CN104744736B - 鞋底材料及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种鞋底材料，包括有如下组分（按质量比计算）：天然橡胶13‑23份、合成橡胶10‑18份、短纤维5‑10份、炭黑5‑8份、白炭黑5‑8份、金属氧化物抗菌剂3‑8份，竹炭粉末0.5‑3份；抗菌性沸石粉0.5‑3份；硫磺1‑3份，硬脂酸1‑2份、石蜡油 2‑3份、四硫化双硅烷1‑2份、活性剂 1‑2份、抗氧化剂 0.5‑1份、促进剂1‑2份、填充剂1‑3份，本发明还提供了一种鞋底的制作方法。本发明的好效果材料组分及制作工艺的改进综合提高鞋底的防滑、减震、抑菌、轻便的性能指标。

Description

鞋底材料及其制作方法
技术领域
本发明属于生活用品材料技术领域，具体地涉及一种鞋底材料及其制作方法。
背景技术
鞋作为人们社会生活中出行和健身中的常见用品，在现代社会生活中发挥越来越重要的作用，人们对鞋的要求越来越高，但是现有的鞋存在一些不足之处：例如，普通的运动鞋鞋底止滑效果较差，止滑系数干式0.4，湿式0.3，不易止滑，在有水及油的地面上容易摔倒；如专业的登山鞋，鞋底均用金属材料（金属凸齿/金属凸柱，或者登山钉），虽提高了鞋底的防滑性，保证了登山过程的安全性，但使得登山鞋只适合于登山时穿着，且鞋底弹性较低，导致舒适性下降；此外普通的橡胶虽然具备一定的弹性，但是耐磨性较差；最后，由于自然环境（空气污染、梅雨季节）和足部疾病的负面影响，使得鞋承载了太多的细菌和病菌的侵蚀的几率，如何从鞋的材料和工艺上改进，增加其的抗菌能力，从另一个方面来保证使用者的健康，同时也能提高鞋的附加值，也是一个重要的研究课题。
现有技术中上述鞋的不足之处的改进，其中决定性的因素取决于鞋底的性能，所以如何综合提高鞋底的防滑、减震、抑菌、轻便的性能指标，这成为迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种鞋底材料及其制作方法，改进了鞋底材料的组份及鞋底制作方法，综合提高鞋底的防滑、减震、抑菌、轻便的性能指标。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种兼顾鞋底的防滑、减震、抑菌、轻便的综合性能的鞋底材料及制作工艺。
本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
本发明提供的一种鞋底材料，包括有如下组分（按质量比计算）：
天然橡胶13-23份、合成橡胶10-18份、短纤维5-10份、炭黑5-8份、白炭黑5-8份、金属氧化物抗菌剂3-8份，竹炭粉末0.5-3份；抗菌性沸石粉0.5-3份；硫磺1-3份，硬脂酸1-2份、石蜡油 2-3份、四硫化双硅烷1-2份、活性剂 1-2份、抗氧化剂 0.5-1份、促进剂1-2份、填充剂1-3份。
所述合成橡胶包括丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶中的一种或几种。
所述金属氧化物抗菌剂为下列之一：只包括ZnO，且直径为10-100 nm；或。包括有2-4份的直径为10-100 nm的ZnO，其余为直径为30-100 nm AgO或CuO。通过添加金属氧化物抗菌剂、竹炭粉末、抗菌性沸石粉的不同组kg的混合实现较高的抗菌性；纳米级的金属氧化物抗菌剂使得鞋底抗菌性能更强；
所述的短纤维为长度为1mm~3mm的芳纶短纤维、聚酯短纤维或尼龙短纤维中的一种或几种；
本发明还提供了一种鞋底材料的制作方法，包括如下步骤：
（1）塑炼步骤：将天然橡胶13-23份、合成橡胶10-18份、通过开炼机在温度50-60条件下经过15-20min，塑炼成熟胶母胶；
（2）混炼步骤：包括第一混炼阶段和第二混炼阶段
其中，第一混炼阶段为：将上述塑炼后的母胶加入炭黑5-8份、白炭黑5-8份、硬脂酸1-2份、四硫化双硅烷1-2份、石蜡油 2-3份、、活性剂 1-2份、抗氧化剂 0.5-1份、促进剂1-2份、填充剂1-3份，混合均匀，置入混炼专用密炼机，混炼时间150-200秒，
