以往制造鞋底用的催化劑是有機(jī)錫化合物和叔胺化合物。催化劑用量多時(shí)，樹脂化速度快，流動(dòng)性差，鞋底表面常有缺陷；減少催化劑的用量，得到的鞋底的表面雖然完好，但成型時(shí)間加長，鞋底的生產(chǎn)效率降低。
 
      由于鞋底的表面質(zhì)量和生產(chǎn)性是對(duì)立的，希望作為聚氨酯反應(yīng)的催化劑是初期活性低，在發(fā)泡反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)催化活性增加，即所謂“延遲性催化劑”。作為延遲性催化劑，例如用于硬泡隔熱材時(shí)，將叔胺的一部分用甲酸保護(hù)起來催化劑或者由叔胺和特定的二羧酸組成催化劑體系。然而，這些催化劑在反應(yīng)初期的延遲效果幾乎沒有，不能提高聚氨酯鞋底的表面性。 

      此外，用于制造鞋底的多元醇原料組分比制造硬泡的黏度要高，而且*用水作為發(fā)泡劑，因此通常調(diào)節(jié)原料的反應(yīng)起始溫度為35～45℃（硬泡通常為室溫）。 

      叔胺和飽和羧酸同時(shí)存在的場合，是以它們的鹽的形式存在的。反應(yīng)初期，鹽沒有離解，催化活性弱；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，積蓄的熱使鹽離解、叔胺游離，發(fā)揮出催化活性。甲酸或己二酸在室溫以下與叔胺以鹽的形式存在，在30℃以上就部分離解，因此見不到初期的延遲效果。而草酸或丙二酸的鹽不會(huì)發(fā)生部分離解，因此會(huì)有反應(yīng)初期的延遲效應(yīng)，從而使原料混合液的流動(dòng)性充分，得到表面良好的制品。由于鞋底聚氨酯反應(yīng)能達(dá)到80℃以上的溫度，使叔胺鹽充分離解發(fā)揮出催化活性，因此可保持良好的脫模性。 

      花王株式會(huì)社（KAO CORP）采用的胺催化劑為三乙撐二胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N-（二甲基氨乙基）嗎啉、1-甲基咪唑、1-異丁基-2-甲基咪唑、1，2-二甲基咪唑等。其中以三乙撐二胺和咪唑類為好。在催化體系的選擇性上，充分考慮了反應(yīng)初期的催化延遲性、鞋底的生產(chǎn)性以及聚氨酯的耐水解性、對(duì)金屬的腐蝕性等。 

      實(shí)驗(yàn)部分 

      聚氨酯鞋底組分是由多元醇組分和多異氰酸酯組分反應(yīng)而得的。多元醇組分由多元醇、催化劑、擴(kuò)鏈劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑等混合調(diào)配而成。以氰酸酯組分主要為MDI等。  

      原材料  

      有機(jī)多異氰酸酯、聚合物多元醇、催化劑和其他添加劑組分和比例見表1。 

      多異氰酸酯成分的是由多元醇和多異氰酸酯單體反應(yīng)得到的端異氰酸酯基預(yù)聚體。從確保鞋底的強(qiáng)度觀點(diǎn)，采用的單體多異氰酸酯是4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯及其碳化二亞胺改性體?；蛘?，在其碳化二亞胺改性4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯的預(yù)聚體中混合4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯單體。 

      多元醇組分與異氰酸酯組分反應(yīng)時(shí)的NCO指數(shù)為101～110。 

      叔胺催化劑的用量相對(duì)于100份多元醇為0.5～1.6份。在不妨害鞋底物性的情況下，可以并用其它催化劑如有機(jī)錫化合物、有機(jī)鉛化合物等有機(jī)金屬催化劑。將催化劑的一部分或全部用水或擴(kuò)鏈劑溶解后，再添加到多元醇組分中，更容易混合均勻。 

