一種鞋底專用可分解橡膠組合物及其製備方法與流程

2023-06-19 14:42:26 3

本發明屬於橡膠製造領域，更具體地，本發明為一種鞋底專用可分解橡膠組合物及其製備方法。
背景技術：
：橡膠作為一種高分子聚合物，因為其具有高彈性，高耐磨性，防滑、不易斷裂、柔軟度較好、伸延性好、收縮穩定、硬度佳、彎曲性好，耐酸鹼性等優點，在生活中有相當多的應用及產品，也是製造鞋大底的最優質材料選擇。但同時，數以百萬計的廢棄或破損橡膠材料充斥著填埋場並以非常緩慢的速度進行分解，而其中含有的一些有毒有害物質也會釋放滲入土壤中造成環境汙染。隨著大眾環保意識的不斷增強，對廢舊橡膠的緩慢降解和所造成的環境汙染問題關注程度正在迅速升溫，在製鞋行業中，使用更環保的鞋大底材料也是整個行業未來發展的方向，因此，需要在制膠過程中，選用適合的材料、設計合理的配方、採用適合的混煉和硫化工藝，找到一種耐磨耐用並且能在超過使用壽命後迅速分解成環保型安全物質的鞋大底專用橡膠組合物。技術實現要素：為了解決上述問題，本發明的一個方面提供一種鞋底專用可分解橡膠組合物，以重量份計，其製備原料包含以下組分：順丁橡膠（br9000）30～50份天然橡膠（nr）25～50份丁苯橡膠（sbr）40～60份氯丁橡膠（cr）30～55份炭黑8～14份芳烴油2～3份複合樹脂3～5份氧化鋅3～6份硬脂酸0.8～1.2份促進劑1～3份防老劑1～3份硫化劑1～3份聚丙烯30～40份聚己內酯10～20份植物纖維素20～30份角蛋白5～10份優選的，所述鞋底專用可分解橡膠組合物，以重量份計，其製備原料包含以下組分：順丁橡膠（br9000）42～50份天然橡膠（nr）35～47份丁苯橡膠（sbr）50～55份氯丁橡膠（cr）34～48份炭黑10～14份芳烴油2～3份複合樹脂3～4份氧化鋅4～6份硬脂酸1～1.2份促進劑1～3份防老劑1～3份硫化劑1～3份聚丙烯35～40份聚己內酯12～17份植物纖維素25～30份角蛋白7～9份更優選的，所述鞋底專用可分解橡膠組合物，以重量份計，其製備原料包含以下組分：順丁橡膠（br9000）46份天然橡膠（nr）40份丁苯橡膠（sbr）55份氯丁橡膠（cr）37份炭黑14份芳烴油2份複合樹脂4份氧化鋅5份硬脂酸1.2份促進劑2份防老劑3份硫化劑2份聚丙烯37份聚己內酯15份植物纖維素30份角蛋白7份在一種實施方式中，所述複合樹脂為萜烯樹脂、酚醛樹脂和乙烯樹脂醋酸纖維混合物，混合比例為1：1～1.4：1。在一種實施方式中，所述促進劑為dotg和2-巰醇基苯並噻唑和tmtd的混合物，混合比例為1:1～1.4：1～1.3。在一種實施方式中，所述防老劑為rd（2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹聚合體）和oda（4,4'-二辛基二苯胺）和mb（2-巰基苯並咪唑），混合比例為2：1.5：1～1.2。在一種實施方式中，所述硫化劑為硫磺、雙馬來醯亞胺和過氧化二異丙苯的混合物，混合比例為2：1.5：1.1～1.5。本發明的另一方面提供所述鞋底專用可分解橡膠組合物的製備方法，包含如下步驟：1、將順丁橡膠（br9000）、天然橡膠（nr）、丁苯橡膠（sbr）、氯丁橡膠（cr）按照配方比例依次加入低速攪拌機中，以150轉/分鐘室溫混合處理10～20分鐘，得到混合物。2、將步驟1所得的混合物加入密煉機中進行主膠混煉，混煉溫度為60～80℃，時間5～8分鐘。3、按配方重量加入一半份量的炭黑、芳烴油、複合樹脂、氧化鋅、硬脂酸,混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。按配方重量加入一半份量的促進劑、防老劑和硫化劑，混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。4、按配方重量加入聚丙烯、聚己內酯、植物纖維素、角蛋白和剩餘一半份量的炭黑、芳烴油、複合樹脂、氧化鋅、硬脂酸,混煉溫度為110～140℃，混煉7～12分鐘。按配方重量加入剩餘一半份量的促進劑、防老劑和硫化劑，混煉溫度為110～140℃，混煉10～17分鐘。