CN106519402A - 一种纳米材料鞋底及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米材料鞋底及其制备方法，纳米材料的原料包括：EVAO、氯丁橡胶、硬脂酸钙、改性淀粉、补强填料、纳米碳酸钙、植物纤维、硬脂酸锌、改性木质素、纳米氧化钛、纳米氮化硅、纳米二硫化钼、纳米氧化锌、硫化剂、表面活性剂、交联剂、相容剂、抗老化剂、环氧树脂、稳定剂、发泡剂、软化剂，所述硫化剂为硫磺，所述软化剂为石蜡，所述改性木质素为羟丙基木质素。本发明耐磨性好、柔软舒适、机械性能好，材料环保，使用超声法剥离后的纳米二硫化钼和纳米氮化硅作为耐磨填料，与橡胶共混，得到的橡胶纳米复合材料具有高耐磨性能，制备方法简单、对设备要求低，节约成本，有很好的市场前景。

Description

一种纳米材料鞋底及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种鞋底材料，具体是一种纳米材料鞋底及其制备方法。

背景技术

鞋是人们的生活必需品，可以保暖，还可以保护脚，然而鞋底对于鞋是非常重要的，因为他常与地面接触，遇到的摩擦最大，一般的材质的耐磨性不够，寿命很短，有些用的是天然橡胶，天然橡胶的优点就在于它非常的柔软，弹性及佳，但是缺点就是不耐磨。

橡胶磨耗被认为是一种破坏现象，但它与拉伸试验和撕裂试验的情况不同，是由反复向橡胶材料表面施加摩擦力引起的微小区域的破坏。耐磨性能是一个与橡胶制品使用寿命密切相关的力学性能。提高橡胶材料的耐磨性能在节约能源方面具有重要意义。

传统的橡胶增强填料如炭黑，不但可以对橡胶制品起到补强的作用还可以大幅提高耐磨性能，但是炭黑本身会对环境产生污染。新的抗磨损材料主要是在橡胶中加入颗粒、晶须和纤维等增强填料来提高耐磨性能，但是晶须或者纤维材料的加入往往难以解决界面问题或者因粒子尺寸太大而严重影响材料或制品的应用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐磨、抗静电的纳米材料鞋底及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种纳米材料鞋底，按照重量份的原料包括：EVA3O-50份、氯丁橡胶5-15份、硬脂酸钙10-20份、改性淀粉10-20份、补强填料10-20份、纳米碳酸钙5-10份、植物纤维5-10份、硬脂酸锌5-10份、改性木质素10-14份、纳米氧化钛5-8份、纳米氮化硅2-6份、纳米二硫化钼1-5份、纳米氧化锌1-3份、硫化剂1-3份、表面活性剂2-5份、交联剂2-6份、相容剂5-10份、抗老化剂2-8份、环氧树脂5-15份、稳定剂5-10份、发泡剂2-5份、软化剂1-3份。

作为本发明进一步的方案：所述纳米材料鞋底，按照重量份的原料包括：EVA35-45份、氯丁橡胶8-12份、硬脂酸钙12-18份、改性淀粉12-18份、补强填料12-18份、纳米碳酸钙6-9份、植物纤维6-9份、硬脂酸锌6-9份、改性木质素11-13份、纳米氧化钛6-7份、纳米氮化硅3-5份、纳米二硫化钼2-4份、纳米氧化锌1.5-2.5份、硫化剂1.5-2.5份、表面活性剂3-4份、交联剂3-5份、相容剂6-9份、抗老化剂4-6份、环氧树脂8-12份、稳定剂6-9份、发泡剂3-4份、软化剂1.5-2.5份。

作为本发明进一步的方案：所述纳米材料鞋底，按照重量份的原料包括：EVA40份、氯丁橡胶10份、硬脂酸钙15份、改性淀粉15份、补强填料15份、纳米碳酸钙8份、植物纤维8份、硬脂酸锌8份、改性木质素12份、纳米氧化钛6.5份、纳米氮化硅4份、纳米二硫化钼3份、纳米氧化锌2份、硫化剂2份、表面活性剂3.5份、交联剂4份、相容剂8份、抗老化剂5份、环氧树脂10份、稳定剂8份、发泡剂3.5份、软化剂2份。

作为本发明进一步的方案：所述相容剂为硅烷偶联剂、钦酸醋偶联剂、TPU和聚乙烯的混合物。

作为本发明进一步的方案：所述硫化剂为硫磺。

作为本发明进一步的方案：所述软化剂为石蜡，所述改性木质素为羟丙基木质素。

作为本发明进一步的方案：所述表面活性剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和山梨糖醇酐油酸酯的混合物，所述聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和山梨糖醇酐油酸酯的质量比为2.5：3.5。

