CN107337817A - 一种冰上止滑鞋底专用橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冰上止滑鞋底专用橡胶组合物，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、微晶蜡、苎麻纤维和PEG的原料制备而成。本发明还公开了所述冰上止滑鞋底专用橡胶组合物的制备方法。

Description

一种冰上止滑鞋底专用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，本发明为一种冰上止滑鞋底专用橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
随着社会职业多元化的发展和大众生活质量的不断提高，人们对鞋类产品的质量以及功能化的要求也越来越高。为了满足鞋类产品在不同环境下的用途，迫切需要开发越来越多具有不同特性与功能性的鞋类产品，冰上止滑鞋底就是其中重要的需求之一。
在有薄冰、雪地、冰水、冻土层界面的环境中，运动鞋鞋底与潮湿光滑地面或附着冰层的地面接触时，冰水将附在鞋底表面形成水膜，使得容易造成滑倒伤害，因此，冰面环境下对鞋底的止滑性能要求更高，且止滑性的好坏是直接影响冰面用鞋使用寿命的重要因素之一，也是安全及舒适得以保障的一个关键因素。目前传统的橡胶鞋底主要以天然橡胶及部分合成橡胶加工制成，虽然能达到橡胶大底基本的耐磨、防滑效果，但是却满足不了特殊界面(薄冰、雪地、冻土层、青苔的路面)止滑的性能，因此，需要通过对胶料配方和混炼硫化步骤的优化改良增加橡胶组合物的滑动摩擦系数，得到更适合制造冰上止滑鞋底的优质橡胶。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种冰上止滑鞋底专用橡胶组合物，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 40～60份
天然橡胶（NR） 25～45份
丁苯橡胶（SBR） 30～40份
氯丁橡胶（CR） 40～55份
炭黑 6～9份
芳烃油 1～2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
微晶蜡 2～3份
苎麻纤维 2～4份
PEG 3～5份
优选的，所述冰上止滑鞋底专用橡胶组合物，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 47～56份
天然橡胶（NR） 30～40份
丁苯橡胶（SBR） 33～38份
氯丁橡胶（CR） 45～52份
炭黑 7～8份
芳烃油 1～2份
复合树脂 4～5份
氧化锌 3～5份
硬脂酸 1～1.2份
促进剂 2～3份
防老剂 1～2份
硫化剂 2～3份
微晶蜡 2～3份
苎麻纤维 3～4份
PEG 4～5份
更优选的，所述冰上止滑鞋底专用橡胶组合物，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 52份
天然橡胶（NR） 37份
丁苯橡胶（SBR） 35份
氯丁橡胶（CR） 49份
炭黑 7份
芳烃油 2份
复合树脂 5份
氧化锌 4份
硬脂酸 1.2份
促进剂 3份
防老剂 2份
硫化剂 2份
微晶蜡 3份
苎麻纤维 4份
PEG 4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1：1～1.2：1～1.5。
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冰上止滑鞋底专用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70～90℃，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90～110℃，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90～110℃，混炼2～5分钟。
4、按配方重量加入微晶蜡、苎麻纤维、PEG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、防滑性能非常好，与冰面的滑动摩擦系数高，非常适合作为冰上止滑用鞋鞋大底的制作材料。
具体实施方式
实施例1
1、将顺丁橡胶（BR9000）52份、天然橡胶（NR）37份、丁苯橡胶（SBR）35份、氯丁橡胶（CR）49份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70～90℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑3.5份、芳烃油1份、复合树脂2.5份、氧化锌2份、硬脂酸0.6份,混炼温度为90～110℃，混炼2～5分钟。加入促进剂1.5份、防老剂1份和硫化剂1份，混炼温度为90～110℃，混炼2～5分钟。
4、加入微晶蜡3份、苎麻纤维4份、PEG4份、炭黑3.5份、芳烃油1份、复合树脂2.5份、氧化锌2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）45份、天然橡胶（NR）40份、丁苯橡胶（SBR）30份、氯丁橡胶（CR）42份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70～90℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑4份、芳烃油0.5份、复合树脂2份、氧化锌3份、硬脂酸0.5份,混炼温度为90～110℃，混炼2～5分钟。加入促进剂1份、防老剂1份和硫化剂1份，混炼温度为90～110℃，混炼2～5分钟。
4、加入微晶蜡2份、苎麻纤维3份、PEG5份、炭黑4份、芳烃油0.5份、复合树脂2份、氧化锌3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）55份、天然橡胶（NR）42份、丁苯橡胶（SBR）35份、氯丁橡胶（CR）40份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70～90℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑4.5份、芳烃油1份、复合树脂2份、氧化锌2.5份、硬脂酸0.45份,混炼温度为90～110℃，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90～110℃，混炼2～5分钟。
4、加入微晶蜡2份、苎麻纤维4份、PEG4份、炭黑4.5份、芳烃油1份、复合树脂2份、氧化锌2.5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）39份、丁苯橡胶（SBR）37份、氯丁橡胶（CR）45份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70～90℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑3.5份、芳烃油1份、复合树脂1.5份、氧化锌3份、硬脂酸0.5份,混炼温度为90～110℃，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90～110℃，混炼2～5分钟。
4、加入微晶蜡3份、苎麻纤维4份、PEG5份、炭黑3.5份、芳烃油1份、复合树脂1.5份、氧化锌3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）50份、天然橡胶（NR）40份、丁苯橡胶（SBR）33份、氯丁橡胶（CR）50份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70～90℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑4份、芳烃油0.5份、复合树脂2.5份、氧化锌2份、硬脂酸0.6份,混炼温度为90～110℃，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90～110℃，混炼2～5分钟。
4、加入微晶蜡2份、苎麻纤维3份、PEG4份、炭黑4份、芳烃油0.5份、复合树脂2.5份、氧化锌2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6
1、将顺丁橡胶（BR9000）48份、天然橡胶（NR）30份、丁苯橡胶（SBR）35份、氯丁橡胶（CR）53份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70～90℃，时间5～8分钟。
3、加入炭黑3份、芳烃油1份、复合树脂1.5份、氧化锌2.5份、硬脂酸0.5份,混炼温度为90～110℃，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90～110℃，混炼2～5分钟。
4、加入微晶蜡3份、苎麻纤维3份、PEG4份、炭黑3份、芳烃油1份、复合树脂1.5份、氧化锌2.5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1.5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。
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。
止滑性能测试：
采用JAMES止滑测试仪，测试鞋底材料与光滑瓷砖表面的摩擦系数，按ASTM-F489国际标准测试。
干式情况下：1.20~1.00
湿式情况下：0.60~0.50
耐磨测试（DIN） 止滑性能测试（摩擦系数）
实施例1 71mm3 干式：1.2；湿式：0.6
实施例2 78mm3 干式：1.0；湿式：0.51
实施例3 82mm3 干式：0.9；湿式：0.5
实施例4 79mm3 干式：1.15；湿式：0.48
实施例5 89mm3 干式：1.12；湿式：0.54
实施例6 84mm3 干式：0.97；湿式：0.53
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止滑性能测试中，表现出了很好耐磨止滑性能，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)