第二混炼阶段为：在第一混炼后加入金属氧化物抗菌剂3-8份、竹炭粉末0.5-3份；抗菌性沸石粉0.5-3份；硫磺1-3份，然后再密闭炼，后得到混炼胶；
（3）下片步骤：对步骤（2）所制得的混炼胶在开炼机辊筒温度为55-60℃时进行下片，下片厚度为7-8mm，并将片胶裁切成宽度为70-90mm胶条；
（4）定向步骤：将上述所制得的胶条，通过带有短纤维定向取向机头的销钉机筒冷喂料挤出机上进行挤出，控制螺杆转速22-25rpm，机筒温度75-80℃，机头温度80-85℃，制得短纤维定向取向胶；之后制鞋模具中定型即得到鞋底半成品
（5）硫化步骤：将上述所制得的短纤维定向取向胶，在硫化机上，控制硫化压力22-25MPa，硫化温度155-160℃的条件下，硫化时间10-12min，可得到鞋底成品。
所述合成橡胶包括丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶中的一种或几种，且他们的质量比相同；
所述的短纤维为长度将上述所制得的短纤维定向取向胶，在硫化机上，控制硫化压力22-25MPa，硫化温度155-160℃的条件下，硫化时间10-12min，在制鞋模具中定型即可得到鞋底成品；短纤维为1mm~3mm的芳纶短纤维、聚酯短纤维或尼龙短纤维中的一种或几种。
所述金属氧化物抗菌剂为下列之一：
ZnO，且直径为10-100 nm；
或，包括有2-4份的直径为10-100 nmZnO，其余为直径为30-100 nm的 AgO或CuO。
所述第一密炼阶段中，阶段密炼机转子速度控制在85-115r/min，冷却水温度控制在60-65℃，上顶栓压力0.63-0.65MPa、混炼时间180-200s；或者所述第二密炼阶段中，阶段密炼机转子速度控制在50-80r/min，冷却水温度控制在40-50℃，上顶栓压力0.60-0.65MPa、然后密炼15-20min。
所述的促进剂为N- 叔丁基-2- 苯并噻唑次磺酰胺和二硫化四甲基秋兰姆按照1：1组成的混合物。
本发明的有益效果是：
1.本发明的鞋底材料，添加炭黑、白炭黑、抗氧化剂、硫磺混合提高防滑性能，也具备耐老化的效果，同时取消了金属防滑件，减轻了重量。
2.本发明的鞋底材料，添加天然橡胶、合成橡胶、短纤维和多种相互作用的橡胶助剂混合搭配，具有良好的弹性、成形性、复原性。
3.本发明的鞋底材料，通过添加金属氧化物抗菌剂、竹炭粉末、抗菌性沸石粉的不同组份的混合实现较高的抗菌性；纳米级的金属氧化物抗菌剂使得鞋底抗菌性能更强。
4. 本发明的鞋底制作方法，在实施二级密炼的工艺中，分别添加不同的组分的原料，分别实现耐磨和抗菌性能的实现。
5. 本发明的鞋底制作方法，添加定向步骤，将短纤维复合加入橡胶中，短纤维的刚性和橡胶的高弹性相结合，提高了鞋底的高弹性、耐磨性、抗撕裂性等综合性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的发明内容做出具体阐述
本发明提供的一种鞋底材料，包括有如下组分（按质量比计算）：
天然橡胶13-23份、合成橡胶10-18份、短纤维5-10份、炭黑5-8份、白炭黑5-8份、金属氧化物抗菌剂3-8份，竹炭粉末0.5-3份；抗菌性沸石粉0.5-3份；硫磺1-3份，硬脂酸1-2份、石蜡油 2-3份、四硫化双硅烷1-2份、活性剂 1-2份、抗氧化剂 0.5-1份、促进剂1-2份、填充剂1-3份。
优选地，所述合成橡胶包括丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶中的一种或几种。
优选地，所述金属氧化物抗菌剂为下列之一：只包括ZnO，且直径为10-100 nm；或包括有2-4份的直径为10-100 nmZnO，其余为直径为30-100 nm AgO或CuO。
优选地，所述的短纤维为长度为1mm~3mm的芳纶短纤维、聚酯短纤维或尼龙短纤维中的一种或几种；