作为本发明再进一步的方案：所述改性淀粉为淀粉乙酰酸酯和高脂肪族羧酸酯的混合物，所述淀粉乙酰酸酯和高脂肪族羧酸酯的质量比为3:5。

所述纳米材料鞋底的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）首先将纳米二硫化钼和纳米氮化硅加入到40-60ml的1g/100ml的N-甲基吡咯烷酮悬浮剂中，经过超声剥离0.5-1.5h制得悬浮液备用；

（3）在质量为80-100份的水中加入0.8-1份的浓硫酸溶液，搅拌混合均匀，制得絮凝水备用；

（4）将EVA、硬脂酸钙、纳米碳酸钙和纳米氧化锌加入到高速捏合机中，在170-190℃下，捏合10-15min，继续加入发泡剂，捏合5-10min，得到预发泡的EVA材料；

（5）将氯丁橡胶、改性淀粉、植物纤维和硬脂酸锌加入高速捏合机中，在190-210℃下，捏合5-10min，继续加入硬脂酸锌、纳米氧化钦，捏合8-12min，得到橡胶胶料备用；

（6）将步骤（4）得到的预泡发的EVA材料和环氧树脂加入至速捏合机中，在180℃下，捏合8-12min，再加入补强填料、纳米碳酸钙、改性木质素、纳米氧化钛、硫化剂、表面活性剂、交联剂、相容剂、抗老化剂、稳定剂、发泡剂和软化剂，得到胶结料；

（7）将橡胶胶料、胶结料放入预混合搅拌釜中，再加入悬浮液，搅拌混合20-40min后再加入絮凝水，搅拌直至絮凝完全，洗涤至中性，烘干制得鞋底材料；

（8）将制备得到的鞋底材料加入至中底模具中，加压加热，冷却后得到纳米材料鞋底成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明耐磨性好、柔软舒适、机械性能好，材料环保，使用超声法剥离后的纳米二硫化钼和纳米氮化硅作为耐磨填料，与橡胶共混，得到的橡胶纳米复合材料具有高耐磨性能，制备方法简单、对设备要求低，节约成本，有很好的市场前景。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种纳米材料鞋底，按照重量份的原料包括：EVA3O份、氯丁橡胶5份、硬脂酸钙10份、改性淀粉10份、补强填料10份、纳米碳酸钙5份、植物纤维5份、硬脂酸锌5份、羟丙基木质素10份、纳米氧化钛5份、纳米氮化硅2份、纳米二硫化钼1份、纳米氧化锌1份、硫磺1份、表面活性剂2份、交联剂2份、相容剂5份、抗老化剂2份、环氧树脂5份、稳定剂5份、发泡剂2份、石蜡1份。

所述纳米材料鞋底的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）首先将纳米二硫化钼和纳米氮化硅加入到40ml的1g/100ml的N-甲基吡咯烷酮悬浮剂中，经过超声剥离0.5h制得悬浮液备用；

（3）在质量为80份的水中加入0.8份的浓硫酸溶液，搅拌混合均匀，制得絮凝水备用；

（4）将EVA、硬脂酸钙、纳米碳酸钙和纳米氧化锌加入到高速捏合机中，在170℃下，捏合10min，继续加入发泡剂，捏合5min，得到预发泡的EVA材料；

（5）将氯丁橡胶、改性淀粉、植物纤维和硬脂酸锌加入高速捏合机中，在190℃下，捏合5min，继续加入硬脂酸锌、纳米氧化钦，捏合8min，得到橡胶胶料备用；

（6）将步骤（4）得到的预泡发的EVA材料和环氧树脂加入至速捏合机中，在180℃下，捏合8min，再加入补强填料、纳米碳酸钙、羟丙基木质素、纳米氧化钛、硫磺、表面活性剂、交联剂、相容剂、抗老化剂、稳定剂、发泡剂和石蜡，得到胶结料；

（7）将橡胶胶料、胶结料放入预混合搅拌釜中，再加入悬浮液，搅拌混合20min后再加入絮凝水，搅拌直至絮凝完全，洗涤至中性，烘干制得鞋底材料；

（8）将制备得到的鞋底材料加入至中底模具中，加压加热，冷却后得到纳米材料鞋底成品。

实施例2

一种纳米材料鞋底，按照重量份的原料包括：EVA35份、氯丁橡胶8份、硬脂酸钙12份、改性淀粉12份、补强填料12份、纳米碳酸钙6份、植物纤维6份、硬脂酸锌6份、羟丙基木质素11份、纳米氧化钛6份、纳米氮化硅3份、纳米二硫化钼2份、纳米氧化锌1.5份、硫磺1.5份、表面活性剂3份、交联剂3份、相容剂6份、抗老化剂4份、环氧树脂8份、稳定剂6份、发泡剂3份、石蜡1.5份。

