吸水抗菌发泡海绵及其制备方法和鞋垫与流程

本发明涉及鞋材，具体涉及一种吸水抗菌发泡海绵及其制备方法和鞋垫。

背景技术：

1、聚氨酯鞋垫是现有技术中常用的鞋垫材料之一，层构造一般是聚氨酯海绵与面布复合而成，在聚氨酯海绵与面布的复合面上施涂pu热熔胶，而聚氨酯海绵是由多元醇组分、异氰酸酯组分、扩链组分和催化组分等混合发泡制得。

2、聚氨酯海绵在鞋垫应用中要求具有一定的吸湿和抗菌性能，而一般采用的方式是在聚氨酯原料中以共混方式混入亲水剂和/或抗菌剂，例如中国公开专利文献cn114306709a公开的抗菌聚氨酯海绵，可以起到吸湿抗菌效果，但亲水剂和抗菌剂容易析出，且会导致海绵力学性能下降。

技术实现思路

1、本发明的发明目的在于提供一种吸水抗菌发泡海绵及其制备方法和鞋垫，它能够赋予良好的吸水透湿性能、抗菌性能和抗压缩性能，同时实现不用热熔胶也可以牢固结合面布。

2、为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

3、吸水抗菌发泡海绵制备方法，具体包括如下步骤：

4、s1、制备改性剂：采用碱熔法将化合物a中的磺酸基进行羟基化，得到具有两个羟基和一个芳伯胺基团的化合物b，然后采用fmoc-cl在芳伯胺基团上引入fmoc保护基得到化合物c，最后用乙酸乙酯萃取，减压浓缩结晶，过滤，真空干燥备用；

5、所述化合物c的反应路线如下：

6、；

7、s2、制备预聚体：取二异氰酸酯组分与步骤s1的改性剂按照摩尔比例为1.5-2∶1混合并加入催化剂，抽真空通氮气反应得到预聚反应产物；

8、s3、混合发泡：将100份柠檬酸化壳聚糖、10-20份生物基扩链剂、50-60份预聚反应产物、1-2份硅油、3-6份水在高压发泡机进行高压混合，再注入模具发泡成型，熟化冷却。

9、优选地，所述二异氰酸酯为石油基异佛尔酮二异氰酸酯或生物基1,4-丁二异氰酸酯。

10、优选地，所述催化剂为dbtdl。

11、优选地，所述生物基扩链剂为生物基1,3-丙二醇或生物基1,4-丁二醇。

12、优选地，所述步骤s3中的成型温度为60℃～65℃。

13、优选地，所述步骤s1的羟基化是在常压270℃高温下并通入水蒸气保护，将磺酸基置换为羟基。

14、优选地，所述步骤s1的fmoc保护基引入方法为将化合物b溶解于thf溶剂中并加入dipea和fmoc-cl。

15、本发明还提供一种采用上述制备方法制得的吸水抗菌发泡海绵。

16、本发明还进一步提供一种鞋垫，包括面布及吸水抗菌发泡海绵，所述面布与吸水抗菌发泡海绵之间化学键合，其中所述面布的与吸水抗菌发泡海绵相贴合的贴合面在贴合前等离子处理得到羧基，所述吸水抗菌发泡海绵的与面布相贴合的贴合面上在贴合前表面改性得到重氮化基团，贴合时紫外光照使重氮化基团与羧基发生脱氮反应。

