CN108859204B - 一种橡胶夹层tpu发泡鞋底的制备工艺 - Google Patents

一种橡胶夹层tpu发泡鞋底的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，该制备工艺条件缓和可控，制备过程中首先对TPU发泡粒子进行超声清洗干燥，一方面能够使TPU粒子能够更好地与接地底面和鞋底面粘接，避免脱胶，另一方面能够赋予鞋底更好的垂直回弹性能，穿着舒适度更佳；将胶料分为两层分别制备，且两层的材料有所区别，接地底面的防滑耐磨性更佳，而鞋底面更多地考虑人体舒适性，最终制得的橡胶夹层TPU发泡鞋底的重量减轻，垂直回弹性好，改善了橡胶底鞋子的穿着舒适性，具有良好的市场前景。

Description

一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺
技术领域
本发明涉及一种鞋底的制备工艺，具体涉及一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺。
背景技术
橡胶鞋底是一种应用广泛的鞋底材料，顾名思义，橡胶鞋底是指由橡胶制作的鞋底，按照来源，橡胶鞋底材料可分为天然橡胶和人工合成橡胶。天然橡胶的优点在于柔软、弹性极佳，多用于室内运动鞋；人工合成橡胶按照添加剂的不同，可赋予鞋材耐磨、防滑、坚韧、减震等一种或多种功能。
通过改性，橡胶鞋底普遍具有耐磨防滑的优点，但是存在比重较大且弹性较差的缺点，其比重一般为1.10～1.30，垂直回弹率为25～35％，穿着的舒适度相对较差。TPU发泡材料为聚氨酯热塑性弹性体，具有优良的耐磨、抗拉、抗撕、耐老化等性能，相较于橡胶而言比重大大降低至0.12～0.16，垂直回弹率提高至50％以上，因此，如果能够将TPU发泡材料合理应用至鞋底上，将有利于改善橡胶鞋底穿着的舒适性。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，将TPU发泡材料夹设于橡胶中间，赋予鞋底自重轻、弹性佳、舒适性高等优点。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将颗粒状的TPU发泡材料进行超声清洗，清洗完成后投入真空干燥箱内干燥，得到TPU发泡粒子；
S2、将20～30份天然橡胶和15～25份丁苯橡胶加入搅拌机中，于30～45℃下搅拌混合均匀，再向其中加入3～5份活化剂和2～4份炭黑，混炼10～15分钟，混炼温度为150～180℃，然后将混炼均匀的胶料投入开炼机中塑炼3～8min，得到3mm厚的胶片；
S3、将胶片裁成鞋底形状放入橡胶鞋模中硫化成型，得到鞋底的接地底面；
S4、在20～30份步骤S1得到的TPU发泡粒子中加入5～8份交联剂和1～3份硅烷偶联剂，对TPU发泡粒子进行改性，将改性后的TPU发泡粒子均匀铺设于接地底面上，铺设厚度为2～3mm；
S5、将30～40份天然橡胶、20～30份丁腈橡胶、0.5～2份防老剂、2～3份硫化促进剂及0.5～1.5份氧化锌混合均匀，然后用双螺杆挤出机塑化挤出，挤出物硬化后切粒，并将颗粒投入硫化机中硫化，硫化时向其中滴入溶剂，硫化温度为120～140℃，得到鞋底面橡胶；
S6、加热使鞋底面橡胶熔融后缓慢流入橡胶鞋模中，覆盖于TPU发泡粒子上，然后150～160℃下模压成型，冷却至室温；
S7、脱模，修边整理，制成成品；
以上各份数均为重量份。
优选地，前述步骤S4中，TPU发泡粒子的平均粒径为2～3mm，含水率低于0.05％，低含水率的TPU发泡粒子能够赋予鞋底更好的弹性。
