CN107880373A - 抗静电鞋材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电鞋材及其制备方法，按照重量份包括如下组分：乙烯‑醋酸乙烯共聚物50‑70份、再生聚乙烯50‑70份、发泡剂4‑6份、交联剂0.1‑1份、硬脂酸0.1‑1份、氧化锌0.1‑1份、导电炭黑10‑15份、促进剂0.3‑0.8份。导电炭黑本身是半导体材料，具有交底的电阻率。导电炭黑处于鞋材内，起到了一定的导电作用，从而让本发明具有抗静电的效果。

Description

抗静电鞋材及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋材制造材料，特别涉及一种抗静电鞋材及其制备方法。
背景技术
在制鞋工作尤其是防静电胶鞋制造过程中，由于要实现橡胶的防静电功能，必须在配方中大剂量使用炭黑，而使用炭黑，橡胶不能兼顾满足鞋底耐磨性能、高强伸性能和防静电性能的统一性。一方面要实现橡胶耐磨性能，就必须降低炭黑用量，这样随之导致防静电性能下降，而为了提高防静电性能，则又必须在低炭黑用量的条件下加入液体型抗静电剂。为此，工艺简单的耐磨型防静电橡胶的发明具有现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗静电鞋材，其具有防止人的脚部触静电的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种抗静电鞋材，按照重量份包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物50-70份、再生聚乙烯50-70份、发泡剂4-6份、交联剂0.1-1份、硬脂酸0.1-1份、氧化锌0.1-1份、导电炭黑10-15份、促进剂0.3-0.8份。
通过采用上述技术方案，导电炭黑本身是半导体材料，具有较低的电阻率。导电炭黑处于鞋材内，起到了一定的导电作用。
本发明进一步设置为：所述发泡剂选取碳酸氢钠。
通过采用上述技术方案，碳酸氢钠具有便宜且发泡量大的优点，而碳酸氢钠产生的二氧化碳具有较强的热稳定性进而避免与其他物体发生反应。
本发明进一步设置为：所述交联剂按照重量份比由双叔丁基过氧异丙基苯：硫磺＝3：1.5-2的混合物构成。
通过采用上述技术方案，交联剂能够增强导电炭黑与抗静电鞋材的连接强度。而当交联剂中加入双叔丁基过氧异丙基苯后能够大幅度增强抗静电鞋材的机械综合性能。
本发明进一步设置为：所述促进剂由重量比为，氧化铬绿：二邻甲苯胍＝3∶1-2的混合物构成。
通过采用上述技术方案，促进剂可以提高抗静电鞋材的硫化温度并且改善鞋材的物理机械性能。无机促进剂和有机促进剂的结合具有协同作用，而选取氧化铬绿：二邻甲苯胍＝3：1-2的混合物后，制作出的抗静电鞋材的机械性能有显著的增长。
本发明进一步设置为：将所述导电炭黑放入质量分数为40％的双氧水中并持续3h，取出导电炭黑后与聚乙二醇进行接枝反应。
通过采用上述技术方案，导电炭黑表面的含氧官能团少，直接进行表面改性效果较差，因此需要增加导电炭黑表面的含氧官能团，让导电炭黑在双氧水中浸泡。导电炭黑表面引入长链有机基团，从而降低了导电炭黑表面内聚能，增加了导电炭黑表面空间位阻。将接枝改性导电炭黑应用于鞋材后，接枝改性导电炭黑有利于提升鞋材的综合性能。
本发明进一步设置为：按照重量份还包括有，白炭黑20-25份。
通过采用上述技术方案，加入白炭黑后，增强了抗静电鞋材的抗静电能力。
本发明进一步设置为：将所述白炭黑放入反应釜中，按重量份数加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物6-10份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min。
通过采用上述技术方案，利用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物对白炭黑进行改性，而分散剂能够限制白炭黑聚集。加入改性的白炭黑后，改性白炭黑增强了抗静电鞋材的机械综合性能。
本发明进一步设置为：所述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡：硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成。
通过采用上述技术方案，单用氧化聚乙烯蜡能够增加导电炭黑的分散率进而增强抗静电鞋材整体的抗静电作用。
本发明的另一个目的是为了提供抗静电鞋材的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按照重量份数称取导电炭黑10-15份放置于40％的双氧水中持续3h，随后取出导电炭黑后加入溶解于甲苯的聚乙二醇400溶液中并加热至120℃持续30min；
步骤2：按照重量份数称取白炭黑20-25份放置于反应釜中，并按照重量份数加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物6-10份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min，上述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡：硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成；
