CN108864638A - 一种环保抗菌鞋底及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保抗菌鞋底材料及其制备方法，涉及鞋底材料领域，包括以下总量份计的原料：天然橡胶30‑40份、再生橡胶60‑70份、负离子粉2‑4份、竹炭5‑10份、聚乙烯吡络烷酮3‑7份、二硫化四甲基秋兰姆2‑5份、柠檬酸三丁酯3‑7份、纳米二氧化硅6‑12份、载银纳米二氧化钛4‑8份、聚丙烯纤维4‑8份、防老化剂1.6‑3.5份、硅烷偶联剂2‑4份和发泡剂1.8‑3.2份；本发明鞋底材料通过原料间的协配作用，具有良好的耐磨性和韧性，抗断裂性能优异，同时具有良好的抗菌性和调湿性，本发明原料选用再生橡胶为主要原料，价格低廉，降低生产成本，同时解决废旧橡胶的回收问题。

Description

一种环保抗菌鞋底及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋底材料领域，具体涉及一种环保抗菌鞋底材料及其制备方法。
背景技术
鞋作为人们行走时的保护工具，随着科技的发展和社会的进步，人们的生活水平不 断提高，除了鞋子的基本功能外，提高各类多功能鞋子的质量和性能，让穿着者更加安全舒适是整个制鞋行业发展的最终目标和方向。
中国专利CN102934860B提供了一种防辐射中底鞋材，所述的中底鞋材由无纺布浸入浸料，烘干后制成；所述的无纺布是用涤纶短纤维和铁铬铝纤维，按20：1的质量比， 经针刺工艺制成的无纺布；所述的浸料由以下重量份配比的原料制备而成：纳米铜粉 5～15份；纳米镍粉4～10份；纳米银粉4～12份；苯丙乳液100～500份。本发明的一种防 辐射中底鞋材和现有技术相比，将防辐射材料添加到中底材料中，制作具有防辐射功能 的中底鞋材，可以有效防止外来辐射对人体脚部的危害，在保留了鞋中底原有的功能的 同时还具有抗菌除臭功能。
中国专利CN104277406B提供了一种发光鞋鞋材及其制备方法，所述发光鞋鞋材包括以下组分：苯乙烯型热塑性弹性体、1,2-聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物(K胶)、白 矿油、光热稳定剂、润滑剂、纳米二氧化硅，将以上组分材料在高速混合器中预混3-10 分钟，然后将预混料通过双螺杆挤出机，在120-130度下熔融挤出、冷却造粒，最后在 137-145度下注塑成型得到发光鞋鞋材。本发明制备的发光鞋鞋材，具有散光均匀、亮 度均匀、光线柔和等特点，并且具有良好的韧性、高止滑、尺寸稳定等特点。
现有技术中的橡胶鞋底透气性差，出汗时，鞋内长期处在潮湿的环境，易滋生细菌， 使足部产生异味，危害足部健康，不利于个人卫生。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种环保抗菌鞋底材料及其制备方法， 本发明鞋底材料通过原料间的协配作用，具有良好的耐磨性和韧性，抗断裂性能优异，同时具有良好的抗菌性和调湿性，本发明原料选用再生橡胶为主要原料，价格低廉，降 低生产成本，同时解决废旧橡胶的回收问题。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种环保抗菌鞋底材料，包括以下重量份计的原料：
天然橡胶30-40份、再生橡胶60-70份、负离子粉2-4份、竹炭5-10份、聚乙烯 吡络烷酮3-7份、二硫化四甲基秋兰姆2-5份、柠檬酸三丁酯3-7份、纳米二氧化硅6-12 份、载银纳米二氧化钛4-8份、聚丙烯纤维4-8份、防老化剂1.6-3.5份、硅烷偶联剂 2-4份和发泡剂1.8-3.2份。
优选地，包括以下重量份计的原料：天然橡胶36份、再生橡胶65份、负离子粉3 份、竹炭8份、聚乙烯吡络烷酮5份、二硫化四甲基秋兰姆3.5份、柠檬酸三丁酯5份、 纳米二氧化硅9份、载银纳米二氧化钛6份、聚丙烯纤维7份、防老化剂2.8份、硅烷 偶联剂3份和发泡剂2.6份。
优选地，所述再生塑料的制备方法为：
