CN107090118A - 一种eva‑tpu双硬度发泡鞋底材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可供双硬度发泡的鞋底材料，其由以下重量份的原料配制而成：TPU和EVA一共100份，其中TPU30‑70份，EVA30‑70份；相容剂20‑30份；发泡剂5‑8份；交联剂0.7‑1份；活化剂3‑5份；成核剂19‑20份。其中，相容剂为乙烯和辛烯的高聚物，发泡剂为偶氮二甲酰胺，交联剂为过氧化二异丙苯，活化剂为氧化锌/硬脂酸或者硬脂酸锌的其中一种，成核剂为碳酸钙。本发明综合利用TPU发泡材料耐磨性，EVA发泡材料的柔软性和加工性能，解决了EVA‑TPU复合材料相容性差的问题，制得可同步交联和均匀发泡、“大底‑中底”一体化成型、双硬度发泡的鞋底材料，具有优异的耐磨性、高弹性与舒适性。

Description

一种EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及材料领域，尤其是涉及一种双硬度TPU-EVA发泡鞋底材料及其制造方法。
背景技术：
当今世界鞋材及其成型工艺发展十分迅速。传统的鞋底主要由中底、大底通过粘合的方式进行成型，其中大底常用使用止滑性和耐磨性高的橡胶，而中底常用减震、舒适的材料如EVA。目前鞋底成型技术已经发展到中底、大底一体化成型技术。本发明所提出的TPU-EVA复合发泡材料体系，可配合先进的鞋底一体化成型技术，制备得到双硬度复合材料鞋底。
EVA和TPU是常见的两种鞋底材料。其中，EVA树脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物，具有优良柔韧性、抗冲击性、填料相容性和热密封性能，广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域，是一种比较常见的中底材料，在运动鞋的大底上也有一定的应用，但在在其耐磨、耐折性能等方面相对于橡胶大底较差。其中，TPU为聚氨酯热塑性弹性体具有优良的耐磨、抗拉、抗撕、耐油、低温柔弹、耐老化等性能，既具有橡胶的高弹性，又具有类似塑料的易成型加工性；但是单密度热塑性聚氨酯鞋底则无法提供EVA中底的舒适度。因此，通过制备EVA/TPU复合材料，可发挥EVA优良的加工性能及TPU的耐磨性，通过配方设计，引入物理或化学法的发泡工艺，制备具有两种硬度的鞋底，实现“中底-大底”一体化的生产工艺；生产出的鞋底，当大底磨耗完后，中底也具有一定的耐磨性，延长了鞋底的使用时间。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的EVA鞋底材料耐磨、耐折性能不足以及TPU鞋底材料舒适度低的缺陷，提供一种EVA/TPU复配而成的双硬度发泡鞋底材料及其制备工艺方法，解决了EVA-TPU复合材料相容性差的问题，可发挥EVA优良的加工性能及TPU的耐磨性，利用本发明所提供的复合材料，可制得可同步交联和均匀发泡、“大底-中底”一体化成型、双硬度发泡的鞋底材料，能够最大限度满足新型鞋底所需要的耐磨性、高弹性、舒适性的需求，大幅度延长了鞋底的使用时间。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：所述EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料主要由以下重量份的原料配制而成：
TPU：20-80份，EVA：20-80份，其中，TPU和EVA的总重量份为100份；相容剂：20-30份；发泡剂：5-8份；交联剂：0.7-1份；活化剂：3-5份；成核剂：19-20份。
其中，所述TPU为热塑性聚氨酯弹性体塑胶，EVA为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
作为进一步的优选，所述TPU为聚酯型TPU或聚醚型TPU，所述TPU的硬度为75度-95度。
作为进一步的优选，所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，所述EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料包括作为鞋底中间层的鞋底中底材料以及作为鞋底底层的鞋底大底材料。其中：
本发明在上述技术方案的技术上提供进一步的优选方案，当EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料作为鞋底中底材料使用时，优选TPU的重量份为20-40份，EVA为60-80份，其按重量份数的配比如下：
TPU：20-40份，EVA：60-80份，其中，TPU和EVA的总重量份为100份；相容剂：20-30份；发泡剂：5-8份；交联剂：0.7-1份；活化剂：3-5份；成核剂：19-20份。
本发明在上述技术方案的技术上提供进一步的优选方案，当作为鞋底大底材料使用时，优选TPU的重量份为70-80份，EVA为30-40份，其按重量份数的配比如下：
TPU：60-80份，EVA：20-40份，其中，TPU和EVA的总重量份为100份；相容剂：20-30份；发泡剂：5-8份；交联剂：0.7-1份；活化剂：3-5份；成核剂：19-20份。
作为更进一步的优选方案，当EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料作为鞋底中底材料使用时，优选TPU的重量份为30份，EVA为70份；当作为鞋底大底材料使用时，优选TPU的重量份为70份，EVA为30份。
