CN105524317B - 一种抗折阻燃sbr复合鞋底材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其重量份组成为：SBR 35～42份，防老剂0.3～0.8份，偶联剂0.5～1份，硫化剂2.5～3份，促进剂3～5份，填料18～24份，软化剂14～16份，防雾剂0.5份，抗氧剂0.2份，硬脂酸2.5份，氧化锌2.5份，天然橡胶10～15份，复合纤维11～12份。本发明还提供了该抗折阻燃SBR复合鞋底材料的制备方法。本发明提供的鞋底材料的抗折性和阻燃性均较好。

Description

一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种鞋底材料，特别是涉及一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料及其制备方法。
背景技术：
丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯经共聚合制得的橡胶，英文缩写是SBR。丁苯橡胶按聚合方法分类，可分为乳液聚合和溶液聚合二种。丁苯橡胶是产量最大的一种合成橡胶，据统计，1991年全世界总产量为755万吨，约占合成橡胶的55％，占全部橡胶的34％。在各种丁苯橡胶中，低温乳聚丁苯橡胶产量最大。
丁苯生胶是浅黄褐色弹性固体，密度随苯乙烯含量的增加而变大，耐油性差，但介电性能较好；生胶的抗拉强度只有20-35千克力/厘米2，加入炭黑补强后，抗拉强度可达250-280千克力/厘米2；其黏合性﹑弹性和形变发热量均不如天然橡胶，但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑气密性等却优于天然橡胶，因此是一种综合性能较好的橡胶。丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品，综合性能良好，价格低，在多数场合可代替天然橡胶使用，主要用于轮胎工业，汽车部件、胶管、胶带、鞋底材料、电线电缆以及其它橡胶制品。不过，SBR鞋底材料的抗折性和阻燃性均不理想，不能用于对这两种性能有很高要求的场合，例如炼钢、消防等。
公开号为CN102731873A、公开日为2012.10.17、申请人为上纬(上海)精细化工有限公司的中国专利申请公开了“一种无划痕的橡胶鞋底材料及其制备方法”，包括以下重量份百分比成份：SBR丁苯橡胶：28.1份；NR天然橡胶：4.7份；BR顺丁橡胶14.1份；炭黑(N330HAF高耐磨型)：28.1份；环烷油4010：9.4份；硬脂酸：2.3份；微晶蜡(石蜡)：2.3份；油酸(环氧化)：4.7份；抗氧化剂1010：0.24份；抗臭氧剂对苯二胺：0.24份；硫磺S8：0.94份；M(MBT)：0.47份；DM(MBTS)：0.24份；PEG-4000聚乙二醇：1.9份；锌氧粉(活性)：2.4份；该发明鞋底材料与其他鞋底材料相比，具有抗耐磨、抗划痕且制作工序简单等特点。不过，该鞋底材料同样存在抗折性和阻燃性较差的问题。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其抗折性和阻燃性均较好。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其重量份组成为：SBR 35～42份，防老剂0.3～0.8份，偶联剂0.5～1份，硫化剂2.5～3份，促进剂3～5份，填料18～24份，软化剂14～16份，防雾剂0.5份，抗氧剂0.2份，硬脂酸2.5份，氧化锌2.5份，天然橡胶10～15份，复合纤维11～12份；所述复合纤维由以下步骤制得：
(1)将海泡石加入粉碎机粉碎，研磨后得到海泡石粉，将海泡石粉加入1mol/L的盐酸中，加热至110℃后活化1.5小时，冷却至室温后过滤，将得到的滤渣用去离子水反复洗涤，置于烘箱中90℃下烘干2小时，研磨后过50目筛得到活化海泡石粉，其中海泡石粉与盐酸的重量比为1:20；
(2)将竹浆粕过50目筛后加入NMMO中，搅拌至分散均匀得到质量浓度为10％的竹浆粕溶液，将步骤(1)得到的活化海泡石粉加入竹浆粕溶液中，加热至90℃后搅拌1小时，然后加入CMC继续搅拌1小时，得到纺丝原液，其中，竹浆粕、活化海泡石粉、CMC的重量比为5:1:0.1；
(3)将步骤(2)得到的纺丝原液加入单孔纺丝机中进行干湿法纺丝，得到复合纤维，其中，纺丝板的孔径为0.15mm，纺丝温度为85℃，压力为0.5MPa，气隙长度为10cm。
优选地，本发明所述防老剂为防老剂SP。
优选地，本发明所述偶联剂为Si-69。
优选地，本发明所述硫化剂为硫磺。
优选地，本发明所述促进剂为促进剂TMTD。
优选地，本发明所述填料为白炭黑或纳米陶土。
优选地，本发明所述软化剂为环烷油。
优选地，本发明所述防雾剂为石蜡。
优选地，本发明所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述抗折阻燃SBR复合鞋底材料的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
