CN104544720A - 一种耐油抗静电橡胶/eva鞋底配方及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐油抗静电橡胶/EVA组合鞋底。该鞋底有耐油抗静电橡胶外底和抗静电发泡EVA中底通过刷抗静电胶水组合而成。本发明制备的鞋底在耐油、抗静电、耐磨等优点的基础上，同时具备了鞋底重量轻、弹性好、穿着舒适等优点，适用于油污、有抗静电需求的工作场合穿用的鞋靴鞋底。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐油抗静电橡胶/EVA鞋底配方及其制备方法与应用。
背景技术
传统的抗静电鞋主要是由于鞋底具备防静电效果，而该鞋底一般为全橡胶鞋底，具备良好的导电性能。但由于纯橡胶鞋底偏硬、重量重，弹性不足等特点，影响了成鞋的穿着舒适性。而当前应用较多的橡胶/发泡EVA鞋底由于具备轻质、弹性好等越来越受到消费者的欢迎，同时也有人考虑将其应用于具有防静电效果的工作鞋中，从而提高其防静电效果。为了让EVA发泡材料具备一定的导电性能，一般方法是通过添加EVA专用防静电剂，使其具备一定的抗静电效果。但存在以下问题：一是抗静电剂的加入不利于EVA胶料的混炼和发泡；二是防静电剂的效果随着时间逐渐衰减，鞋底防静电功能不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐油抗静电橡胶/EVA组合鞋底配方及其制备方法与应用。
本发明提供了一种组合鞋底，其外底为本发明提供的橡胶外底，中底为本发明提供的发泡EVA中底。
上述本发明提供的组合鞋底，可按照包括如下步骤的方法制备而得：
1)将所述橡胶外底上边缘周圈通过60目的砂纸打毛，水洗晾干，在贴合成型线上刷抗静电PU胶两遍；
2)将所述发泡EVA中底在成型线上经过水洗、紫外线照射、晾干后在贴合部位刷抗静电PU胶两遍；
3)将经步骤1)处理所得橡胶外底和经步骤2)处理所得发泡EVA中底贴合到位后压合，得到所述组合鞋底。
其中，本发明提供的橡胶外底，由如下各质量份(phr)的原料制备而得：
天然橡胶：30～40；
丁腈橡胶：60～70；
碳黑N220：30～40；
乙炔碳黑：10～15；
抗静电剂：10～12；
白油：8～10；
固体古马隆：8～10；
二丁酯：5～8；
氧化锌：8～10；
硬脂酸：1.0～1.5；
促进剂DM：1～2；
促进剂CZ：0.5～1.0；
防老剂4010：1.0～1.5；
防老剂RD：0.5～0.8；
硫磺：2.0～2.5；
促进剂TMTD：0.02～0.05。
具体的，所述橡胶外底为如下组成的橡胶外底a或b；
其中，所述橡胶外底a由如下各质量份的原料制备而得：
天然橡胶：30；
丁腈橡胶：70；
碳黑N220：30；
乙炔碳黑：15；
抗静电剂：10；
白油：8；
固体古马隆：10；
二丁酯：5；
氧化锌：10；
硬脂酸：1.0；
促进剂DM：1.0；
促进剂CZ：1.0；
防老剂4010：1.0；
防老剂RD：0.8；
硫磺：2.5；
促进剂TMTD：0.02；
所述橡胶外底b由如下各质量份的原料制备而得：
天然橡胶：40；
丁腈橡胶：60；
碳黑N220：40；
乙炔碳黑：10；
抗静电剂：12；
白油：10；
固体古马隆：10；
二丁酯：8；
氧化锌：10；
硬脂酸：1.5；
促进剂DM：15；
促进剂CZ：0.5；
防老剂4010：1.5；
防老剂RD：0.5；
硫磺：2.0；
促进剂TMTD：0.05。
本发明提供的制备前述橡胶外底的方法，包括如下步骤：
1)将天然橡胶和丁腈橡胶按照前述配比在双辊开炼机进行塑炼，得到塑炼的生胶；
2)将步骤1)所得塑炼的生胶、碳黑、抗静电剂及前述除硫磺和TMTD以外的其他原料，按照前述述配比投入密炼机混炼均匀得到混炼胶，停放时间24h后待用；
3)将步骤2)所得混炼胶在双辊开炼机上返炼，同时按照前述配比加入硫磺和促进剂TMTD，薄通4-6遍后，于模具中热压硫化成型，得到所述橡胶外底。
上述方法的步骤1)塑炼步骤中，塑炼可塑度为0.4-0.45；
所述步骤2)中混炼步骤中，混炼可塑度为0.25-0.32；