优选地，填充剂为高岭土、硅藻土、石墨、炭黑、氧化铝粉、玻璃粉、石棉粉、云母粉、石粉中一种或两种的混合物。
本发明添加炭黑、白炭黑、抗氧化剂、硫磺混合提高防滑性能，也具备耐老化的效果；添加天然橡胶、合成橡胶、短纤维和多种相互作用的橡胶助剂混合搭配，具有良好的弹性、成形性、复原性；
本发明还提供了一种鞋底材料的制作方法，包括如下步骤：
（1）塑炼步骤：将天然橡胶13-23份、合成橡胶10-18份、通过开炼机在温度50-60条件下经过15-20min，塑炼成熟胶母胶；
优选地，所述合成橡胶包括丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶中的一种或几种；
（2）混炼步骤：包括第一混炼阶段和第二混炼阶段
其中，第一混炼阶段为：将上述塑炼后的母胶加入炭黑5-8份、白炭黑5-8份、硬脂酸1-2份、四硫化双硅烷1-2份、石蜡油 2-3份、、活性剂 1-2份、抗氧化剂 0.5-1份、促进剂1-2份、填充剂1-3份，混合均匀，置入混炼专用密炼机，混炼时间150-200秒；优选地所述第一密炼阶段中，阶段密炼机转子速度控制在85-115r/min，冷却水温度控制在60-65℃，上顶栓压力0.63-0.65MPa、混炼时间180-200s；
第二混炼阶段为：在第一混炼后加入金属氧化物抗菌剂3-8份、竹炭粉末0.5-3份；抗菌性沸石粉0.5-3份；硫磺1-3份，然后再密闭炼，后得到混炼胶；优选地，所述第二密炼阶段中，阶段密炼机转子速度控制在50-80r/min，冷却水温度控制在40-50℃，上顶栓压力0.60-0.65MPa、然后密炼15-20min。
优选地，所述金属氧化物抗菌剂为ZnO，且直径为10-100 nm，或，包括有2-4份的直径为10-100 nmZnO，其余为直径为30-100 nm AgO或CuO。
所述的促进剂为N- 叔丁基-2- 苯并噻唑次磺酰胺和二硫化四甲基秋兰姆按照1：1组成的混合物。
（3）下片步骤：对步骤（2）所制得的混炼胶在开炼机辊筒温度为55-60℃时进行下片，下片厚度为7-8mm，并将片胶裁切成宽度为70-90mm胶条；
（4）定向步骤：将上述所制得的胶条加入短纤维5-10份，通过带有短纤维定向取向机头的销钉机筒冷喂料挤出机上进行挤出，控制螺杆转速22-25rpm，机筒温度75-80℃，机头温度80-85℃，制得短纤维定向取向胶；之后制鞋模具中定型即得到鞋底半成品；
优选地，所述的短纤维为长度为1mm~3mm的芳纶短纤维、聚酯短纤维或尼龙短纤维中的一种或几种；
添加定向步骤，将短纤维复合加入橡胶中，短纤维的刚性和橡胶的高弹性相结合，提高了鞋底的高弹性、耐磨性、抗撕裂性等优良的综合性能。
（5）硫化步骤：将上述所制得的短纤维定向取向胶，在硫化机上，控制硫化压力22-25MPa，硫化温度155-160℃的条件下，硫化时间10-12min，可得到鞋底成品。
实施例1
鞋底材料的制作方法，包括如下步骤：
（1）塑炼步骤：取天然橡胶20kg、丁基橡胶和三元乙丙橡胶的混合物12kg、通过开炼机在温度55℃条件下经过15min，塑炼成熟胶母胶；
（2）混炼步骤：包括第一混炼阶段和第二混炼阶段
其中，第一混炼阶段为：将上述塑炼后的母胶加入炭黑5kg、白炭黑5kg、硬脂酸1.5kg、四硫化双硅烷1kg、石蜡油 2kg、活性剂 2kg、抗氧化剂 1kg、促进剂1kg（促进剂为N-叔丁基-2- 苯并噻唑次磺酰胺和二硫化四甲基秋兰姆按照1：1组成的混合物）、填充剂3kg，混合均匀，置入混炼专用密炼机，混炼时间150秒；其中此时密炼机转子速度控制在85-100r/min，冷却水温度控制在60-65℃，上顶栓压力0.63-0.65MPa、混炼时间180-200s；
第二混炼阶段为：在第一混炼后加入直径为10-100 nm的ZnO（ZnO），且抗菌剂4kg、竹炭粉末1kg；抗菌性沸石粉1kg；硫磺2kg，然后再密闭炼，后得到混炼胶；此时密炼机转子速度控制在50-60r/min，冷却水温度控制在40-45℃，上顶栓压力0.60-0.65MPa、然后密炼15min。
