一種防滑橡膠鞋底的製作方法
2023-05-25 22:26:16
本發明涉及高分子材料領域，更具體的說是涉及一種防滑橡膠鞋底。
背景技術：
隨著科技的發展和社會的進步，人們的生活水平不斷提高，提高各類鞋子的質量和性能，讓穿著者更加安全舒適是整個製鞋行業發展的最終目標和方向。據文獻報導，鞋子重量每增加100克，穿著者的體能消耗將增加1％。為了降低體能消耗、提高穿著舒適性，質輕、高性能鞋用材料已經成為鞋底材料研製開發的主要方向。
據統計，目前在鞋類產品中，鞋底在全部鞋部件裡重量最大，大約佔到全鞋的50％。對各類鞋底測量結果為：橡膠外底佔全鞋外底重量的62％，聚氨酯外底佔全鞋重量的52％，低發泡外底佔全鞋重量的45％。可見，如何在現有基礎上，進一步減輕鞋外底的重量，研製開發出更輕便、耐磨性能優異的高性能鞋用材料，是製鞋領域的研究者所面臨的挑戰。
適用於鞋外底的材料有很多，如橡膠、熱塑性彈性體、塑料等，其中橡膠材料製備的鞋外底具有更優異的綜合性能，廣泛應用於中高檔的運動鞋、戶外鞋等。然而目前市場上Nike、Adidas橡膠鞋底的耐磨性能指標要求DIN磨耗≤120mm3。對耐磨性要求較高的中高檔籃球鞋外底，耐磨性能指標要求DIN磨耗在60mm3～70mm3之間。
現有技術中，通過添加無機非金屬材料來增強其整體的防滑性能，但是這僅僅是在乾燥環境下，在陽光照射環境下，整體材料會老化，無機非金屬材料畢竟是少量添加，從而大面積的老化高分子材料會造成防滑性能的大幅下降。
技術實現要素：
針對現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種在陽光照射環境下仍然能夠具有較好的防滑性能的鞋底。
為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：
一種防滑橡膠鞋底，包括下列重量份組成：
丁腈橡膠：60份
溴化丁基橡膠：20份
丁苯橡膠：15份
4-環己酮羧酸乙酯：2份
硫化劑：2份
促進劑：2份
抗氧化劑：0.5份
硬脂酸：1份
偶聯劑：3份
陶瓷粉：5份
增強劑：3份，
所述偶聯劑為巰丙基三甲氧基矽烷、乙烯基二甲基乙氧基矽烷、雙(苯乙醯基)二硫化物的混合物。
作為本發明的進一步改進：所述偶聯劑為質量比為2：1：1的巰丙基三甲氧基矽烷、乙烯基二甲基乙氧基矽烷、雙(苯乙醯基)二硫化物的混合物。
作為本發明的進一步改進：所述硫化劑為S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯。
作為本發明的進一步改進：所述的促進劑為二甲基二硫代氨基甲酸鋅。
作為本發明的進一步改進：所述硬脂酸為硬脂酸鋅。
作為本發明的進一步改進：所述補強劑為納米二氧化矽。
作為本發明的進一步改進：所述軟化劑為環烷油。
作為本發明的進一步改進：所述增強劑為4-氟-2-(三氟甲基)苯甲腈和對三氟甲硫基苯甲酸的混合物。
作為本發明的進一步改進：所述增強劑為質量比為3:1的4-氟-2-(三氟甲基)苯甲腈和對三氟甲硫基苯甲酸的混合物
防滑鞋底的製備方法
將上述重量配比中的丁腈橡膠在65℃內用開煉機進行塑煉，開煉機的輥距調整為3～4mm，塑煉15min；將開煉機的輥距調為1mm，再將溴化丁基橡膠、丁苯橡膠過輥1～2次取下，然後再將塑煉過輥的膠料用開煉機進行混煉，混煉輥溫控制在70℃左右，混煉時間5～8分鐘，然後將開煉機的輥距調整為3～4mm，按上加入各種助劑，混煉輥溫仍控制在70℃左右，最後待輥溫下降到60℃以下，加入硫化劑進行薄通3次，輥距設定為1mm，厚通2次出片，然後用裁片機根據設定要求裁片，並在室溫下停放24h以上模壓成型，製備運動鞋鞋底。