优选地，前述步骤S5中，双螺杆挤出机具有5个温区，按送料方向温度分别为130℃、150℃、160℃、140℃及130℃。
更优选地，前述步骤S1中，采用弱碱性溶液对TPU发泡材料进行超声清洗，这样能够有效去除TPU发泡材料表面的杂质和油渍等，使后续步骤中TPU粒子能够更好地与接地底面和鞋底面粘接。
优选地，前述活化剂为氧化锌或硬脂酸锌。
再优选地，前述交联剂为过氧化二异丙苯。
进一步优选地，前述步骤S5中，溶剂为乙醇或去离子水，通过滴入溶剂能够使硫化促进剂发挥更好的效果，提高硫化效率，使硫化时间缩短至1h以内，大大提高了生产效率。
本发明的有益之处在于：
1、本发明的橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺条件缓和可控，制备过程中首先对TPU发泡粒子进行超声清洗干燥，一方面能够使TPU粒子能够更好地与接地底面和鞋底面粘接，避免脱胶，另一方面能够赋予鞋底更好的垂直回弹性能，穿着舒适度更佳；
2、本发明中，将胶料分为两层分别制备，且两层的材料有所区别，接地底面的防滑耐磨性更佳，而鞋底面更多地考虑人体舒适性，最终制得的橡胶夹层TPU发泡鞋底的重量减轻，垂直回弹性好，改善了橡胶底鞋子的穿着舒适性，具有良好的市场前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明中无特殊说明，所有原料均为市购，且份数均表示重量份。
实施例1
本实施例的橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将颗粒状的TPU发泡材料进行超声清洗，清洗完成后投入真空干燥箱内干燥，得到TPU发泡粒子；本步骤中，最好是采用弱碱性溶液对TPU发泡材料进行超声清洗，这样能够有效去除TPU发泡材料表面的杂质和油渍等，使后续步骤中TPU粒子能够更好地与接地底面和鞋底面粘接。
S2、将20份天然橡胶和15份丁苯橡胶加入搅拌机中，于30℃下搅拌混合均匀，再向其中加入3份活化剂和2份炭黑，活化剂为氧化锌或硬脂酸锌，混炼10分钟，混炼温度为150℃，然后将混炼均匀的胶料投入开炼机中塑炼3min，得到3mm厚的胶片；
S3、将胶片裁成鞋底形状放入橡胶鞋模中硫化成型，得到鞋底的接地底面；
S4、在20份步骤S1得到的TPU发泡粒子中加入5份交联剂和1份硅烷偶联剂，交联剂为过氧化二异丙苯，对TPU发泡粒子进行改性，将改性后的TPU发泡粒子均匀铺设于接地底面上，铺设厚度为2mm；TPU发泡粒子的平均粒径为2mm，含水率低于0.05％，低含水率的TPU发泡粒子能够赋予鞋底更好的弹性。
S5、将30份天然橡胶、20份丁腈橡胶、0.5份防老剂、2份硫化促进剂及0.5份氧化锌混合均匀，然后用双螺杆挤出机塑化挤出，双螺杆挤出机具有5个温区，按送料方向温度分别为130℃、150℃、160℃、140℃及130℃，挤出物硬化后切粒，并将颗粒投入硫化机中硫化，硫化温度为120℃，得到鞋底面橡胶。本实施例中，在硫化时向其中滴入溶剂，溶剂为乙醇或去离子水，通过滴入溶剂能够使硫化促进剂发挥更好的效果，提高硫化效率，使硫化时间缩短至1h以内，大大提高了生产效率。
S6、加热使鞋底面橡胶熔融后缓慢流入橡胶鞋模中，覆盖于TPU发泡粒子上，然后150℃下模压成型，冷却至室温；
S7、脱模，修边整理，制成成品。
实施例2
本实施例的橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将颗粒状的TPU发泡材料进行超声清洗，清洗完成后投入真空干燥箱内干燥，得到TPU发泡粒子；本步骤中，最好是采用弱碱性溶液对TPU发泡材料进行超声清洗，这样能够有效去除TPU发泡材料表面的杂质和油渍等，使后续步骤中TPU粒子能够更好地与接地底面和鞋底面粘接。
