CN107245183B - 一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物及制备方法 - Google Patents

一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物及制造方法。该组合物按质量份包括以下组份：混炼型聚氨酯20‑50份；乙烯‑醋酸乙烯共聚物25‑55份；聚烯烃热塑性弹性体15‑30份；低密度聚乙烯10‑15份；三元乙丙橡胶6‑18份；填充剂3‑5份；氧化锌1.5‑2.0份；硬脂酸0.4‑0.6份；硬脂酸锌0.8‑1.4份；交联助剂0.1‑0.4份；架桥剂0.7‑1.0份；发泡剂2.5‑3.5份。制造方法主要通过二次混炼，然后造粒和发泡的方法。采用本发明的技术方案，制得的复合发泡材料密度小、软质、抗缓冲性能优异、弹性好、耐压缩、压缩形变小、持久舒适。

Description

一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物及制备方法
技术领域
本发明涉及发泡塑胶制造领域，具体涉及一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物及制备方法。
背景技术
运动鞋由于其特殊的用途性质和消费者体验需求，目前为了要达到回弹要求,材料硬度普遍较高.并且密度较大，同时由于配方中使用的材料单一及配方的不合理性，运动鞋耐候性比较差，压缩后形变较高，长时间穿着鞋底发泡材料容易变形，穿着体验感及外观均会到较大影响。而要降低运动鞋材料的密度，采用现有的配方，相应回弹、耐压缩等性能也会出现明显下降。为了解决目前所面临的问题，因此需开发出一款软质高回弹低压缩的发泡材料满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种用于制备密度小、软质、抗缓冲性能优异、弹性好、耐压缩、压缩形变小、持久舒适的运动鞋底用复合发泡材料的组合物及相应的制备方法。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物，按质量份包括以下组份：混炼型聚氨酯20-50份；乙烯-醋酸乙烯共聚物25-55份；聚烯烃热塑性弹性体15-30份；低密度聚乙烯10-15份；三元乙丙橡胶6-18份；填充剂3-5份；氧化锌1.5-2.0份；硬脂酸04.-0.6份；硬脂酸锌0.8-1.4份；交联助剂0.1-0.4份；架桥剂0.7-1.0份；发泡剂2.5-3.5份。
进一步地，所述的混炼型聚氨酯硬度在45A-55D之间。
进一步地，所述的混炼型聚氨酯型号为Urepan600、Urepan640G、Urepan641G或Urepan643G中的一种或多种。
进一步地，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物型号为EVA7470M、EVA460、EVA462、EVA265、EVA40L-03、EVA40W中的一种或多种。
进一步地，所述的聚烯烃热塑性弹性体型号为Engage8450、Engage8003、Engage7467、Engage8150、Engage8480中的一种或多种。
进一步地，所述的低密度聚乙烯密度范围为0.91-0.93g/cm3。
进一步地，所述的三元乙丙橡胶型号为IP3745、EPDM8800、EPDM9500中的一种或多种。
进一步地，所述的填充剂为滑石粉；所述的交联助剂为1,4双叔丁基过氧异丙基苯；所述的架桥剂为DCP；所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺和膨胀微球。
一种运动鞋底用复合发泡材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1：按权利要求1至9中任一项所述的用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物中定义的组份和质量份称取相应组份，并将其中除交联剂和发泡剂外的其他组份定为第一组份，将其中的交联剂和发泡剂定为第二组份；步骤2：将第一组份进行混炼得到第一混和物，混炼时间为8-10分钟，温度为110-115℃；步骤3：将第一混和物和第二组份进行混炼，得到第二混和物，混炼时间为5-7分钟，温度为115-120℃；步骤4：对第二混和物进行造粒，然后发泡。