所述步骤3)热压硫化成型步骤中，所用设备为平板硫化机；硫化压力为90-120t，具体为100t；硫化的温度为160-170℃，具体为165℃；硫化的时间为6-8min，具体为7min。
本发明提供的发泡EVA中底，由如下各质量份的各原料制备而得：
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：65～70；
三元乙丙橡胶EPDM：10～15；
乙烯-辛烯共聚物：15～20；
滑石粉：15～20；
发泡剂：4～5；
过氧化二异丙苯：0.4～0.5；
氧化锌：1.5～2.0；
硬脂酸：0.7～1.0；
钛白粉：2.0～2.5；
色母粒：8～10。
上述发泡EVA中底中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的数均分子量为17000-23000，具体为19000-21000；
所述乙烯-辛烯共聚物的数均分子量为30000-50000，具体为43000-46000。
具体的，所述发泡EVA中底为发泡EVA中底a或b；
所述发泡EVA中底a由如下各质量份的各原料制备而得：
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：70；
三元乙丙橡胶EPDM：5；
乙烯-辛烯共聚物：15；
滑石粉：15；
发泡剂：5；
过氧化二异丙苯：0.5；
氧化锌：2.0；
硬脂酸：1.0；
钛白粉：2.5；
色母粒：10；
所述发泡EVA中底b由如下各质量份的各原料制备而得：
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：65；
三元乙丙橡胶EPDM：10；
乙烯-辛烯共聚物：25；
滑石粉：20；
发泡剂：4；
过氧化二异丙苯：0.4；
氧化锌：1.5；
硬脂酸：0.7；
钛白粉：2.0；
色母粒：8。
本发明提供的制备发泡EVA中底的方法，包括如下步骤：
1)将各原料按照配比于密炼机中混炼均匀后造粒，得到EVA颗粒；
2)将步骤1)所得EVA颗粒于模具中一次发泡形成发泡EVA胚；
3)将三条金属长片分别穿透步骤2)所得EVA胚的前掌、腰窝和后跟，再将所述金属长片的两端压平放入EVA二次成型模具中高温成型，水冷，得到所述发泡EVA中底。
上述方法额步骤3)中，构成所述金属长片的材料为铁、铜或铝；
所述金属长片的尺寸为50mm×10mm×0.1mm；
所述高温成型步骤中，温度为170-180℃，时间为10-15分钟；
所述水冷步骤为常规水冷条件。
本发明一方面提供一种具有耐油抗静电的橡胶外底，另一方面提供一种抗静电性能稳定、易加工成型的EVA发泡中底(由于中底不接触地面油污，故不考虑发泡EVA中底耐油)通过胶粘组合，形成一种具有耐油抗静电的橡胶/发泡EVA组合鞋底。可以将其用于制备耐油抗静电工作鞋靴，在保证耐油和抗静电的同时提高成鞋的轻便性、弹性和舒适性。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1)本发明制备的组合鞋底耐油性能突出，抗静电作用明显，而且抗静电性能不会随时间消减；
2)本发明制备的组合鞋底具有耐磨好、弹性佳，重量轻，穿着舒适性好等优点；
3)本发明制备的耐油抗静电鞋底可以用于耐油抗静电鞋中，从而保证油污环境、有抗静电需求等特殊工作场合的工作安全。
附图说明
图1为本发明制备的耐油抗静电橡胶外底；
图2为本发明制备的抗静电发泡EVA中底；
图3为本发明制备的耐油抗静电橡胶/EVA组合鞋底。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而，所述phr的含义均为质量份。
下述实施例所用各原料的购买公司级产品编号如下所示：
由如下各质量份的各原料制备而得：
天然橡胶(3L)：上海三连实业有限公司；
丁腈橡胶(NBR3655)：上海三连实业有限公司；
碳黑N220：丰城黑豹炭黑有限公司；
乙炔碳黑：泉州科骏化工有限公司；
抗静电剂：泉州科骏化工有限公司；
白油：南京昆仑石油有限公司；
固体古马隆：上海正上化工科技有限公司；
二丁酯：南京海之蓝化工有限公司；
氧化锌：上海正上化工科技有限公司；
