本技術涉及可回收環保的物理發泡鞋，特別涉及一種超臨界物理發泡成品鞋的制備方法及成品鞋。
背景技術：
1、在制鞋行業，隨著人們對鞋子性能、環保、美觀等多方面需求的不斷提升，相關技術也在持續發展。傳統鞋類產品主要注重基本的功能性，如支撐、防滑等，但如今消費者更加關注鞋子的舒適性、環保性和個性化外觀。這促使鞋類制造技術不斷革新，以滿足市場多樣化的需求。超臨界物理發泡技術作為一種新興的技術，因其環保、制品性能優異等特點，為鞋類制造提供了新的發展方向。它不僅能夠改善材料的性能，還可能為鞋子帶來獨特的質感和外觀。
2、目前，該技術已在鞋類制造中得到一定的應用，例如采用超臨界流體對聚合物進行發泡以制備鞋中底。但其存在明顯的技術缺陷，首先，為了克服工藝難題，保證發泡效果，普遍采用共混改性材料（混料）、發泡劑等，而其原料種類多，不利于使用后的回收利用，而純料發泡則容易出現泡孔不均勻、性能不穩定的問題；其次，該技術的應用范圍大多局限于鞋中底等單個部件，未能擴展至鞋面、鞋帶等構成完整成品鞋的其他必要部分，導致最終產品仍需依賴于多材料體系；再次，由于鞋面和鞋墊往往采用織物或皮革等材料，而鞋帶通常采用普通的紡織工藝制成，所以在各部件的連接上，依然存在耐用性和美觀性不足的問題，而且不同材質部件的熱膨脹系數不同，耐磨性等也存在差異，容易導致使用過程中產生變形、開裂、磨損等問題。
技術實現思路
1、為了至少克服上述現有技術中存在的問題之一，本技術的目的之一在于提供一種超臨界物理發泡成品鞋的制備方法，該制備方法使用同一種熱塑性彈性體純料，通過差異化的成型工藝、超臨界物理發泡工藝等分別制備鞋的各個部件，再用環保的水性膠粘劑進行組裝和粘接固定，有效克服了純料發泡產品性能不足，且難以同時滿足鞋外底的耐磨防滑性、鞋中底的承重回彈性、鞋面的輕便透氣性、鞋帶的柔軟抗拉性等不同部件性能要求，實現了基于同一種熱塑性彈性體純料的全鞋部件差異化超臨界物理發泡一體化制備。本技術的目的之二在于提供所述超臨界物理發泡成品鞋的制備方法制備得到的成品鞋。
2、為此，本技術采用以下技術方案：
3、本技術的第一方面提供一種超臨界物理發泡成品鞋的制備方法如下：
4、用水性膠粘劑將鞋外底、鞋中底、鞋面、鞋后套粘接固定，形成鞋體，并將鞋墊置于鞋體內，將鞋帶穿設于鞋眼中，得到成品鞋；
5、所述鞋外底的制備方法為：將熱塑性彈性體純料通過擠出壓延工藝制備連續的片狀板材胚體，將所述片狀板材胚體進行鞋外底超臨界物理發泡處理，制得鞋外底發泡板材，將所述鞋外底發泡板材進行裁切，制得鞋外底用料片，再經鞋外底模壓定型工藝，制得鞋外底；
6、所述鞋中底的制備方法為：將熱塑性彈性體純料通過鞋中底注塑成型工藝制備鞋中底胚體，將所述鞋中底胚體進行鞋中底超臨界物理發泡處理，制得發泡鞋中底坯料，再經鞋中底模壓定型工藝，制得鞋中底；
7、所述鞋面的制備方法為：將所述片狀板材胚體進行鞋面超臨界物理發泡處理，制得鞋面發泡板材，將所述鞋面發泡板材進行裁切，制得鞋面用料片，再經鞋面熱壓成型工藝，制得帶有鞋眼的鞋面；
8、所述鞋后套的制備方法為：將熱塑性彈性體純料通過鞋后套注塑成型工藝制備鞋后套胚體，將所述鞋后套胚體進行鞋后套超臨界物理發泡處理，制得發泡鞋后套坯料，再經鞋后套模壓定型工藝，制得鞋后套；
9、所述鞋墊的制備方法為：將所述片狀板材胚體進行鞋墊超臨界物理發泡處理，制得鞋墊發泡板材，將所述鞋墊發泡板材進行裁切，制得鞋墊用料片，將所述鞋墊用料片進行鞋墊模壓定型工藝，制得鞋墊；
10、所述鞋帶的制備方法為：將熱塑性彈性體純料通過熔融紡絲工藝制備絲狀鞋帶胚體，將所述絲狀鞋帶胚體進行鞋帶超臨界物理發泡處理，制得發泡單絲，將所述發泡單絲裁切，制得鞋帶；
11、所述鞋外底、鞋中底、鞋面、鞋墊、鞋后套和鞋帶均由同一種熱塑性彈性體純料經超臨界物理發泡形成的發泡材料制成；
12、所述熱塑性彈性體純料選自tpu、tpee、pebax、poe中的一種。