本發明的鞋底材料，主要以丁腈橡膠、溴化丁基橡膠、丁苯橡膠為主要原料，通過陶瓷粉的加入能夠有效提高整體的防滑性能。同時通過偶聯劑的加入，使得整體材料能夠發生偶聯，形成三維網狀結構。在偶聯劑的選擇上，巰丙基三甲氧基矽烷、乙烯基二甲基乙氧基矽烷、雙(苯乙醯基)二硫化物的混合物，一方面能夠與整體材料形成三維網絡結構，同時形成的材料能夠起到在長時間陽光照射環境下仍然能夠保持較好的防滑性能。特別是當三者比例達到2:1:1時最佳。特別是雙(苯乙醯基)二硫化物，能夠在硫化後的材料具有更好的防滑性能。
通過4-環己酮羧酸乙酯的加入，能夠與偶聯劑產生協同作用，進一步提高在長時間陽光照射環境的耐磨性能。
硫化劑則選用S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯，S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯更加環保，同時也能得到較好的硫化效果。
促進劑選用二甲基二硫代氨基甲酸鋅，能夠與整體產生協同效果，提防滑劑與整體材料的結合，達到更好的耐磨效果。
另外還加入適量的增強劑，引入氟元素，能夠使得整體材料的穩定性，具有更好的防滑效果，使得在潮溼環境下，高分子材料更加穩定，特別選用4-氟-2-(三氟甲基)苯甲腈和對三氟甲硫基苯甲酸，較為容易與材料分散交聯，同時與整體材料產生協同效果，提高防滑性能。
具體實施方式
實施例：
一種防滑橡膠鞋底，包括下列重量份組成：
丁腈橡膠：60份
溴化丁基橡膠：20份
丁苯橡膠：15份
4-環己酮羧酸乙酯：2份
硫化劑：2份
促進劑：2份
抗氧化劑：0.5份
硬脂酸：1份
偶聯劑：3份
陶瓷粉：5份
增強劑：3份，
所述偶聯劑為質量比為2：1：1的巰丙基三甲氧基矽烷、乙烯基二甲基乙氧基矽烷、雙(苯乙醯基)二硫化物的混合物。
所述硫化劑為S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯。
所述的促進劑為二甲基二硫代氨基甲酸鋅。
所述硬脂酸為硬脂酸鋅。
所述補強劑為納米二氧化矽。
所述軟化劑為環烷油。
所述增強劑為4-氟-2-(三氟甲基)苯甲腈和對三氟甲硫基苯甲酸的混合物。
所述增強劑為質量比為3:1的4-氟-2-(三氟甲基)苯甲腈和對三氟甲硫基苯甲酸的混合物
防滑鞋底的製備方法
將上述重量配比中的丁腈橡膠在65℃內用開煉機進行塑煉，開煉機的輥距調整為3～4mm，塑煉15min；將開煉機的輥距調為1mm，再將溴化丁基橡膠、丁苯橡膠過輥1～2次取下，然後再將塑煉過輥的膠料用開煉機進行混煉，混煉輥溫控制在70℃左右，混煉時間5～8分鐘，然後將開煉機的輥距調整為3～4mm，按上加入各種助劑，混煉輥溫仍控制在70℃左右，最後待輥溫下降到60℃以下，加入硫化劑進行薄通3次，輥距設定為1mm，厚通2次出片，然後用裁片機根據設定要求裁片，並在室溫下停放24h以上模壓成型，製備運動鞋鞋底。
對比例一：
一種防滑橡膠鞋底，包括下列重量份組成：
丁腈橡膠：60份
溴化丁基橡膠：20份
丁苯橡膠：15份
硫化劑：2份
抗氧化劑：0.5份
硬脂酸：1份
陶瓷粉：5份
所述硫化劑為S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯。
所述硬脂酸為硬脂酸鋅。
所述補強劑為納米二氧化矽。
所述軟化劑為環烷油。
防滑鞋底的製備方法
將上述重量配比中的丁腈橡膠在65℃內用開煉機進行塑煉，開煉機的輥距調整為3～4mm，塑煉15min；將開煉機的輥距調為1mm，再將溴化丁基橡膠、丁苯橡膠過輥1～2次取下，然後再將塑煉過輥的膠料用開煉機進行混煉，混煉輥溫控制在70℃左右，混煉時間5～8分鐘，然後將開煉機的輥距調整為3～4mm，按上加入各種助劑，混煉輥溫仍控制在70℃左右，最後待輥溫下降到60℃以下，加入硫化劑進行薄通3次，輥距設定為1mm，厚通2次出片，然後用裁片機根據設定要求裁片，並在室溫下停放24h以上模壓成型，製備運動鞋鞋底。
對比例二：
一種防滑橡膠鞋底，包括下列重量份組成：