所述纳米材料鞋底的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）首先将纳米二硫化钼和纳米氮化硅加入到45ml的1g/100ml的N-甲基吡咯烷酮悬浮剂中，经过超声剥离0.8h制得悬浮液备用；

（3）在质量为85份的水中加入0.85份的浓硫酸溶液，搅拌混合均匀，制得絮凝水备用；

（4）将EVA、硬脂酸钙、纳米碳酸钙和纳米氧化锌加入到高速捏合机中，在175℃下，捏合11min，继续加入发泡剂，捏合6min，得到预发泡的EVA材料；

（5）将氯丁橡胶、改性淀粉、植物纤维和硬脂酸锌加入高速捏合机中，在195℃下，捏合6min，继续加入硬脂酸锌、纳米氧化钦，捏合9min，得到橡胶胶料备用；

（6）将步骤（4）得到的预泡发的EVA材料和环氧树脂加入至速捏合机中，在180℃下，捏合9min，再加入补强填料、纳米碳酸钙、羟丙基木质素、纳米氧化钛、硫磺、表面活性剂、交联剂、相容剂、抗老化剂、稳定剂、发泡剂和石蜡，得到胶结料；

（7）将橡胶胶料、胶结料放入预混合搅拌釜中，再加入悬浮液，搅拌混合25min后再加入絮凝水，搅拌直至絮凝完全，洗涤至中性，烘干制得鞋底材料；

（8）将制备得到的鞋底材料加入至中底模具中，加压加热，冷却后得到纳米材料鞋底成品。

实施例3

一种纳米材料鞋底，按照重量份的原料包括：EVA40份、氯丁橡胶10份、硬脂酸钙15份、改性淀粉15份、补强填料15份、纳米碳酸钙8份、植物纤维8份、硬脂酸锌8份、羟丙基木质素12份、纳米氧化钛6.5份、纳米氮化硅4份、纳米二硫化钼3份、纳米氧化锌2份、硫磺2份、表面活性剂3.5份、交联剂4份、相容剂8份、抗老化剂5份、环氧树脂10份、稳定剂8份、发泡剂3.5份、石蜡2份。

所述纳米材料鞋底的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）首先将纳米二硫化钼和纳米氮化硅加入到50ml的1g/100ml的N-甲基吡咯烷酮悬浮剂中，经过超声剥离1h制得悬浮液备用；

（3）在质量为90份的水中加入0.9份的浓硫酸溶液，搅拌混合均匀，制得絮凝水备用；

（4）将EVA、硬脂酸钙、纳米碳酸钙和纳米氧化锌加入到高速捏合机中，在180℃下，捏合12min，继续加入发泡剂，捏合8min，得到预发泡的EVA材料；

（5）将氯丁橡胶、改性淀粉、植物纤维和硬脂酸锌加入高速捏合机中，在200℃下，捏合8min，继续加入硬脂酸锌、纳米氧化钦，捏合10min，得到橡胶胶料备用；

（6）将步骤（4）得到的预泡发的EVA材料和环氧树脂加入至速捏合机中，在180℃下，捏合10min，再加入补强填料、纳米碳酸钙、羟丙基木质素、纳米氧化钛、硫磺、表面活性剂、交联剂、相容剂、抗老化剂、稳定剂、发泡剂和石蜡，得到胶结料；

（7）将橡胶胶料、胶结料放入预混合搅拌釜中，再加入悬浮液，搅拌混合30min后再加入絮凝水，搅拌直至絮凝完全，洗涤至中性，烘干制得鞋底材料；

（8）将制备得到的鞋底材料加入至中底模具中，加压加热，冷却后得到纳米材料鞋底成品。

实施例4

一种纳米材料鞋底，按照重量份的原料包括：EVA45份、氯丁橡胶12份、硬脂酸钙18份、改性淀粉18份、补强填料18份、纳米碳酸钙9份、植物纤维9份、硬脂酸锌9份、羟丙基木质素13份、纳米氧化钛7份、纳米氮化硅5份、纳米二硫化钼4份、纳米氧化锌2.5份、硫磺2.5份、表面活性剂4份、交联剂5份、相容剂9份、抗老化剂6份、环氧树脂12份、稳定剂9份、发泡剂4份、石蜡2.5份。