13、本技術所述的熱塑性彈性體純料選自tpu、tpee、pebax、poe中的一種，是未添加化學發泡劑，且未與其它種類的高分子聚合物進行共混以改善發泡性能的單一類型的熱塑性彈性體原料。本技術超臨界物理發泡成品鞋的制備方法中，將同一種熱塑性彈性體純料進行不同的胚體制備、超臨界物理發泡、成型定型的工藝，形成鞋外底、鞋中底、帶有鞋眼的鞋面、鞋墊、鞋后套和鞋帶，再以環保的水性膠粘劑進行粘接固定和組裝。該方法各部件從原料上來說，屬于單一熱塑性彈性體純料，這在源頭上即實現了全鞋材料的同質化，克服了純料在多形態部件上發泡并制備為成品鞋全鞋的工藝難題，同時結合水性膠粘劑粘接固定和組裝，形成了全流程環保的制備方法，為生產出可完全回收的成品鞋提供了可靠的方法基礎。
14、優選地，所述鞋中底胚體的密度為1.10~1.25g/cm3；所述片狀板材胚體的厚度為1.5~4.0mm；所述絲狀鞋帶胚體的單絲直徑為0.05~0.30mm。進一步優選地，所述鞋中底胚體的密度為1.15~1.25g/cm3；所述片狀板材胚體的厚度為2.1~4.0mm；所述絲狀鞋帶胚體的單絲直徑為0.16~0.30mm。
15、通過限定鞋中底胚體的密度、片狀板材胚體的厚度及絲狀鞋帶胚體的單絲直徑，使各部件胚體既具備成型完整性，又能適配后續超臨界發泡需求，1.10~1.25g/cm3的鞋中底胚體密度確保發泡后的承重性和彈性，1.5~4.0mm厚度的片狀板材胚體兼顧了透氣性和強度，單絲直徑為0.05~0.30mm的絲狀鞋帶胚體有利于后續的柔韌性和加工可行性，有效避免了因胚體形態參數不當導致的發泡不均或加工失敗的問題。
16、優選地，所述鞋外底超臨界物理發泡處理的發泡溫度為105~120℃，壓力為25~35mpa，保壓時間為3~6h。進一步優選地，所述鞋外底超臨界物理發泡處理的發泡溫度為110~120℃，壓力為30~35mpa，保壓時間為3~6h。
17、優選地，所述鞋中底超臨界物理發泡處理的發泡溫度為110~125℃，壓力為20~28mpa，保壓時間為4~8h。進一步優選地，所述鞋中底超臨界物理發泡處理的發泡溫度為115~125℃，壓力為23~28mpa，保壓時間為5~8h。
18、優選地，所述鞋面超臨界物理發泡處理的發泡溫度為130~150℃，壓力為32~40mpa，保壓時間為2~4h。進一步優選地，所述鞋面超臨界物理發泡處理的發泡溫度為140~150℃，壓力為35~40mpa，保壓時間為2.5~4h。
19、優選地，所述鞋墊超臨界物理發泡處理的發泡溫度為120~140℃，壓力為28~35mpa，保壓時間為2~4。進一步優選地，所述鞋墊超臨界物理發泡處理的發泡溫度為125~140℃，壓力為30~35mpa，保壓時間為2.5~4h。
20、優選地，所述鞋后套超臨界物理發泡處理的發泡溫度為100~115℃，壓力為14~20mpa，保壓時間為3~6h。進一步優選地，所述鞋后套超臨界物理發泡處理的發泡溫度為105~115℃，壓力為16~20mpa，保壓時間為4~6h。
21、優選地，所述鞋帶超臨界物理發泡處理的發泡溫度為125~145℃，壓力為15~22mpa，保壓時間為1.5~3.5h。進一步優選地，所述鞋帶超臨界物理發泡處理的發泡溫度為130~145℃，壓力為18~22mpa，保壓時間為2~3.5h。
22、上述技術方案中，鞋外底超臨界物理發泡處理使氣體充分滲透并形成細密均勻的閉孔泡孔結構，從而賦予鞋外底發泡板材優異的耐磨性、抗撕裂性，有助于形成具有耐磨性和防滑性的鞋外底；鞋中底超臨界物理發泡處理兼顧了鞋中底的高回彈性、抗壓縮性和承重性，為滿足鞋中底減震、支撐功能打下基礎；鞋面超臨界物理發泡處理，制得鞋面發泡板材，有助于實現鞋面的輕量化、透氣性和柔韌性，同時確保鞋面具有一定的結構強度，避免密度過高導致鞋面過于僵硬；鞋墊超臨界物理發泡處理的工藝參數介于鞋中底和鞋面之間，兼顧了緩沖舒適性和一定的形變恢復能力。鞋后套超臨界物理發泡處理制得的發泡鞋后套坯料，兼具了其定型性和柔性，為后續成品鞋提供必要的包裹和支撐定型功能。鞋帶超臨界物理發泡處理的工藝參數使發泡單絲兼具柔軟性和抗拉強度，既保障鞋帶綁結時的舒適度，又避免密度過低導致單絲強度不足而斷裂，或密度過高導致鞋帶僵硬使綁結不便的問題。