步骤3：按照重量份称取步骤1和步骤2中经过处理的导电炭黑和白炭黑、乙烯-醋酸乙烯共聚物50-70份、再生聚乙烯50-70份、发泡剂4-6份、交联剂0.1-1份、硬脂酸0.1-1份、氧化锌0.1-1份、促进剂0.3-0.8份，上述交联剂按照重量份比由双叔丁基过氧异丙基苯∶硫磺3∶1.5-2的混合物构成；促进剂由重量比为，氧化铬绿∶二邻甲苯胍＝3∶1-2的混合物构成；
步骤4：将上述组分放入封闭式密炼机中并在120-130℃和7-8公斤压强的条件下混炼20min；
步骤5：将步骤4中封闭式密炼机中的组分转移至开放式密炼机中进行3-4次翻料均匀，冷却至室温并挤入模具内，即得到初产品；
步骤6：让步骤5中的模具处于175-180公斤的油压压力下，并让温度保持在170-180℃之间持续2h，打开模具后，即得到抗静电鞋材。
通过采用上述技术方案，人们可以方便地制得抗静电鞋材。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明中导电炭黑改性对鞋材的强度、耐磨性等性能提高较大，但对鞋材的耐屈挠性能提升不够；白炭黑改性虽对鞋材的耐屈挠性能提升较大，但对鞋材综合性能补强较弱，通过在鞋材中导电炭黑和白炭黑并用填充等手段来提升鞋材的综合性能。
2、本发明中促进剂可以提高抗静电鞋材的硫化温度并且改善鞋材的物理机械性能。无机促进剂和有机促进剂的结合具有协同作用，而选取氧化铬绿∶二邻甲苯胍＝3∶1.5的混合物后，制作出的抗静电鞋材的机械性能有显著的增长。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：
一种抗静电鞋材，按照重量份包括如下组分：
乙烯-醋酸乙烯共聚物50份、再生聚乙烯50份、发泡剂4份、交联剂0.1份、硬脂酸0.1份、氧化锌0.1份、导电炭黑10份、促进剂0.3份、白炭黑20份。上述发泡剂选取碳酸氢钠。上述交联剂由重量比为由双叔丁基过氧异丙基苯∶硫磺＝3∶1.5的混合物构成。上述促进剂由重量比为，氧化铬绿∶二邻甲苯胍＝3∶1的混合物构成。上述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡∶硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成。上述导电炭黑经过处理，处理过程为：将称取的导电炭黑10份放置于40％的双氧水中持续3h，随后取出导电炭黑后加入溶解于甲苯的聚乙二醇400溶液中，并加热至120℃持续30min。上述白炭黑经过处理，处理的过程为：将称取的白炭黑20份放置于反应釜中，并按照重量份加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物6份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min，分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡∶硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成。
上述抗静电鞋材的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按照重量份数称取导电炭黑10份放置于40％的双氧水中持续3h，随后取出导电炭黑后加入溶解于甲苯的聚乙二醇400溶液中并加热至120℃持续30min；
步骤2：按照重量份数称取白炭黑20份放置于反应釜中，并按照重量份数加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物6份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min，上述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡∶硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成；
步骤3：按照重量份称取步骤1和步骤2中经过处理的导电炭黑和白炭黑、乙烯-醋酸乙烯共聚物50份、再生聚乙烯50份、发泡剂4份、交联剂0.1份、硬脂酸0.1份、氧化锌0.1份、促进剂0.3份。上述交联剂按照重量份比由双叔丁基过氧异丙基苯∶硫磺＝3∶1.5的混合物构成；促进剂由重量比为，氧化铬绿∶二邻甲苯胍＝3∶1的混合物构成。
步骤4：将上述组分放入封闭式密炼机中并在120-130℃和7-8公斤压强的条件下混炼20min；
步骤5：将步骤4中封闭式密炼机中的组分转移至开放式密炼机中进行3-4次翻料均匀，冷却至室温并挤入模具内，即得到初产品；
步骤6：让步骤5中的模具处于175-180公斤的油压压力下，并让温度保持在170-180℃之间持续2h，打开模具后，即得到抗静电鞋材。
实施例2：
一种抗静电鞋材，按照重量份包括如下组分：
