一種鞋底材料及其製備方法與流程
2023-07-19 17:23:11 2
本發明屬於鞋材製備
技術領域：
，具體涉及一種鞋底材料及其製備方法。
背景技術：
：鞋底材料是鞋類產品的伴生物，隨著鞋類產品的發展，鞋底材料質量不斷提高。傳統鞋底大都採用天然材料，材質主要為動物皮革、纖維織物（如棉、麻、絲和毛等）、木材和天然橡膠（nr）等；現代鞋底則多採用人造材料，材料種類豐富，並且新品種層出不窮，主要為合成橡膠（sr）、塑料、熱塑性彈性體（tep）和金屬等。目前世界知名品牌運動鞋的鞋底材料多採用pvc、pu和eva等高性能材料。pvc具有物理性能優、加工性能好的優點，但也存在防滑性能和穿著舒適性不佳等缺點。pu分為聚酯型和聚醚型兩類。聚酯型pu鞋底材料的物理性能好，但耐低溫性能較差，且易水解和生物降解，加工工藝複雜。聚醚型pu鞋底材料的物理性能差，但耐水解性能好，尤其是在寒冷和潮溼的環境中，聚醚型pu鞋底材料具有聚酯型pu鞋底材料無法替代的優勢。eva具有很好的塑性和彈性，所以在運動鞋中應用極為普遍。eva在分子鏈中引入質量分數為0.15～0.22的醋酸乙烯，從而降低了結晶度，使eva發泡鞋底材料具有良好的塑性和彈性，且其質量小、易著色、物理性能和穿著舒適性好。但eva發泡率和變形大，耐磨性能較差。發明專利103289052b公開了一種高耐水解聚氨酯鞋底材料及其雙組份，其鞋底材料由多元醇組分和聚氨酯預聚體組分共同組成：其中，所述多元醇組分的原料包括聚酯多元醇、作為擴鏈劑的小分子多元醇、催化劑、發泡劑、勻泡劑，所述聚氨酯預聚體組分的原料包括聚酯多元醇、異氰酸酯。該鞋底材料在一定程度上解決了聚酯型聚氨酯鞋底材料耐水解性能，延長了使用壽命，但是該鞋底材料存在耐磨性和防滑性能較差的問題。為了運動鞋的發展，亟需對上述問題進行探索，開發出一種新型耐磨、防滑鞋底材料。技術實現要素：本發明主要解決的技術問題，針對目前鞋底材料存在耐磨性和防滑性能較差的缺陷，提供了一種鞋底材料及其製備方法。為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：一種鞋底材料，包括以下重量份數的原料：25～30份天然橡膠、40～50份丁苯橡膠、15～20份改性二硫化鉬、3～5份硬脂酸鋅、3～5份硫磺和1～3份防老劑。所述的改性二硫化鉬是由以下步驟得到的：（1）將200～300g二硫化鉬粉碎後，得到二硫化鉬粉末，將二硫化鉬粉末和500～600ml沼液混合後，在35～45℃下密封發酵5～8天，得到發酵產物，將發酵產物離心分離，得到沉澱物，將沉澱物高溫滅菌，得到滅菌物料，將滅菌物料、25～35g甲基丙烯酸縮水甘油酯和400～500ml無水乙醚在85～95℃下反應2～3h後過濾，得到濾渣；（2）將15～20gn-羥甲基丙烯醯胺、8～12g硼酸和100～120ml無水乙醚在130～140℃混合後，再加入3～5ml質量分數為98%硫酸溶液，保溫反應1～2h，得到產物，將產物蒸餾，回收乙醚，得到蒸餾產物；（3）將蒸餾產物、濾渣和400～500ml甲苯在65～75℃混合後，再加入0.3～0.5g引發劑，攪拌反應3～4h後，再加入200～300ml質量分數為15%氫氧化鈉溶液，繼續攪拌反應60～90min，再加入80～120ml質量分數為20%硝酸鈰溶液，並升溫至85～95℃，攪拌反應2～3h後過濾，得到濾餅，即改性二硫化鉬。所述的防老劑為防老劑4010、防老劑h中的一種或兩種。所述的引發劑為過硫酸鉀、過氧化月桂醯中的一種或兩種。