一種環保EVA鞋底及其製備方法與流程
2023-10-07 07:10:24 3
本發明屬於有機高分子化合物
技術領域：
，特別涉及一種環保EVA鞋底及其製備方法。
背景技術：
：在現今的消費市場中，產品符合「綠色環保和道德」不再是選擇性，而是理所當然。自2011年7月起，綠色和平推行「Detox行動」，這是一項關於出口鞋服工廠禁止使用有害化學物質的運動，不光從產品檢測有害物質，還要從源頭比如原料、工廠排放的廢水、汙泥、空氣中解決有害物質使用問題。「Detox行動」提倡全球服裝品牌與其供應商和全球毒水汙染現象有直接連繫，消費者在不知情的情況下成了同謀。綠色和平就此呼籲，必須阻止世界各地工業持續地排放有害和幹擾入類荷爾蒙的化學物質，毒害水道。該行動致力確保一眾國際品牌對公眾履行「有害化學物質零排放」(ZDHC)的承諾。為回應公眾對消除全球水道汙染的壓力，繼綠色和平的「Detox行動」後，多家國際主要服裝及鞋履品牌包括耐克、阿迪達斯、斯凱奇、李寧等立下承諾，於2020前引領業界邁向「有害化學物質零排放」。當中訂立的聯合路線圖，為業界定義了環保績效和行動時間表。針對EVA發泡鞋底，目前面臨「有害化學物質零排放」的最大挑戰就是可揮發性有機物中苯乙酮和2-苯基-2-丙醇的測試，苯乙酮和2-苯基-2-丙醇是過氧化物交聯劑過氧化二異丙苯(DCP)、雙叔丁基過氧異丙基苯(BIBP)等的分解產物,經GCMS檢測，使用交聯劑DCP的EVA鞋底，含苯乙酮和2-苯基-2-丙醇的總和超過500mg/kg，使用交聯劑BIBP的EVA鞋底，含苯乙酮和2-苯基-2-丙醇的總和超過40mg/kg，而現有技術絕大部分使用交聯劑過氧化二異丙苯(DCP)、少量使用交聯劑雙叔丁基過氧化異丙基苯(BIBP)。而且，目前使用BIBP存在一個很棘手的粘模問題，由於BIBP含有雙過氧化基團，存在兩個分解溫度，現有生產工藝的成型時間是控制在280秒以內，導致BIBP的過氧基分解不完全，有少量過氧基殘留在模具表面，模具連續生產2-5天，就發現模具上的殘留物越來越多，甚至變黑，鞋底不好脫模，使鞋底的細花紋不清晰，需要時間去清理模具上的殘留物，嚴重影響生產效率，且次品率大大增大。材料性質決定交聯劑的選擇，橡膠的交聯劑既可以使用硫磺又可以是過氧化物，但EVA材料只能使用過氧化物交聯劑，為了在2020年前達到「有害化學物質零排放」的要求，各大廠家都在抓緊研發和尋找DCP、BIBP的替代品。交聯劑DCP、BIBP的替代品，必須符合以下三個條件：1，交聯劑的分解產物，不含苯乙酮和2-苯基-2-丙醇，且不能有其他刺激性氣體產生；2，交聯劑的交聯溫度、交聯速率，符合現有生產工藝，並且不降低生產效率；3，基於現有材料配方技術，儘可能減少對鞋底的耐磨、防滑、力學性能等方面的影響。技術實現要素：本發明的目的在於針對現有技術存在的不足而提供一種環保EVA鞋底及其製備方法，所述環保EVA鞋底不含苯乙酮、2-苯基-2-丙醇、甲醯胺等可揮發性氣體(VOC)，符合」Detox行動「和「有害化學物質零排放」(ZDHC)的環保要求，符合現有加工成型工藝，且具有彈性好、尺寸穩定性高、防滑性能好等特點，特別適合生產高檔、輕量的環保EVA運動休閒鞋，使穿著者行走更輕盈。為實現上述目的，本發明採取的解決方案為：一種環保EVA鞋底，包括以下原料：EVA、低熔點聚酯切片、可膨脹微球發泡劑、無苯過氧化物交聯劑、硬脂酸鋅、、硬脂酸、耐磨劑、納米碳酸鈣。進一步的是，各原料的重量份如下：EVA70份低熔點聚酯切片15-25份可膨脹微球發泡劑2.5-3.0份無苯過氧化物交聯劑0.7-1.1份硬脂酸鋅1-1.3份硬脂酸1-1.3份耐磨劑2-3份納米碳酸鈣10-15份。