S2、将25份天然橡胶和20份丁苯橡胶加入搅拌机中，于40℃下搅拌混合均匀，再向其中加入4份活化剂和3份炭黑，活化剂为氧化锌或硬脂酸锌，混炼12分钟，混炼温度为160℃，然后将混炼均匀的胶料投入开炼机中塑炼5min，得到3mm厚的胶片；
S3、将胶片裁成鞋底形状放入橡胶鞋模中硫化成型，得到鞋底的接地底面；
S4、在25份步骤S1得到的TPU发泡粒子中加入6份交联剂和2份硅烷偶联剂，交联剂为过氧化二异丙苯，对TPU发泡粒子进行改性，将改性后的TPU发泡粒子均匀铺设于接地底面上，铺设厚度为2～3mm；TPU发泡粒子的平均粒径为2～3mm，含水率低于0.05％，低含水率的TPU发泡粒子能够赋予鞋底更好的弹性。
S5、将35份天然橡胶、25份丁腈橡胶、1份防老剂、2.5份硫化促进剂及1份氧化锌混合均匀，然后用双螺杆挤出机塑化挤出，双螺杆挤出机具有5个温区，按送料方向温度分别为130℃、150℃、160℃、140℃及130℃，挤出物硬化后切粒，并将颗粒投入硫化机中硫化，硫化温度为130℃，得到鞋底面橡胶。本实施例中，在硫化时向其中滴入溶剂，溶剂为乙醇或去离子水，通过滴入溶剂能够使硫化促进剂发挥更好的效果，提高硫化效率，使硫化时间缩短至1h以内，大大提高了生产效率。
S6、加热使鞋底面橡胶熔融后缓慢流入橡胶鞋模中，覆盖于TPU发泡粒子上，然后150℃下模压成型，冷却至室温；
S7、脱模，修边整理，制成成品。
实施例3
本实施例的橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将颗粒状的TPU发泡材料进行超声清洗，清洗完成后投入真空干燥箱内干燥，得到TPU发泡粒子；本步骤中，最好是采用弱碱性溶液对TPU发泡材料进行超声清洗，这样能够有效去除TPU发泡材料表面的杂质和油渍等，使后续步骤中TPU粒子能够更好地与接地底面和鞋底面粘接。
S2、将30份天然橡胶和25份丁苯橡胶加入搅拌机中，于45℃下搅拌混合均匀，再向其中加入5份活化剂和4份炭黑，活化剂为氧化锌或硬脂酸锌，混炼15分钟，混炼温度为180℃，然后将混炼均匀的胶料投入开炼机中塑炼8min，得到3mm厚的胶片；
S3、将胶片裁成鞋底形状放入橡胶鞋模中硫化成型，得到鞋底的接地底面；
S4、在30份步骤S1得到的TPU发泡粒子中加入8份交联剂和3份硅烷偶联剂，交联剂为过氧化二异丙苯，对TPU发泡粒子进行改性，将改性后的TPU发泡粒子均匀铺设于接地底面上，铺设厚度为2～3mm；TPU发泡粒子的平均粒径为2～3mm，含水率低于0.05％，低含水率的TPU发泡粒子能够赋予鞋底更好的弹性。
S5、将40份天然橡胶、30份丁腈橡胶、2份防老剂、3份硫化促进剂及1.5份氧化锌混合均匀，然后用双螺杆挤出机塑化挤出，双螺杆挤出机具有5个温区，按送料方向温度分别为130℃、150℃、160℃、140℃及130℃，挤出物硬化后切粒，并将颗粒投入硫化机中硫化，硫化温度为140℃，得到鞋底面橡胶。本实施例中，在硫化时向其中滴入溶剂，溶剂为乙醇或去离子水，通过滴入溶剂能够使硫化促进剂发挥更好的效果，提高硫化效率，使硫化时间缩短至1h以内，大大提高了生产效率。
S6、加热使鞋底面橡胶熔融后缓慢流入橡胶鞋模中，覆盖于TPU发泡粒子上，然后160℃下模压成型，冷却至室温；
S7、脱模，修边整理，制成成品。
对比例1
对比例1为市售的橡胶鞋底。
对比例2
对比例2中的TPU发泡粒子未进行超声清洗和真空干燥，其他均与实施例2相同。
对比例3
对比例3中的TPU发泡粒子中未加入交联剂和硅烷偶联剂进行改性，其他均与实施例2相同。
