CN106750847A - 一种减震材料及其制备方法和由减震材料得到的鞋底 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减震材料，本发明提供的减震材料无需设置任何的减震结构就具有优异的减震性能。根据实施例的实验结果可知，本发明提供的减震材料得到的鞋底的具有优异的硬度、拉力强度、延伸率、直角撕裂强度、比重、耐磨性能和减震性能，减震性能G值≤35，远远优于普通鞋底的减震性能(45以上)。

Description

一种减震材料及其制备方法和由减震材料得到的鞋底
技术领域
本发明涉及鞋用复合材料技术领域，尤其涉及一种减震材料及由其得到的鞋底。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对鞋子的要求不断提升，已经从单纯的防寒、防护等功能，向时尚、轻便、舒适等转变。新型鞋用功能性材料的不断涌现，为传统的制鞋业提供了许多有用之材，不但引发了新的流行趋势，也为鞋类功能性、舒适性等性能的开发提供了保证。
减震性能是指在足部受到强大冲击力时，利用减震材料或特殊减震构件或装置率先在鞋上产生强大阻力，消耗地面传输到足部的大部分能量，从而减小冲力，减少足部的损伤。据统计，人在跑步时足部接触地面瞬间受到的冲击力将近人体自身重量的2～3倍，剧烈运动时甚至达到5倍，而快跑承受的冲击力更是慢跑的3倍。如果鞋子没有良好的减震性能来缓冲冲击力，那么人在跑步特别是快跑时，双脚会感到疲惫，无法保持速度和耐力，同时会冲击脊柱和大脑，对健康造成损伤。
现有技术中关于对鞋底减震性能的改进技术已经有很多，例如耐克公司的空气垫是一种内充空气的塑料薄膜囊，将其分别置于内底的前后掌主要着力点处，可以最大限度地减轻对人体足部的冲击；锐步公司开发出蜂巢减震技术，依靠气囊提供减震保护；匡威公司开发出魔球减震技术，其技术原理是在前后掌放置大小、密度不同的中空橡胶球；彪马公司在鞋子中底内置蜂窝结构，增强了鞋子的减震性能。国内关于鞋底减震性能的研究起步较晚。李宁公司的开发了“李宁弓”减震系统，利用拱形的受压变形实现有效分压、缓震及反弹，减少传递到脚部的冲击力和能量；安踏公司推出具有减震功能的“芯技术”，其将吸震材料制作成吸震球，再依托一些辅助结构加工形成具有减震功能的结构。目前国内外在鞋底减震技术方面普遍存在着一个相同的问题，即需要采用额外的结构设计来实现减震目的，大大增加了鞋底的设计成本和制作成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减震材料及由其得到的鞋底，本发明提供的减震材料制备的鞋底无需设置任何的减震结构就具有优异的减震性能。
本发明提供了一种减震材料，由包含以下质量份的原料制备得到：
优选的，还包含如下质量份的原料：
耐磨剂 2～4份；
着色剂 0.5～2份。
优选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量含量为5～40％。
本发明提供了一种上述不包含耐磨剂和着色剂的减震材料的制备方法，包含如下步骤：
对包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯弹性体、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌和硬脂酸的混合物进行第一次混炼，得到一级混炼料；
将一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料；
对二级混炼料进行开练，得到减震材料。
本发明提供了一种上述包含耐磨剂和着色剂的减震材料的制备方法，包含如下步骤：
对包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、耐磨剂和着色剂的混合物进行第一次混炼，得到一级混炼料；
将一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料；
对二级混炼料进行开练，得到减震材料。
优选的，所述第一次混炼的温度为95～100℃，时间为0～8分钟。
优选的，所述第二次混炼的温度为105～115℃，时间为1～2分钟。
本发明还提供了一种由上述减震材料经注射成型制备得到的鞋底。
本发明提供了一种减震材料，本发明提供的减震材料无需设置任何的减震结构就具有优异的减震性能。本发明提供的减震材料的制备原料中包含氢化苯乙烯弹性体，该弹性体玻璃化转变温度接近室温，具有极佳的吸震效果；且该弹性体对树脂相容指数高，对填料包容能力强，耐磨性强，能够与材料配方中的其他组分产生协同效应，赋予材料优异的减震性能和其他综合使用性能。另外，溴化丁基橡胶具有分子链内阻大的特点，会使作用在他上面的自由振动快速衰减，以达到减震缓冲的效果。根据实施例的实验结果可知，本发明提供的减震材料得到的鞋底的具有优异的硬度、拉力强度、延伸率、直角撕裂强度、比重、耐磨性能和减震性能，减震性能G值≤35，远远优于普通鞋底的减震性能(45以上)。
具体实施方式
本发明提供了一种减震材料，由包含以下质量份的原料制备得到：