進一步優選的，各組分按下列重量份配置：EVA70份低熔點聚酯切片20份可膨脹微球發泡劑2.9份無苯過氧化物交聯劑0.9份硬脂酸鋅1份硬脂酸1份耐磨劑2份納米碳酸鈣12份。進一步的是：所述EVA的VA含量是15-28%範圍內，熔融指數0.5-10g/min(190°C/2.16kg)。進一步的是：所述無苯過氧化物交聯劑至少包含1,1-雙(叔丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷、4,4-二(叔丁基過氧化)戊酸正丁酯、2,5-二甲基-2,5-雙-(叔丁基過氧)己烷中的一種。進一步的是：所述低熔點聚酯切片的顯微熔點為70-120℃。低熔點聚酯是一種新型的改性聚酯，通過在普通聚酯的聚合過程中加入多種改性組分，如新戊二醇、己二酸、間苯二甲酸等，改變了PET不同亞宏觀結晶形態之間的比例和尺寸大小，破壞了PET的有序結構並增加鏈的柔性，使能夠進入晶格的PET鏈段的有序長度大為減少，改變了PET的分子結構，從而達到降低熔點的目的。低熔點聚酯通常是指熔點低於220℃的一類改性共聚醋，具有熔點低、流動性的特點，是一種與大多數成纖聚合物有著良好相容性的聚合物。進一步的是：所述可膨脹微球發泡劑是外殼為熱塑性丙烯酸聚合物，內核為烷烴氣體組成的球狀塑料顆粒，直徑在10-30微米。進一步的是：所述耐磨劑是成都思立可科技有限公司的NM-2。進一步的是：所述硬脂酸鋅是湖州市菱湖新望化學有限公司生產的。一種製備所述環保EVA鞋底的製備方法，包括步驟：步驟1：製備環保EVA料米，先將原料EVA、低熔點聚酯切片、可膨脹可膨脹微球發泡劑、無苯過氧化物交聯劑、硬脂酸鋅、、硬脂酸、耐磨劑、納米碳酸鈣、混合進行密煉，調整密煉溫度為95-98℃，保持5-6min，然後翻料2次，繼續密煉升溫，出料溫度為98-102℃，密煉結束後進行開煉、造粒，得到環保EVA料米；步驟2：將環保EVA料米倒入一次EVA注射機臺的吸料桶，射槍溫度95-105℃，模具溫度175-180℃、時間190-210秒，經一次射出成型得到環保EVA鞋底。通過採取前述技術方案，本發明具有如下有益效果：1，本發明使用具有熔點低、流動性好等特點的低熔點聚酯，增大了EVA鞋底材料的極性，增強了鞋底表面與水的相互作用力，有效提高了EVA鞋底的抗溼滑性能；低熔點聚酯的玻璃化轉變溫度高於55℃，在溫度高於熔點時，具有較好的流動性，但在室溫時尺寸穩定性好，有效改善EVA鞋底的尺寸穩定性；低熔點聚酯是一種與大多數成纖聚合物有著良好相容性的聚合物，使得EVA鞋底與鞋面具有很好的貼合性能，特別是EVA鞋底與飛織鞋面直接貼合，顯著提高鞋底與鞋面的剝離強度；有公開資料報導使用熱塑性材料聚氨酯、聚醯胺對EVA改性，顯著改善材料的機械性能，但由於其分子結構中含有氨基活潑氫，交聯過程中會消耗過氧化自由基，影響過氧化物交聯效率，導致交聯發泡不穩定，但是低熔點聚酯不會影響自由基交聯。2，本發明使用無苯過氧化物交聯劑，該交聯劑的分解產物主要是無刺激性氣味的叔丁醇和沸點高於250℃的難揮發性物質，分解過程不會產生異丙苯氧自由基，能夠避免異丙苯氧自由基奪取氫原子生成2-苯基-2-丙醇或者部分異丙苯氧自由基斷裂甲基生成苯乙酮的現象，因此，本發明製得環保EVA鞋底不含苯乙酮和2-苯基-2-丙醇，不含甲醯胺、有機錫化合物(OTC)、多環芳烴類物質(PAHs)、鄰苯二甲酸酯類物質(PAEs)、烷基苯酚及烷基苯酚聚氧乙烯醚等，符合」Detox行動「和「有害化學物質零排放」(ZDHC)的環保要求，尤其是減少了揮發性氣體對生產流水線上員工的傷害，同時有效減少對周圍大氣環境的汙染，環保效益高。3，本發明使用無苯過氧化物交聯劑，可以沿用現有生產工藝，無需改造生產工藝，只需要根據交聯劑的種類和添加量不同，依據發泡儀的Tc90測試結果，調整一次射出成型的溫度和時間即可。