丁腈橡膠：60份
溴化丁基橡膠：20份
丁苯橡膠：15份
硫化劑：2份
抗氧化劑：0.5份
硬脂酸：1份
偶聯劑：3份
陶瓷粉：5份
所述偶聯劑為巰丙基三甲氧基矽烷。
所述硫化劑為硫磺。
所述硬脂酸為硬脂酸鋅。
所述補強劑為納米二氧化矽。
所述軟化劑為環烷油。
防滑鞋底的製備方法
將上述重量配比中的丁腈橡膠在65℃內用開煉機進行塑煉，開煉機的輥距調整為3～4mm，塑煉15min；將開煉機的輥距調為1mm，再將溴化丁基橡膠、丁苯橡膠過輥1～2次取下，然後再將塑煉過輥的膠料用開煉機進行混煉，混煉輥溫控制在70℃左右，混煉時間5～8分鐘，然後將開煉機的輥距調整為3～4mm，按上加入各種助劑，混煉輥溫仍控制在70℃左右，最後待輥溫下降到60℃以下，加入硫化劑進行薄通3次，輥距設定為1mm，厚通2次出片，然後用裁片機根據設定要求裁片，並在室溫下停放24h以上模壓成型，製備運動鞋鞋底。
對比例三：
一種防滑橡膠鞋底，包括下列重量份組成：
丁腈橡膠：60份
溴化丁基橡膠：20份
丁苯橡膠：15份
硫化劑：2份
促進劑：2份
抗氧化劑：0.5份
硬脂酸：1份
偶聯劑：3份
陶瓷粉：5份
所述偶聯劑為質量比為乙烯基二甲基乙氧基矽烷。
所述硫化劑為S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯。
作為本發明的進一步改進：所述的促進劑為二甲基二硫代氨基甲酸鋅。
所述硬脂酸為硬脂酸鋅。
所述補強劑為納米二氧化矽。
所述軟化劑為環烷油。
防滑鞋底的製備方法
將上述重量配比中的丁腈橡膠在65℃內用開煉機進行塑煉，開煉機的輥距調整為3～4mm，塑煉15min；將開煉機的輥距調為1mm，再將溴化丁基橡膠、丁苯橡膠過輥1～2次取下，然後再將塑煉過輥的膠料用開煉機進行混煉，混煉輥溫控制在70℃左右，混煉時間5～8分鐘，然後將開煉機的輥距調整為3～4mm，按上加入各種助劑，混煉輥溫仍控制在70℃左右，最後待輥溫下降到60℃以下，加入硫化劑進行薄通3次，輥距設定為1mm，厚通2次出片，然後用裁片機根據設定要求裁片，並在室溫下停放24h以上模壓成型，製備運動鞋鞋底。
對比例四：
一種防滑橡膠鞋底，包括下列重量份組成：
丁腈橡膠：60份
溴化丁基橡膠：20份
丁苯橡膠：15份
硫化劑：2份
抗氧化劑：0.5份
硬脂酸：1份
偶聯劑：3份
陶瓷粉：5份
增強劑：3份，
所述偶聯劑為質量比為雙(苯乙醯基)二硫化物的混合物。
所述硫化劑為S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯。
所述硬脂酸為硬脂酸鋅。
所述補強劑為納米二氧化矽。
所述軟化劑為環烷油。
所述增強劑為4-氟-2-(三氟甲基)苯甲腈。
防滑鞋底的製備方法
將上述重量配比中的丁腈橡膠在65℃內用開煉機進行塑煉，開煉機的輥距調整為3～4mm，塑煉15min；將開煉機的輥距調為1mm，再將溴化丁基橡膠、丁苯橡膠過輥1～2次取下，然後再將塑煉過輥的膠料用開煉機進行混煉，混煉輥溫控制在70℃左右，混煉時間5～8分鐘，然後將開煉機的輥距調整為3～4mm，按上加入各種助劑，混煉輥溫仍控制在70℃左右，最後待輥溫下降到60℃以下，加入硫化劑進行薄通3次，輥距設定為1mm，厚通2次出片，然後用裁片機根據設定要求裁片，並在室溫下停放24h以上模壓成型，製備運動鞋鞋底。
對比例五：
一種防滑橡膠鞋底，包括下列重量份組成：
丁腈橡膠：60份
溴化丁基橡膠：20份
丁苯橡膠：15份
硫化劑：2份
抗氧化劑：0.5份
硬脂酸：1份
偶聯劑：3份
陶瓷粉：5份
增強劑：3份
所述偶聯劑為質量比為巰丙基三甲氧基矽烷。
所述硫化劑為S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯。
所述硬脂酸為硬脂酸鋅。
所述補強劑為納米二氧化矽。
所述軟化劑為環烷油。