23、優選地，所述鞋外底、鞋中底、鞋面、鞋墊、鞋后套和鞋帶的超臨界物理發泡處理的介質均為二氧化碳或氮氣，且處理后的泄壓速率均為0.3~4.0mpa/min。進一步優選地，所述鞋外底、鞋中底、鞋面、鞋墊、鞋后套和鞋帶的超臨界物理發泡處理的介質均為二氧化碳或氮氣，且處理后的泄壓速率均為0.35~4.0mpa/min。
24、發泡介質為二氧化碳或氮氣，二者均為惰性氣體，無化學分解產物，一方面提升了生產過程的環保性和產品使用的安全性；另一方面，其在熱塑性彈性體純料中的溶解性和擴散性優異，能形成均勻、細小的泡孔，提升發泡材料的回彈性和力學性能。0.3~4.0mpa/min的泄壓速率也有利于提升成品鞋各部件在發泡過程中泡孔形成的均勻性和閉孔率，防止泡孔塌陷或合并，進而從整體提升發泡材料的力學性能和外觀效果。
25、優選地，所述鞋外底模壓定型工藝的溫度為100~125℃，壓力為12~18mpa，時間為2~5min。進一步優選地，所述鞋外底模壓定型工藝的溫度為110~125℃，壓力為15~18mpa，時間為2~5min。
26、優選地，所述鞋中底模壓定型工藝的溫度為90~140℃，壓力為8~20mpa，時間為2~6min；所述鞋后套模壓定型工藝的溫度80~110℃，壓力5~18mpa，時間1~5min。進一步優選地，所述鞋中底模壓定型工藝的溫度為105~140℃，壓力為10~20mpa，時間為2~6min；所述鞋后套模壓定型工藝的溫度90~110℃，壓力10~18mpa，時間1~5min。
27、優選地，所述鞋面熱壓成型工藝的溫度為80~120℃，壓力為4~10mpa；所述鞋墊模壓定型工藝的溫度為60~100℃，壓力為2~8mpa，時間為30~90s。進一步優選地，所述鞋面熱壓成型工藝的溫度為100~120℃，壓力為6~10mpa；所述鞋墊模壓定型工藝的溫度為70~100℃，壓力為5~8mpa，時間為30~90s。
28、鞋外底采用中溫中壓定型，有效形成表面致密耐磨層，顯著提升鞋外底的防滑性與耐久性；鞋中底模壓定型工藝采用更高的溫度和壓力，有助于充分消除內應力、穩定發泡結構，獲得尺寸穩定的回彈性更好的鞋中底；鞋后套的模壓定型工藝溫度和壓力相對較低，在確保定型的同時避免過度壓縮導致破壞泡孔結構。鞋面熱壓成型在相對溫和的條件下進行，在實現鞋面定型、一體成型鞋眼的同時，避免高溫高壓導致的發泡材料變形、泡孔破裂，保留鞋面的輕量化和透氣性，且鞋眼成型后結構強度高，不易磨損；鞋墊模壓則側重于在較低壓力和時間內快速定型，既能保證鞋墊的外形貼合鞋中底，又能避免定型過度導致鞋墊變硬、回彈性下降。
29、優選地，所述鞋中底注塑成型工藝的注塑溫度為180~220℃，注射壓力為70~110mpa，保壓壓力為40~80mpa。進一步優選地，所述鞋中底注塑成型工藝的注塑溫度為190~220℃，注射壓力為90~110mpa，保壓壓力為50~80mpa。
30、優選地，所述擠出壓延工藝的喂料區溫度為150~170℃，壓縮區溫度為170~190℃，計量區溫度為180~200℃，機頭溫度為180~210℃，壓延輥溫度為30~80℃，壓延下輥與上輥的輥速比為（1~1.1）：1。進一步優選地，所述擠出壓延工藝的喂料區溫度為155~170℃，壓縮區溫度為180~190℃，計量區溫度為190~200℃，機頭溫度為190~210℃，壓延輥溫度為40~80℃，壓延下輥與上輥的輥速比為（1.02~1.1）：1。
