CN107266743A - 一种鞋底专用可分解橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

一种鞋底专用可分解橡胶组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种鞋底专用可分解橡胶组合物，由包括顺丁橡胶（BR9000）、天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）、氯丁橡胶（CR）、炭黑、芳烃油、复合树脂、氧化锌、硬脂酸、促进剂、防老剂、硫化剂、聚丙烯、聚己内酯、植物纤维素、角蛋白的原料制备而成。本发明还公开了所述鞋底专用可分解橡胶组合物的制备方法。

Description

一种鞋底专用可分解橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶制造领域，更具体地，本发明为一种鞋底专用可分解橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
橡胶作为一种高分子聚合物，因为其具有高弹性，高耐磨性，防滑、不易断裂、柔软度较好、伸延性好、收缩稳定、硬度佳、弯曲性好，耐酸碱性等优点，在生活中有相当多的应用及产品，也是制造鞋大底的最优质材料选择。但同时，数以百万计的废弃或破损橡胶材料充斥着填埋场并以非常缓慢的速度进行分解，而其中含有的一些有毒有害物质也会释放渗入土壤中造成环境污染。
随着大众环保意识的不断增强，对废旧橡胶的缓慢降解和所造成的环境污染问题关注程度正在迅速升温，在制鞋行业中，使用更环保的鞋大底材料也是整个行业未来发展的方向，因此，需要在制胶过程中，选用适合的材料、设计合理的配方、采用适合的混炼和硫化工艺，找到一种耐磨耐用并且能在超过使用寿命后迅速分解成环保型安全物质的鞋大底专用橡胶组合物。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种鞋底专用可分解橡胶组合物，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 30～50份
天然橡胶（NR） 25～50份
丁苯橡胶（SBR） 40～60份
氯丁橡胶（CR） 30～55份
炭黑 8～14份
芳烃油 2～3份
复合树脂 3～5份
氧化锌 3～6份
硬脂酸 0.8～1.2份
促进剂 1～3份
防老剂 1～3份
硫化剂 1～3份
聚丙烯 30～40份
聚己内酯 10～20份
植物纤维素 20～30份
角蛋白 5～10份
优选的，所述鞋底专用可分解橡胶组合物，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 42～50份
天然橡胶（NR） 35～47份
丁苯橡胶（SBR） 50～55份
氯丁橡胶（CR） 34～48份
炭黑 10～14份
芳烃油 2～3份
复合树脂 3～4份
氧化锌 4～6份
硬脂酸 1～1.2份
促进剂 1～3份
防老剂 1～3份
硫化剂 1～3份
聚丙烯 35～40份
聚己内酯 12～17份
植物纤维素 25～30份
角蛋白 7～9份
更优选的，所述鞋底专用可分解橡胶组合物，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 46份
天然橡胶（NR） 40份
丁苯橡胶（SBR） 55份
氯丁橡胶（CR） 37份
炭黑 14份
芳烃油 2份
复合树脂 4份
氧化锌 5份
硬脂酸 1.2份
促进剂 2份
防老剂 3份
硫化剂 2份
聚丙烯 37份
聚己内酯 15份
植物纤维素 30份
角蛋白 7份
在一种实施方式中，所述复合树脂为萜烯树脂、酚醛树脂和乙烯树脂醋酸纤维混合物，混合比例为1：1～1.4：1。
在一种实施方式中，所述促进剂为DOTG和2-巯醇基苯并噻唑和TMTD的混合物，混合比例为1:1～1.4：1～1.3。
在一种实施方式中，所述防老剂为RD（2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹聚合体）和ODA（4,4'-二辛基二苯胺）和MB（2-巯基苯并咪唑），混合比例为2：1.5：1～1.2。
在一种实施方式中，所述硫化剂为硫磺、双马来酰亚胺和过氧化二异丙苯的混合物，混合比例为2：1.5：1.1～1.5。
本发明的另一方面提供所述鞋底专用可分解橡胶组合物的制备方法，包含如下步骤：
1、将顺丁橡胶（BR9000）、天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）、氯丁橡胶（CR）按照配方比例依次加入低速搅拌机中，以150转/分钟室温混合处理10～20分钟，得到混合物。
2、将步骤1所得的混合物加入密炼机中进行主胶混炼，混炼温度为60～80℃，时间5～8分钟。
3、按配方重量加入一半份量的炭黑、芳烃油、复合树脂、氧化锌、硬脂酸,混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。按配方重量加入一半份量的促进剂、防老剂和硫化剂，混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。
4、按配方重量加入聚丙烯、聚己内酯、植物纤维素、角蛋白和剩余一半份量的炭黑、芳烃油、复合树脂、氧化锌、硬脂酸,混炼温度为110～140℃，混炼7～12分钟。按配方重量加入剩余一半份量的促进剂、防老剂和硫化剂，混炼温度为110～140℃，混炼10～17分钟。