乙烯-醋酸乙烯共聚物60份、再生聚乙烯60份、发泡剂5份、交联剂0.5份、硬脂酸0.5份、氧化锌0.5份、导电炭黑12份、促进剂0.5份、白炭黑22份。上述发泡剂选取碳酸氢钠。上述交联剂由重量比为由双叔丁基过氧异丙基苯∶硫磺＝3∶1.5的混合物构成。上述促进剂由重量比为，氧化铬绿∶二邻甲苯胍＝3∶1的混合物构成。上述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡∶硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成。上述导电炭黑经过处理，处理过程为：将称取的导电炭黑12份放置于40％的双氧水中持续3h，随后取出导电炭黑后加入溶解于甲苯的聚乙二醇400溶液中，并加热至120℃持续30min。上述白炭黑经过处理，处理的过程为：将称取的白炭黑22份放置于反应釜中，并按照重量份加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物8份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min，分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡∶硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成。
上述抗静电鞋材的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按照重量份数称取导电炭黑12份放置于40％的双氧水中持续3h，随后取出导电炭黑后加入溶解于甲苯的聚乙二醇400溶液中并加热至120℃持续30min；
步骤2：按照重量份数称取白炭黑22份放置于反应釜中，并按照重量份数加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物8份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min，上述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡∶硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成；
步骤3：按照重量份称取步骤1和步骤2中经过处理的导电炭黑和白炭黑、乙烯-醋酸乙烯共聚物60份、再生聚乙烯60份、发泡剂5份、交联剂0.5份、硬脂酸0.5份、氧化锌0.5份、促进剂0.5份。上述交联剂按照重量份比由双叔丁基过氧异丙基苯：硫磺＝3∶1.7的混合物构成；促进剂由重量比为，氧化铬绿∶二邻甲苯胍＝3∶1.5的混合物构成。
步骤4：将上述组分放入封闭式密炼机中并在120-130℃和7-8公斤压强的条件下混炼20min；
步骤5：将步骤4中封闭式密炼机中的组分转移至开放式密炼机中进行3-4次翻料均匀，冷却至室温并挤入模具内，即得到初产品；
步骤6：让步骤5中的模具处于175-180公斤的油压压力下，并让温度保持在170-180℃之间持续2h，打开模具后，即得到抗静电鞋材。
实施例3
一种抗静电鞋材，按照重量份包括如下组分：
乙烯-醋酸乙烯共聚物70份、再生聚乙烯70份、发泡剂6份、交联剂1份、硬脂酸1份、氧化锌1份、导电炭黑15份、促进剂0.8份、白炭黑25份。上述发泡剂选取碳酸氢钠。上述交联剂由重量比为由双叔丁基过氧异丙基苯∶硫磺＝3∶1.5的混合物构成。上述促进剂由重量比为，氧化铬绿∶二邻甲苯胍＝3∶1的混合物构成。上述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡∶硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成。上述导电炭黑经过处理，处理过程为：将称取的导电炭黑15份放置于40％的双氧水中持续3h，随后取出导电炭黑后加入溶解于甲苯的聚乙二醇400溶液中，并加热至120℃持续30min。上述白炭黑经过处理，处理的过程为：将称取的白炭黑25份放置于反应釜中，并按照重量份加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物10份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min，分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡∶硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成。
上述抗静电鞋材的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按照重量份数称取导电炭黑15份放置于40％的双氧水中持续3h，随后取出导电炭黑后加入溶解于甲苯的聚乙二醇400溶液中并加热至120℃持续30min；
步骤2：按照重量份数称取白炭黑25份放置于反应釜中，并按照重量份数加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物10份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min，上述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡∶硬脂酸铜＝5∶3的混合物构成；