性能检测
采用如下方法测试各实施例及对比例试样的如下性能：
(1)撕裂强度：按照GB/T 529-2008测试直角撕裂试片；
(2)垂直回弹率：落球法，用一定质量的钢球垂直打在试样上，测试试样的回弹性；
(3)密度
(4)硬度：采用GS-706G硬度计测试；
(5)拉伸强度：按照GB/T528-2009测试；
(6)延伸率：按照GB/T16491测试。
Figure BDA0001704277280000071
Figure BDA0001704277280000081
表1实施例1～3及对比例1～3的试样性能对照表
由表1可见，本发明的实施例1～3制备得到的橡胶夹层TPU发泡鞋底，具有机械强度好、密度合适等优点，其垂直回弹性相较于市售橡胶鞋底而言得到了优化，因而穿着舒适度会得到提高，具有良好的市场前景。另外，通过对TPU发泡粒子进行改进，在其中加入交联剂和硅烷偶联剂，能够提高TPU粒子与鞋底的接地底面与鞋底面的粘接性能，从而提高了撕裂强度；而且，申请人还惊奇地发现，TPU发泡粒子经过干燥处理后，低含水率的TPU发泡粒子能够赋予鞋底更好的弹性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将颗粒状的TPU发泡材料进行超声清洗，清洗完成后投入真空干燥箱内干燥，得到TPU发泡粒子；
S2、将20~30份天然橡胶和15~25份丁苯橡胶加入搅拌机中，于30~45℃下搅拌混合均匀，再向其中加入3~5份活化剂和2~4份炭黑，混炼10~15分钟，混炼温度为150~180℃，然后将混炼均匀的胶料投入开炼机中塑炼3~8min，得到3mm厚的胶片；
S3、将胶片裁成鞋底形状放入橡胶鞋模中硫化成型，得到鞋底的接地底面：
S4、在20~30份步骤S1得到的TPU发泡粒子中加入5~8份交联剂和1~3份硅烷偶联剂，对TPU发泡粒子进行改性，将改性后的TPU发泡粒子均匀铺设于接地底面上，铺设厚度为2~3mm，改性后的TPU发泡粒子的平均粒径为2~3mm，含水率低于0.05%；
S5、将30~40份天然橡胶、20~30份丁腈橡胶、0.5~2份防老剂、2~3份硫化促进剂及0.5~1.5份氧化锌混合均匀，然后用双螺杆挤出机塑化挤出，挤出物硬化后切粒，并将颗粒投入硫化机中硫化，硫化时向其中滴入溶剂，硫化温度为120~140℃，得到鞋底面橡胶；
S6、加热使鞋底面橡胶熔融后缓慢流入橡胶鞋模中，覆盖于TPU发泡粒子上，然后在150~160℃下模压成型，冷却至室温；
S7、脱模，修边整理，制成成品；
以上各份数均为重量份。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，其特征在于，所述步骤S5中，双螺杆挤出机具有5个温区，按送料方向温度分别为130℃、150℃、160℃、140℃及130℃。
3.根据权利要求1所述的一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中，采用弱碱性溶液对TPU发泡材料进行超声清洗。
4.根据权利要求1所述的一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，其特征在于，所述活化剂为氧化锌或硬脂酸锌。
5.根据权利要求1所述的一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
6.根据权利要求1所述的一种橡胶夹层TPU发泡鞋底的制备工艺，其特征在于，所述步骤S5中，溶剂为乙醇或去离子水。
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