作为进一步的优选，上述相容剂为乙烯和辛烯的高聚物即POE；上述发泡剂为偶氮二甲酰胺即AC；上述交联剂为过氧化二异丙苯即DCP；上述活化剂为氧化锌/硬脂酸或者硬脂酸锌的其中一种；上述成核剂为碳酸钙。其中，上述乙烯和辛烯的高聚物的优选重量份为25份；上述偶氮二甲酰胺的优选重量份为7份；上述过氧化二异丙苯的优选重量份为0.9份；上述活化剂为氧化锌/硬脂酸或者硬脂酸锌的其中一种，且上述活化剂的优选重量份4份；上述碳酸钙的优选重量份20份。
本发明同时提供一种前述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料的方法技术方案，所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料的制备方法，通过如下步骤实现：
1)称量：称取以下重量份原料；TPU：20-80份，EVA：20-80份，其中，TPU和EVA的总重量份为100份；相容剂：20-30份；发泡剂：5-8份；交联剂：0.7-1份；活化剂：3-5份；成核剂：19-20份。
2)干燥：将步骤(1)中称取的TPU投入真空干燥箱内干燥，得到含水率低于0.03％的TPU粒子，设置干燥温度为50-80℃，干燥时间为5-8小时。
3)预塑化：将步骤(2)干燥得到的TPU，步骤(1)中称取的EVA、相容剂、成核剂、活化剂投入密炼机中进行捏合塑化，得到TPU-EVA混合料。设置密炼机的温度为130-180℃。
4)下片：将步骤(3)得到的TPU-EVA混合料，在开炼机中将混炼均匀的胶料加入发泡剂、交联剂，塑炼5-10min，塑炼成3mm的胶片，设置开炼机的辊距为1.0-1.5mm，前后辊速比为1:1.22。
5)造粒：设置橡胶母粒造粒机的温度为130-180℃，螺杆转速为7-15Hz。将步骤(4)的胶片在橡胶母粒造粒机上进行造粒，得到鞋底材料。
此外，本发明还提供一种前述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料的应用技术方案，所述EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料在制鞋领域中的应用，包括EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料作为鞋底中底材料使用，或/和作为鞋底大底材料使用。
本发明实现的有益效果：本发明提供的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料具有高的邵氏硬度、拉伸强度及断裂伸长率，所使用的相容剂POE可以显著提高EVA和TPU的相容性，确保EVA和TPU能够在给定的加工条件下进行同步交联和发泡，利用TPU和EVA的优异特性，大幅改善鞋底材料的硬度、拉伸强度、断裂伸长率等力学性能，所形成的TPU-EVA复合发泡鞋底材料硬度连续可控，可以直接用于在注射成型工艺下的双硬度发泡鞋材的制备，不但可作为鞋底中间层的鞋底中底材料，还可作为鞋底底层的鞋底大底材料，具有较高的经济效益和实用性。
具体实施方式
以下提供本发明的一些具体实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
在本实施例TPU为热塑性聚氨酯弹性体塑胶，EVA为乙烯-醋酸乙烯共聚物。本实施例使用的的EVA牌号，其中VA含量为15％；TPU为聚醚型。
本实施例按以下重量份的原料配制制备EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料：TPU为30份，EVA为70份，其中，TPU的硬度为90度，EVA中VA含量为15％，乙烯和辛烯的高聚物为20份，偶氮二甲酰胺为6份，过氧化二异丙苯为0.8份，硬脂酸锌为3份，碳酸钙为19份，并通过如下步骤实现：
步骤1、称量：称取上述重量份原料。
步骤2、干燥：将步骤(1)中称取的TPU投入真空干燥箱内干燥，干燥温度为50-80℃，干燥时间为5-8h，得到TPU粒子。
步骤3、预塑化：设置密炼机的温度为130-180℃，将步骤(2)干燥得到的TPU，步骤(1)中称取的EVA、上述过氧化二异丙苯、碳酸钙、硬脂酸锌投入密炼机中进行捏合塑化，得到TPU-EVA混合粒料。
步骤4、下片：设置开炼机的辊距为1.0-1.5mm，前后辊速比为1∶1.22，将步骤(3)得到的TPU-EVA混合料，在开炼机中进行混炼均匀，然后将往混炼均匀的胶料中加入偶氮二甲酰胺、过氧化二异丙苯，塑炼5-10min，塑炼成3mm的胶片。
步骤5、造粒：设置橡胶母粒造粒机的温度为130-180℃，螺杆转速为7-15Hz，将步骤(4)的胶片在橡胶母粒造粒机上进行造粒，得到鞋底材料。
通过上述步骤所制备的鞋底材料进行注射发泡成型后得到片材，其检测结果数据如表1所示，所得到的鞋底材料可以作为鞋底中底材料使用。
表1鞋材性能参数
项目 测试标准 单位 性能
邵氏硬度 GB/T531-1992 SHOREA 80
拉伸强度 GB/T1040.2-2006 MPa 5.0
断裂伸长率 GB/T1040.2-2006 ％ 250
表1鞋材性能参数表明，使用的相容剂POE可以显著提高EVA和TPU的相容性，EVA和TPU相容性好，确保EVA和TPU能够在给定的加工条件下进行同步交联和发泡，如此可以利用TPU和EVA的优异特性，改善鞋底材料的硬度、拉伸强度、断裂伸长率等力学性能，制得在不同重量配比下，所形成的TPU-EVA复合发泡材料硬度连续可控。
