CN106832832A - 一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料及其制备方法，所述的耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料由以下原料组成：苯乙烯（S）‑乙烯（E）/丁烯（B）‑苯乙烯（S）构成嵌段共聚物（SEBS），热塑性聚氨酯弹性体橡胶（TPU），丁腈橡胶，无机填料，热稳定剂，受阻胺类光稳定剂；将以上组分材料在高速混合器中预混10分钟，然后将预混料通过双螺杆挤出机，在130度下熔融挤出、冷却造粒，得到鞋底材料。由该材料制成的运动鞋鞋底耐油、耐寒、耐磨性能好,可以用于化工、食品等行业人员的专用防护鞋。

Description

一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋底材料配方领域，具体涉及一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料及制备方法。
背景技术
热塑性弹性体(TPE)具有加工性能好、手感细腻、硬度范围宽等特点，但热塑性弹性体(TPE)耐油性能差、耐高温性能不佳、耐磨性不好等缺点。天然橡胶耐低温性较差、味道重、质感不舒适；PVC合成革低温硬化、舒适感不佳、不耐磨、弹性差。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)可以和水、弱酸、碱等接触，具有优良的拉伸强度，表面摩擦系数大，低温性能好，但由于它的分子极性小，使得这种材料的耐油性和耐溶剂性较差，而且耐磨性能一般。通过加入其他材料来克服这些材料本身的缺陷已经成为一种新的开发思路，开发一种耐油、耐低温以及兼具有弹性好、耐磨等性能的鞋底材料，非常适合长期在高寒环境下作业的化工、食品等行业的操作人员穿用。
发明内容
本发明的第一个目的是为了解决上述技术问题，提供一种鞋底材料，由该材料制成的运动鞋鞋底耐油、耐寒、耐磨性能好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，由以下重量份配比的原料组成：
SEBS，20～30份；
TPU，15～30份；
丁腈橡胶，5～10份；
无机填料，6～8份；
热稳定剂，1～2份；
受阻胺类光稳定剂0.1～1份。
优选的，由以下重量份配比的原料组成：
SEBS，25～30份；
TPU，20～25份；
丁腈橡胶，6～8份；
无机填料，6～8份；
热稳定剂，1～2份；
受阻胺类光稳定剂0.1～0.5份。
优选的，所述的SEBS是星型的SEBS。
优选的，所述的TPU是聚己内酯型的TPU。
优选的，所述的热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌，或者是二者以任意比例组成的混合物。
优选的，所述的无机填料是硅酸盐类无机填料或碳酸钙。
优选的，所述的碳酸钙是轻质碳酸钙。
优选的，所述的轻质碳酸钙的粒径为0.05μm。
优选的，受阻胺类光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或2-(4′-羟基-3′,5′-二叔丁基)苄基-2-正丁基丙二酸五甲基哌啶醇酯。
本发明的另一个目的则是为了提供一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种制备耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料的方法，包括如下步骤：将组分材料SEBS，TPU，丁腈橡胶，无机填料，热稳定剂，受阻胺类光稳定剂在高速混合器中预混10分钟，然后将预混料通过双螺杆挤出机，螺杆型号：通用聚烯烃螺杆，长径比L/D为24:1，在130度下熔融挤出、冷却造粒，得到鞋底材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
效果一、使用其他复合材料未使用的星形SEBS，星形SEBS更加有利于相互交联，提高其交联度。增加复合材料的韧性。
效果二、SEBS环保无毒安全，适合作为与人体接触的鞋底材料。
效果三、在复合材料中加入聚己内酯型TPU和丁腈橡胶，发挥其协同作用，使耐油效果达到最佳。聚己内酯型TPU比普通TPU耐油性能和弹性更好，不仅使鞋耐油，而且提升了舒适感，克服SEBS不耐油的缺陷。
效果四、星型SEBS含有丁二烯结构，加入复合材料中，使材料的抗低温性能更佳。
效果五、SEBS耐磨性能差，TPU和无机填料耐磨性能、机械性能好，二者的加入改善了材料的机械性能和耐磨性能。
效果六、丁腈橡胶虽然有很强的耐油性能，但加入量较高时，可以降低耐低温性能，本发明添加较低量的丁腈橡胶即可达到很好的耐油效果，对耐低温性能几乎不影响，这可能是由于tpu和丁腈橡胶的协同作用。