按重量份称取各组分 ，将SBR、天然橡胶通过100℃的滚轮混炼2分钟，然后加入密炼机，再将防老剂、偶联剂、填料、软化剂、防雾剂、抗氧剂、硬脂酸、氧化锌、复合纤维加入密炼机密炼20分钟，清扫粉尘后继续密炼5分钟后停放10小时，然后转入开炼机，同时将硫化剂、促进剂加入开炼机，150℃下硫化3小时，停放24小时后得到抗折阻燃SBR复合鞋底材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
海泡石又称坡缕石，其颗粒呈纤维状，具有较好的耐高温和耐火阻燃性能，且内部具有孔道结构，竹浆纤维具有较好的强度和韧性，其具有中腔结构，本发明先将海泡石通过盐酸活化处理，扩大了其孔道容积，再将其加入竹浆粕中，并通过CMC加强了两者之间的结合力并制成了纺丝原液，然后纺丝制成复合纤维，添加于SBR基体后，该复合纤维在CMC和偶联剂的帮助下均匀分散于SBR基体中并形成强度较高的结合，复合纤维中的海泡石有效提高了鞋底材料的阻燃性；鞋底材料在受到弯折外力时海泡石的孔道结构和竹浆纤维的中腔结构可起到反弹和消弭作用，而且竹浆纤维的高强度和高韧性也提高了鞋底材料的强度和韧性，使得鞋底材料不容易被弯折破坏，因此鞋底材料的抗折性得到了很大的提高；此外，竹浆纤维还具有很好的抗菌性，因此可有效提高鞋底材料的抗菌性，改善鞋内部环境。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其重量份组成为：SBR 39份，防老剂SP 0.4份，Si-690.5份，硫磺3份，促进剂TMTD 4.5份，白炭黑20份，环烷油14.5份，石蜡0.5份，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物0.2份，硬脂酸2.5份，氧化锌2.5份，天然橡胶10份，复合纤维11.1份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将海泡石加入粉碎机粉碎，研磨后得到海泡石粉，将海泡石粉加入1mol/L的盐酸中，加热至110℃后活化1.5小时，冷却至室温后过滤，将得到的滤渣用去离子水反复洗涤，置于烘箱中90℃下烘干2小时，研磨后过50目筛得到活化海泡石粉，其中海泡石粉与盐酸的重量比为1:20；
(2)将竹浆粕过50目筛后加入NMMO中，搅拌至分散均匀得到质量浓度为10％的竹浆粕溶液，将步骤(1)得到的活化海泡石粉加入竹浆粕溶液中，加热至90℃后搅拌1小时，然后加入CMC继续搅拌1小时，得到纺丝原液，其中，竹浆粕、活化海泡石粉、CMC的重量比为5:1:0.1；
(3)将步骤(2)得到的纺丝原液加入单孔纺丝机中进行干湿法纺丝，得到复合纤维，其中，纺丝板的孔径为0.15mm，纺丝温度为85℃，压力为0.5MPa，气隙长度为10cm
(4)按重量份称取各组分 ，将SBR、天然橡胶通过100℃的滚轮混炼2分钟，然后加入密炼机，再将防老剂SP、Si-69、白炭黑、环烷油、石蜡、抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物、硬脂酸、氧化锌、复合纤维加入密炼机密炼20分钟，清扫粉尘后继续密炼5分钟后停放10小时，然后转入开炼机，同时将硫磺、促进剂TMTD加入开炼机，150℃下硫化3小时，停放24小时后得到抗折阻燃SBR复合鞋底材料。
实施例2
抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其重量份组成为：SBR 40份，防老剂SP 0.6份，Si-690.7份，硫磺2.8份，促进剂TMTD 3份，纳米陶土24份，环烷油14份，石蜡0.5份，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物0.2份，硬脂酸2.5份，氧化锌2.5份，天然橡胶12份，复合纤维11份。
其制备方法与实施例1一样。
实施例3
抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其重量份组成为：SBR 35份，防老剂SP 0.8份，Si-690.9份，硫磺2.6份，促进剂TMTD 3.5份，白炭黑22份，环烷油15.5份，石蜡0.5份，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物0.2份，硬脂酸2.5份，氧化锌2.5份，天然橡胶14份，复合纤维11.5份。
其制备方法与实施例1一样。
实施例4
抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其重量份组成为：SBR 42份，防老剂SP 0.3份，Si-690.6份，硫磺2.9份，促进剂TMTD 4份，白炭黑18份，环烷油16份，石蜡0.5份，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物0.2份，硬脂酸2.5份，氧化锌2.5份，天然橡胶15份，复合纤维11.2份。