本发明提供的减震材料包含10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物，优选为12～18份，更优选为14～16份。在本发明中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量含量优选为5～40％，更优选为10～30％，最优选为15～25％。在本发明中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔融指数MI值优选为1.5～6g/10min，更优选为2～5g/10min，最优选为3～4g/10min。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料包含5～20份乙烯-辛烯嵌段共聚物，优选为10～18份，更优选为14～16份。在本发明中，所述乙烯-辛烯嵌段共聚物的熔融指数MI值优选为0.5～3g/10min，更优选为1～2.5g/10min，最优选为1.5～2g/10min。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料包含5～15份氢化苯乙烯，优选为7～13份，更优选为9～11份。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料包含5～10份溴化丁基橡胶，优选为6～9份，更优选为7～8份。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料包含3～5份纳米碳酸钙，具体的可以为3份、4份或5份。在本发明中，所述那么碳酸钙的粒径优选为20～80nm，更优选为30～70nm，最优选为40～60nm。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料包含0.2～0.8份氧化锌，优选为0.3～0.7份，更优选为0.4～0.6份。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料包含0.5～0.8份硬脂酸锌，具体的可以为0.5份、0.6份、0.7份或0.8份。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料包含0.3～0.5份硬脂酸，具体的可以为0.3份、0.4份或0.5份。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料包含0.35～0.45份交联剂，选为0.38～0.43份，更优选为0.4～0.41份。在本发明具体实施例中，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料包含1～2份发泡剂，优选为1.2～1.8份，更优选为1.4～1.6份。在本发明具体实施例中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料优选还包含2～4份耐磨剂，具体的可以为2份、3份或4份。在本发明中，所述耐磨剂优选为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂优选为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。
以10～20份乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量份为基准，本发明提供的减震材料优选还包含0.5～2份着色剂，优选为0.7～1.8份，更优选为1～1.5份。在本发明中，所述着色剂优选为硫化镉、钼铬红和钴蓝着色剂中的一种或几种，根据实际对颜色的需求进行选择即可。
本发明对上述技术方案所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、交联剂、发泡剂、耐磨剂和着色剂的来源没有任何特殊要求，采用本领域技术人员所熟知上述技术方案所述原料的市售产品即可。
当所述减震材料不包含耐磨剂和着色剂组分时，本发明提供了一种上述减震材料的制备方法，包含如下步骤：
对包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌和硬脂酸的混合物进行第一次混炼，得到一级混炼料；
将所述一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料；
对所述二级混炼料进行开练，得到减震材料。
本发明将乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌和硬脂酸混合，得到混合物。本发明对所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌和硬脂酸的混合顺序没有特殊要求，可以按照任意的顺序进行混合。
得到混合物后，本发明将所述混合物进行第一次混炼，得到一级混炼料。在本发明中，所述第一次混炼的温度优选为95～100℃，更优选为96～99℃，最优选为97～98℃；所述第一次混炼的时间为0～8分钟，更优选为2～6分钟，最优选为3～5分钟。本发明优选在6～8分钟内从室温升至95～100℃，具体的可以为6分钟、7分钟或8分钟。在本发明中，所述第一次混炼优选在密炼机中进行。
得到一级混炼料之后，本发明将所述一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料。本发明对所述一级混炼料和交联剂、发泡剂的混合顺序没有特殊要求，可以按照任意的顺序进行混合。在本发明中，所述第二次混炼的温度优选为105～115℃，更优选为108～113℃，最优选为110～111℃；所述第二次混炼的时间为1～2分钟。本发明优选在1～2分钟内从95～100℃升至105～115℃。在本发明中，所述第二次混炼优选在密炼机中进行。
