一種健身登山用運動鞋鞋底材料及其製備方法
2023-06-24 02:53:31
一種健身登山用運動鞋鞋底材料及其製備方法
【專利摘要】一種健身登山用運動鞋鞋底材料及其製備方法，其配方中的組分及質量百分比分別為：天然橡膠25%～30%，丁苯橡膠25%～35%，短纖維1%～3%，炭黑8%～15%，白炭黑（SiO2）10%～12%，硬脂酸（SA）2%～2.5%，氧化鋅（ZnO）3%～5%，四硫化雙矽烷（Si-69）2%～3%，硫磺（S）3%～6%。將上述配方配料後，由短纖維橡膠混煉專用密煉機混煉製備成混煉膠，然後由開煉機或壓延機下片，再由帶有短纖維定向取向機頭的銷釘冷餵料擠出機進行擠出，最後在鞋底模具中進行硫化，得到健身登山用運動鞋鞋底製品。本發明使鞋底具備較好彈性的同時，也具備了較好的耐磨性和抗刺穿性能，提高了登山健身運動的舒適性和安全性，並在一定程度上提高了鞋的使用壽命，具有廣闊的市場應用前景。
【專利說明】一種健身登山用運動鞋鞋底材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種健身登山用運動鞋鞋底材料及其製備方法，具體地說是一種用於登山鞋鞋底並提高鞋底彈性、耐磨性和防滑性的一種含短纖維橡膠的複合材料及該材料的製備方法。
【背景技術】 [0002]現代社會，人們普遍比較重視身體鍛鍊的重要性。很多人將跑步、登山(非專業登山)作為健身運動的首選。就登山來說，人們在登山健身之餘，也十分注重登山過程的舒適性、安全性，這關鍵取決於鞋底的性能。專利CN102366185公開了一種抗疲勞登山鞋，其鞋底採用聚氨酯樹脂材料製成，且在鞋底下表面的腳尖部位固定有金屬凸齒，腳後跟部位固定有金屬凸柱。專利CN201468614公開了一種專業戶外登山鞋底，其鞋底由EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)中底層、登山釘裝置和橡膠大底層組成。上述專利所提供的登山鞋鞋底均用金屬材料(金屬凸齒/金屬凸柱，或者登山釘)，雖提高了鞋底的防滑性，保證了登山過程的安全性，但使得登山鞋只適合於登山時穿著，且鞋底彈性較低，導致舒適性下降。
[0003]近年來，短纖維橡膠複合材料作為一種新型的高分子材料得到了深入研究和廣泛應用，它將短纖維的剛性和橡膠的高彈性結合在一起，可賦予橡膠製品高彈性、耐磨性、抗撕裂性等優良的綜合性能。如果短纖維在橡膠基體中適當定向取向，則更能提高橡膠製品的上述性能。因此，這對新型鞋底材料的開發，提供了一種技術思路。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種健身登山用運動鞋鞋底材料及其製備方法，使鞋底具備較好彈性的同時，具備較好的耐磨性和抗刺穿性能，以提高登山健身運動的舒適性和安全性。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種健身登山用運動鞋鞋底材料，其配方中組分及其質量百分比為:
[0007]天然橡膠，25%~30% ；
[0008]丁苯橡膠，25% ~35% ；
[0009]短纖維，1%~3% ；
[0010]炭黑，8%~15%;
[0011]白炭黑(SiO2),10% ~12%;
[0012]硬脂酸(SA),2% ~2.5% ；
[0013]氧化鋅(ZnO)，3% ~5% ；
[0014]四硫化雙矽烷(S1-69)，2%~3% ；
[0015]硫磺(S)，3%~6%。
[0016]所述的短纖維為芳綸短纖維，或聚酯短纖維，或尼龍短纖維，其長度為1mm~3mm ;
