CN104893027A - 一种耐寒止滑橡胶运动鞋材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐寒止滑橡胶运动鞋材，所述耐寒止滑橡胶运动鞋材的原料组成包括组份A和组份B，所述组份A包括以下原料：顺丁橡胶，天然橡胶，丁基橡胶，丁苯橡胶，白炭黑，环烷油，硬脂酸，氧化锌，第一防老剂，第二防老剂，微晶蜡，白烟活性剂，硅烷偶联剂，松香树脂；所述组份B包括以下原料：不溶性硫磺、第一促进剂和第二促进剂。本发明还公开了一种耐寒止滑橡胶运动鞋材的制备方法，包括以下步骤：磅料、密炼、开炼、加药、测硫化曲线及油压成型。本发明的耐寒止滑橡胶运动鞋材具有耐寒、耐候、止滑的性能，本发明的耐寒止滑橡胶运动鞋材具有耐寒、耐候、止滑的性能。

Description

一种耐寒止滑橡胶运动鞋材及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种鞋材，特别是指一种耐寒止滑橡胶运动鞋材，本发明还涉及一种耐寒止滑橡胶运动鞋材的制造方法。

背景技术

功能性的鞋材是各大运动品牌近年来一个战略性的诉求，运动品牌经历了只重视外观结构，而忽略功能的时代；随着国人生活的富裕，对产品性能、舒适性、功能性的追求，一双没有突出功能的运动鞋，就像一个没有灵魂的人一样，就没有卖点，就没有吸引消费者眼球的资本。

耐寒止滑橡胶鞋材，是最近几年人们常关注的一个话题，也是鞋材发展到今天功能鞋材家族新增的一位成员。过去，人们在制造、设计、研发冬天配方的棉鞋时，更多的精力是关注其棉鞋的保暖性，而忽略了棉鞋鞋材的止滑、耐寒性能。我们每一个人也许都能清楚的记得，小时候冬天的鞋子变得异常的僵硬，更不用谈止滑效果了。

关于止滑橡胶鞋材研究报告已经很多：如卢鑫、丁思博等在中国专利CN201410385334中公开一种冰面动态止滑橡胶鞋材及其生产方法述冰面动态止滑橡胶鞋材组成包括：天然橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基橡胶、纳米二氧化硅、塑化剂、防老剂、白烟活性剂、硅烷偶联剂、汉麻纤维、聚乙烯蜡、氧化锌、硫磺、硫化促进剂，通过选择合理优化的主体橡胶组成及配合剂，使操作简单易行，易于工业化生产，制备得到的冰面动态止滑橡胶鞋材，在雪地、霜冻冰面、干冰面、湿冰面的路面界面上具有很好的防滑效果，综合性能稳定，保障穿着者不会因冰面湿滑而滑倒，有很好的市场前景；丁华锋在中国专利CN201120424579中公开了一种高止滑橡胶鞋材：本实用新型公开一种高止滑橡胶鞋材，为橡胶一体成型的橡胶鞋材，该橡胶鞋材的侧面上贴合有围条，且该橡胶鞋材的底表面和外露于该围条的侧面上设有牙状鞋纹。本实用新型的高止滑橡胶鞋材，由高分子材料的橡胶一体成型，止滑系数可达干式1.1，湿式0.8，不仅具有较高的抗干滑和湿滑性能，而且高分子材料的橡胶鞋材的物理性能也较高，能有效地提高由高分子材料制成的橡胶鞋材的耐磨性能；高分子材料制成的橡胶鞋材的底表面和外露于该围条的侧面上设置的牙状鞋纹，也可进一步增强止滑效果。而关于耐寒止滑橡胶鞋材相关研究报告及专利文献还未见报端。

发明内容

本发明的一个目的是提出了一种耐寒止滑橡胶运动鞋材，避免了一般鞋材在寒冷的冬季随着气温的降低，鞋材硬度变硬，止滑下降的缺点，该鞋材克服了传统橡胶鞋材在低温环境中，其止滑性能明显下降的缺点。

本发明的另一个目的是提出了一种耐寒止滑橡胶运动鞋材的制备方法，制备方法适于本发明耐寒止滑橡胶运动鞋材各项功能发挥最优的效果。

本发明的技术方案是这样实现的：一种耐寒止滑橡胶运动鞋材，所述耐寒止滑橡胶运动鞋材的原料组成包括组份A和组份B；

所述组份A按组份A的质量百分比包括以下原料：顺丁橡胶25％～35％，天然橡胶10％～20％，丁基橡胶10％～15％，丁苯橡胶3％～6％，白炭黑18％～25％，环烷油4％～6％，硬脂酸0.3％～0.5％，氧化锌3％～5％，第一防老剂0.4％～0.6％，第二防老剂0.6％～1.0％，微晶蜡0.3％～0.5％，白烟活性剂1.8％～2.5％，硅烷偶联剂1.2％～2％，松香树脂0.3％～0.6％；