5、將密煉後混合物用螺杆擠出機塑化擠出，擠出機中5個溫區溫度設定分別為120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主機轉速為400～500轉/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。6、所得物硬化後使用切粒機造粒，顆粒放入硫化機硫化，硫化溫度140～160℃，硫化時間為3～5分鐘。7、硫化後室溫放置5～8小時，將顆粒加入到開煉機中，然後模壓，製成成品。與現有的技術相比，本發明的有益效果為：1、彈性耐磨性硬度高，不易斷裂，柔軟度、伸延性、彎曲性佳，可經受多次彎曲、拉伸、壓縮而不受破壞，耐酸鹼性高，不容易產生噴霜現象，能保持產品外觀美觀。2、在生產5～6年後，自身會開始發生降解反應，且降解物無毒無害，對環境友好。具體實施方式實施例11、將順丁橡膠（br9000）46份、天然橡膠（nr）40份、丁苯橡膠（sbr）55份、氯丁橡膠（cr）37份依次加入低速攪拌機中，以150轉/分鐘室溫混合處理10～20分鐘，得到混合物。2、將步驟1所得的混合物加入密煉機中進行主膠混煉，混煉溫度為60～80℃，時間5～8分鐘。3、加入炭黑7份、芳烴油1份、複合樹脂2份、氧化鋅2.5份、硬脂酸0.6份,混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。加入促進劑1份、防老劑1.5份和硫化劑1份，混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。4、加入聚丙烯37份、聚己內酯15份、植物纖維素30份、角蛋白7份、炭黑7份、芳烴油1份、複合樹脂2份、氧化鋅2.5份、硬脂酸0.6份,混煉溫度為110～140℃，混煉7～12分鐘。加入促進劑1份、防老劑1.5份和硫化劑1份，混煉溫度為110～140℃，混煉10～17分鐘。5、將密煉後混合物用螺杆擠出機塑化擠出，擠出機中5個溫區溫度設定分別為120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主機轉速為400～500轉/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。6、所得物硬化後使用切粒機造粒，顆粒放入硫化機硫化，硫化溫度140～160℃，硫化時間為3～5分鐘。7、硫化後室溫放置5～8小時，將顆粒加入到開煉機中，然後模壓，製成成品。實施例21、將順丁橡膠（br9000）50份、天然橡膠（nr）30份、丁苯橡膠（sbr）45份、氯丁橡膠（cr）50份依次加入低速攪拌機中，以150轉/分鐘室溫混合處理10～20分鐘，得到混合物。2、將步驟1所得的混合物加入密煉機中進行主膠混煉，混煉溫度為60～80℃，時間5～8分鐘。3、加入炭黑5份、芳烴油1.5份、複合樹脂2.5份、氧化鋅2份、硬脂酸0.5份,混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。加入促進劑1.5份、防老劑1份和硫化劑1.5份，混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。4、加入聚丙烯35份、聚己內酯20份、植物纖維素25份、角蛋白10份、炭黑5份、芳烴油1.5份、複合樹脂2.5份、氧化鋅2份、硬脂酸0.5份,混煉溫度為110～140℃，混煉7～12分鐘。加入促進劑1.5份、防老劑1份和硫化劑1.5份，混煉溫度為110～140℃，混煉10～17分鐘。5、將密煉後混合物用螺杆擠出機塑化擠出，擠出機中5個溫區溫度設定分別為120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主機轉速為400～500轉/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。