所述增強劑為對三氟甲硫基苯甲酸的混合物。
防滑鞋底的製備方法
將上述重量配比中的丁腈橡膠在65℃內用開煉機進行塑煉，開煉機的輥距調整為3～4mm，塑煉15min；將開煉機的輥距調為1mm，再將溴化丁基橡膠、丁苯橡膠過輥1～2次取下，然後再將塑煉過輥的膠料用開煉機進行混煉，混煉輥溫控制在70℃左右，混煉時間5～8分鐘，然後將開煉機的輥距調整為3～4mm，按上加入各種助劑，混煉輥溫仍控制在70℃左右，最後待輥溫下降到60℃以下，加入硫化劑進行薄通3次，輥距設定為1mm，厚通2次出片，然後用裁片機根據設定要求裁片，並在室溫下停放24h以上模壓成型，製備運動鞋鞋底。
對比例六：
一種防滑橡膠鞋底，包括下列重量份組成：
丁腈橡膠：60份
溴化丁基橡膠：20份
丁苯橡膠：15份
硫化劑：2份
促進劑：2份
抗氧化劑：0.5份
硬脂酸：1份
陶瓷粉：5份
增強劑：3份
所述硫化劑為S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯。
所述的促進劑為二甲基二硫代氨基甲酸鋅。
所述硬脂酸為硬脂酸鋅。
所述補強劑為納米二氧化矽。
所述軟化劑為環烷油。
所述增強劑為4-氟-2-(三氟甲基)苯甲腈和對三氟甲硫基苯甲酸的混合物。
所述增強劑為質量比為3:1的4-氟-2-(三氟甲基)苯甲腈和對三氟甲硫基苯甲酸的混合物。
防滑鞋底的製備方法
將上述重量配比中的丁腈橡膠在65℃內用開煉機進行塑煉，開煉機的輥距調整為3～4mm，塑煉15min；將開煉機的輥距調為1mm，再將溴化丁基橡膠、丁苯橡膠過輥1～2次取下，然後再將塑煉過輥的膠料用開煉機進行混煉，混煉輥溫控制在70℃左右，混煉時間5～8分鐘，然後將開煉機的輥距調整為3～4mm，按上加入各種助劑，混煉輥溫仍控制在70℃左右，最後待輥溫下降到60℃以下，加入硫化劑進行薄通3次，輥距設定為1mm，厚通2次出片，然後用裁片機根據設定要求裁片，並在室溫下停放24h以上模壓成型，製備運動鞋鞋底。
試驗
通過以上製作方法所得的防滑鞋底，進行性能確認試驗。
測試條件：負荷400N；測試環境：20℃，相對溼度65°±5°%，結冰 路面：0℃
測試方法：SATRA PM144:1999
測試結果：靜摩擦係數0.42；動摩擦係數0.11；
同時將材料進行紫外燈照射1小時、12小時、48小時後進行上述測試。
本發明的鞋底材料，主要以丁腈橡膠、溴化丁基橡膠、丁苯橡膠為主要原料，通過陶瓷粉的加入能夠有效提高整體的防滑性能。同時通過偶聯劑的加入，使得整體材料能夠發生偶聯，形成三維網狀結構。在偶聯劑的選擇上，巰丙基三甲氧基矽烷、乙烯基二甲基乙氧基矽烷、雙(苯乙醯基)二硫化物的混合物，一方面能夠與整體材料形成三維網絡結構，同時形成的材料能夠起到在長時間陽光照射環境下仍然能夠保持較好的防滑性能。特別是當三者比例達到2:1:1時最佳。特別是雙(苯乙醯基)二硫化物，能夠在硫化後的材料具有更好的防滑性能。
通過4-環己酮羧酸乙酯的加入，能夠與偶聯劑產生協同作用，進一步提高在長時間陽光照射環境的耐磨性能。
硫化劑則選用S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯，S-(4,5-二氫-5-硫代-1,3,4-噻二唑-2-基)苯硫代羧酸酯更加環保，同時也能得到較好的硫化效果。
促進劑選用二甲基二硫代氨基甲酸鋅，能夠與整體產生協同效果，提防滑劑與整體材料的結合，達到更好的耐磨效果。
另外還加入適量的增強劑，引入氟元素，能夠使得整體材料的穩定性，具有更好的防滑效果，使得在潮溼環境下，高分子材料更加穩定，特別選用4-氟-2-(三氟甲基)苯甲腈和對三氟甲硫基苯甲酸，較為容易與材料分散交聯，同時與整體材料產生協同效果，提高防滑性能。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。