所述组份B包括以下原料：不溶性硫磺、第一促进剂和第二促进剂，所述不溶性硫磺的含量按质量百分比为所述组份A的1.1％～1.3％，所述第一促进剂的含量按质量百分比为所述组份A的1％～1.2％，所述第二促进剂的含量按质量百分比为所述组份A的0.2％～0.3％。

优选的，所述第一防老剂为2-硫醇基苯并咪唑(MB)，所述第二防老剂为苯乙烯化苯酚(SP)。

优选的，所述不溶性硫磺为不溶性硫磺IS-75/G；所述第一促进剂为二硫化二苯骈噻唑(MBTS)，所述第二促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)。

优选的，所述顺丁橡胶为北京燕山石油化工有限公司生产的顺丁橡胶BR9000；所述天然橡胶为越南生产的天然橡胶3L；所述丁基橡胶为德国朗盛的溴化丁基橡胶BIIR 2030或齐鲁石化公司的SBR1502；所述白炭黑为福建省沙县金沙白炭黑制造有限公司提供的白炭黑JS-160，其化学名称为沉淀水合二氧化硅；所述环烷油为新疆克拉玛依生产的KN4006，所述第一防老剂可采用2-硫醇基苯并咪唑(MB)，由上海敦煌化工厂生产；第二防老剂为苯乙烯化苯酚(SP)，由上海橡胶助剂厂生产；所述微晶蜡为法国百瑞美微晶蜡上海钰诺实业有限公司生产，微晶蜡代号为ok1956；所述白烟活性剂为白烟活性剂PEG4000，其化学名称是聚乙二醇，由吉林众鑫化工有限公司提供；所述硅烷偶联剂为东莞宏柏鞋材制造有限公司提供的硅烷偶联剂HP-1898B，其化学名称是双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物；所述松香树脂由广州金昌盛科技有限公司提供，其代号为P-90；所述不溶性硫磺IS-75/G由亚特曼化工有限公司提供；所述促进剂MBTS和所述促进剂NS由广州金昌盛科技有限公司提供。

一种耐寒止滑橡胶运动鞋材的制备方法，其特征在于，包括一下步骤：

步骤一，磅料：

①按比例称量顺丁橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶及松香树脂得橡胶主料类混合料；

②按比例称量白炭黑及环烷油得填充料；

③按比例称量硬脂酸，氧化锌，第一防老剂和第二防老剂，微晶蜡，白烟活性剂,硅烷偶联剂，混合得助剂类混合料；

步骤二，密炼：

将橡胶主料类混合料混合，放入密炼机密炼，开启密炼混合均匀，1分钟～2分钟后，加入25％～35％重量的填充料，继续密炼，橡胶和白炭黑混合，重新结块，混炼3分钟～4分钟后待温度达到100～110℃时，再加入剩下的65％～75％填充料及助剂类混合料，再混炼2分钟～3分钟后，直至温度继续升高到140～150℃时，下料，即得基料；

步骤三，开炼：

从密炼完成后的基料经开炼机进行开炼，开始时，开炼的辊间距设置为3-4mm；打薄时，辊间距设置为1-1.5mm，打薄次数为2次；打薄完后，辊间距调至5mm出片，过冷却水，再过防粘槽，切片静置24h以上，得片状物料；

开炼的主要目的是使橡胶与其他各组份混合更加均匀，另一个目的是使胶料以片状出料，便于进一步的加工处理。

步骤四，加药：

将步骤三得到的片状物料在开炼机上加不溶性硫磺、第一促进剂和第二促进剂，先将片状物料于开炼机上打三次三角包，打第一次和第二次三角包的辊距设置为1-1.5mm，打第三次三角包的辊距设置为3-4mm或根据鞋型设定的标准厚度，在辊轮上方留有堆积胶，同时将不溶性硫磺、第一促进剂和第二促进剂加在堆积胶上，接着进行捣胶，混合，开炼打法换为打三角包和打卷法，混合均匀后，以片状出片；