其制备方法与实施例1一样。
实施例5
抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其重量份组成为：SBR 36份，防老剂SP 0.5份，Si-690.8份，硫磺2.7份，促进剂TMTD 5份，纳米陶土17份，环烷油14.4份，石蜡0.5份，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物0.2份，硬脂酸2.5份，氧化锌2.5份，天然橡胶13份，复合纤维12份。
其制备方法与实施例1一样。
实施例6
抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其重量份组成为：SBR 38份，防老剂SP 0.7份，Si-691份，硫磺2.5份，促进剂TMTD 4.4份，纳米陶土21份，环烷油15份，石蜡0.5份，抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物0.2份，硬脂酸2.5份，氧化锌2.5份，天然橡胶11份，复合纤维11.8份。
其制备方法与实施例1一样。
经测试，实施例1-6以及对比例的抗折性和阻燃性如下表所示，其中，
对比例为公开号为CN102731873A的中国专利，
抗折性参考GB/T3903.1-1994测试各鞋底材料在对折10万次后形成的裂口长度，裂口长度越小表明抗折性越好；
阻燃性参考ASTM E1354-2013测试各鞋底材料的氧指数，氧指数越高表明阻燃性越好。
本发明实施例1-6的裂口长度均小于对比例很多，而氧指数则明显高于对比例，表明具有较好的抗折性和阻燃性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其特征在于：其重量份组成为：SBR 35～42份，防老剂0.3～0.8份，偶联剂0.5～1份，硫化剂2.5～3份，促进剂3～5份，填料18～24份，软化剂14～16份，防雾剂0.5份，抗氧剂0.2份，硬脂酸2.5份，氧化锌2.5份，天然橡胶10～15份，复合纤维11～12份；所述复合纤维由以下步骤制得：
(1)将海泡石加入粉碎机粉碎，研磨后得到海泡石粉，将海泡石粉加入1mol/L的盐酸中，加热至110℃后活化1.5小时，冷却至室温后过滤，将得到的滤渣用去离子水反复洗涤，置于烘箱中90℃下烘干2小时，研磨后过50目筛得到活化海泡石粉，其中海泡石粉与盐酸的重量比为1:20；
(2)将竹浆粕过50目筛后加入NMMO中，搅拌至分散均匀得到质量浓度为10％的竹浆粕溶液，将步骤(1)得到的活化海泡石粉加入竹浆粕溶液中，加热至90℃后搅拌1小时，然后加入CMC继续搅拌1小时，得到纺丝原液，其中，竹浆粕、活化海泡石粉、CMC的重量比为5:1:0.1；
(3)将步骤(2)得到的纺丝原液加入单孔纺丝机中进行干湿法纺丝，得到复合纤维，其中，纺丝板的孔径为0.15mm，纺丝温度为85℃，压力为0.5MPa，气隙长度为10cm。
2.根据权利要求1所述的一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其特征在于：所述防老剂为防老剂SP。
3.根据权利要求1所述的一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其特征在于：所述偶联剂为Si-69。
4.根据权利要求1所述的一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其特征在于：所述硫化剂为硫磺。
5.根据权利要求1所述的一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其特征在于：所述促进剂为促进剂TMTD。
6.根据权利要求1所述的一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其特征在于：所述填料为白炭黑或纳米陶土。
7.根据权利要求1所述的一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其特征在于：所述软化剂为环烷油。
8.根据权利要求1所述的一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其特征在于：所述防雾剂为石蜡。
9.根据权利要求1所述的一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种抗折阻燃SBR复合鞋底材料的制备方法，其特征在于：
按重量份称取各组分 ，将SBR、天然橡胶通过100℃的滚轮混炼2分钟，然后加入密炼机，再将防老剂、偶联剂、填料、软化剂、防雾剂、抗氧剂、硬脂酸、氧化锌、复合纤维加入密炼机密炼20分钟，清扫粉尘后继续密炼5分钟后停放10小时，然后转入开炼机，同时将硫化剂、促进剂加入开炼机，150℃下硫化3小时，停放24小时后得到抗折阻燃SBR复合鞋底材料。
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