kuò)鏈劑復(fù)配而成。作為優(yōu)選地，所述陰離子擴(kuò)鏈劑為雙羥甲基丙酸或雙羥甲基丁酸，所述非離子擴(kuò)鏈劑為聚乙二醇單甲醚。

13、進(jìn)一步的，所述水性聚氨酯膠液中還包括1-4wt％含氟改性劑，所述含氟改性劑的制備方法為：將十三氟-1-辛醇、六亞甲基二異氰酸酯置于丙酮中充分溶解，加入有機(jī)錫催化劑，在氮?dú)夥諊律郎刂?5-65℃反應(yīng)2-3h，隨后降至40-45℃，加入二乙醇胺繼續(xù)反應(yīng)1-3h，結(jié)束后除丙酮，即得到所述含氟改性劑。

14、進(jìn)一步的，所述水性聚氨酯膠液中還包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來(lái)酸中的至少一種，用量為1-3wt％。

15、本發(fā)明通過(guò)上述制備方法制得的ud片材，將其用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面制備中，包括如下步驟：

16、s1、將至少兩張ud片材相互正交排布依次層疊，經(jīng)熱壓成型后得到ud布，

17、s2、根據(jù)運(yùn)動(dòng)鞋的設(shè)計(jì)，使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件繪制鞋型模板，根據(jù)鞋型模板的要求，經(jīng)激光切割對(duì)ud布和襯布進(jìn)行裁剪，經(jīng)熱壓使得ud布和襯布貼合得到復(fù)合布，對(duì)復(fù)合布的邊緣進(jìn)行去毛刺處理；

18、s3、將步驟s2所得復(fù)合布與功能鞋材層進(jìn)行熱壓復(fù)合或縫合，即得到所述運(yùn)動(dòng)鞋鞋面。

19、進(jìn)一步的，在步驟s1中，所述熱壓成型的溫度為110-115℃，壓力為2-3mpa，時(shí)間為0.5-1h。所述ud布的面密度為150-200g/m2。在步驟s2中，所述功能鞋材層為透氣網(wǎng)布、防水層中的至少一種。

20、本發(fā)明的有益效果在于：

21、(1)本發(fā)明通過(guò)對(duì)uhmwpe纖維進(jìn)行堿處理，再由水性聚氨酯膠液浸膠，使得水性聚氨酯在uhmwpe纖維之間形成均勻穩(wěn)定且連續(xù)的粘接膜層，進(jìn)而賦予了該ud片材良好的拉伸強(qiáng)度；

22、(2)采用生物基材料制成的水性聚氨酯膠液具有環(huán)?？稍偕奶匦?，減少了對(duì)石油資源的依賴，并且降低了該ud片材的生產(chǎn)成本；另一方面，通過(guò)對(duì)水性聚氨酯的調(diào)控使其形成的膜層具有一定的納米孔隙，進(jìn)而賦予該ud片材良好的透氣性；

23、(3)通過(guò)對(duì)uhmwpe纖維進(jìn)行堿處理，并且與水性聚氨酯膠液中的部分組分發(fā)生作用，顯著提高了水性聚氨酯在纖維表面的附著牢度，使得該水性聚氨酯膠膜不容易脫落；

24、(4)通過(guò)在水性聚氨酯膠液的制備中引入特定的含氟改性劑和擴(kuò)鏈劑，顯著改善了該ud片材的拉伸性能、疏水性和穩(wěn)定性，使其用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面材制備展現(xiàn)出良好的抗沖擊性能、防水防污和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材的制備方法，其特征在于：包括如下制備步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材的制備方法，其特征在于：所述uhmwpe纖維長(zhǎng)絲的線密度為300-600d，斷裂強(qiáng)度為30-40cn/dtex，模量為1300-1400cn/dtex。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材的制備方法，其特征在于：所述堿處理的具體步驟為：將uhmwpe纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9-12％的氫氧化鈉溶液中水浴加熱至60-70℃處理0.5-2h，然后在60-80℃條件下烘干。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材的制備方法，其特征在于：所述水性聚氨酯膠液的制備方法包括如下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材的制備方法，其特征在于：在步驟b1中，所述擴(kuò)鏈劑是由質(zhì)量比為3-4：1的陰離子擴(kuò)鏈劑和非離子擴(kuò)鏈劑復(fù)配而成。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材的制備方法，其特征在于：所述水性聚氨酯膠液中還包括含氟改性劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材的制備方法，其特征在于：所述含氟改性劑的制備方法為：將十三氟-1-辛醇、六亞甲基二異氰酸酯置于丙酮中充分溶解，加入有機(jī)錫催化劑，在氮?dú)夥諊律郎刂?5-65℃反應(yīng)2-3h，隨后降至40-45℃，加入二乙醇胺繼續(xù)反應(yīng)1-3h，結(jié)束后除丙酮，即得到所述含氟改性劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材的制備方法，其特征在于：所述水性聚氨酯膠液中還包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來(lái)酸中的至少一種。

9.一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材，其特征在于：采用如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制得。

10.如權(quán)利要求9所述用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的ud片材在制備運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的應(yīng)用，其特征在于：包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及UD片材制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于運(yùn)動(dòng)鞋鞋面的UD片材及其制備方法和應(yīng)用。其中，所述制備方法包括如下步驟：選擇符合規(guī)格要求的UHMWPE纖維，對(duì)其進(jìn)行堿處理，干燥后收卷備用；設(shè)置滾筒式UD機(jī)，裝載UHMWPE纖維卷，UHMWPE纖維通過(guò)水性聚氨酯膠液浸膠后鋪展在滾筒上，經(jīng)干燥后取下，再進(jìn)行熱壓，即得到UD單片；所述UD單片經(jīng)冷卻區(qū)冷卻后收卷，即得到所述UD片材。由此得到的UD片材兼具良好的輕量性和耐磨性，將其用于運(yùn)動(dòng)鞋面的制備，能夠顯著改善該運(yùn)動(dòng)鞋面的透濕透氣性和抗沖擊性，同時(shí)具有環(huán)?？苫厥招?，符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代需求。

技術(shù)研發(fā)人員：曹海建,楊蓉,時(shí)娟娟,李聰聰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海纖智新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15