一種鞋底材料的製備方法，具體製備步驟為：（1）按重量份數配比，進行取原料；（2）將天然橡膠和丁苯橡膠加入到密煉機中，在50～60℃密煉15～20min，再加入改性二硫化鉬、硬脂酸鋅、硫磺和防老劑，繼續密煉8～10min，得到混合膠，將混合膠置於壓延機上，在50～60℃壓制15℃～20min，得到膠片，將膠片切割，即可得到鞋底材料。本發明的有益效果是：本發明以耐磨性好的二硫化鉬為原料，將二硫化鉬用微生物進行處理，利用微生物分泌產生的氧化性產物對二硫化鉬表面進行氧化處理，使二硫化鉬表面產生羥基和羧基，再利用甲基丙烯酸縮水甘油酯中的環氧基與二硫化鉬表面的羥基、羧基反應，從而向二硫化鉬表面引入碳碳雙鍵，然後將n-羥甲基丙烯醯胺與硼酸反應後，再與二硫化鉬進行聚合反應，從而向二硫化鉬表面包覆聚合物薄膜，聚合物與橡膠相容性好，可提高二硫化鉬在橡膠中的分散性，在摩擦過程中二硫化鉬被壓平，並形成一層物理膜，沉積在摩擦表面上，阻隔兩個摩擦界面的接觸，從而起到抗磨、減摩的作用，並且聚合物中的氮原子上的孤對電子與硼原子配位形成氮硼鍵，從而提高聚合物的抗磨性，同時聚合物在摩擦過程中可發生化學反應，生成氧化鈰、氧化硼和硼化鈰等產物，從而在摩擦表面形成保護膜，提高材料表面的硬度、耐磨性和防滑性。具體實施方式取200～300g二硫化鉬加入到粉碎機中粉碎40～50min，得到二硫化鉬粉末，將二硫化鉬粉末和500～600ml沼液加入到發酵罐中，攪拌混合3～5min後，在35～45℃下密封發酵5～8天，待發酵結束後，得到發酵產物，將發酵產物移入離心機中，以4000～5000r/min的轉速離心分離5～10min，得到沉澱物，將沉澱物置於高壓滅菌箱中，在120～130℃下滅菌15～20min，得到滅菌物料，將滅菌物料、25～35g甲基丙烯酸縮水甘油酯和400～500ml無水乙醚加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入水浴鍋中，控制水浴溫度為85～95℃，攪拌反應2～3h後過濾，得到濾渣，再取15～20gn-羥甲基丙烯醯胺、8～12g硼酸和100～120ml無水乙醚加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入油浴鍋中，控制油浴溫度為130～140℃，再向三口燒瓶中加入3～5ml質量分數為98%硫酸溶液後，保溫攪拌反應1～2h，反應結束後，得到產物，將產物移入蒸餾釜中，在40～50℃蒸餾，回收乙醚，得到蒸餾產物，將蒸餾產物、濾渣和400～500ml甲苯加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入水浴鍋中，控制水浴溫度為65～75℃，再向三口燒瓶中加入0.3～0.5g引發劑，攪拌反應3～4h後，再向三口燒瓶中加入200～300ml質量分數為15%氫氧化鈉溶液，繼續攪拌反應60～90min後，得到皂化液，向皂化液中加入80～120ml質量分數為20%硝酸鈰溶液，並升溫至85～95℃，攪拌反應2～3h後過濾，得到濾餅，即改性二硫化鉬，最後，按重量份數計，取25～30份天然橡膠、40～50份丁苯橡膠、15～20份改性二硫化鉬、3～5份硬脂酸鋅、3～5份硫磺和1～3份防老劑，將天然橡膠和丁苯橡膠加入到密煉機中，在50～60℃密煉15～20min，再加入改性二硫化鉬、硬脂酸鋅、硫磺和防老劑，繼續密煉8～10min，得到混合膠，將混合膠置於壓延機上，在50～60℃壓制15～20min，得到膠片，將膠片切割，即可得到鞋底材料。所述的引發劑為過硫酸鉀、過氧化月桂醯中的一種或兩種。