[0017]一種健身登山用運動鞋鞋底材料及其製備方法，所述的製備方法包括工藝步驟和工藝條件，如下:[0018]I)步驟I，按上述配方配料。
[0019]2)步驟2，將所配物料在密煉機上進行混煉，所述密煉機為短纖維橡膠混煉專用密煉機。由於短纖維易聚集，難分散，因此，用短纖維橡膠混煉專用密煉機，實現短纖維以及添加劑與硫化劑在橡膠基體中的均勻分散和分布。具體混煉工藝流程和工藝條件為:
[0020]先加入天然橡膠和丁苯橡膠，然後加入短纖維，除天然橡膠、丁苯橡膠、短纖維和硫磺外的所有組分分兩次加入，最後加入硫磺，製得混煉膠。
[0021]混煉工藝條件為:轉子轉速，50rpm~80rpm ;冷卻水溫度，40°C~50°C ;上頂栓壓力，0.55MPa~0.65MPa ;填充係數，0.5~0.6 ;混煉時間，150s~200s。
[0022]3)步驟3，在開煉機或壓延機上對步驟2所製得的混煉膠進行下片，下片厚度為5mm~IOmm,並將片膠裁切成寬度為50mm~IOOmm寬的膠條。
[0023]下片工藝條件為:開煉機或壓延機輥筒溫度為50°C~60°C。
[0024]4)步驟4，將步驟3所製得的膠條在擠出機上進行擠出，製得短纖維定向取向膠。所述的擠出機為帶有短纖維定向取向機頭的銷釘機筒冷餵料擠出機。研究發現，短纖維的定向取向能夠顯著提高製品在短纖維取向方向上的高彈減震性，因此，利用短纖維定向取向機頭實現擠出過程中短纖維在橡膠基體中的定向取向。
[0025]擠出工藝條件為:螺杆轉速，Irpm~25rpm ;機筒溫度，70°C~80°C ;機頭溫度，75°C~85°C。
[0026]5)步驟5，將步驟4所製得的短纖維定向取向膠在鞋底模具中進行硫化，製得高彈減震鞋底，得到製品。
·[0027]硫化工藝條件為:硫化時間，6min~IOmin ;硫化壓力，20MPa~25MPa ;硫化溫度，150°C ~165°C。
[0028]本發明所得製品的損耗因子指標可達0.45~0.52，DIN磨耗性能指標可達115mm3~127mm3,抗撕裂性能指標可達55KN/m~72KN/m。本發明使鞋底具備較好彈性的同時，也具備了較好的耐磨性和抗刺穿性能，提高了登山健身運動的舒適性和安全性，並在一定程度上提高了鞋的使用壽命，具有廣闊的市場應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1:本發明材料的組成示意圖。
[0030]圖中標記:I一天然橡膠和丁苯橡膠，2—短纖維(芳綸短纖維，或聚酯短纖維，或尼龍短纖維)，3—炭黑、白炭黑、硬脂酸、氧化鋅、四硫化雙矽燒，4一硫磺。
【具體實施方式】
[0031]實施例1:
[0032]一種健身登山用運動鞋鞋底材料，其配方中組分及其質量百分比為:
[0033]天然橡膠，30%;
[0034]丁苯橡膠，30%;
[0035]芳綸短纖維，3%;
[0036]炭黑，12%;
[0037]白炭黑(SiO2),10%;[0038]硬脂酸(SA)，2%;
[0039]氧化鋅(ZnO)，4%;
[0040]四硫化雙矽烷(S1-69)，3% ;
[0041]硫磺(S)，6%。
[0042]I)步驟I，按上述配方配料。
[0043]2)步驟2，將所配物料在短纖維橡膠混煉專用密煉機上進行混煉，具體混煉工藝流程和工藝條件為:[0044]先加入天然橡膠和丁苯橡膠1，然後加入芳綸短纖維2，除天然橡膠和丁苯橡膠1、芳綸短纖維2和硫磺外4的所有組分3分兩次加入，最後加入硫磺4，製得混煉膠。
[0045]混煉工藝條件為:轉子轉速，70rpm ;冷卻水溫度，50°C ;上頂栓壓力，0.6MPa ;填充係數，0.6 ;混煉時間，165s。