(a)将废旧橡胶鞋底清洗回收后，送至粉碎机粉碎至10-20目，用强磁除铁机去 除其中铁屑杂质，得废旧橡胶颗粒；
(b)向废旧橡胶颗粒中加入相当于其重量5％的清洗剂、1％的聚丙烯甘油醚和98％ 的水搅拌混合均匀后，置入球磨机中进行研磨清洗，至废旧橡胶颗粒大小至80目以上， 过滤，用清水反复清洗4-6遍后，至80-90摄氏度的烘箱中，烘干至水分含量低于5％；
(c)将步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂加入高速混合 机中以10摄氏度/分钟的速度升温至50-60摄氏度，混合15-20分钟后，加入双螺杆挤 出机中挤出造粒，将粒料用去离子水清洗3遍后，在85-90摄氏度下，干燥20小时后， 送至粉碎机中粉碎至粒料至150-200目，即得所述鞋底回收再生橡胶粉。
优选地，所述步骤(c)中的步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗 老化剂的质量比为100:4.5:4.5:7:3。
优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰和过氧化苯甲酰叔丁酯和过氧化甲乙酮中的一种或几种结合。
优选地，所述第二单体为三烯丙基异氰尿酸酯和三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种。
优选地，所述防老化剂为N-异丙基-N-苯基对苯二胺、2-硫醇基苯并咪唑、防老剂RD、N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺中的一种或几种结合。
优选地，所述硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基 硅烷中的一种或几种混合。
优选地，所述发泡剂为碳酸氢铵和纳米氧化锌按照质量比5:1混合组成。
本发明中还公开了一种上述环保抗菌鞋底材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照环保抗菌鞋底材料的原料重量份数称取各组分；
(2)将原料放入密炼机中在184-192摄氏度下混炼30-40分钟，即得混炼料；
(3)将步骤(2)制得混炼料加入模具中，在208-216摄氏度下模压成型，模压压 力8-12MPa，模压时间5-10分钟，冷却至室温，脱模，即得所述环保抗菌鞋底材料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明鞋底材料通过原料间的协配作用，具有良好的耐磨性和韧性，抗断裂性能优异，同时具有良好的抗菌性和调湿性，本发明原料选用再生橡胶为主要原料，价 格低廉，降低生产成本，同时解决废旧橡胶的回收问题。
(2)本发明添加负离子粉、竹炭粉和载银纳米二氧化钛协同配合，提高材料的抗菌，去除异味的能力，洁净鞋内环境，有助于足部健康，同时载银纳米二氧化钛可以提 高鞋底的抗紫外线能力，提高材料的耐久性，竹炭粉和纳米二氧化硅微孔类物质，具有 调湿功能。
(3)本发明通过添加第二单体参与到废旧橡胶颗粒接枝马来酸酐的过程中，解决了废旧橡胶颗粒接枝马来酸酐产品的接枝率低下和降解严重的问题，从而提升材料的力学性能、柔韧性和抗拉伸性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清 楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种环保抗菌鞋底材料，包括以下重量份计的原料：
天然橡胶30份、再生橡胶60份、负离子粉2份、竹炭5份、聚乙烯吡络烷酮3份、 二硫化四甲基秋兰姆2份、柠檬酸三丁酯3份、纳米二氧化硅6份、载银纳米二氧化钛 4份、聚丙烯纤维4份、防老化剂1.6份、硅烷偶联剂2份和发泡剂1.8份。
再生塑料的制备方法为：
(a)将废旧橡胶鞋底清洗回收后，送至粉碎机粉碎至10目，用强磁除铁机去除其中铁屑杂质，得废旧橡胶颗粒；