进一步地，步骤2和步骤3中混炼设备为双螺杆挤出机；步骤4中造粒设备为造粒机。
由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：
1、采用本技术方案中的组合物，可获得理想的原料功能组合。该组合物中，混炼型聚氨酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物共混改性发泡后可以获得较高的弹性，耐压缩性能好，压缩形变小。
2、混炼型聚氨酯相对热塑性聚氨酯具有较低的硬度及橡胶特性，具体而言具有抗撕裂强度性能佳、弹性优良、抗压缩形变优异、耐水解性能的特性。能够提升发泡材料质感，降低发泡材料硬度，获得软质发泡材料。组合物中添加混炼型聚氨酯后，能够提供优异的回弹性能和耐压缩性能并降低发泡材料硬度，可以使得制成的复合发泡材料具有低硬度、高弹性、抗压缩性能。
3、聚烯烃热塑性弹性体是一类由橡胶和聚烯烃树脂组成的呈两相分离的聚合物混合物，加入聚烯烃热塑性弹性体，可以使得发泡材料具有密度小、质量轻，抗撕裂强度佳、弹性优良的特性。
4、乙烯-醋酸乙烯共聚物具有优良的柔韧性、高回弹性，良好的延展性、加工性。复合发泡材料的配方中添加乙烯-醋酸乙烯共聚物后，可调整复合发泡材料的耐压缩回复性、弹性及综合的物理性能。
5、低密度聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，相较于高密度聚乙烯或中密度聚乙烯，它具有较低的结晶度(50％～65％)、较低的软化点(108～126℃)、较宽的熔体指数(MI＝0.2～80g/min)和较佳的刚性，优良的抗撕裂和抗收缩性能，且易于加工。添加到复合发泡材料的配方中，可调整复合发泡材料的密度和硬度，提高复合发泡材料的抗收缩、抗撕裂性能及综合的物理性能。
6、三元乙丙橡胶具有较高的回弹性，优良的回复性，较小的密度，较佳的柔韧性能。复合发泡材料的配方中添加三元乙丙橡胶后，可提高材料的回弹性，降低材料的密度，提高材料的耐曲折变形及改良材料的综合物理性能。
7、聚烯烃弹性体及三元乙丙橡胶二者并用提高了发泡材料的回弹性能、材料柔软性能和抗压缩变形性能。
8、综合而言，采用本发明所批露的组合物所制备的复合发泡材料，质量超轻、质软、抗缓冲性能优异、弹性好、耐压缩、压缩形变小、耐曲折变形且穿着持久舒适。
9、本发明所批露的制备方法生产过程简单，只需将各种组份按顺序装入混炼机进行混炼，时间短，操作条件适宜。
具体实施方式
下面将给合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的权利要求书和说明书中，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本发明的权利要求书和说明书中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
表1示出了本发明实施例一中，用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物中的组份、质量份和实际重量：
表1：实施例一的配方
Figure GDA0001382875460000031
Figure GDA0001382875460000041
其中，混炼型聚氨酯采用Urepan643G。聚乙烯热塑性弹性体选用陶氏人学公司出产的Engage8450和Engage8150的混合物，二者按1:1混合。低密度聚乙烯选用台塑公司生产的LDPE6520。乙烯-醋酸乙烯共聚物选用杜邦公司生产的EVA7470M和EVA40L-03的混合物，二者按2:1混合。三元乙丙橡胶选用陶氏化学公司生产的IP3745。交联助剂选用1,4双叔丁基过氧异丙基苯。发泡剂选用偶氮二甲酰胺和膨胀微球的混合物，二者按2.5:1混合。
制作复合发泡材料的步骤如下：
步骤1：按上述配方将各组份称量，并将其中除交联剂和发泡剂外的其他组份定为第一组份放在一边，将其中的交联剂和发泡剂定为第二组份放在另一边；
步骤2：在双螺杆挤出机中，将第一组份进行混炼得到第一混和物，混炼时间为9分钟，温度为110℃；