所述纳米材料鞋底的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）首先将纳米二硫化钼和纳米氮化硅加入到55ml的1g/100ml的N-甲基吡咯烷酮悬浮剂中，经过超声剥离1.2h制得悬浮液备用；

（3）在质量为95份的水中加入0.95份的浓硫酸溶液，搅拌混合均匀，制得絮凝水备用；

（4）将EVA、硬脂酸钙、纳米碳酸钙和纳米氧化锌加入到高速捏合机中，在185℃下，捏合14min，继续加入发泡剂，捏合9min，得到预发泡的EVA材料；

（5）将氯丁橡胶、改性淀粉、植物纤维和硬脂酸锌加入高速捏合机中，在205℃下，捏合9min，继续加入硬脂酸锌、纳米氧化钦，捏合11min，得到橡胶胶料备用；

（6）将步骤（4）得到的预泡发的EVA材料和环氧树脂加入至速捏合机中，在180℃下，捏合11min，再加入补强填料、纳米碳酸钙、羟丙基木质素、纳米氧化钛、硫磺、表面活性剂、交联剂、相容剂、抗老化剂、稳定剂、发泡剂和石蜡，得到胶结料；

（7）将橡胶胶料、胶结料放入预混合搅拌釜中，再加入悬浮液，搅拌混合35min后再加入絮凝水，搅拌直至絮凝完全，洗涤至中性，烘干制得鞋底材料；

（8）将制备得到的鞋底材料加入至中底模具中，加压加热，冷却后得到纳米材料鞋底成品。

实施例5

一种纳米材料鞋底，按照重量份的原料包括：EVA50份、氯丁橡胶15份、硬脂酸钙20份、改性淀粉20份、补强填料20份、纳米碳酸钙10份、植物纤维10份、硬脂酸锌10份、羟丙基木质素14份、纳米氧化钛8份、纳米氮化硅6份、纳米二硫化钼5份、纳米氧化锌3份、硫磺3份、表面活性剂5份、交联剂6份、相容剂10份、抗老化剂8份、环氧树脂15份、稳定剂10份、发泡剂5份、石蜡3份。

所述纳米材料鞋底的制备方法，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）首先将纳米二硫化钼和纳米氮化硅加入到60ml的1g/100ml的N-甲基吡咯烷酮悬浮剂中，经过超声剥离1.5h制得悬浮液备用；

（3）在质量为100份的水中加入1份的浓硫酸溶液，搅拌混合均匀，制得絮凝水备用；

（4）将EVA、硬脂酸钙、纳米碳酸钙和纳米氧化锌加入到高速捏合机中，在190℃下，捏合15min，继续加入发泡剂，捏合10min，得到预发泡的EVA材料；

（5）将氯丁橡胶、改性淀粉、植物纤维和硬脂酸锌加入高速捏合机中，在210℃下，捏合10min，继续加入硬脂酸锌、纳米氧化钦，捏合12min，得到橡胶胶料备用；

（6）将步骤（4）得到的预泡发的EVA材料和环氧树脂加入至速捏合机中，在180℃下，捏合12min，再加入补强填料、纳米碳酸钙、羟丙基木质素、纳米氧化钛、硫磺、表面活性剂、交联剂、相容剂、抗老化剂、稳定剂、发泡剂和石蜡，得到胶结料；

（7）将橡胶胶料、胶结料放入预混合搅拌釜中，再加入悬浮液，搅拌混合40min后再加入絮凝水，搅拌直至絮凝完全，洗涤至中性，烘干制得鞋底材料；

（8）将制备得到的鞋底材料加入至中底模具中，加压加热，冷却后得到纳米材料鞋底成品。

所述相容剂为硅烷偶联剂、钦酸醋偶联剂、TPU和聚乙烯的混合物；所述表面活性剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和山梨糖醇酐油酸酯的混合物，所述聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和山梨糖醇酐油酸酯的质量比为2.5：3.5；所述改性淀粉为淀粉乙酰酸酯和高脂肪族羧酸酯的混合物，所述淀粉乙酰酸酯和高脂肪族羧酸酯的质量比为3:5。