(b)向废旧橡胶颗粒中加入相当于其重量5％的清洗剂、1％的聚丙烯甘油醚和98％ 的水搅拌混合均匀后，置入球磨机中进行研磨清洗，至废旧橡胶颗粒大小至80目以上， 过滤，用清水反复清洗4遍后，至80摄氏度的烘箱中，烘干至水分含量低于5％；
(c)将步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂加入高速混合 机中以10摄氏度/分钟的速度升温至50摄氏度，混合15分钟后，加入双螺杆挤出机中 挤出造粒，将粒料用去离子水清洗3遍后，在85摄氏度下，干燥20小时后，送至粉碎 机中粉碎至粒料至150目，即得所述鞋底回收再生橡胶粉。
步骤(c)中的步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂的质量 比为100:4.5:4.5:7:3。
引发剂为过硫酸铵和过硫酸钾按照质量比1:1混合组成。
第二单体为三烯丙基异氰尿酸酯。
防老化剂为N-异丙基-N-苯基对苯二胺。
硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷。
发泡剂为碳酸氢铵和纳米氧化锌按照质量比5:1混合组成。
本实施例中的环保抗菌鞋底材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照环保抗菌鞋底材料的原料重量份数称取各组分；
(2)将原料放入密炼机中在184摄氏度下混炼30分钟，即得混炼料；
(3)将步骤(2)制得混炼料加入模具中，在208摄氏度下模压成型，模压压力8MPa，模压时间5分钟，冷却至室温，脱模，即得所述环保抗菌鞋底材料。
实施例2
一种环保抗菌鞋底材料，包括以下重量份计的原料：
天然橡胶40份、再生橡胶70份、负离子粉4份、竹炭10份、聚乙烯吡络烷酮7 份、二硫化四甲基秋兰姆5份、柠檬酸三丁酯7份、纳米二氧化硅12份、载银纳米二 氧化钛8份、聚丙烯纤维8份、防老化剂3.5份、硅烷偶联剂4份和发泡剂3.2份。
再生塑料的制备方法为：
(a)将废旧橡胶鞋底清洗回收后，送至粉碎机粉碎至20目，用强磁除铁机去除其中铁屑杂质，得废旧橡胶颗粒；
(b)向废旧橡胶颗粒中加入相当于其重量5％的清洗剂、1％的聚丙烯甘油醚和98％ 的水搅拌混合均匀后，置入球磨机中进行研磨清洗，至废旧橡胶颗粒大小至80目以上， 过滤，用清水反复清洗6遍后，至90摄氏度的烘箱中，烘干至水分含量低于5％；
(c)将步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂加入高速混合 机中以10摄氏度/分钟的速度升温至60摄氏度，混合20分钟后，加入双螺杆挤出机中 挤出造粒，将粒料用去离子水清洗3遍后，在90摄氏度下，干燥20小时后，送至粉碎 机中粉碎至粒料至200目，即得所述鞋底回收再生橡胶粉。
步骤(c)中的步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂的质量 比为100:4.5:4.5:7:3。
引发剂为过氧化苯甲酰。
第二单体为三聚氰酸三烯丙酯。
防老化剂为2-硫醇基苯并咪唑。
硅烷偶联剂为双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物。
发泡剂为碳酸氢铵和纳米氧化锌按照质量比5:1混合组成。
本实施例的环保抗菌鞋底材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照环保抗菌鞋底材料的原料重量份数称取各组分；
(2)将原料放入密炼机中在192摄氏度下混炼40分钟，即得混炼料；
(3)将步骤(2)制得混炼料加入模具中，在216摄氏度下模压成型，模压压力12MPa，模压时间10分钟，冷却至室温，脱模，即得所述环保抗菌鞋底材料。
实施例3
一种环保抗菌鞋底材料，包括以下重量份计的原料：
天然橡胶34份、再生橡胶68份、负离子粉3份、竹炭7份、聚乙烯吡络烷酮6份、 二硫化四甲基秋兰姆2.8份、柠檬酸三丁酯6份、纳米二氧化硅10份、载银纳米二氧 化钛7份、聚丙烯纤维6份、防老化剂2.8份、硅烷偶联剂3份和发泡剂2.5份。