步骤3：在双螺杆挤出机中，对第一混和物加入第二组份进行混炼，得到第二混和物，混炼时间为6分钟，温度为115℃；
步骤4：对第二混和物在造粒机中进行造粒，然后发泡，制得复合发泡材料。
本发明所批露的制备方法生产过程简单，只需将各种组份按顺序装入混炼机进行混炼，时间短，操作条件适宜。
相对于本发明的实施例一，制作对比例一，对比例一中，用聚烯烃弹性体Engage8150替代实施例一配方中的混炼型聚氨酯，其余组份不变。
表2示出了本发明实施例一和对比例一的检测结果。
表2：实施例一和对比例一的检测结果
Figure GDA0001382875460000042
Figure GDA0001382875460000051
从检测结果可以看出，通过采用混炼型聚氨酯，由于炼型聚氨酯相对热塑性聚氨酯具有较低的硬度及橡胶特性，具体而言具有抗撕裂强度性能佳、弹性优良、抗压缩形变优异、耐水解性能的特性。能够提升发泡材料质感，降低发泡材料硬度，获得软质发泡材料。组合物中添加混炼型聚氨酯后，能够提供优异的回弹性能和耐压缩性能并降低发泡材料硬度，可以使得制成的复合发泡材料硬度更低、回弹性更好、热收缩更低、压缩变形更小，同时其他指标符合国家相关标准的要求。同时，混炼型聚氨酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物共混改性发泡后可以获得较高的弹性，耐压缩性能好，压缩形变小。
另外，聚烯烃热塑性弹性体是一类由橡胶和聚烯烃树脂组成的呈两相分离的聚合物混合物，加入聚烯烃热塑性弹性体，可以使得发泡材料具有密度小、质量轻，抗撕裂强度佳、弹性优良的特性。
乙烯-醋酸乙烯共聚物具有优良的柔韧性、高回弹性，良好的延展性、加工性。复合发泡材料的配方中添加乙烯-醋酸乙烯共聚物后，可调整复合发泡材料的耐压缩回复性、弹性及综合的物理性能。
低密度聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，相较于高密度聚乙烯或中密度聚乙烯，它具有较低的结晶度(50％～65％)、较低的软化点(108～126℃)、较宽的熔体指数(MI＝0.2～80g/min)和较佳的刚性，优良的抗撕裂和抗收缩性能，且易于加工。添加到复合发泡材料的配方中，可调整复合发泡材料的密度和硬度，提高复合发泡材料的抗收缩、抗撕裂性能及综合的物理性能。
三元乙丙橡胶具有较高的回弹性，优良的回复性，较小的密度，较佳的柔韧性能。复合发泡材料的配方中添加三元乙丙橡胶后，可提高材料的回弹性，降低材料的密度，提高材料的耐曲折变形及改良材料的综合物理性能。
聚烯烃弹性体及三元乙丙橡胶二者并用提高了发泡材料的回弹性能、材料柔软性能和抗压缩变形性能。
综合而言，从实施例一可以看出，采用本发明所批露的组合物所制备的复合发泡材料，质量超轻、质软、抗缓冲性能优异、弹性好、耐压缩、压缩形变小、耐曲折变形且穿着持久舒适。
表3示出了本发明实施例二中，用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物中的组份、质量份和实际重量。
表3：实施例二的配方
Figure GDA0001382875460000061
其中，混炼型聚氨酯采用Urepan643G。聚乙烯热塑性弹性体选用陶氏人学公司出产的Engage8450和Engage8150的混合物，二者按1:1混合。低密度聚乙烯选用台塑公司生产的LDPE6520。乙烯-醋酸乙烯共聚物选用杜邦公司生产的EVA7470M和EVA40L-03的混合物，二者按2:1混合。三元乙丙橡胶选用陶氏化学公司生产的IP3745。交联助剂选用1,4双叔丁基过氧异丙基苯。发泡剂选用偶氮二甲酰胺和膨胀微球的混合物，二者按2.5:1混合。
制作实施例二的复合发泡材料的步骤如下：
步骤1：按上述配方将各组份称量，并将其中除交联剂和发泡剂外的其他组份定为第一组份放在一边，将其中的交联剂和发泡剂定为第二组份放在另一边；
步骤2：在双螺杆挤出机中，将第一组份进行混炼得到第一混和物，混炼时间为10分钟，温度为115℃；
步骤3：在双螺杆挤出机中，对第一混和物加入第二组份进行混炼，得到第二混和物，混炼时间为7分钟，温度为120℃；
步骤4：对第二混和物在造粒机中进行造粒，然后发泡，制得复合发泡材料。