6、所得物硬化後使用切粒機造粒，顆粒放入硫化機硫化，硫化溫度140～160℃，硫化時間為3～5分鐘。7、硫化後室溫放置5～8小時，將顆粒加入到開煉機中，然後模壓，製成成品。實施例31、將順丁橡膠（br9000）37份、天然橡膠（nr）46份、丁苯橡膠（sbr）60份、氯丁橡膠（cr）30份依次加入低速攪拌機中，以150轉/分鐘室溫混合處理10～20分鐘，得到混合物。2、將步驟1所得的混合物加入密煉機中進行主膠混煉，混煉溫度為60～80℃，時間5～8分鐘。3、加入炭黑6份、芳烴油1份、複合樹脂1.5份、氧化鋅3份、硬脂酸0.45份,混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。加入促進劑1.5份、防老劑1.5份和硫化劑1.5份，混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。4、加入聚丙烯30份、聚己內酯17份、植物纖維素20份、角蛋白6份、炭黑6份、芳烴油1份、複合樹脂1.5份、氧化鋅3份、硬脂酸0.45份,混煉溫度為110～140℃，混煉7～12分鐘。加入促進劑1.5份、防老劑1.5份和硫化劑1.5份，混煉溫度為110～140℃，混煉10～17分鐘。5、將密煉後混合物用螺杆擠出機塑化擠出，擠出機中5個溫區溫度設定分別為120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主機轉速為400～500轉/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。6、所得物硬化後使用切粒機造粒，顆粒放入硫化機硫化，硫化溫度140～160℃，硫化時間為3～5分鐘。7、硫化後室溫放置5～8小時，將顆粒加入到開煉機中，然後模壓，製成成品。實施例41、將順丁橡膠（br9000）42份、天然橡膠（nr）50份、丁苯橡膠（sbr）40份、氯丁橡膠（cr）35份依次加入低速攪拌機中，以150轉/分鐘室溫混合處理10～20分鐘，得到混合物。2、將步驟1所得的混合物加入密煉機中進行主膠混煉，混煉溫度為60～80℃，時間5～8分鐘。3、加入炭黑6份、芳烴油1.5份、複合樹脂2.5份、氧化鋅2份、硬脂酸0.5份,混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。加入促進劑1份、防老劑1份和硫化劑1.5份，混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。4、加入聚丙烯40份、聚己內酯12份、植物纖維素24份、角蛋白7份、炭黑6份、芳烴油1.5份、複合樹脂2.5份、氧化鋅2份、硬脂酸0.5份,混煉溫度為110～140℃，混煉7～12分鐘。加入促進劑1份、防老劑1份和硫化劑1.5份，混煉溫度為110～140℃，混煉10～17分鐘。5、將密煉後混合物用螺杆擠出機塑化擠出，擠出機中5個溫區溫度設定分別為120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主機轉速為400～500轉/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。6、所得物硬化後使用切粒機造粒，顆粒放入硫化機硫化，硫化溫度140～160℃，硫化時間為3～5分鐘。7、硫化後室溫放置5～8小時，將顆粒加入到開煉機中，然後模壓，製成成品。實施例51、將順丁橡膠（br9000）32份、天然橡膠（nr）30份、丁苯橡膠（sbr）60份、氯丁橡膠（cr）55份依次加入低速攪拌機中，以150轉/分鐘室溫混合處理10～20分鐘，得到混合物。2、將步驟1所得的混合物加入密煉機中進行主膠混煉，混煉溫度為60～80℃，時間5～8分鐘。3、加入炭黑7份、芳烴油1份、複合樹脂2份、氧化鋅1.5份、硬脂酸0.6份,混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。