硬脂酸：上海棕龙化工有限公司；
促进剂DM：昆山联瑞橡塑有限公司；
促进剂CZ：昆山联瑞橡塑有限公司；
防老剂4010：上海加成化工有限公司；
防老剂RD：上海加成化工有限公司；
硫磺：上海加成化工有限公司；
促进剂TMTD：上海加成化工有限公司。
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：昆山市中贸塑胶化工有限公司；
三元乙丙橡胶EPDM：上海正上化工科技有限公司；
乙烯-辛烯共聚物(POE 8180)：昆山市中贸塑胶化工有限公司；
滑石粉RB-510：无锡隆顺化工贸易有限公司
发泡剂AC：福建锦浪精细化工有限公司；
过氧化二异丙苯：东莞海丽商贸有限公司；
氧化锌：上海正上化工科技有限公司；
硬脂酸：上海棕龙化工有限公司；
钛白粉：上海祥钛化工有限公司；
色母粒：上海石达商贸有限公司。
实施例1、制备橡胶外底
1)将30phr天然橡胶和70phr丁腈橡胶放在双辊开炼机上进行塑炼，控制其可塑度在0.4至0.45之间，得到塑炼的生胶；
2)将步骤1)所得塑炼的生胶放入密炼机，同时加入30phr碳黑N220、15phr乙炔碳黑、10phr抗静电剂、8phr白油、,10phr固体古马隆、5phr二丁脂、10phr氧化锌、1phr硬脂酸、1phr促进剂DM、1phr促进剂CZ、1phr防老剂4010、0.8phr防老剂RD，混炼均匀并控制混炼胶的可塑度在0.25至0.32之间，得到混炼胶，停放24h待用；
3)将步骤2)所得混炼胶放在双辊开炼机上返炼，同时加入2.5phr硫磺和0.02phr促进剂TMTD，然后薄通4遍后待用；称取胶料放入165℃的平板硫化机模具中，在100t的压力下硫化7min，开模；得到本发明提供的耐油抗静电的橡胶外底。
该橡胶外底配方半成品性能见表1。结构示意图如图1所示。
实施例2、制备橡胶外底
1)将40phr天然橡胶和60phr丁腈橡胶放在双辊开炼机上进行塑炼，控制其可塑度在0.4和0.45之间，得到塑炼的生胶；
2)将步骤1)所得塑炼的生胶放入密炼机，同时加入40phr碳黑N220、10phr乙炔碳黑、12phr抗静电剂、10phr白油、10phr固体古马隆、8phr二丁脂、10phr氧化锌、1.5phr硬脂酸、1.5phr促进剂DM、0.5phr促进剂CZ、1.5phr防老剂4010、0.5phr防老剂RD,混炼均匀并控制混炼胶的可塑度在0.25和0.32之间，得到混炼胶停放24h待用；
3)将步骤2)所得混炼胶放在双辊开炼机上返炼，同时加入2phr硫磺和0.05phr促进剂TMTD，然后薄通4遍后待用；称取胶料放入165℃的平板硫化机模具中，在100t的压力下硫化7min，开模，得到本发明提供的耐油抗静电的橡胶外底。
该橡胶外底配方半成品性能见表1。
表1橡胶外底配方半成品理化性能
实施例3、制备发泡EVA中底
将70phr数均分子量为18000的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、15phr EPDM、15phr数均分子量为43000的POE 8180、15phr滑石粉RB-510、5phr发泡剂AC、0.5phr过氧化二异丙苯、2phr氧化锌、1phr硬脂酸、2.5phr钛白粉、10phr色母粒填料放入密炼机中充分密炼，然后造粒；称取EVA颗粒放入模具中一次发泡，形成EVA发泡胚，倍率控制在1.4到1.5倍之间；将三根尺寸为50mm×10mm×0.1mm的铜片分别穿透EVA胚的前掌、腰窝和后跟，并且两端压平后放入二次成型模具中高温成型，温度为175℃，时间为10分钟，水冷后获得抗静电发泡EVA中底。
该发泡EVA中底配方半成品物理性能见表2。结构示意图如图2所示。
实施例4、制备发泡EVA中底