      擴(kuò)鏈劑可以單獨(dú)使用脂肪族擴(kuò)鏈劑或芳香族擴(kuò)鏈劑，也可并用。脂肪族擴(kuò)鏈劑，例如乙二醇、1,4-丁二醇等可單獨(dú)使用或并用。每100份多元醇用量為5～12質(zhì)量份。芳香族擴(kuò)鏈劑能進(jìn)一步提高聚氨酯鞋底的表面性。作為芳香族擴(kuò)鏈劑的是芳香族二胺，如：2,6-甲苯二胺（2,6-TDA）、二乙基甲苯二胺（DE-TDA）等。每100份多元醇用量為0.1～0.5質(zhì)量份。在并用脂肪族擴(kuò)鏈劑時(shí)，兩者的質(zhì)量比（脂肪族擴(kuò)鏈劑/芳香族擴(kuò)鏈劑）為100/1～100/5。擴(kuò)鏈劑的總量由鞋底的硬度決定，從穿著舒適性的觀點(diǎn)看，相對(duì)于100份多元醇的用量以7～12質(zhì)量份為好。 

      發(fā)泡劑為水，也可共用物理發(fā)泡劑。從原料溫度40℃下不揮發(fā)的觀點(diǎn)看，單獨(dú)采用水為發(fā)泡劑。每100份多元醇用量為0.5～1.8質(zhì)量份。 

      穩(wěn)泡劑的用量為每100份多元醇用量0.2～3質(zhì)量份。
 
      工藝 

      采用澆注機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。多元醇組分罐和異氰酸酯組分罐的溫度應(yīng)調(diào)整為35～45℃。 

      叔胺、各種有機(jī)羧酸和脂肪族擴(kuò)鏈劑（乙二醇）在60～70℃混合，調(diào)配成催化劑和擴(kuò)鏈劑的混合溶液，放置于25℃下，確認(rèn)不再有放熱行為后使用。 

      聚酯多元醇100質(zhì)量份，按表1的比例添加催化劑和脂肪族擴(kuò)鏈劑的混合液、芳香族擴(kuò)鏈劑、尿素、發(fā)泡劑、顏料" target="_blank">顏料和穩(wěn)泡劑。將混合物均勻化，調(diào)配成多元醇組分。 

      用低壓發(fā)泡機(jī)，料溫40℃，齒輪泵分別調(diào)整轉(zhuǎn)數(shù)，控制混合物的吐出量為40.0g/s。 
      測(cè)試 

      試片制作：泡沫物性和成型密度測(cè)定用模具100mm×300mm×10mm，模溫60℃，噴涂脫模劑，模具長度方向與水平傾斜35度角，注入混合液。用夾具夾緊模具蓋。從澆注開始3.5分鐘后，去除夾具，脫出片狀成型品。 
初期反應(yīng)性測(cè)定： 

      （1）乳化時(shí)間：觀察從吐出后到液面開始升起的時(shí)間。 

      （2）升起時(shí)間：繼續(xù)觀察，從液面開始升起到液面zui高、體積不再膨脹的時(shí)間。 

      （3）初期強(qiáng)度：按JIS K-6301，測(cè)脫模后1.5分鐘的試片。初期強(qiáng)度高表明制品可以早期脫模。如果初期強(qiáng)度大于
0.4MPa，通常可判定能進(jìn)行鞋底的生產(chǎn)。

      （4）流動(dòng)性：將試驗(yàn)用平板模具長度方向水平傾斜4度，定量澆注40g混合原液，模具不加蓋。測(cè)定固化物的長度。以此評(píng)價(jià)混合液的流動(dòng)性。 

      （5）表面性評(píng)價(jià)：制作10個(gè)樣品。觀察樣品側(cè)面發(fā)生缺陷的個(gè)數(shù)。按以下標(biāo)準(zhǔn)判定。 

      發(fā)生缺陷的樣品2個(gè)以下（良好）； 

      發(fā)生缺陷的樣品5個(gè)以上。 

      （6）脫模性：試片從澆注起3.5分鐘脫模后，立即將長度方向?qū)φ?，觀察是否發(fā)生龜裂，按以下標(biāo)準(zhǔn)判定。 

      不發(fā)生龜裂； 

      有龜裂發(fā)生。