本实施例提供的鞋底材料为发泡母粒，可以直接用于在注射成型工艺下的双硬度发泡鞋材的制备中。
实施例2
本实施例使用的EVA牌号，其中，VA含量为18％；TPU为聚醚型。
本实施例按以下重量份的原料配制制备EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料：TPU为70份，EVA为30份，其中，TPU的硬度为90，EVA中VA含量为18％，乙烯和辛烯的高聚物为25份，偶氮二甲酰胺为6.5份，过氧化二异丙苯为0.9份，硬脂酸锌为3.5份，碳酸钙为20份，按照实施例1的步骤制得作为鞋底底层的鞋底大底材料片材，其检测结果见表2。
表2鞋材性能参数
项目 测试标准 单位 性能
邵氏硬度 GB/T531-1992 SHOREA 75
拉伸强度 GB/T1040.2-2006 MPa 4.0
断裂伸长率 GB/T1040.2-2006 ％ 300
虽然本发明描述了具体的实施案例，但是，本发明的范围并不局限于上述具体实施例，在不脱离本发明实质的情况下，对本发明的各种变型、变化和替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，所述EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料包括作为鞋底中间层的鞋底中底材料以及作为鞋底底层的鞋底大底材料，其特征在于：所述EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料主要由以下重量份的原料配制而成：
TPU：20-80份，EVA：20-80份，其中，TPU和EVA的总重量份为100份；相容剂：20-30份；发泡剂：5-8份；交联剂：0.7-1份；活化剂：3-5份；成核剂：19-20份。
2.根据权利要求1所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，其特征在于：所述TPU为聚酯型TPU或聚醚型TPU，所述TPU的硬度为75度-95度。
3.根据权利要求1所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，其特征在于：按重量份数计，所述鞋底中底材料的组份为：
TPU：20-40份，EVA：60-80份，其中，TPU和EVA的总重量份为100份；相容剂：20-30份；发泡剂：5-8份；交联剂：0.7-1份；活化剂：3-5份；成核剂：19-20份。
4.根据权利要求1所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，其特征在于：按重量份数计，所述鞋底大底材料的组份为：
TPU：60-80份，EVA：20-40份，其中，TPU和EVA的总重量份为100份；相容剂：20-30份；发泡剂：5-8份；交联剂：0.7-1份；活化剂：3-5份；成核剂：19-20份。
5.根据权利要求1、3或4所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，其特征在于：所述相容剂为乙烯和辛烯的高聚物，所述乙烯和辛烯的高聚物的重量份数为25份。
6.根据权利要求1、3或4所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述偶氮二甲酰胺的重量份数为7份。
7.根据权利要求1、3或4所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，其特征在于：所述交联剂为过氧化二异丙苯，所述过氧化二异丙苯的重量份数为0.9份。
8.根据权利要求1、3或4所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，其特征在于：所述活化剂为氧化锌/硬脂酸或者硬脂酸锌的其中一种，所述活化剂的重量份数为4份。
9.根据权利要求1、3或4所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料，其特征在于：所述成核剂为碳酸钙，所述碳酸钙的重量份数为20份。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的EVA-TPU双硬度发泡鞋底材料的制备方法，通过如下步骤实现：
1)称量：称取以下重量份原料；TPU：20-80份，EVA：20-80份，其中，TPU和EVA的总重量份为100份；相容剂：20-30份；发泡剂：5-8份；交联剂：0.7-1份；活化剂：3-5份；成核剂：19-20份；
2)干燥：将步骤(1)中称取的TPU投入真空干燥箱内干燥，得到含水率低于0.03％的TPU粒子；
3)预塑化：将步骤(2)干燥得到的TPU，步骤(1)中称取的EVA、相容剂、成核剂、活化剂投入密炼机中进行捏合塑化，得到TPU-EVA混合料；
4)下片：将步骤(3)得到的TPU-EVA混合料，在开炼机中将混炼均匀的胶料加入发泡剂、交联剂，塑炼5-10min，塑炼成3mm的胶片；
5)造粒：将步骤(4)的胶片在橡胶母粒造粒机上进行造粒，得到鞋底材料。
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