在实施二级密炼的工艺中，分别添加不同的组分的原料，分别实现耐磨高弹性和抗菌性能的实现。
（3）下片步骤：对步骤（2）所制得的混炼胶在开炼机辊筒温度为55-60℃时进行下片，下片厚度为7-8mm，并将片胶裁切成宽度为70-90mm胶条；
（4）定向步骤：将上述所制得的胶条，加入5kg长度为2mm聚酯短纤维；通过带有短纤维定向取向机头的销钉机筒冷喂料挤出机上进行挤出，控制螺杆转速22-25rpm，机筒温度75-80℃，机头温度80-85℃，制得短纤维定向取向胶；之后制鞋模具中定型即得到鞋底半成品
（5）硫化步骤：将上述所制得的短纤维定向取向胶，在硫化机上，控制硫化压力22-25MPa，硫化温度155-160℃的条件下，硫化时间10-12min，可得到鞋底成品。
实施例2
鞋底材料的制作方法，包括如下步骤：
（1）塑炼步骤：取天然橡胶22kg、丁基橡胶和三元乙丙橡胶的混合物12kg、通过开炼机在温度60℃条件下经过18min，塑炼成熟胶母胶；
（2）混炼步骤：包括第一混炼阶段和第二混炼阶段
其中，第一混炼阶段为：将上述塑炼后的母胶加入炭黑5kg、白炭黑6kg、硬脂酸1.5kg、四硫化双硅烷1kg、石蜡油 1.5kg、活性剂 1.5kg、抗氧化剂 1kg、促进剂1kg（促进剂为N- 叔丁基-2- 苯并噻唑次磺酰胺和二硫化四甲基秋兰姆按照1：1组成的混合物）、填充剂2kg，混合均匀，置入混炼专用密炼机，混炼时间150秒；其中此时密炼机转子速度控制在85-100r/min，冷却水温度控制在60-65℃，上顶栓压力0.63-0.65MPa、混炼时间180-200s；
第二混炼阶段为：在第一混炼后加入2kg直径为10-100 nm的ZnO（ZnO），2kg直径为30-100 nm的 AgO、竹炭粉末1kg；抗菌性沸石粉0.5kg；硫磺1.5kg，然后再密闭炼，后得到混炼胶；此时密炼机转子速度控制在50-60r/min，冷却水温度控制在40-45℃，上顶栓压力0.60-0.65MPa、然后密炼18min。
（3）下片步骤：对步骤（2）所制得的混炼胶在开炼机辊筒温度为55-60℃时进行下片，下片厚度为7-8mm，并将片胶裁切成宽度为70-90mm胶条；
（4）定向步骤：将上述所制得的胶条，加入5kg长度为3mm芳纶短纤维；通过带有短纤维定向取向机头的销钉机筒冷喂料挤出机上进行挤出，控制螺杆转速22-25rpm，机筒温度75-80℃，机头温度80-85℃，制得短纤维定向取向胶；之后制鞋模具中定型即得到鞋底半成品
（5）硫化步骤：将上述所制得的短纤维定向取向胶，在硫化机上，控制硫化压力22-25MPa，硫化温度155-160℃的条件下，硫化时间10-12min，可得到鞋底成品。
实施例3
鞋底材料的制作方法，包括如下步骤：
（1）塑炼步骤：取天然橡胶22kg、丁基橡胶和丁苯橡胶橡胶的混合物13kg、通过开炼机在温度60℃条件下经过20min，塑炼成熟胶母胶；
（2）混炼步骤：包括第一混炼阶段和第二混炼阶段
其中，第一混炼阶段为：将上述塑炼后的母胶加入炭黑6kg、白炭黑5kg、硬脂酸2kg、四硫化双硅烷2kg、石蜡油 1kg、活性剂 1kg、抗氧化剂 2kg、促进剂1.5kg（促进剂为N-叔丁基-2- 苯并噻唑次磺酰胺和二硫化四甲基秋兰姆按照1：1组成的混合物）、填充剂2kg，混合均匀，置入混炼专用密炼机，混炼时间200秒；其中此时密炼机转子速度控制在80-90r/min，冷却水温度控制在60-65℃，上顶栓压力0.63-0.65MPa、混炼时间200s；
第二混炼阶段为：在第一混炼后加入2kg的直径为10-100 nm的ZnO（ZnO），1.2kg的直径为30-100 nm的 CuO、竹炭粉末1.5kg；抗菌性沸石粉1kg；硫磺1kg，然后再密闭炼，后得到混炼胶；此时密炼机转子速度控制在50-60r/min，冷却水温度控制在40-45℃，上顶栓压力0.60-0.65MPa、然后密炼18min。