本发明耐磨性好、柔软舒适、机械性能好，材料环保，使用超声法剥离后的纳米二硫化钼和纳米氮化硅作为耐磨填料，与橡胶共混，得到的橡胶纳米复合材料具有高耐磨性能，制备方法简单、对设备要求低，节约成本，有很好的市场前景。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种纳米材料鞋底，其特征在于，按照重量份的原料包括：EVA3O-50份、氯丁橡胶5-15份、硬脂酸钙10-20份、改性淀粉10-20份、补强填料10-20份、纳米碳酸钙5-10份、植物纤维5-10份、硬脂酸锌5-10份、改性木质素10-14份、纳米氧化钛5-8份、纳米氮化硅2-6份、纳米二硫化钼1-5份、纳米氧化锌1-3份、硫化剂1-3份、表面活性剂2-5份、交联剂2-6份、相容剂5-10份、抗老化剂2-8份、环氧树脂5-15份、稳定剂5-10份、发泡剂2-5份、软化剂1-3份。

2.根据权利要求1所述的纳米材料鞋底，其特征在于，按照重量份的原料包括：EVA35-45份、氯丁橡胶8-12份、硬脂酸钙12-18份、改性淀粉12-18份、补强填料12-18份、纳米碳酸钙6-9份、植物纤维6-9份、硬脂酸锌6-9份、改性木质素11-13份、纳米氧化钛6-7份、纳米氮化硅3-5份、纳米二硫化钼2-4份、纳米氧化锌1.5-2.5份、硫化剂1.5-2.5份、表面活性剂3-4份、交联剂3-5份、相容剂6-9份、抗老化剂4-6份、环氧树脂8-12份、稳定剂6-9份、发泡剂3-4份、软化剂1.5-2.5份。

3.根据权利要求1所述的纳米材料鞋底，其特征在于，按照重量份的原料包括：EVA40份、氯丁橡胶10份、硬脂酸钙15份、改性淀粉15份、补强填料15份、纳米碳酸钙8份、植物纤维8份、硬脂酸锌8份、改性木质素12份、纳米氧化钛6.5份、纳米氮化硅4份、纳米二硫化钼3份、纳米氧化锌2份、硫化剂2份、表面活性剂3.5份、交联剂4份、相容剂8份、抗老化剂5份、环氧树脂10份、稳定剂8份、发泡剂3.5份、软化剂2份。

4.根据权利要求1-3任一所述的纳米材料鞋底，其特征在于，所述相容剂为硅烷偶联剂、钦酸醋偶联剂、TPU和聚乙烯的混合物。

5.根据权利要求1-3任一所述的纳米材料鞋底，其特征在于，所述硫化剂为硫磺。

6.根据权利要求1-3任一所述的纳米材料鞋底，其特征在于，所述软化剂为石蜡，所述改性木质素为羟丙基木质素。

7.根据权利要求1-3任一所述的纳米材料鞋底，其特征在于，所述表面活性剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和山梨糖醇酐油酸酯的混合物，所述聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和山梨糖醇酐油酸酯的质量比为2.5：3.5。

8.根据权利要求1-3任一所述的纳米材料鞋底，其特征在于，所述改性淀粉为淀粉乙酰酸酯和高脂肪族羧酸酯的混合物，所述淀粉乙酰酸酯和高脂肪族羧酸酯的质量比为3:5。

9.一种如权利要求1-3任一所述的纳米材料鞋底的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）首先将纳米二硫化钼和纳米氮化硅加入到40-60ml的1g/100ml的N-甲基吡咯烷酮悬浮剂中，经过超声剥离0.5-1.5h制得悬浮液备用；

（3）在质量为80-100份的水中加入0.8-1份的浓硫酸溶液，搅拌混合均匀，制得絮凝水备用；

（4）将EVA、硬脂酸钙、纳米碳酸钙和纳米氧化锌加入到高速捏合机中，在170-190℃下，捏合10-15min，继续加入发泡剂，捏合5-10min，得到预发泡的EVA材料；

（5）将氯丁橡胶、改性淀粉、植物纤维和硬脂酸锌加入高速捏合机中，在190-210℃下，捏合5-10min，继续加入硬脂酸锌、纳米氧化钦，捏合8-12min，得到橡胶胶料备用；

（6）将步骤（4）得到的预泡发的EVA材料和环氧树脂加入至速捏合机中，在180℃下，捏合8-12min，再加入补强填料、纳米碳酸钙、改性木质素、纳米氧化钛、硫化剂、表面活性剂、交联剂、相容剂、抗老化剂、稳定剂、发泡剂和软化剂，得到胶结料；

（7）将橡胶胶料、胶结料放入预混合搅拌釜中，再加入悬浮液，搅拌混合20-40min后再加入絮凝水，搅拌直至絮凝完全，洗涤至中性，烘干制得鞋底材料；

（8）将制备得到的鞋底材料加入至中底模具中，加压加热，冷却后得到纳米材料鞋底成品。