[0046]3)步驟3，在開煉機或壓延機上對步驟2所製得的混煉膠進行下片，下片厚度為5mm~IOmm,並將片膠裁切成寬度為50mm~IOOmm寬的膠條。
[0047]下片工藝條件為:開煉機或壓延機輥筒溫度為50°C。
[0048]4)步驟4，將步驟3所製得的膠條在帶有短纖維定向取向機頭的銷釘機筒冷餵料擠出機上進行擠出，製得短纖維定向取向膠。
[0049]擠出工藝條件為:螺杆轉速，20rpm ;機筒溫度，75°C ;機頭溫度，85°C。
[0050]5)步驟5，將步驟4所製得的短纖維定向取向膠在鞋底模具中進行硫化，製得高彈減震鞋底，得到製品。
[0051 ] 硫化工藝條件為:硫化時間，6min ;硫化壓力，25MPa ;硫化溫度，165°C。
[0052]測試製品的損耗因子指標為0.52，DIN磨耗性能指標為115mm3，抗撕裂性能指標為72KN/m。
[0053]實施例2:
[0054]一種健身登山用運動鞋鞋底材料，其配方中組分及其質量百分比為:
[0055]天然橡膠，30%;
[0056]丁苯橡膠，26%;
[0057]聚酯短纖維，2%;
[0058]炭黑，15%;
[0059]白炭黑(SiO2),12%;
[0060]硬脂酸(SA)，2.5% ;
[0061]氧化鋅(ZnO)，5%;
[0062]四硫化雙矽烷(S1-69)，2.5% ;
[0063]硫磺(S)，5%。
[0064]I)步驟I，按上述配方配料。
[0065]2)步驟2，將所配物料在短纖維橡膠混煉專用密煉機上進行混煉，具體混煉工藝流程和工藝條件為:
[0066]先加入天然橡膠和丁苯橡膠1，然後加入聚酯短纖維2，除天然橡膠和丁苯橡膠1、聚酯短纖維2和硫磺4外的所有組分3分兩次加入，最後加入硫磺4，製得混煉膠。
[0067]混煉工藝條件為:轉子轉速，65rpm ;冷卻水溫度，45°C ;上頂栓壓力，0.6MPa ;填充係數，0.55 ;混煉時間，180s。
[0068]3)步驟3，在開煉機或壓延機上對步驟2所製得的混煉膠進行下片，下片厚度為5mm~IOmm,並將片膠裁切成寬度為50mm~IOOmm寬的膠條。
[0069]下片工藝條件為:開煉機或壓延機輥筒溫度為60°C。
[0070]4)步驟4，將步驟3所製得的膠條在帶有短纖維定向取向機頭的銷釘機筒冷餵料擠出機上進行擠出，製得短纖維定向取向膠。
[0071]擠出工藝條件為:螺杆轉速，15rpm ;機筒溫度，75°C ;機頭溫度，80°C。
[0072]5)步驟5，將步驟4所製得的短纖維定向取向膠在鞋底模具中進行硫化，製得高彈減震鞋底，得到製品。
[0073]硫化工藝條件為:硫化時間，9min ;硫化壓力，24MPa ;硫化溫度，155°C。
[0074]測試製品的損耗因子指標為0.48，DIN磨耗性能指標為121mm3，抗撕裂性能指標為61KN/m。
[0075]實施例3:
[0076]一種健身登山用運動鞋鞋底材料，其配方中組分及其質量百分比為:
[0077]天然橡膠，25%;
[0078]丁苯橡膠，35%;
[0079]尼龍短纖維，1%;
[0080]炭黑，14%;
[0081]白炭黑(SiO2),12%;
[0082]硬脂酸(SA)，2%;
[0083]氧化鋅(ZnO)，3%;
[0084]四硫化雙矽烷(S1-69)，3% ;
[0085]硫磺(S),5%。
[0086]I)步驟I，按上述配方配料:
[0087]2)步驟2，將所配物料在短纖維橡膠混煉專用密煉機上進行混煉，具體混煉工藝流程和工藝條件為:
[0088]先加入天然橡膠和丁苯橡膠1，然後加入尼龍短纖維2，除天然橡膠和丁苯橡膠1、尼龍短纖維2和硫磺4外的所有組分3分兩次加入，最後加入硫磺4，製得混煉膠。