17、其中：所述吸水抗菌发泡海绵的表面改性工艺为先利用脱保护液脱除芳伯胺基团上的fmoc保护基，再利用盐酸/亚硝酸钠处理液在冰浴下发生重氮化反应。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明吸水抗菌发泡海绵在分子链中引入柠檬酸化壳聚糖，利用柠檬酸化壳聚糖的抑菌能力达到优异的抑菌性能并利用其富含的亲水基团赋予海绵良好的吸水性能；另外，本发明采用半预聚体法制备发泡海绵，预聚体采用具有羟基和带保护基的芳伯胺基团的化合物c来改造二异氰酸酯组分，从而在聚氨酯分子链中引入芳伯胺基团并抑制芳伯胺基团在聚氨酯合成发泡中参与反应，且fmoc保护基方便脱除，在鞋垫应用时无需对发泡海绵进行氧化处理而是先脱保护反应再重氮化反应，使得发泡海绵贴合面处具有重氮化组分，该重氮化组分能够在uv光照下一方面与等离子处理后的面布表面羧基发生脱氮反应而化学键合，达到不使用热熔胶或其他粘合材料也能牢固粘接，另一方面与发泡海绵分子链中的部分羧基发生脱氮反应而自交联实现网状结构，保证发泡海绵和鞋垫的抗压缩性能。

20、再者，本发明的扩链组分和二异氰酸酯组分可以采用生物基，生物基含量较高，减少对不可再生资源的依赖，环保绿色。本发明吸水抗菌发泡海绵还可以应用在沙发、软床、枕头、座椅、内衣等领域。

技术特征：

1.吸水抗菌发泡海绵制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的吸水抗菌发泡海绵制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯为石油基异佛尔酮二异氰酸酯或生物基1,4-丁二异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的吸水抗菌发泡海绵制备方法，其特征在于：所述催化剂为dbtdl。

4.根据权利要求1所述的吸水抗菌发泡海绵制备方法，其特征在于：所述生物基扩链剂为生物基1,3-丙二醇或生物基1,4-丁二醇。

5.根据权利要求1所述的吸水抗菌发泡海绵制备方法，其特征在于：所述步骤s3中的成型温度为60℃～65℃。

6.根据权利要求1所述的吸水抗菌发泡海绵制备方法，其特征在于：所述步骤s1的羟基化是在常压270℃高温下并通入水蒸气保护，将磺酸基置换为羟基。

7.根据权利要求1所述的吸水抗菌发泡海绵制备方法，其特征在于：所述步骤s1的fmoc保护基引入方法为将化合物b溶解于thf溶剂中并加入dipea和fmoc-cl。

8.一种采用如权利要求1至7任一项所述的制备方法制得的吸水抗菌发泡海绵。

9.鞋垫，其特征在于：包括面布及如权利要求8所述的吸水抗菌发泡海绵，所述面布与吸水抗菌发泡海绵之间化学键合，其中所述面布的与吸水抗菌发泡海绵相贴合的贴合面在贴合前等离子处理得到羧基，所述吸水抗菌发泡海绵的与面布相贴合的贴合面上在贴合前表面改性得到重氮化基团，贴合时紫外光照使重氮化基团与羧基发生脱氮反应。

10.根据权利要求9所述的鞋垫，其特征在于：所述吸水抗菌发泡海绵的表面改性工艺为先利用脱保护液脱除芳伯胺基团上的fmoc保护基，再利用盐酸/亚硝酸钠处理液在冰浴下发生重氮化反应。

技术总结
本发明涉及鞋材技术领域，具体公开一种吸水抗菌发泡海绵及其制备方法和鞋垫，鞋垫的面布与吸水抗菌发泡海绵之间化学键合，发泡海绵分子链中引入带保护基的芳伯胺基团，吸水抗菌发泡海绵的与面布相贴合的贴合面上在贴合前表面改性得到重氮化基团，贴合时紫外光照使重氮化基团与羧基发生脱氮反应。本发明利用柠檬酸化壳聚糖的抑菌能力达到优异的抑菌性能并利用其富含的亲水基团赋予海绵良好的吸水性能，本发明一方面与等离子处理后的面布表面羧基发生脱氮反应而化学键合，达到不使用热熔胶或其他粘合材料也能牢固粘接，另一方面与发泡海绵分子链中的部分羧基发生脱氮反应而自交联实现网状结构，保证发泡海绵和鞋垫的抗压缩性能。

技术研发人员：许华彬
受保护的技术使用者：福建星立华高分子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5