5、将密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主机转速为400～500转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。
6、所得物硬化后使用切粒机造粒， 颗粒放入硫化机硫化，硫化温度140～160℃，硫化时间为3～5分钟。
7、硫化后室温放置5～8小时，将颗粒加入到开炼机中，然后模压，制成成品。
与现有的技术相比，本发明的有益效果为：
1、弹性耐磨性硬度高，不易断裂，柔软度、伸延性、弯曲性佳，可经受多次弯曲、拉伸、压缩而不受破坏，耐酸碱性高，不容易产生喷霜现象，能保持产品外观美观。
2、在生产5～6年后，自身会开始发生降解反应，且降解物无毒无害，对环境友好。
具体实施方式
实施例1
1、将顺丁橡胶（BR9000）46份、天然橡胶（NR）40份、丁苯橡胶（SBR）55份、氯丁橡胶（CR）37份依次加入低速搅拌机中，以150转/分钟室温混合处理10～20分钟，得到混合物。
2、将步骤1所得的混合物加入密炼机中进行主胶混炼，混炼温度为60～80℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑7份、芳烃油1份、复合树脂2份、氧化锌2.5份、硬脂酸0.6份,混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。加入促进剂1份、防老剂1.5份和硫化剂1份，混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。
4、加入聚丙烯37份、聚己内酯15份、植物纤维素30份、角蛋白7份、炭黑7份、芳烃油1份、复合树脂2份、氧化锌2.5份、硬脂酸0.6份,混炼温度为110～140℃，混炼7～12分钟。加入促进剂1份、防老剂1.5份和硫化剂1份，混炼温度为110～140℃，混炼10～17分钟。
5、将密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主机转速为400～500转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。
6、所得物硬化后使用切粒机造粒， 颗粒放入硫化机硫化，硫化温度140～160℃，硫化时间为3～5分钟。
7、硫化后室温放置5～8小时，将颗粒加入到开炼机中，然后模压，制成成品。
实施例2
1、将顺丁橡胶（BR9000）50份、天然橡胶（NR）30份、丁苯橡胶（SBR）45份、氯丁橡胶（CR）50份依次加入低速搅拌机中，以150转/分钟室温混合处理10～20分钟，得到混合物。
2、将步骤1所得的混合物加入密炼机中进行主胶混炼，混炼温度为60～80℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑5份、芳烃油1.5份、复合树脂2.5份、氧化锌2份、硬脂酸0.5份,混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。加入促进剂1.5份、防老剂1份和硫化剂1.5份，混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。
4、加入聚丙烯35份、聚己内酯20份、植物纤维素25份、角蛋白10份、炭黑5份、芳烃油1.5份、复合树脂2.5份、氧化锌2份、硬脂酸0.5份,混炼温度为110～140℃，混炼7～12分钟。加入促进剂1.5份、防老剂1份和硫化剂1.5份，混炼温度为110～140℃，混炼10～17分钟。
5、将密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主机转速为400～500转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。
6、所得物硬化后使用切粒机造粒， 颗粒放入硫化机硫化，硫化温度140～160℃，硫化时间为3～5分钟。
7、硫化后室温放置5～8小时，将颗粒加入到开炼机中，然后模压，制成成品。
实施例3
1、将顺丁橡胶（BR9000）37份、天然橡胶（NR）46份、丁苯橡胶（SBR）60份、氯丁橡胶（CR）30份依次加入低速搅拌机中，以150转/分钟室温混合处理10～20分钟，得到混合物。
2、将步骤1所得的混合物加入密炼机中进行主胶混炼，混炼温度为60～80℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑6份、芳烃油1份、复合树脂1.5份、氧化锌3份、硬脂酸0.45份,混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。加入促进剂1.5份、防老剂1.5份和硫化剂1.5份，混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。
4、加入聚丙烯30份、聚己内酯17份、植物纤维素20份、角蛋白6份、炭黑6份、芳烃油1份、复合树脂1.5份、氧化锌3份、硬脂酸0.45份,混炼温度为110～140℃，混炼7～12分钟。加入促进剂1.5份、防老剂1.5份和硫化剂1.5份，混炼温度为110～140℃，混炼10～17分钟。
5、将密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主机转速为400～500转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。
6、所得物硬化后使用切粒机造粒， 颗粒放入硫化机硫化，硫化温度140～160℃，硫化时间为3～5分钟。