所述第二次混炼后，本发明对得到的二级混炼料进行开练，得到减震材料。在本发明中，所述开炼优选在开炼机中进行。在本发明中，所述开练过程优选为：
将所述二级混炼料进行第一翻厚；
将所述第一翻厚得到的物料进行束薄；
将所述束薄得到的物料进行第二翻厚，得到减震材料。
在本发明中，所述第一翻厚之后的厚度优选为3～4mm，更优选为3.2～3.8mm，最优选为3.4～3.6mm。
在本发明中，所述束薄优选进行1～3次，具体的可以为1次、2次或3次。在本发明中，所述束薄之后的厚度优选为1～1.5mm，具体的可以为1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm。
所述束薄之后，本发明优选进行第二次翻厚，得到减震材料；所述翻厚之后的厚度优选为3～4mm，更优选为3.2～3.8mm，最优选为3.4～3.6mm。
当所述减震材料包含耐磨剂和着色剂组分时，本发明提供了一种上述减震材料的制备方法，包含如下步骤：
对包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、耐磨剂和着色剂的混合物进行第一次混炼，得到一级混炼料；
将所述一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料；
对所述二级混炼料进行开练，得到减震材料。
在本发明中，包含耐磨剂和着色剂的减震材料的制备方法除了添加了耐磨剂和着色剂之外，与上述不包含耐磨剂和着色剂的减震材料的制备方法相同，在此不再进行赘述。
本发明还提供了一种上述减震材料经注射成型制备得到的鞋底。本发明对所述鞋底的制备方法没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的注射成型的方法进行即可。
在本发明中，所述鞋底的制备方法，优选包含如下步骤：
对所述减震材料进行造粒，得到减震颗粒；
将所述减震颗粒注射成鞋底。
本发明优选对所述减震材料进行造粒，得到减震颗粒。在本发明中，所述造粒优选在单螺杆挤出造粒机中进行；所述造粒机模头温度优选为75～85℃，更优选为77～83℃，最优选为79～81℃；所述造粒机炮管的温度优选为70～80℃，更优选为72～78℃，最优选为74～76℃。在本发明中，所述减震颗粒的粒径优选为2.5～3mm，具体的可以为2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm或3mm。
本发明优选将得到的减震颗粒在室温下静置和干燥后再用于制备鞋底。在本发明中，所述静置的时间优选在2小时以上，更优选为3～5小时，最优选为静置4小时。在本发明中，所述干燥的温度优选为45～50℃，更优选为46～49℃，最优选为47～48℃；所述干燥的时间优选为1～5小时，更优选为2～4小时，最优选为3小时。
得到所述减震颗粒之后，本发明优选将所述减震颗粒注射成鞋底。在本发明中，所述注射优选在注射机中进行。本发明对所述注射机的类型没有特殊要求，能够注射成型得到鞋底即可。
下面结合实施例对本发明提供的减震材料及由其得到的鞋底进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
在下述实施例中，所述份如无特殊说明均为质量份。
实施例1
对包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌和硬脂酸的混合物在密炼机中进行第一次混炼，得到一级混炼料；所述第一次混炼的温度由室温升至95℃，时间为8分钟。
将一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料；所述第二次混炼的温度继续上升至105℃，时间为2分钟。
对二级混炼料在开练机中进行开练，得到减震材料。所述开练过程为：先翻厚一次，厚度3mm，再束薄二次，每次厚度1mm，再翻厚一次，厚度3mm，得到减震材料。
实施例2
将实施例1得到的减震材料投入单螺杆挤出造粒机，造粒机模头温度75℃，炮管温度70℃，粒径3mm，造好的粒料室温静置2小时以上。将静置好的颗粒放入干燥桶内干燥1小时，干燥温度为45℃。
将干燥的减震颗粒在注射机中注射成鞋底：所述注射机的射枪优选分为4段，四段的温度分别为：80℃、82℃、84℃、88℃；同一支射枪中的活塞分为5步连续不间断的推进，射速分别为15g/s，射压从一到四段分别为80bar、75bar、70bar、65bar；所述注射机的模具温度：175℃，硫化时间450秒；所述注射机5节烘箱连接为一组，逐步降温，定型烘箱温度分别为：90℃、80℃、70℃、60℃、50℃，每一节的烘干时间为5分钟。
本发明对本实施例得到的鞋底的物理性质进行了检测，检测结果如表1所示。
表1实施例2得到的鞋底的性能测试结果
由表1的测试结果可知，本实施例得到的鞋底的具有优异的硬度、拉力强度、延伸率、直角撕裂强度、比重、耐磨性能和减震性能，减震性能G值为32，远远优于普通鞋底的减震性能(45以上)。
实施例3
对包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌和硬脂酸的混合物在密炼机中进行第一次混炼，得到一级混炼料；所述第一次混炼的温度由室温升至100℃，时间为分钟。