相对于本发明的实施例二，制作对比例二，对比例二中，用聚烯烃弹性体Engage8450替代实施例一配方中的混炼型聚氨酯，其余组份不变。
表4示出了本发明实施例二和对比例二的检测结果。
表4：实施例二和对比例二的检测结果
检测项目 检测依据(国标) 实施例二检测结果 对比例二检测结果
硬度(Asker C) J56 36 41
密度(g/cm<sup>3</sup>) J62 0.19 0.2
回弹性(％) J86 60 54
拉伸强度(Mpa) J57 3.0 2.7
热收缩(％) J64 1.6 4.6
压缩变形(％) J59 20 27
断裂伸长率(％) J57 296 410
分层撕裂(N/mm) J83 26 29
同样我们可以看出，实施例二相比于实施例一提高混炼型聚氨酯质量份或重量百分比，可以得到更软质、密度更低、回弹性更好、压缩变形更小的复合材料。相比于对比例二，同样具有以上特点。
上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物，其特征是按质量份由以下组份组成：
混炼型聚氨酯20-50份；乙烯-醋酸乙烯共聚物25-55份；聚烯烃热塑性弹性体15-30份；低密度聚乙烯10-15份；三元乙丙橡胶6-18份；填充剂3-5份；氧化锌1.5-2.0份；硬脂酸0.4-0.6份；硬脂酸锌0.8-1.4份；交联助剂0.1-0.4份；架桥剂0.7-1.0份；发泡剂2.5-3.5份；所述的混炼型聚氨酯硬度在45A-55D之间。
2.如权利要求1所述的一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物，其特征是所述的混炼型聚氨酯型号为Urepan600、Urepan640G、Urepan641G或Urepan643G中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物，其特征是所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物型号为EVA7470M、EVA460、EVA462、EVA265、EVA40L-03、EVA40W中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物，其特征是所述的聚烯烃热塑性弹性体型号为Engage8450、Engage8003、Engage7467、Engage8150、Engage8480中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物，其特征是所述的低密度聚乙烯密度范围为0.91-0.93g/cm3。
6.如权利要求1所述的一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物，其特征是所述的三元乙丙橡胶型号为IP3745、EPDM8800、EPDM9500中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的一种用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物，其特征是所述的填充剂为滑石粉；所述的交联助剂为1,4双叔丁基过氧异丙基苯；所述的架桥剂为DCP；所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺和膨胀微球。
8.一种运动鞋底用复合发泡材料的制备方法，其特征是包括如下步骤：
步骤1：按权利要求1至7中任一项所述的用于制备运动鞋底用复合发泡材料的组合物中定义的组份和质量份称取相应组份，并将其中除交联剂和发泡剂外的其他组份定为第一组份，将其中的交联剂和发泡剂定为第二组份；
步骤2：将第一组份进行混炼得到第一混和物，混炼时间为8-10分钟，温度为110-115℃；
步骤3：对第一混和物加入第二组份进行混炼，得到第二混和物，混炼时间为5-7分钟，温度为115-120℃；
步骤4：对第二混和物进行造粒，然后发泡。
9.如权利要求8所述的一种运动鞋底用复合发泡材料的制备方法，其特征是步骤2和步骤3中混炼设备为双螺杆挤出机；步骤4中造粒设备为造粒机。
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