[0089]混煉工藝條件為:轉子轉速，50rpm ;冷卻水溫度，50°C ;上頂栓壓力，0.65MPa ;填充係數，0.6 ;混煉時間，195s。
[0090]3)步驟3，在開煉機或壓延機上對步驟2所製得的混煉膠進行下片，下片厚度為5mm~IOmm,並將片膠裁切成寬度為50mm~IOOmm寬的膠條。
[0091]下片工藝條件為:開煉機或壓延機輥筒溫度為50°C。
[0092]4)步驟4，將步驟3所製得的膠條在帶有短纖維定向取向機頭的銷釘機筒冷餵料擠出機上進行擠出，製得短纖維定向取向膠。
[0093]擠出工藝條件為:螺杆轉速，IOrpm ;機筒溫度，70°C ;機頭溫度，80°C。
[0094]5)步驟5，將步驟4所製得的短纖維定向取向膠在鞋底模具中進行硫化，製得高彈減震鞋底，得到製品。
[0095]硫化工藝條件為:硫化時間，IOmin ;硫化壓力，20MPa ;硫化溫度，150°C。[0096]測試製品的損耗因子指標為0.45，DIN磨耗性能指標為127mm3，抗撕裂性能指標為55KN/m。·
【權利要求】
1.一種健身登山用運動鞋鞋底材料，其特徵在於，配方中組分及其質量百分比如下: 天然橡膠，25%~30% ； 丁苯橡膠，25%~35% ； 短纖維，1%~3% ； 炭黑，8%~15% ； 白炭黑(SiO2), 10% ~12% ； 硬脂酸(SA)，2%~2.5% ； 氧化鋅(ZnO)，3%~5% ； 四硫化雙矽烷(S1-69)，2%~3% ； 硫磺(S)，3%~6%。
2.權利要求1所述的短纖維為芳綸短纖維，或聚酯短纖維，或尼龍短纖維，其特徵在於，短纖維長度為1mm~3mm。
3.一種健身登山用運動鞋鞋底材料及其製備方法，所述的製備方法，其特徵在於，包括工藝步驟和工藝條件，如下: 步驟I，按權利要求1所述的配方配料； 步驟2，將步驟I所配物料在密煉機上進行混煉，所述密煉機為短纖維橡膠混煉專用密煉機，以實現權利要求1所述組分的均勻混合；混煉工藝流程和工藝條件如下: 所述的混煉工藝流程為:先加入權利要求1所述的天然橡膠和丁苯橡膠，然後加入權利要求2所述的短纖維，並分兩次加入權利要求1所述的除天然橡膠、丁苯橡膠、短纖維和硫磺外的所有組分，最後加入權利要求1所述的硫磺，製得混煉膠； 所述的混煉工藝條件為:轉子轉速，50rpm~80rpm ;冷卻水溫度，40°C~50°C ;上頂栓壓力，0.55MPa~0.65MPa ;填充係數，0.5~0.6 ;混煉時間，150s~200s ； 步驟3，在開煉機或壓延機上對步驟2所製得的混煉膠進行下片，其特徵在於，下片厚度為5mm~IOmm,並將片膠裁切成膠條,其特徵在於，寬度為50mm~IOOmm ； 下片工藝條件為:開煉機或壓延機輥筒溫度為50°C~60°C ； 步驟4，將步驟3所製得的膠條在擠出機上進行擠出，製得短纖維定向取向膠；所述的擠出機為帶有短纖維定向取向機頭的銷釘機筒冷餵料擠出機，以實現擠出過程中權利要求2所述的短纖維在橡膠基體中的定向取向； 擠出工藝條件為:螺杆轉速，Irpm~25rpm ;機筒溫度，70°C~80°C ;機頭溫度，75°C~85 0C ； 步驟5，將步驟4所製得的短纖維定向取向膠在鞋底模具中進行硫化，製得高彈減震鞋底，得到製品； 硫化工藝條件為:硫化時間，6min~IOmin ;硫化壓力，20MPa~25MPa ;硫化溫度，150°C ~165°C。
【文檔編號】C08K5/09GK103570992SQ201310491893
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】汪傳生, 張德偉, 李利, 沈波, 邊慧光, 曾憲奎 申請人:青島科技大學