所述的防老劑為防老劑4010、防老劑h中的一種或兩種。實例1取200g二硫化鉬加入到粉碎機中粉碎40min，得到二硫化鉬粉末，將二硫化鉬粉末和500ml沼液加入到發酵罐中，攪拌混合3min後，在35℃下密封發酵5天，待發酵結束後，得到發酵產物，將發酵產物移入離心機中，以4000r/min的轉速離心分離5min，得到沉澱物，將沉澱物置於高壓滅菌箱中，在120℃下滅菌15min，得到滅菌物料，將滅菌物料、25g甲基丙烯酸縮水甘油酯和400ml無水乙醚加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入水浴鍋中，控制水浴溫度為85℃，攪拌反應2h後過濾，得到濾渣，再取15gn-羥甲基丙烯醯胺、8g硼酸和100ml無水乙醚加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入油浴鍋中，控制油浴溫度為130℃，再向三口燒瓶中加入3ml質量分數為98%硫酸溶液後，保溫攪拌反應1h，反應結束後，得到產物，將產物移入蒸餾釜中，在40℃蒸餾，回收乙醚，得到蒸餾產物，將蒸餾產物、濾渣和400ml甲苯加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入水浴鍋中，控制水浴溫度為65℃，再向三口燒瓶中加入0.3g引發劑，攪拌反應3h後，再向三口燒瓶中加入200ml質量分數為15%氫氧化鈉溶液，繼續攪拌反應60min後，得到皂化液，向皂化液中加入80ml質量分數為20%硝酸鈰溶液，並升溫至85℃，攪拌反應2h後過濾，得到濾餅，即改性二硫化鉬，最後，按重量份數計，取25份天然橡膠、40份丁苯橡膠、15份改性二硫化鉬、3份硬脂酸鋅、3份硫磺和1份防老劑，將天然橡膠和丁苯橡膠加入到密煉機中，在50℃密煉15min，再加入改性二硫化鉬、硬脂酸鋅、硫磺和防老劑，繼續密煉8min，得到混合膠，將混合膠置於壓延機上，在50℃壓制15min，得到膠片，將膠片切割，即可得到鞋底材料。所述的引發劑為過硫酸鉀。所述的防老劑為防老劑4010。實例2取250g二硫化鉬加入到粉碎機中粉碎45min，得到二硫化鉬粉末，將二硫化鉬粉末和550ml沼液加入到發酵罐中，攪拌混合4min後，在40℃下密封發酵6天，待發酵結束後，得到發酵產物，將發酵產物移入離心機中，以4500r/min的轉速離心分離8min，得到沉澱物，將沉澱物置於高壓滅菌箱中，在125℃下滅菌18min，得到滅菌物料，將滅菌物料、30g甲基丙烯酸縮水甘油酯和450ml無水乙醚加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入水浴鍋中，控制水浴溫度為90℃，攪拌反應2h後過濾，得到濾渣，再取18gn-羥甲基丙烯醯胺、10g硼酸和110ml無水乙醚加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入油浴鍋中，控制油浴溫度為135℃，再向三口燒瓶中加入4ml質量分數為98%硫酸溶液後，保溫攪拌反應1h，反應結束後，得到產物，將產物移入蒸餾釜中，在45℃蒸餾，回收乙醚，得到蒸餾產物，將蒸餾產物、濾渣和450ml甲苯加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入水浴鍋中，控制水浴溫度為70℃，再向三口燒瓶中加入0.4g引發劑，攪拌反應3h後，再向三口燒瓶中加入250ml質量分數為15%氫氧化鈉溶液，繼續攪拌反應75min後，得到皂化液，向皂化液中加入100ml質量分數為20%硝酸鈰溶液，並升溫至90℃，攪拌反應2h後過濾，得到濾餅，即改性二硫化鉬，最後，按重量份數計，取28份天然橡膠、45份丁苯橡膠、17份改性二硫化鉬、4份硬脂酸鋅、4份硫磺和2份防老劑，將天然橡膠和丁苯橡膠加入到密煉機中，在55℃密煉18min，再加入改性二硫化鉬、硬脂酸鋅、硫磺和防老劑，繼續密煉9min，得到混合膠，將混合膠置於壓延機上，在55℃壓制18min，得到膠片，將膠片切割，即可得到鞋底材料。