效果七、热稳定剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌或者二者的混合物，二者还兼具有润滑作用，更利于产品的加工，与常用的同类热稳定剂硬脂酸铅相比，硬脂酸钙和硬脂酸锌不含有重金属离子，低毒环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例1
一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，由以下重量份的原料组成：
SEBS，20份
TPU，30份
丁腈橡胶，5份
滑石粉，8份
热稳定剂，2份
Tinuvin770，1份
其中：
(1)所述的SEBS是星型的SEBS；
(2)所述的TPU是聚己内酯型的TPU；
(3)所述的热稳定剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌以1:1的比例组成的混合物。
制备鞋底材料的方法，包括如下步骤：
将组分材料SEBS，TPU，丁腈橡胶，无机填料(滑石粉)，热稳定剂(硬脂酸钙和硬脂酸锌以1:1的比例组成的混合物)，受阻胺类光稳定剂(Tinuvin770)在高速混合器中预混10分钟，然后将预混料通过双螺杆挤出机，螺杆型号：通用聚烯烃螺杆，长径比L/D 24:1，在130度下熔融挤出、冷却造粒，得到鞋底材料。
测试制得的鞋底材料的脆化温度、DIN磨耗性能、抗撕裂强度(KN/m)，并且进行耐油试验，得到的数据如表1所示。
实施例2
本实施例的鞋底材料的制备方法如实施例1，所不用的是，加入的受阻胺类光稳定剂为Tinuvin144，鞋底材料由以下重量份的原料组成：
SEBS，25份
TPU，20份
丁腈橡胶，8份
滑石粉，6份
热稳定剂，1.5份
Tinuvin144，0.5份
其中：
(1)所述的SEBS是星型的SEBS；
(2)所述的TPU是聚己内酯型的TPU；
(3)所述的热稳定剂为硬脂酸钙。
测试制得的鞋底材料的脆化温度、DIN磨耗性能、抗撕裂强度(KN/m)，并且进行耐油试验，得到的数据如表1所示。
实施例3
本实施例的鞋底材料的制备方法如实施例1，所不用的是，鞋底材料由以下重量份的原料组成：
SEBS，30份
TPU，15份
丁腈橡胶，10份
滑石粉，7份
热稳定剂，2份
Tinuvin770，1份
其中：
(1)所述的SEBS是星型的SEBS；
(2)所述的TPU是聚己内酯型的TPU；
(3)所述的热稳定剂为硬脂酸锌。
测试制得的鞋底材料的脆化温度、DIN磨耗性能、抗撕裂强度(KN/m)，并且进行耐油试验，得到的数据如表1所示。
实施例4
本实施例的鞋底材料的制备方法如实施例1，所不用的是，加入的无机填料为碳酸钙，鞋底材料由以下重量份的原料组成：
SEBS，30份
TPU，30份
丁腈橡胶，10份
碳酸钙，8份
热稳定剂，1份
Tinuvin770，1份
其中：
(1)所述的SEBS是星型的SEBS；
(2)所述的TPU是聚己内酯型的TPU；
(3)所述的热稳定剂为硬脂酸锌。
测试制得的鞋底材料的脆化温度、DIN磨耗性能、抗撕裂强度(KN/m)，并且进行耐油试验，得到的数据如表1所示。
实施例5
本实施例的鞋底材料的制备方法如实施例1，所不用的是，加入的无机填料为超细轻质碳酸钙(粒径为0.05μm)，鞋底材料由以下重量份的原料组成：
SEBS，25份
TPU，25份
丁腈橡胶，5份
超细轻质碳酸钙(粒径为0.05μm)，7份
热稳定剂，2份
Tinuvin770，0.5份
其中：
(1)所述的SEBS是星型的SEBS；
(2)所述的TPU是聚己内酯型的TPU；
(3)所述的热稳定剂为硬脂酸锌。
测试制得的鞋底材料的脆化温度、DIN磨耗性能、抗撕裂强度(KN/m)，并且进行耐油试验，得到的数据如表1所示。
实施例6
本实施例的鞋底材料的制备方法如实施例1，所不用的是，加入的无机填料为轻质碳酸钙(粒径为1μm)，鞋底材料由以下重量份的原料组成：
SEBS，30份
TPU，15份
丁腈橡胶，5份
轻质碳酸钙(粒径为1μm)，7份
热稳定剂，1份
Tinuvin770，0.1份
其中：
(1)所述的SEBS是星型的SEBS；
(2)所述的TPU是聚己内酯型的TPU；
(3)所述的热稳定剂为硬脂酸锌。
测试制得的鞋底材料的脆化温度、DIN磨耗性能、抗撕裂强度(KN/m)，并且进行耐油试验，得到的数据如表1所示。
对比例1
本对比例的鞋底材料的制备方法如实施例1，所不用的是，加入的无机填料为碳酸钙，鞋底材料由以下重量份的原料组成：
SEBS，10份
TPU，30份
丁腈橡胶，5份
碳酸钙，8份
热稳定剂，1份
Tinuvin770，1份
其中：
(1)所述的SEBS是星型的SEBS；
(2)所述的TPU是聚己内酯型的TPU；