1.一种冰上止滑鞋底专用橡胶组合物，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
顺丁橡胶（BR9000） 40～60份
天然橡胶（NR） 25～45份
丁苯橡胶（SBR） 30～40份
氯丁橡胶（CR） 40～55份
炭黑 6～9份
芳烃油 1～2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
微晶蜡 2～3份
苎麻纤维 2～4份
PEG 3～5份。
2.权利要求1所述的一种冰上止滑鞋底专用橡胶组合物，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） 47～56份
天然橡胶（NR） 30～40份
丁苯橡胶（SBR） 33～38份
氯丁橡胶（CR） 45～52份
炭黑 7～8份
芳烃油 1～2份
复合树脂 4～5份
氧化锌 3～5份
硬脂酸 1～1.2份
促进剂 2～3份
防老剂 1～2份
硫化剂 2～3份
微晶蜡 2～3份
苎麻纤维 3～4份
PEG 4～5份。
3.权利要求1所述的一种冰上止滑鞋底专用橡胶组合物，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） 52份
天然橡胶（NR） 37份
丁苯橡胶（SBR） 35份
氯丁橡胶（CR） 49份
炭黑 7份
芳烃油 2份
复合树脂 5份
氧化锌 4份
硬脂酸 1.2份
促进剂 3份
防老剂 2份
硫化剂 2份
微晶蜡 3份
苎麻纤维 4份
PEG 4份。
4.一种冰上止滑鞋底专用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70～90℃，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90～110℃，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90～110℃，混炼2～5分钟；
（4）按配方重量加入微晶蜡、苎麻纤维、PEG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任一项所述的一种冰上止滑鞋底专用橡胶组合物，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1：1～1.2：1～1.5；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所述的一种冰上止滑鞋底专用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所述的一种冰上止滑鞋底专用橡胶组合物的制备方法，其特征在于，步骤2混炼温度70～90℃，时间5～8分钟；步骤3混炼温度为90～110℃，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所述的一种冰上止滑鞋底专用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所述的一种冰上止滑鞋底专用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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