聚氨酯鞋材發(fā)泡是由二異氰酸酯、多元醇、擴(kuò)鏈劑組成的多相嵌段共聚物。常分為兩種類型:聚醚型和聚酯型。根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用的不同要求,需要選用不同類型的聚氨酯,比如耐水解性要求比較高的話,聚醚型聚氨酯比聚酯型聚氨酯要更合適。
不管是軟硬發(fā)泡、彈性體、PU皮革還是TPU制品,普通多元醇分子鏈段上具有一定的不飽和度,使得制得的聚氨酯材料中殘留有不飽和鍵,在氧、熱、光等因素的影響下會(huì)逐步被氧化成醛酮和羧酸結(jié)構(gòu),產(chǎn)生有色黃變基團(tuán)。
多元醇的黃變基理
其次,PU制品多大還是選擇TDI或者M(jìn)DI作為原料,但無論是TDI還是MDI或者其他的芳香族二異氰酸酯,在熱、氧、光,特別是紫外線的照射下,很容易引發(fā)氨酯鍵發(fā)生分解,生成芳胺,芳胺上的苯核經(jīng)氧化重排后,生成醌式結(jié)構(gòu)等發(fā)色基團(tuán),從而使得PU產(chǎn)品很容易發(fā)生黃變。MDI及TDI的氧化過程也產(chǎn)生黃變
MDI的黃變氧化反應(yīng)
TDI的黃變氧化反應(yīng)
最后,聚氨酯結(jié)構(gòu)中的氨基甲酸酯基團(tuán)在紫外線照射下容易發(fā)生斷鍵現(xiàn)象。而斷鍵會(huì)生剩N=N、CH=CH、C=O等有色基團(tuán),導(dǎo)致材料發(fā)色或黃變加深。
氨基甲酸酯斷裂基理
解決黃變的方法,除了更換性能更好的TDI、MDI等材料,還可以從生產(chǎn)工藝上進(jìn)行改進(jìn),例如在生產(chǎn)、儲(chǔ)存過程中填充惰性氣體隔絕與氧氣的接觸。而更有效的方法是添加抗氧劑和紫外線吸收劑,PU產(chǎn)品中添加紫外線吸收劑,能有效吸收紫外線,使得合成的PU制品能有效提高抗黃變性能,而且,紫外線吸收劑與抗氧劑一起使用,能起到一個(gè)協(xié)同效應(yīng),達(dá)到1加1大于2的效果。
抗氧劑和紫外線吸收劑種類繁多,從中選擇適合的產(chǎn)品,使用匹配等需要一定的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累。其中聚醚型聚氨酯使用的紫外線吸收劑推薦UV-1300,抗氧劑可選擇高溫型的V-900或長效型的V-990等,古德的UV-1300和V-900(V-990)搭配使用有很好的抗黃變協(xié)同效果。
而聚酯型的聚氨酯制品,可以使用古德的UV-1240或UV-1400,其中UV-1240能更好保持聚氨酯的原色,有非常好的色澤穩(wěn)定性和抗熱氧性能,通常不需要添加其他的抗熱氧抗氧劑,在PU鞋底和PU皮革已有過4級黃變成功案例。如果需要更好的抗酚黃或氣熏Nox的效果,可以添加V-251和V-260,能更好的保持聚氨酯的白度。