(3)所述的热稳定剂为硬脂酸锌。
测试制得的鞋底材料的脆化温度、DIN磨耗性能、抗撕裂强度(KN/m)，并且进行耐油试验，得到的数据如表1所示。
对比例2
本对比例的鞋底材料与实施例1对比，所不用的是，在制备过程中不加入TPU，鞋底材料由以下重量份的原料组成：
SEBS，30份
TPU，0份
丁腈橡胶，5份
碳酸钙，8份
热稳定剂，2份
Tinuvin770，0.5份
其中：
(1)所述的SEBS是星型的SEBS；
(2)所述的TPU是聚己内酯型的TPU；
(3)所述的热稳定剂为硬脂酸锌。
测试制得的鞋底材料的脆化温度、DIN磨耗性能、抗撕裂强度(KN/m)，并且进行耐油试验，得到的数据如表1所示。
对比例3
本对比例的鞋底材料的制备方法如实施例1，所不用的是，鞋底材料由以下重量份的原料组成：
SEBS，30份
TPU，30份
丁腈橡胶，20份
碳酸钙，8份
热稳定剂，1份
Tinuvin770，1份
其中：
(1)所述的SEBS是星型的SEBS；
(2)所述的TPU是聚己内酯型的TPU；
(3)所述的热稳定剂为硬脂酸锌。
测试制得的鞋底材料的脆化温度、DIN磨耗性能、抗撕裂强度(KN/m)，并且进行耐油试验，得到的数据如表1所示。
表1、实施例1-6及对比例1-3鞋底材料各项指标的对比结果
由表1可知，对比例1中含有的丁腈橡胶含量最高，虽然使复合材料具有很强的耐油性能，但耐低温性能大幅下滑，本发明的技术方案，例如实施例1-6，均只需要添加较低量的丁腈橡胶即可达到很好的耐油效果，对耐低温性能、耐磨性能、机械性能几乎不影响，这正是由于添加的TPU和丁腈橡胶产生了协同作用的效果。SEBS加入的量适中，既保持材料的其他性能不受SEBS影响，也达到了-50℃以上的耐寒效果。本发明的复合材料耐油、耐寒、机械性能良好。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，其特征在于，由以下重量份配比的原料组成：
SEBS，20～30份；
TPU，15～30份；
丁腈橡胶，5～10份；
无机填料，6～8份；
热稳定剂，1～2 份；
受阻胺类光稳定剂 0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，其特征在于，由以下重量份配比的原料组成：
SEBS，25～30份；
TPU，20～25份；
丁腈橡胶，6～8份；
无机填料，6～8份；
热稳定剂，1～2 份；
受阻胺类光稳定剂 0.1～0.5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，其特征在于，所述的SEBS是星型的SEBS。
4.根据权利要求3所述的一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，其特征在于，所述的TPU是聚己内酯型的TPU。
5.根据权利要求4所述的一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，其特征在于，所述的热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌，或者是二者以任意比例组成的混合物。
6.根据权利要求4或5所述的一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，其特征在于，所述的无机填料是硅酸盐类无机填料或碳酸钙。
7.根据权利要求6所述的一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，其特征在于，所述的碳酸钙是轻质碳酸钙。
8.根据权利要求7所述的一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，其特征在于，所述的轻质碳酸钙的粒径为0.05μm。
9.根据权利要求8所述的一种耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料，其特征在于，受阻胺类光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或2-(4′-羟基-3′,5′-二叔丁基)苄基-2-正丁基丙二酸五甲基哌啶醇酯。
10.一种制备耐油、耐寒、耐磨的鞋底材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：将组分材料SEBS，TPU，丁腈橡胶，无机填料，热稳定剂，受阻胺类光稳定剂在高速混合器中预混10分钟，然后将预混料通过双螺杆挤出机，螺杆型号：通用聚烯烃螺杆，长径比L/D为 24:1，在130度下熔融挤出、冷却造粒，得到鞋底材料。
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