步骤五，测硫化曲线及油压成型：

剪取一小片加过药的物料，用硫变仪测硫化曲线，记录焦烧时间和正硫化时间，根据记录焦烧时间和正硫化时间调节油压机的硫化时间,其中，正硫化时间为操作完毕后开始计时到加硫结束的时间，将加过药的物料裁成鞋材形状放入橡胶鞋模中热压成型。

优选的，耐寒止滑橡胶运动鞋材的制备方法中加硫时先设置油压机温度为155-165℃，设置油压机的压力为145-155MPa，按设定时间加硫，待加硫完毕，打开模具取出鞋材，即得鞋材样品。

本发明的耐寒止滑橡胶运动鞋材的性能为：

硬度：60±3A(常温)；

硬度：65±3A(-25℃条件下放置八个小时后测试的硬度)；

比重≤1.18g/cm³；

DIN耐磨≤120mm³；

止滑性能：

干式止滑系数≥0

湿式止滑系数≥0.45(-25℃条件下放置八个小时后测试的止滑系数)。

本发明的有益效果为：本发明的耐寒止滑橡胶运动鞋材具有耐寒、耐候、止滑的性能，以满足鞋子不管是在炎热的夏季，还是寒冷的冬季，始终保持超强的止滑、柔韧性能；这样就避免了一般鞋材在寒冷的冬季随着气温的降低，鞋材硬度变硬，止滑下降的缺点，提升了鞋子本身的舒适性。本发明要达到耐寒、止滑的性能，最主要的是在设定鞋材配方时选择玻璃化温度极低的丁基橡胶(玻璃化温度为零下七十度左右)，以及玻璃化温度较低的天然橡胶，在配以顺丁橡胶、丁苯橡胶以满足鞋材的其他物性需求。耐寒止滑橡胶鞋材在寒冷的冬季其止滑性能与常温时几乎一样，保障了在低温环境中运动的舒适与安全性。本发明的耐寒止滑橡胶鞋材是的运动材料本身的玻璃化温度较低，在低温时我们所使用的材料依然保持其柔韧性，受温度的变化硬度变化较小。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。

本发明的配方及工艺制成的产品可进行物性测试：将制成的橡胶鞋材成品在实验室(23℃)里放置24h后，进行DIN耐磨、硬度、止滑、耐寒等物性的测试，记录耐磨、硬度和止滑等测试值，其中低温环境在高铁公司提供的低温耐折测试仪中完成(其型号为GT-7006-V30)。

耐寒止滑橡胶运动鞋材的配方范围见表1，本发明实施例耐寒止滑橡胶运动鞋材的配方实施例见表2。

表1

表2

为了能更好地说明研究结果，分别改变顺丁橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、防老剂的比例使之没有达到或超过优化比例范围(见表3)，比较例1是顺丁橡胶、丁基橡胶比例没有在优化比例范围内，比较例2是顺丁橡胶、天然橡胶、丁基橡胶没有在优化比例范围内，比较例3是丁基橡胶、丁苯橡胶没有在优化比例范围内，比较例几种助剂没有在优化比例范围内。按照表3配方作出样品(比较例)，并在检测中心按测实施例的要求物性指标测试物性，其结果在表4中进行比较。

表3 比较例的实施配方，各比较例中的数值为质量百分比(％)

表4 各实施例和比较例物性测试结果

从以上物性测试结果可明显看出，实施例的止滑性能相比比较例有较大的提高，实施例没出现物性性能不合格的问题。比较例所使用的原材料质量百分比超出了设定范围，其综合物理性能，特别是止滑、耐寒、耐磨等性能出现明显的下降。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐寒止滑橡胶运动鞋材，其特征在于:所述耐寒止滑橡胶运动鞋材的原料组成包括组份A和组份B；

所述组份A按组份A的质量百分比包括以下原料：顺丁橡胶25％～35％，天然橡胶10％～20％，丁基橡胶10％～15％，丁苯橡胶3％～6％，白炭黑18％～25％，环烷油4％～6％，硬脂酸0.3％～0.5％，氧化锌3％～5％，第一防老剂0.4％～0.6％，第二防老剂0.6％～1.0％，微晶蜡0.3％～0.5％，白烟活性剂1.8％～2.5％，硅烷偶联剂1.2％～2％，松香树脂0.3％～0.6％；

所述组份B包括以下原料：不溶性硫磺、第一促进剂和第二促进剂，所述不溶性硫磺的含量按质量百分比为所述组份A的1.1％～1.3％，所述第一促进剂的含量按质量百分比为所述组份A的1％～1.2％，所述第二促进剂的含量按质量百分比为所述组份A的0.2％～0.3％。