相同的本色料，調整相同發泡倍率，正常添加DCP、BIBP為交聯劑，發泡儀的Tc90測試結果分別是3分14秒(對比例)、4分10秒，而添加本發明的無苯過氧化物交聯劑，發泡儀的Tc90測試結果分別是3分09秒(實施例1)，比DCP交聯劑還快5秒，提高了生產效率，降低了生產成本，而且基本不影響鞋底的耐磨、防滑、力學性能等。4，添加本發明所述無苯過氧化物交聯劑的EVA料米，在同一模具上，相同成型溫度和時間，進行連續10天試生產，脫模效果較好，未發現粘模現象，鞋底的細小花紋依然清晰，相比BIBP交聯劑，具有明顯優勢。具體實施方式現結合具體實施例對本發明進一步說明。實施例1：本實施例中，所述環保EVA鞋底由以下組分按重量份組成：EVA7470M45份EVA7350M25份低熔點聚酯切片(熔點105℃)20份可膨脹微球發泡劑(日本油脂製藥株式會社生產)2.9份1,1-雙(叔丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷0.3份4,4-二(叔丁基過氧化)戊酸正丁酯0.6份硬脂酸鋅1份硬脂酸1份耐磨劑2份納米碳酸鈣12份。所述環保EVA鞋底的製備方法，包括步驟：步驟1：製備環保EVA料米，先將EVA7470M、EVA7350M、低熔點聚酯切片、可膨脹微球發泡劑、1,1-雙(叔丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷、4,4-二(叔丁基過氧化)戊酸正丁酯、硬脂酸鋅、硬脂酸、耐磨劑、納米碳酸鈣按重量份配比混合進行密煉，調整密煉溫度為97℃，保持5min，然後翻料2次，繼續密煉升溫，出料溫度為100-102℃，密煉結束後進行開煉、造粒，得到環保EVA料米；步驟2：將環保EVA料米倒入一次EVA注射機臺的吸料桶，射槍溫度95-105℃，模具溫度175℃、時間190秒，經一次射出成型得到環保EVA鞋底。上述製備得到的環保EVA鞋底，Tc90是3分9秒，密度0.19g/cm3，硬度51，DIN耐磨185mm3，尺寸收縮0.6%，回彈率54%，撕裂強度4.8N/mm，動態止滑係數平滑乾式0.68溼式0.46，苯乙酮、2-苯基-2-丙醇和甲醯胺均未檢出。實施例2：本實施例中，一種環保EVA鞋底的製備方法與實施例1中的製備方法相同，所不同的是：原料配比中：EVA4110J25份(替代EVA7350M)、低熔點聚酯切片(熔點80度)15份、可膨脹微球發泡劑2.5份、2,5-二甲基-2,5-雙-(叔丁基過氧)己烷0.1份(替代1,1-雙(叔丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷)、納米碳酸鈣10份。步驟2中：模具溫度175℃、時間200秒。上述製備得到的環保EVA鞋底，Tc90是3分23秒，密度0.19g/cm3，硬度50，DIN耐磨207mm3，尺寸收縮1.0%，回彈率56%，撕裂強度4.3N/mm，動態止滑係數平滑乾式0.64溼式0.42，苯乙酮、2-苯基-2-丙醇和甲醯胺均未檢出。實施例3：本實施例中，一種環保EVA鞋底的製備方法與實施例1中的製備方法相同，所不同的是：原料配比中：低熔點聚酯切片(熔點95度)22份、1,1-雙(叔丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷0.5份、2,5-二甲基-2,5-雙-(叔丁基過氧)己烷(替代4,4-二(叔丁基過氧化)戊酸正丁酯)0.5份、硬脂酸1.3份、耐磨劑3份、納米碳酸鈣15份。步驟2中：模具溫度180℃、時間210秒。