将一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料；所述第二次混炼的温度继续上升至115℃，时间为1分钟。
对二级混炼料在开练机中进行开练，得到减震材料。所述开练过程为：先翻厚一次，厚度4mm，再束薄二次，每次厚度1.5mm，再翻厚一次，厚度4mm，得到减震材料。
实施例4
将实施例3得到的减震材料投入单螺杆挤出造粒机，造粒机模头温度85℃，炮管温度80℃，粒径3mm，造好的粒料室温静置2小时以上。将静置好的颗粒放入干燥桶内干燥1小时，干燥温度为50℃。
将干燥的减震颗粒在注射机中注射成鞋底：所述注射机的射枪优选分为4段，四段的温度分别为：80℃、82℃、84℃、90℃；同一支射枪中的活塞分为5步连续不间断的推进，射速为20g/s，射压从一到四段分别为80bar、75bar、70bar、65bar；所述注射机的模具温度：178℃，硫化时间320秒；所述注射机5节烘箱连接为一组，逐步降温，定型烘箱温度分别为：90℃、80℃、70℃、60℃、55℃，每一节的烘干时间为7分钟。
表2实施例4得到的鞋底的性能测试结果
由表1的测试结果可知，本实施例得到的鞋底的具有优异的硬度、拉力强度、延伸率、直角撕裂强度、比重、耐磨性能和减震性能，减震性能G值为31，远远优于普通鞋底的减震性能(45以上)。
实施例5
对包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、耐磨剂和着色剂的混合物在密炼机中进行第一次混炼，得到一级混炼料；所述第一次混炼的温度由室温升至980℃，时间为7分钟。
将一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料；所述第二次混炼的温度继续上升至110℃，时间为2分钟。
对二级混炼料在开练机中进行开练，得到减震材料。所述开练过程为：先翻厚一次，厚度4mm，再束薄二次，每次厚度1.5mm，再翻厚一次，厚度3mm，得到减震材料。
实施例6
将实施例5得到的减震材料投入单螺杆挤出造粒机，造粒机模头温度80℃，炮管温度75℃，粒径3mm，造好的粒料室温静置2小时以上。将静置好的颗粒放入干燥桶内干燥1小时，干燥温度为48℃。
将干燥的减震颗粒在注射机中注射成鞋底：所述注射机的射枪优选分为4段，四段的温度分别为：80℃、82℃、84℃、85℃；同一支射枪中的活塞分为5步连续不间断的推进，射速为10g/s，射压从一到四段分别为80bar、75bar、70bar、65bar；所述注射机的模具温度：174℃，硫化时间280秒；所述注射机5节烘箱连接为一组，逐步降温，定型烘箱温度分别为：90℃、80℃、70℃、60℃、45℃，每一节的烘干时间为7分钟。
表3实施例6得到的鞋底的性能测试结果
由表1的测试结果可知，本实施例得到的鞋底的具有优异的硬度、拉力强度、延伸率、直角撕裂强度、比重、耐磨性能和减震性能，减震性能G值为30，远远优于普通鞋底的减震性能(45以上)。
根据以上实施例能够知道，本发明提供了一种减震材料，本发明提供的减震材料无需设置任何的减震结构就具有优异的减震性能。根据实施例的实验结果可知，本发明提供的减震材料得到的鞋底的具有优异的硬度、拉力强度、延伸率、直角撕裂强度、比重、耐磨性能和减震性能，减震性能G值≤35，远远优于普通鞋底的减震性能(45以上)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种减震材料，由包含以下质量份的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的减震材料，其特征在于，还包含如下质量份的原料：
耐磨剂 2～4份；
着色剂 0.5～2份。
3.根据权利要求1或2所述的减震材料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量含量为5～40％。
4.权利要求1或3所述的减震材料的制备方法，包含如下步骤：
对包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌和硬脂酸的混合物进行第一次混炼，得到一级混炼料；
将所述一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料；
对所述二级混炼料进行开练，得到减震材料。
5.权利要求2所述的减震材料的制备方法，包含如下步骤：
对包含乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯、溴化丁基橡胶、纳米碳酸钙、氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、耐磨剂和着色剂的混合物进行第一次混炼，得到一级混炼料；
将所述一级混炼料和交联剂、发泡剂混合进行第二次混炼，得到二级混炼料；
对所述二级混炼料进行开练，得到减震材料。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述第一次混炼的温度为95～100℃，时间为0～8分钟。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二次混炼的温度为105～115℃，时间为1～2分钟。
8.由权利要求1～3任意一项所述的减震材料经注射成型制备得到的鞋底。
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