加入促進劑1.5份、防老劑1.5份和硫化劑1份，混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。4、加入聚丙烯33份、聚己內酯10份、植物纖維素28份、角蛋白8份、炭黑7份、芳烴油1份、複合樹脂2份、氧化鋅1.5份、硬脂酸0.6份,混煉溫度為110～140℃，混煉7～12分鐘。加入促進劑1.5份、防老劑1.5份和硫化劑1份，混煉溫度為110～140℃，混煉10～17分鐘。5、將密煉後混合物用螺杆擠出機塑化擠出，擠出機中5個溫區溫度設定分別為120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主機轉速為400～500轉/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。6、所得物硬化後使用切粒機造粒，顆粒放入硫化機硫化，硫化溫度140～160℃，硫化時間為3～5分鐘。7、硫化後室溫放置5～8小時，將顆粒加入到開煉機中，然後模壓，製成成品。實施例61、將順丁橡膠（br9000）40份、天然橡膠（nr）33份、丁苯橡膠（sbr）55份、氯丁橡膠（cr）35份依次加入低速攪拌機中，以150轉/分鐘室溫混合處理10～20分鐘，得到混合物。2、將步驟1所得的混合物加入密煉機中進行主膠混煉，混煉溫度為60～80℃，時間5～8分鐘。3、加入炭黑4.5份、芳烴油1.5份、複合樹脂1.5份、氧化鋅3份、硬脂酸0.45份,混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。加入促進劑1份、防老劑1.5份和硫化劑1.5份，混煉溫度為80～100℃，混煉2～5分鐘。4、加入聚丙烯40份、聚己內酯14份、植物纖維素27份、角蛋白9份、炭黑4.5份、芳烴油1.5份、複合樹脂1.5份、氧化鋅3份、硬脂酸0.45份,混煉溫度為110～140℃，混煉7～12分鐘。加入促進劑1份、防老劑1.5份和硫化劑1.5份，混煉溫度為110～140℃，混煉10～17分鐘。5、將密煉後混合物用螺杆擠出機塑化擠出，擠出機中5個溫區溫度設定分別為120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主機轉速為400～500轉/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。6、所得物硬化後使用切粒機造粒，顆粒放入硫化機硫化，硫化溫度140～160℃，硫化時間為3～5分鐘。7、硫化後室溫放置5～8小時，將顆粒加入到開煉機中，然後模壓，製成成品。耐磨測試：按照gb-9867-1988標準要求測試橡膠組合物製成鞋底經過一定長度距離的磨耗後，評估試料的表面磨耗狀況、重量之損失、體積之損失、磨耗之厚度等特性，並籍由標準膠之對比評估出耐磨耗特性。耐折性能測試：根據《鞋類通用試驗方法耐折性能》，將橡膠組合物製成鞋底在溫度(23±2)℃條件下，連續屈撓5～7萬次。耐磨測試（din）耐折性能測試實施例173mm3無斷裂痕跡實施例282mm3無斷裂痕跡實施例384mm3無斷裂痕跡實施例479mm3無斷裂痕跡實施例576mm3無斷裂痕跡實施例688mm3無斷裂痕跡同時將實施例模擬5年以上的使用時間，並放入土壤中掩埋60天後，可以觀察到表面有明顯的變化，凹陷、水泡、煙霧和褪色，同時化驗降解地土壤無有毒有害物質。以上數據可以看出，本發明製備的橡膠組合物在耐磨測試和耐折性能測試中，表現出了很好耐磨耐折性能，同時降解速度快，降解物對環境無害，因此提高了本發明的有益技術成果。前述的實例僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，所附的權利要求旨在要求可以設想的儘可能廣的範圍，且本文所呈現的實施例僅是根據所有可能的實施例的組合的選擇的實施方式的說明。因此，申請人的用意是所附的權利要求不被說明本發明的特徵的示例的選擇限制。根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。當前第1頁12