将65phr数均分子量为21000的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、10phr三元乙丙橡胶EPDM、25phr数均分子量为45000的POE 8180、20phr滑石粉RB-510、4phr发泡剂AC、0.4phr过氧化二异丙苯、1.5phr氧化锌、0.7phr硬脂酸、2phr钛白粉、8phr色母粒填料放入密炼机中充分密炼，然后造粒；称取定量的EVA颗粒放入模具中一次发泡，形成EVA发泡胚，倍率控制在1.4到1.5倍之间；将三根尺寸为50mm×10mm×0.1mm的铜片分别穿透EVA胚的前掌、腰窝和后跟，并且两端压平后放入二次成型模具中高温成型，温度为170℃，时间为12分钟，水冷后获得抗静电发泡EVA中底。
该发泡EVA中底配方半成品物理性能见表2。
表2发泡EVA中底配方半成品物理性能
| 项目 | 实施例3 | 实施例4 | 标准值 | 检测方法 |
| 视密度，Mg/m3 | 0.26 | 0.30 | 0.25±0.05 | HG/T 2872-2008 |
| 拉伸强度，MPa | 3.9 | 4.3 | ≥3.0 | GB/T 10654-2001 |
| 拉断伸长率，％ | 230 | 245 | ≥200 | GB/T 10654-2001 |
| 直角撕裂强度，N/m | 1735 | 1860 | ≥1500 | GB/T 10808-2006 |
| 回弹性，％ | 60 | 56 | ≥55 | GB/T 10652-2001 |
实施例5、耐油抗静电橡胶/EVA组合鞋底制备
将实施例1制备的耐油抗静电橡胶外底在60目的砂纸上打毛，水洗晾干后放在组合鞋底成型线上，刷胶两遍待用；将实施例3制备的抗静电EVA中底水洗后通过紫外线照射，然后刷胶两遍，待胶干后与橡胶底贴合；贴合好的鞋底放在万能压合机上压合，得到本发明提供的耐油抗静电橡胶/EVA组合鞋底。
具体性能和指标要求见表3。结构示意图如图3所示。
实施例6、耐油抗静电橡胶/EVA组合鞋底制备
将实施例2制备的耐油抗静电橡胶外底在60目的砂纸上打毛，水洗晾干后放在组合鞋底成型线上，刷胶两遍待用；将实施例4制备的抗静电EVA中底水洗后通过紫外线照射，然后刷抗静电PU胶两遍，待胶干后与橡胶底贴合；贴合好的鞋底放在万能压合机上压合，得到本发明提供的耐油抗静电橡胶/EVA组合鞋底。
具体性能和指标要求见表3。
表3组合鞋底的综合性能
| 项目 | 实施例5 | 实施例6 | 标准值 | 检测方法 |
| 外底硬度，邵氏A | 60 | 62 | 60±3 | GB/T 531.1-2008 |
| 橡胶外底相对体积磨耗量，mm3 | 87 | 95 | ≤110 | GB/T 9867-2008 |
| 橡胶外底耐磨，mm | 6 | 5 | ≤7.0 | GB/T 3903.2-2008 |
| 组合鞋底电性能，Ω | 107 | 107 | 105-109 | GB 21146-2007 |
由表1-3可知，EVA中底、橡胶外底半成品物理性能和成鞋综合性能的各项指标能够满足标准的要求，尤其是耐油、抗静电等性能突出。将本专利制备的组合鞋底用于耐油抗静电成鞋中去，在提供优良的耐油、抗静电效果的同时，成鞋又具备耐磨、轻便、鞋底弹性好、穿着舒适等优点。
Claims (10)
1.一种组合鞋底，其外底为权利要求2-3任一所述橡胶外底，中底为权利要求6-8任一所述发泡EVA中底。
2.一种橡胶外底，由如下各质量份的原料制备而得：
天然橡胶：30～40；
丁腈橡胶：60～70；
碳黑N220：30～40；
乙炔碳黑：10～15；
抗静电剂：10～12；
白油：8～10；
固体古马隆：8～10；
二丁酯：5～8；
氧化锌：8～10；
硬脂酸：1.0～1.5；
促进剂DM：1～2；
促进剂CZ：0.5～1.0；
防老剂4010：1.0～1.5；
防老剂RD：0.5～0.8；
硫磺：2.0～2.5；
促进剂TMTD：0.02～0.05。
3.根据权利要求2所述的橡胶外底，其特征在于：所述橡胶外底为如下组成的橡胶外底a或b；
其中，所述橡胶外底a由如下各质量份的原料制备而得：
天然橡胶：30；
丁腈橡胶：70；
碳黑N220：30；
乙炔碳黑：15；
抗静电剂：10；
白油：8；
固体古马隆：10；
二丁酯：5；
氧化锌：10；
硬脂酸：1.0；
促进剂DM：1.0；
促进剂CZ：1.0；
防老剂4010：1.0；
防老剂RD：0.8；
硫磺：2.5；
促进剂TMTD：0.02；
所述橡胶外底b由如下各质量份的原料制备而得：