7、硫化后室温放置5～8小时，将颗粒加入到开炼机中，然后模压，制成成品。
实施例4
1、将顺丁橡胶（BR9000）42份、天然橡胶（NR）50份、丁苯橡胶（SBR）40份、氯丁橡胶（CR）35份依次加入低速搅拌机中，以150转/分钟室温混合处理10～20分钟，得到混合物。
2、将步骤1所得的混合物加入密炼机中进行主胶混炼，混炼温度为60～80℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑6份、芳烃油1.5份、复合树脂2.5份、氧化锌2份、硬脂酸0.5份,混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。加入促进剂1份、防老剂1份和硫化剂1.5份，混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。
4、加入聚丙烯40份、聚己内酯12份、植物纤维素24份、角蛋白7份、炭黑6份、芳烃油1.5份、复合树脂2.5份、氧化锌2份、硬脂酸0.5份,混炼温度为110～140℃，混炼7～12分钟。加入促进剂1份、防老剂1份和硫化剂1.5份，混炼温度为110～140℃，混炼10～17分钟。
5、将密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主机转速为400～500转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。
6、所得物硬化后使用切粒机造粒， 颗粒放入硫化机硫化，硫化温度140～160℃，硫化时间为3～5分钟。
7、硫化后室温放置5～8小时，将颗粒加入到开炼机中，然后模压，制成成品。
实施例5
1、将顺丁橡胶（BR9000）32份、天然橡胶（NR）30份、丁苯橡胶（SBR）60份、氯丁橡胶（CR）55份依次加入低速搅拌机中，以150转/分钟室温混合处理10～20分钟，得到混合物。
2、将步骤1所得的混合物加入密炼机中进行主胶混炼，混炼温度为60～80℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑7份、芳烃油1份、复合树脂2份、氧化锌1.5份、硬脂酸0.6份,混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。加入促进剂1.5份、防老剂1.5份和硫化剂1份，混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。
4、加入聚丙烯33份、聚己内酯10份、植物纤维素28份、角蛋白8份、炭黑7份、芳烃油1份、复合树脂2份、氧化锌1.5份、硬脂酸0.6份,混炼温度为110～140℃，混炼7～12分钟。加入促进剂1.5份、防老剂1.5份和硫化剂1份，混炼温度为110～140℃，混炼10～17分钟。
5、将密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主机转速为400～500转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。
6、所得物硬化后使用切粒机造粒， 颗粒放入硫化机硫化，硫化温度140～160℃，硫化时间为3～5分钟。
7、硫化后室温放置5～8小时，将颗粒加入到开炼机中，然后模压，制成成品。
实施例6
1、将顺丁橡胶（BR9000）40份、天然橡胶（NR）33份、丁苯橡胶（SBR）55份、氯丁橡胶（CR）35份依次加入低速搅拌机中，以150转/分钟室温混合处理10～20分钟，得到混合物。
2、将步骤1所得的混合物加入密炼机中进行主胶混炼，混炼温度为60～80℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑4.5份、芳烃油1.5份、复合树脂1.5份、氧化锌3份、硬脂酸0.45份,混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。加入促进剂1份、防老剂1.5份和硫化剂1.5份，混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟。
4、加入聚丙烯40份、聚己内酯14份、植物纤维素27份、角蛋白9份、炭黑4.5份、芳烃油1.5份、复合树脂1.5份、氧化锌3份、硬脂酸0.45份,混炼温度为110～140℃，混炼7～12分钟。加入促进剂1份、防老剂1.5份和硫化剂1.5份，混炼温度为110～140℃，混炼10～17分钟。
5、将密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主机转速为400～500转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。
6、所得物硬化后使用切粒机造粒， 颗粒放入硫化机硫化，硫化温度140～160℃，硫化时间为3～5分钟。
7、硫化后室温放置5～8小时，将颗粒加入到开炼机中，然后模压，制成成品。
耐磨测试：
按照GB-9867-1988标准要求测试橡胶组合物制成鞋底经过一定长度距离的磨耗后，评估试料的表面磨耗状况、重量之损失、体积之损失、磨耗之厚度等特性，并籍由标准胶之对比评估出耐磨耗特性。
耐折性能测试：
根据《鞋类通用试验方法耐折性能》，将橡胶组合物制成鞋底在温度(23±2)℃条件下，连续屈挠5～7万次。
耐磨测试（DIN） 耐折性能测试
实施例1 73mm3 无断裂痕迹
实施例2 82mm3 无断裂痕迹
实施例3 84mm3 无断裂痕迹
实施例4 79mm3 无断裂痕迹
实施例5 76mm3 无断裂痕迹