上述製備得到的環保EVA鞋底，Tc90是3分32秒，密度0.20g/cm3，硬度52，DIN耐磨192mm3，尺寸收縮0.7%，回彈率52%，撕裂強度5.2N/mm，動態止滑係數平滑乾式0.69溼式0.45，苯乙酮、2-苯基-2-丙醇和甲醯胺均未檢出。實施例4：本實施例中，一種環保EVA鞋底的製備方法與實施例1中的製備方法相同，所不同的是：原料配比中：低熔點聚酯切片25份、可膨脹微球發泡劑3.0份、4,4-二(叔丁基過氧化)戊酸正丁酯1.0份(替代1,1-雙(叔丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷、4,4-二(叔丁基過氧化)戊酸正丁酯)、硬脂酸鋅1.3份。步驟2中：時間200秒。上述製備得到的環保EVA鞋底，Tc90是3分18秒，密度0.19g/cm3，硬度52，DIN耐磨164mm3，尺寸收縮0.4%，回彈率53%，撕裂強度5.2N/mm，動態止滑係數平滑乾式0.71溼式0.49，苯乙酮、2-苯基-2-丙醇和甲醯胺均未檢出。對比例1：本對比例中，EVA鞋底的製備方法與實施例1中的製備方法相同，所不同的是原料配比中：交聯劑為過氧化二異丙苯(DCP)1.1份。上述製備得到的EVA鞋底，發泡倍率與實施例1相同，Tc90是3分14秒，密度0.19g/cm3，硬度51，DIN耐磨190mm3，尺寸收縮0.6%，回彈率53%，撕裂強度4.9N/mm，動態止滑係數平滑乾式0.68溼式0.46，苯乙酮含量303mg/kg，2-苯基-2-丙醇420mg/kg，甲醯胺未檢出。將上述實施例1～4和對比例1的數據整理後，得到如下表1（註：Tc90採用發泡硫化儀UR-2030SD測試溫度180℃時間6分鐘，硬度採用GS-701N硬度計測試，DIN耐磨按照GB/T9867：2001測試，尺寸收縮率按照70度40分鐘測試，回彈率測試採用GT-7042-RE型衝擊彈性試驗機，撕裂強度按照GB/T529-2008測試直角撕裂，拉伸強度按照GB/T528-2009測試，止滑係數按照TM144：2011測試，苯乙酮含量和2-苯基-2-丙醇含量是鞋底室溫敞開放置5天後經丙酮萃取再利用GCMS測試分析(檢出限2mg/kg)，甲醯胺含量是鞋底室溫敞開放置5天後經甲醇萃取再利用GCMS測試分析(檢出限2mg/kg)）：實施例1實施例2實施例3實施例4對比例1Tc90(分:秒)3:093:233:323:183:14密度(g/cm3)0.190.190.200.190.19硬度5150525251DIN耐磨(mm3)185207192164190尺寸收縮率(%)0.61.00.70.40.6回彈性(%)5456525353撕裂強度(N/mm)4.84.35.25.24.9止滑係數(平滑乾式)0.680.640.690.710.68止滑係數(平滑溼式)0.460.420.450.490.46苯乙酮含量(mg/kg)未檢出未檢出未檢出未檢出3032-苯基-2-丙醇含量(mg/kg)未檢出未檢出未檢出未檢出420甲醯胺含量(mg/kg)未檢出未檢出未檢出未檢出未檢出表、實施例1-4和對比例1的性能參數對照表綜上所述，按照本發明的環保EVA鞋底的製備方法，能夠製得不含苯乙酮、2-苯基-2-丙醇、甲醯胺等可揮發性氣體(VOC)的環保EVA鞋底，符合」Detox行動「和「有害化學物質零排放」(ZDHC)的環保要求，符合現有加工成型工藝，且具有彈性好、尺寸穩定性高、防滑性能好等特點，特別適合生產高檔、輕量的環保EVA運動休閒鞋，使穿著者行走更輕盈。以上所記載，僅為利用本創作技術內容的實施例，任何熟悉本項技藝者運用本創作所做的修飾、變化，皆屬本創作主張的專利範圍，而不限於實施例所揭示者。當前第1頁1 2 3