天然橡胶：40；
丁腈橡胶：60；
碳黑N220：40；
乙炔碳黑：10；
抗静电剂：12；
白油：10；
固体古马隆：10；
二丁酯：8；
氧化锌：10；
硬脂酸：1.5；
促进剂DM：15；
促进剂CZ：0.5；
防老剂4010：1.5；
防老剂RD：0.5；
硫磺：2.0；
促进剂TMTD：0.05。
4.一种制备权利要求2-3任一所述橡胶外底的方法，包括如下步骤：
1)将天然橡胶和丁腈橡胶按照权利要求2-3任一所述配比在双辊开炼机进行塑炼，得到塑炼的生胶；
2)将步骤1)所得塑炼的生胶、碳黑、抗静电剂及权利要求2-3任一所述除硫磺和TMTD以外的其他原料，按照权利要求1-3任一所述配比投入密炼机混炼均匀得到混炼胶，停放时间24h后待用；
3)将步骤2)所得混炼胶在双辊开炼机上返炼，同时按照权利要求2-3任一所述配比加入硫磺和促进剂TMTD，薄通4-6遍后，于模具中热压硫化成型，得到所述橡胶外底。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤1)塑炼步骤中，塑炼可塑度为0.4-0.45；
所述步骤2)中混炼步骤中，混炼可塑度为0.25-0.32；
所述步骤3)热压硫化成型步骤中，所用设备为平板硫化机；硫化压力为90-120t，具体为100t；硫化的温度为160-170℃，具体为165℃；硫化的时间为6-8min，具体为7min。
6.一种发泡EVA中底，由如下各质量份的各原料制备而得：
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：65～70；
三元乙丙橡胶EPDM：10～15；
乙烯-辛烯共聚物：15～20；
滑石粉RB-510：15～20；
发泡剂：4～5；
过氧化二异丙苯：0.4～0.5；
氧化锌：1.5～2.0；
硬脂酸：0.7～1.0；
钛白粉：2.0～2.5；
色母粒：8～10。
7.根据权利要求6所述的发泡EVA中底，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的数均分子量为17000-23000，具体为19000-21000；
所述乙烯-辛烯共聚物的数均分子量为30000-50000，具体为43000-46000。
8.根据权利要求6或7所述的发泡EVA中底，其特征在于：所述发泡EVA中底为发泡EVA中底a或b；
所述发泡EVA中底a由如下各质量份的各原料制备而得：
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：70；
三元乙丙橡胶EPDM：5；
乙烯-辛烯共聚物：15；
滑石粉RB-510：15；
发泡剂AC：5；
过氧化二异丙苯：0.5；
氧化锌：2.0；
硬脂酸：1.0；
钛白粉：2.5；
色母粒：10；
所述发泡EVA中底b由如下各质量份的各原料制备而得：
乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA：65；
三元乙丙橡胶EPDM：10；
乙烯-辛烯共聚物：25；
滑石粉RB-510：20；
发泡剂AC：4；
过氧化二异丙苯：0.4；
氧化锌：1.5；
硬脂酸：0.7；
钛白粉：2.0；
色母粒：8.0。
9.一种制备权利要求6-8任一所述发泡EVA中底的方法，包括如下步骤：
1)将权利要求6-8任一所述各原料按照配比于密炼机中混炼均匀后造粒，得到EVA颗粒；
2)将步骤1)所得EVA颗粒于模具中一次发泡形成发泡EVA胚；
3)将三条金属长片分别穿透步骤2)所得EVA胚的前掌、腰窝和后跟，再将所述金属长片的两端压平放入EVA二次成型模具中高温成型，水冷，得到所述发泡EVA中底。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，构成所述金属长片的材料为铁、铜或铝；
所述金属长片的尺寸为50mm×10mm×0.1mm；
所述高温成型步骤中，温度为170-180℃，时间为10-15分钟。
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