步骤3：按照重量份称取步骤1和步骤2中经过处理的导电炭黑和白炭黑、乙烯-醋酸乙烯共聚物70份、再生聚乙烯70份、发泡剂6份、交联剂1份、硬脂酸1份、氧化锌1份、促进剂0.8份。上述交联剂按照重量份比由双叔丁基过氧异丙基苯∶硫磺＝3∶2的混合物构成；促进剂由重量比为，氧化铬绿∶二邻甲苯胍＝3∶2的混合物构成。
步骤4：将上述组分放入封闭式密炼机中并在120-130℃和7-8公斤压强的条件下混炼20min；
步骤5：将步骤4中封闭式密炼机中的组分转移至开放式密炼机中进行3-4次翻料均匀，冷却至室温并挤入模具内，即得到初产品；
步骤6：让步骤5中的模具处于175-180公斤的油压压力下，并让温度保持在170-180℃之间持续2h，打开模具后，即得到抗静电鞋材。
对比例1：
与实施例2不同的地方在于，去除导电炭黑，其他部分与实施例2相同。
对比例2：
与实施例2不同的地方在于，去除白炭黑，其他部分与实施例2相同。
测试实验1
按照重量份称取相同重量份的200份实施例1、实施例2、实施例3和对比例1。根据DIN53505-2000测定邵氏硬度，按照GB/T 9867：2001测试DIN耐磨，按照ISO 20873：2001测试尺寸收缩，采用GT-7042-RE型冲击弹性试验机测试回弹率，按照GB/T 10808-2006测试撕裂强度，按照GB/T 10654-2001测试拉伸强度和延伸率，按照TM144：2011测试动态止滑系数，按照ISO 20344：2011测试电阻率，按照GB/T 1472-2013测定耐屈挠性，得到以下表1。
表1：实施例1、实施例2、实施例3和对比例1的抗静电鞋底的性能参数对照表。
从表1中的可以得到：对比例1去除导电炭黑后，对比例1抗静电鞋材的耐挠性与实施例2加了导电炭黑的耐屈挠性有显著的区别。而常规导电炭黑的使用并没有增加太多耐屈挠性，并且实施例2中的其他机械性能相对于对比例1都有显著的增强，从而可以得到白炭黑和导电炭黑组合后具有增强抗静电鞋材整体机械性能的作用。而实施例2中的氧化铬绿∶二邻甲苯胍＝3∶1.5时，实施例2的机械性能得到了显著的增长。

Claims (9)

1.一种抗静电鞋材，其特征是：按照重量份包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物50-70份、再生聚乙烯50-70份、发泡剂4-6份、交联剂0.1-1份、硬脂酸0.1-1份、氧化锌0.1-1份、导电炭黑10-15份、促进剂0.3-0.8份。
2.根据权利要求1所述的抗静电鞋材，其特征是：所述发泡剂选取碳酸氢钠。
3.根据权利要求1所述的抗静电鞋材，其特征是：所述交联剂按照重量份比由双叔丁基过氧异丙基苯：硫磺=3：1.5-2的混合物构成。
4.根据权利要求1所述的抗静电鞋材，其特征是：所述促进剂由重量比为，氧化铬绿：二邻甲苯胍=3：1-2的混合物构成。
5.根据权利要求1所述的抗静电鞋材，其特征是：将所述导电炭黑放入质量分数为40%的双氧水中并持续3h，取出导电炭黑后与聚乙二醇进行接枝反应。
6.根据权利要求1所述的抗静电鞋材，其特征是：按照重量份还包括有，白炭黑20-25份。
7.根据权利要求6所述的抗静电鞋材，其特征是：将所述白炭黑放入反应釜中，按重量份数加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物6-10份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min。
8.根据权利要求7所述的抗静电鞋材，其特征是：所述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡：硬脂酸铜=5:3的混合物构成。
9.权利要求书1-8任意一项所述的抗静电鞋材的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
步骤1：按照重量份数称取导电炭黑10-15份放置于40%的双氧水中持续3h，随后取出导电炭黑后加入溶解于甲苯的聚乙二醇400溶液中并加热至120℃持续30min；
步骤2：按照重量份数称取白炭黑20-25份放置于反应釜中，并按照重量份数加入双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物6-10份和分散剂2份，并处于120℃的条件下反应8min，上述分散剂由重量比为，氧化聚乙烯蜡：硬脂酸铜=5:3的混合物构成；
步骤3：按照重量份称取步骤1和步骤2中经过处理的导电炭黑和白炭黑、乙烯-醋酸乙烯共聚物50-70份、再生聚乙烯50-70份、发泡剂4-6份、交联剂0.1-1份、硬脂酸0.1-1份、氧化锌0.1-1份、促进剂0.3-0.8份，上述交联剂按照重量份比由双叔丁基过氧异丙基苯：硫磺3：1.5-2的混合物构成；促进剂由重量比为，氧化铬绿：二邻甲苯胍=3：1-2的混合物构成；
步骤4：将上述组分放入封闭式密炼机中并在120-130℃和7-8公斤压强的条件下混炼20min；
步骤5：将步骤4中封闭式密炼机中的组分转移至开放式密炼机中进行3-4次翻料均匀，冷却至室温并挤入模具内，即得到初产品；
步骤6：让步骤5中的模具处于175-180公斤的油压压力下，并让温度保持在170-180℃之间持续2h，打开模具后，即得到抗静电鞋材。
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