作为一名聚氨酯鞋材研发工程师，我经常被问到如何解决鞋底的静电问题。特别是在干燥的秋冬季节，消费者脱下化纤地毯上的拖鞋时，可能会被轻微的静电击打到。这不仅影响体验，在特殊环境中甚至存在安全隐患。今天，我们就来深入探讨一下聚氨酯抗静电剂在鞋材中的应用。
聚氨酯（PU）因其优异的耐磨性、柔韧性和耐化学性，成为鞋底、鞋垫等部件的理想材料。但其高分子结构决定了它是优良的绝缘体，体积电阻率高达10^12 Ω·cm以上，极易积累静电荷。这会导致：
舒适性问题：静电吸附灰尘，使鞋面和小腿裤脚容易脏污，影响美观和清洁。
电击不适感：接触金属门把手或他人时，产生瞬间电击，虽无大碍但令人不悦。
潜在安全隐患：在电子厂房、手术室、易燃易爆等特殊工作环境中，静电放电（ESD）可能损坏精密仪器或引发危险。
生产加工困难：在鞋材生产过程中，静电可能导致片材相互吸附，影响裁切和传输效率。
抗静电剂通过以下方式发挥作用：
内部迁移机制（主要适用于离子型、非离子型抗静电剂）：
在鞋材加工过程中，抗静电剂均匀分散在PU基体中。
成品后，抗静电剂分子逐渐迁移到材料表面。
其亲水基团吸附环境中的水分子，形成一层肉眼看不见的导电水膜。
这层水膜为静电荷的泄漏提供了通道，从而将电荷消散掉。
导电网络机制（主要适用于永久型/碳系抗静电剂）：
通过添加导电炭黑、碳纳米管等填料，在PU内部形成连续的导电网络。
电荷通过电子传导的方式迅速被导走，效果持久且基本不受环境湿度影响。
选择合适的抗静电剂至关重要，需考虑以下几点：
效能与持久性：
内部添加型：效果持久，是鞋材的首选。需关注其迁移速率和耐抽出性（如耐汗渍、耐水洗）。
外部涂覆型：效果立竿见影但不持久，易被磨损，多作为临时解决方案。
相容性与透明度：
对于透明鞋底或浅色鞋材，必须选择与PU相容性极佳的抗静电剂，避免出现“喷霜”（blooming）而发白、起雾，影响外观。
对物性的影响：
抗静电剂的添加不应显著降低PU鞋材的力学性能，如拉伸强度、撕裂强度和耐磨性。
环保法规：
产品需符合相关环保标准（如REACH, RoHS），确保对人体安全。
添加方法：通常在与多元醇（Polyol）混合的阶段加入，确保与其他助剂（如催化剂、发泡剂）充分搅拌，均匀分散。
建议添加量：因品牌和成分差异很大，通常离子型/非离子型抗静电剂的添加量为0.5% - 3%；永久型导电填料的添加量则需达到一定的渗滤阈值（如导电炭黑通常需15%以上），但这会严重影响颜色和物性，在鞋材中较少用于整体改性。
效果评估：标准方法是测量鞋底的表面电阻率或体积电阻率。对于一般防静电鞋，目标是将电阻率控制在10^6 - 10^9 Ω范围内。
五、广州优润聚氨酯抗静电剂
CUCE-ASW2 为新一代永久性高效抗静电剂，提高了对高硬度聚氨酯产品的抗静电效果。具优良的导电性，赋 予聚氨酯整体材料稳定长效的抗静电功能，有效避免和消除因摩擦等各种因素而产生的静电荷的积聚。
⚫ 不发泡不降低聚氨酯力学性能。不含活性氢，不与异氰酸酯产生反应，不改变聚氨酯分子结构，不影响聚氨酯 材料力学性能（添加后聚氨酯不发泡不鼓包基本不降低硬度和强度）。
⚫ 稳定而长效的抗静电效果。与常规抗静电剂依靠迁移到材料表面形成导电薄膜不同，CUCE-ASW2与聚氨酯融 于一体，抗静电寿命与聚氨酯材料同周期，使用中不会衰减，不会因表面层磨耗丧失抗静电性能。
⚫ 添加量少，抗静电效果优异。更少的使用量意味着成本更低，对物性影响更小。尤其提高了对高硬度聚氨酯产 品（硬度＞90A）的抗静电效果。
⚫ 常温下为液体，无需加热熔化，使用方便
在聚氨酯鞋材中添加抗静电剂，是提升产品档次、满足特定功能需求的有效途径。选择时，应综合考虑鞋材的最终用途、颜色要求以及成本预算，通过严谨的配方实验，找到效果、相容性和物性之间的最佳平衡点。记住，先进行小样测试是避免大规模生产失败的关键一步。