2.如权利要求1所述的耐寒止滑橡胶运动鞋材，其特征在于:所述第一防老剂为2-硫醇基苯并咪唑(MB)，所述第二防老剂为苯乙烯化苯酚(SP)。

3.如权利要求1所述的耐寒止滑橡胶运动鞋材，其特征在于:所述不溶性硫磺为不溶性硫磺IS-75/G；所述第一促进剂为二硫化二苯骈噻唑(MBTS)，所述第二促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(NS)。

4.如权利要求3所述的耐寒止滑橡胶运动鞋材，其特征在于:所述顺丁橡胶为北京燕山石油化工有限公司生产的顺丁橡胶BR9000；所述天然橡胶为越南生产的天然橡胶3L；所述丁基橡胶为德国朗盛的溴化丁基橡胶BIIR 2030或齐鲁石化公司的SBR1502；所述白炭黑为福建省沙县金沙白炭黑制造有限公司提供的白炭黑JS-160，其化学名称为沉淀水合二氧化硅；所述环烷油为新疆克拉玛依生产的KN4006，所述第一防老剂可采用2-硫醇基苯并咪唑(MB)，由上海敦煌化工厂生产；第二防老剂为苯乙烯化苯酚(SP)，由上海橡胶助剂厂生产；所述微晶蜡为法国百瑞美微晶蜡上海钰诺实业有限公司生产，微晶蜡代号为ok1956；所述白烟活性剂为白烟活性剂PEG4000，其化学名称是聚乙二醇，由吉林众鑫化工有限公司提供；所述硅烷偶联剂为东莞宏柏鞋材制造有限公司提供的硅烷偶联剂HP-1898B，其化学名称是双-(3-三乙氧基硅烷丙基)-四硫化物；所述松香树脂由广州金昌盛科技有限公司提供，其代号为P-90；所述不溶性硫磺IS-75/G由亚特曼化工有限公司提供；所述促进剂MBTS和所述促进剂NS由广州金昌盛科技有限公司提供。

5.一种如权利要求1-4任一所述的耐寒止滑橡胶运动鞋材的制备方法，其特征在于，包括一下步骤：

步骤一，磅料：

①按比例称量顺丁橡胶、天然橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶及松香树脂得橡胶主料类混合料；

②按比例称量白炭黑及环烷油得填充料；

③按比例称量硬脂酸，氧化锌，第一防老剂和第二防老剂，微晶蜡，白烟活性剂,硅烷偶联剂，混合得助剂类混合料；

步骤二，密炼：

将橡胶主料类混合料混合，放入密炼机密炼，开启密炼混合均匀，1分钟～2分钟后，加入25％～35％重量的填充料，继续密炼，橡胶和白炭黑混合，重新结块，混炼3分钟～4分钟后待温度达到100～110℃时，再加入剩下的65％～75％填充料及助剂类混合料，再混炼2分钟～3分钟后，直至温度继续升高到140～150℃时，下料，即得基料；

步骤三，开炼：

从密炼完成后的基料经开炼机进行开炼，开始时，开炼的辊间距设置为3-4mm；打薄时，辊间距设置为1-1.5mm，打薄次数为2次；打薄完后，辊间距调至5mm出片，过冷却水，再过防粘槽，切片静置24h以上，得片状物料；

步骤四，加药：

将步骤三得到的片状物料在开炼机上加不溶性硫磺、第一促进剂和第二促进剂，先将片状物料于开炼机上打三次三角包，打第一次和第二次三角包的辊距设置为1-1.5mm，打第三次三角包的辊距设置为3-4mm或根据鞋型设定的标准厚度，在辊轮上方留有堆积胶，同时将不溶性硫磺、第一促进剂和第二促进剂加在堆积胶上，接着进行捣胶，混合，开炼打法换为打三角包和打卷法，混合均匀后，以片状出片；

步骤五，测硫化曲线及油压成型：

剪取一小片加过药的物料，用硫变仪测硫化曲线，记录焦烧时间和正硫化时间，根据记录焦烧时间和正硫化时间调节油压机的硫化时间，将加过药的物料裁成鞋材形状放入橡胶鞋模中热压成型。

6.如权利要求5所述的耐寒止滑橡胶运动鞋材的制备方法，其特征在于加硫时先设置油压机温度为155-165℃，设置油压机的压力为145-155MPa，按设定时间加硫，待加硫完毕，打开模具取出鞋材，即得鞋材样品。