（3）下片步骤：对步骤（2）所制得的混炼胶在开炼机辊筒温度为55-60℃时进行下片，下片厚度为7-8mm，并将片胶裁切成宽度为70-90mm胶条；
（4）定向步骤：将上述所制得的胶条，加入5kg长度为2mm尼龙短纤维；通过带有短纤维定向取向机头的销钉机筒冷喂料挤出机上进行挤出，控制螺杆转速22-25rpm，机筒温度75-80℃，机头温度80-85℃，制得短纤维定向取向胶；之后制鞋模具中定型即得到鞋底半成品
（5）硫化步骤：将上述所制得的短纤维定向取向胶，在硫化机上，控制硫化压力22-25MPa，硫化温度155-160℃的条件下，硫化时间10-12min，可得到鞋底成品。
实施例4
鞋底材料的制作方法，包括如下步骤：
（1）塑炼步骤：取天然橡胶13kg、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶混合物18kg（质量比相同）、通过开炼机在温度60℃条件下经过20min，塑炼成熟胶母胶；
（2）混炼步骤：包括第一混炼阶段和第二混炼阶段
其中，第一混炼阶段为：将上述塑炼后的母胶加入炭黑5kg、白炭黑5kg、硬脂酸3kg、四硫化双硅烷1kg、石蜡油 2kg、活性剂 1kg、抗氧化剂 1.5kg、促进剂1.5kg（促进剂为N- 叔丁基-2- 苯并噻唑次磺酰胺和二硫化四甲基秋兰姆按照1：1组成的混合物）、填充剂1.5kg，混合均匀，置入混炼专用密炼机，混炼时间180秒；其中此时密炼机转子速度控制在85-100r/min，冷却水温度控制在60-65℃，上顶栓压力0.63-0.65MPa；
第二混炼阶段为：在第一混炼后加入3kg直径为10-100 nm的ZnO（ZnO），1kg的直径为30-100 nm的CuO、竹炭粉末1.5kg；抗菌性沸石粉0.5kg；硫磺1kg，然后再密闭炼，后得到混炼胶；此时密炼机转子速度控制在50-60r/min，冷却水温度控制在40-45℃，上顶栓压力0.60-0.65MPa、然后密炼18min。
（3）下片步骤：对步骤（2）所制得的混炼胶在开炼机辊筒温度为55-60℃时进行下片，下片厚度为7-8mm，并将片胶裁切成宽度为70-90mm胶条；
（4）定向步骤：将上述所制得的胶条，加入5kg长度为3mm芳纶短纤维和尼龙短纤维混合物（配比相同）；通过带有短纤维定向取向机头的销钉机筒冷喂料挤出机上进行挤出，控制螺杆转速22-25rpm，机筒温度75-80℃，机头温度80-85℃，制得短纤维定向取向胶；之后制鞋模具中定型即得到鞋底半成品
（5）硫化步骤：将上述所制得的短纤维定向取向胶，在硫化机上，控制硫化压力22-24MPa，硫化温度155-160℃的条件下，硫化时间12min，可得到鞋底成品。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种鞋底材料，其特征是，包括有如下组分按质量比计算：
天然橡胶13-23份、合成橡胶10-18份、短纤维5-10份、炭黑5-8份、白炭黑5-8份、金属氧化物抗菌剂3-8份，竹炭粉末0.5-3份；抗菌性沸石粉0.5-3份；硫磺1-3份，硬脂酸1-2份、石蜡油2-3份、四硫化双硅烷1-2份、活性剂1-2份、抗氧化剂0.5-1份、促进剂1-2份、填充剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的鞋底材料，其特征在于，所述合成橡胶包括丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的鞋底材料，其特征在于，所述金属氧化物抗菌剂为下列之一：只包括ZnO，且直径为10-100nm；或包括有2-4份的直径为10-100nm的ZnO，其余为直径为30-100nm AgO或CuO。
4.根据权利要求1所述的鞋底材料，其特征在于，所述的短纤维为长度为1mm～3mm的芳纶短纤维、聚酯短纤维或尼龙短纤维中的一种或几种。
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