实施例6 88mm3 无断裂痕迹
同时将实施例模拟5年以上的使用时间，并放入土壤中掩埋60天后，可以观察到表面有明显的变化，凹陷、水泡、烟雾和褪色，同时化验降解地土壤无有毒有害物质。
以上数据可以看出，本发明制备的橡胶组合物在耐磨测试和耐折性能测试中，表现出了很好耐磨耐折性能，同时降解速度快，降解物对环境无害，因此提高了本发明的有益技术成果。
前述的实例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种鞋底专用可分解橡胶组合物，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 30～50份
天然橡胶（NR） 25～50份
丁苯橡胶（SBR） 40～60份
氯丁橡胶（CR） 30～55份
炭黑 8～14份
芳烃油 2～3份
复合树脂 3～5份
氧化锌 3～6份
硬脂酸 0.8～1.2份
促进剂 1～3份
防老剂 1～3份
硫化剂 1～3份
聚丙烯 30～40份
聚己内酯 10～20份
植物纤维素 20～30份
角蛋白 5～10份。
2.权利要求1所述的一种鞋底专用可分解橡胶组合物，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 42～50份
天然橡胶（NR） 35～47份
丁苯橡胶（SBR） 50～55份
氯丁橡胶（CR） 34～48份
炭黑 10～14份
芳烃油 2～3份
复合树脂 3～4份
氧化锌 4～6份
硬脂酸 1～1.2份
促进剂 1～3份
防老剂 1～3份
硫化剂 1～3份
聚丙烯 35～40份
聚己内酯 12～17份
植物纤维素 25～30份
角蛋白 7～9份。
3.权利要求1所述的一种鞋底专用可分解橡胶组合物，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 46份
天然橡胶（NR） 40份
丁苯橡胶（SBR） 55份
氯丁橡胶（CR） 37份
炭黑 14份
芳烃油 2份
复合树脂 4份
氧化锌 5份
硬脂酸 1.2份
促进剂 2份
防老剂 3份
硫化剂 2份
聚丙烯 37份
聚己内酯 15份
植物纤维素 30份
角蛋白 7份。
4.一种鞋底专用可分解橡胶组合物的制备方法，包含如下步骤：
（1）将顺丁橡胶（BR9000）、天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）、氯丁橡胶（CR）按照配方比例依次加入低速搅拌机中，以150转/分钟室温混合处理10～20分钟，得到混合物；
（2）将步骤1所得的混合物加入密炼机中进行主胶混炼，混炼温度为60～80℃，时间5～8分钟；
（3）按配方重量加入一半份量的炭黑、芳烃油、复合树脂、氧化锌、硬脂酸,混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟，按配方重量加入一半份量的促进剂、防老剂和硫化剂，混炼温度为80～100℃，混炼2～5分钟；
（4）按配方重量加入聚丙烯、聚己内酯、植物纤维素、角蛋白和剩余一半份量的炭黑、芳烃油、复合树脂、氧化锌、硬脂酸,混炼温度为110～140℃，混炼7～12分钟，按配方重量加入剩余一半份量的促进剂、防老剂和硫化剂，混炼温度为110～140℃，混炼10～17分钟；
（5）将密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主机转速为400～500转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却；
（6）所得物硬化后使用切粒机造粒， 颗粒放入硫化机硫化，硫化温度140～160℃，硫化时间为3～5分钟；
（7）硫化后室温放置5～8小时，将颗粒加入到开炼机中，然后模压，制成成品。
5.根据权利要求1-2-3任一项所述的一种鞋底专用可分解橡胶组合物，其特征在于，在一种实施方式中，所述复合树脂为萜烯树脂、酚醛树脂和乙烯树脂醋酸纤维混合物，混合比例为1：1～1.4：1；所述促进剂为DOTG和2-巯醇基苯并噻唑和TMTD的混合物，混合比例为1:1～1.4：1～1.3；所述防老剂为RD（2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹聚合体）和ODA（4,4'-二辛基二苯胺）和MB（2-巯基苯并咪唑），混合比例为2：1.5：1～1.2；所述硫化剂为硫磺、双马来酰亚胺和过氧化二异丙苯的混合物，混合比例为2：1.5：1.1～1.5。
6.根据权利要求4所述的一种鞋底专用可分解橡胶组合物的制备方法，其特征在于，步骤1混合转速150转/分钟，混合时间10～20分钟。
7.根据权利要求4所述的一种鞋底专用可分解橡胶组合物的制备方法，其特征在于，步骤2混炼温度60～80℃，时间5～8分钟；步骤3混炼温度为80～100℃，时间2～5分钟；步骤4前段混炼温度为110～140℃，时间7～12分钟，后段混炼温度为110～140℃，时间10～17分钟。
8.根据权利要求4所述的一种鞋底专用可分解橡胶组合物的制备方法，其特征在于，步骤5挤出机中5个温区温度设定分别为120℃、130℃、140℃、130℃、140℃，主机转速为400～500转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。
9.根据权利要求4所述的一种鞋底专用可分解橡胶组合物的制备方法，其特征在于，步骤6硫化温度140～160℃，硫化时间为3～5分钟。
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