31、優選地，所述鞋后套注塑成型工藝的注塑溫度為170~200℃，注射壓力為60~90mpa，保壓壓力為25~65mpa。進一步優選地，所述鞋后套注塑成型工藝的注塑溫度為180~200℃，注射壓力為65~90mpa，保壓壓力為35~65mpa。
32、優選地，所述熔融紡絲工藝的紡絲溫度為180~230℃，紡絲速度為200~1000m/min，牽伸倍數為1.5~4倍。進一步優選地，所述熔融紡絲工藝的紡絲溫度為190~230℃，紡絲速度為400~1000m/min，牽伸倍數為2.5~4倍。
33、180~230℃的紡絲溫度下，熱塑性彈性體純料處于熔融狀態且紡絲連續性好，200~1000m/min的紡絲速度和1.5~4倍的牽伸倍數下，有利于提升絲狀鞋帶胚體的分子取向度，增強胚體的拉伸強度和柔韌性，避免后續發泡單絲或鞋帶易斷裂、變形，實現鞋帶輕量化、柔韌性和耐磨性的統一。
34、優選地，所述粘接固定的溫度為25~40℃，壓力為5~15mpa，保壓時間為10~30min。進一步優選地，所述粘接固定的溫度為30~40℃，壓力為8~15mpa，保壓時間為15~30min。
35、優選地，所述水性膠粘劑選自水性聚氨酯膠粘劑、水性丙烯酸酯膠粘劑、水性環氧樹脂膠粘劑、水性氯丁膠粘劑中的至少一種。進一步優選地，所述水性膠粘劑選自水性聚氨酯膠粘劑、水性丙烯酸酯膠粘劑、水性環氧樹脂膠粘劑中的至少一種。
36、25~40℃的粘接固定溫度能加快水性膠粘劑的固化速度，同時避免溫度過高導致水性膠粘劑中的水分蒸發太快或溫度過低導致固化不充分，保障粘接強度；5~15mpa的粘接壓力使得各部件緊密貼合，促進水性膠粘劑在粘接時擴散均勻，避免壓力不足使各部件粘接時存在空隙粘接不夠牢固；10~30min的保壓時間使水性膠粘劑充分固化，避免保壓時間過短導致粘接強度不足，確保成品鞋的結構完整性和耐用性。
37、優選地，在得到成品鞋之后，還包括對所述成品鞋進行表面處理，所述表面處理包括印刷、壓印、噴涂或覆膜中的至少一種。
38、本技術的第二方面提供根據本技術第一方面所述超臨界物理發泡成品鞋的制備方法制備得到的成品鞋。
39、本技術的超臨界物理發泡成品鞋的制備方法制備得到的成品鞋具備優異的耐磨性、彈性、輕便性和透氣性，各部件不加發泡劑，均采用同一種熱塑性彈性體純料經不同的超臨界物理發泡工藝形成的發泡材料制成，實現了材質的高度統一性，避免了不同材質部件因熱膨脹系數、耐磨性差異導致的使用過程中容易變形、開裂等問題，提升了成品鞋的整體耐用性；同時，成品鞋各部件通過水性膠粘劑粘接，無化學發泡劑殘留和非環保膠粘劑污染，降低材料對人體健康的潛在風險，有利于實現成品鞋100%可回收環保利用。
40、與現有技術相比，本技術至少具有以下有益效果：
41、1）本技術的超臨界物理發泡成品鞋的制備方法使用同一種熱塑性彈性體純料，通過差異化的成型工藝、超臨界物理發泡工藝等分別制備鞋的各個部件，再用環保的水性膠粘劑進行組裝和粘接固定，突破了純料發泡在多形態部件上的工藝瓶頸，實現全鞋部件的純料差異化超臨界物理發泡一體化制備，其鞋外底的耐磨防滑性、鞋中底的承重回彈性、鞋面的輕便透氣性、鞋帶的柔軟抗拉性等性能優異，鞋外底磨耗量≤39mm3，鞋外底靜摩擦系數≥0.86，鞋中底回彈率≥71%，鞋面透氣性≥275mm/s，鞋帶拉伸強度≥15mpa且斷裂伸長率≥360%，鞋面與鞋中底剝離強度≥43n/cm。
42、2）本技術成品鞋各發泡部件均采用同一種熱塑性彈性體純料制備，材質同質化程度高，配合水性膠粘劑粘接，制備過程無發泡劑，無非環保膠粘劑污染，實現成品鞋的100%可回收利用。
43、3）本技術成品鞋全鞋純料發泡，避免了不同材質部件熱膨脹系數、耐磨性差異導致的變形、開裂、磨損等問題，同時各部件適配性強，粘接牢固，顯著提升了成品鞋的耐用性和穿著舒適感。
44、4）本技術的超臨界物理發泡成品鞋的制備方法中，還可通過表面處理的方式實現多種外觀效果，解決了現有發泡鞋外觀樣式單一的問題，滿足消費者對個性化、多樣化外觀的需求。