所述的引發劑為過硫酸鉀。所述的防老劑為防老劑h。實例3取300g二硫化鉬加入到粉碎機中粉碎50min，得到二硫化鉬粉末，將二硫化鉬粉末和600ml沼液加入到發酵罐中，攪拌混合5min後，在45℃下密封發酵8天，待發酵結束後，得到發酵產物，將發酵產物移入離心機中，以5000r/min的轉速離心分離10min，得到沉澱物，將沉澱物置於高壓滅菌箱中，在130℃下滅菌20min，得到滅菌物料，將滅菌物料、35g甲基丙烯酸縮水甘油酯和500ml無水乙醚加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入水浴鍋中，控制水浴溫度為95℃，攪拌反應3h後過濾，得到濾渣，再取20gn-羥甲基丙烯醯胺、12g硼酸和120ml無水乙醚加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入油浴鍋中，控制油浴溫度為140℃，再向三口燒瓶中加入5ml質量分數為98%硫酸溶液後，保溫攪拌反應2h，反應結束後，得到產物，將產物移入蒸餾釜中，在50℃蒸餾，回收乙醚，得到蒸餾產物，將蒸餾產物、濾渣和500ml甲苯加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入水浴鍋中，控制水浴溫度為75℃，再向三口燒瓶中加入0.5g引發劑，攪拌反應4h後，再向三口燒瓶中加入300ml質量分數為15%氫氧化鈉溶液，繼續攪拌反應90min後，得到皂化液，向皂化液中加入120ml質量分數為20%硝酸鈰溶液，並升溫至95℃，攪拌反應3h後過濾，得到濾餅，即改性二硫化鉬，最後，按重量份數計，取30份天然橡膠、50份丁苯橡膠、20份改性二硫化鉬、5份硬脂酸鋅、5份硫磺和3份防老劑，將天然橡膠和丁苯橡膠加入到密煉機中，在60℃密煉20min，再加入改性二硫化鉬、硬脂酸鋅、硫磺和防老劑，繼續密煉10min，得到混合膠，將混合膠置於壓延機上，在60℃壓制20min，得到膠片，將膠片切割，即可得到鞋底材料。所述的引發劑為過氧化月桂醯。所述的防老劑為防老劑h中的一種或兩種。對比例：深圳市某塑膠有限公司生產的鞋底材料。分別將本發明實例1～3製備的鞋底材料和對比例的鞋底材料按以下方法來檢測以下性能：防滑性能檢測：按《gb/t28287-2012足部防護鞋防滑性測試方法》進行動摩擦係數測試，動摩擦係數越大，防滑性能越好；耐磨性能：按《gb/t3903.2-2008鞋類通用試驗方法耐磨性能》進行din磨耗測試，磨耗越大，耐磨性越差。硬度檢測：按《gb/t531.1-2008硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法》進行硬度測試。表1鞋底材料性能測試結果檢測項目實例1實例2實例3對比例動摩擦係數0.300.320.330.21din磨耗mm3119117112187硬度shorec73747564綜上所述，本發明製備的鞋底材料的耐磨性和防滑性較普通鞋底材料有明顯的提高，同時具有良好的發展前景。當前第1頁12