再生塑料的制备方法为：
(a)将废旧橡胶鞋底清洗回收后，送至粉碎机粉碎至18目，用强磁除铁机去除其中铁屑杂质，得废旧橡胶颗粒；
(b)向废旧橡胶颗粒中加入相当于其重量5％的清洗剂、1％的聚丙烯甘油醚和98％ 的水搅拌混合均匀后，置入球磨机中进行研磨清洗，至废旧橡胶颗粒大小至80目以上， 过滤，用清水反复清洗5遍后，至88摄氏度的烘箱中，烘干至水分含量低于5％；
(c)将步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂加入高速混合 机中以10摄氏度/分钟的速度升温至56摄氏度，混合18分钟后，加入双螺杆挤出机中 挤出造粒，将粒料用去离子水清洗3遍后，在88摄氏度下，干燥20小时后，送至粉碎 机中粉碎至粒料至180目，即得所述鞋底回收再生橡胶粉。
步骤(c)中的步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂的质量 比为100:4.5:4.5:7:3。
引发剂为过氧化苯甲酰叔丁酯。
第二单体为三烯丙基异氰尿酸酯和三聚氰酸三烯丙酯按照质量比1:1混合组成。
防老化剂为防老剂RD。
硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
发泡剂为碳酸氢铵和纳米氧化锌按照质量比5:1混合组成。
本实施例中的环保抗菌鞋底材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照环保抗菌鞋底材料的原料重量份数称取各组分；
(2)将原料放入密炼机中在190摄氏度下混炼38分钟，即得混炼料；
(3)将步骤(2)制得混炼料加入模具中，在212摄氏度下模压成型，模压压力10MPa，模压时间8分钟，冷却至室温，脱模，即得所述环保抗菌鞋底材料。
实施例4
一种环保抗菌鞋底材料，包括以下重量份计的原料：
天然橡胶36份、再生橡胶65份、负离子粉3份、竹炭8份、聚乙烯吡络烷酮5份、 二硫化四甲基秋兰姆3.5份、柠檬酸三丁酯5份、纳米二氧化硅9份、载银纳米二氧化 钛6份、聚丙烯纤维7份、防老化剂2.8份、硅烷偶联剂3份和发泡剂2.6份。
优选地，所述再生塑料的制备方法为：
(a)将废旧橡胶鞋底清洗回收后，送至粉碎机粉碎至18目，用强磁除铁机去除其中铁屑杂质，得废旧橡胶颗粒；
(b)向废旧橡胶颗粒中加入相当于其重量5％的清洗剂、1％的聚丙烯甘油醚和98％ 的水搅拌混合均匀后，置入球磨机中进行研磨清洗，至废旧橡胶颗粒大小至80目以上， 过滤，用清水反复清洗6遍后，至88摄氏度的烘箱中，烘干至水分含量低于5％；
(c)将步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂加入高速混合 机中以10摄氏度/分钟的速度升温至57摄氏度，混合18分钟后，加入双螺杆挤出机中 挤出造粒，将粒料用去离子水清洗3遍后，在86摄氏度下，干燥20小时后，送至粉碎 机中粉碎至粒料至180目，即得所述鞋底回收再生橡胶粉。
步骤(c)中的步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂的质量 比为100:4.5:4.5:7:3。
引发剂为过氧化甲乙酮。
第二单体为三聚氰酸三烯丙酯。
防老化剂为N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺。
硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
发泡剂为碳酸氢铵和纳米氧化锌按照质量比5:1混合组成。
本实施例中的环保抗菌鞋底材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照环保抗菌鞋底材料的原料重量份数称取各组分；
(2)将原料放入密炼机中在191摄氏度下混炼38分钟，即得混炼料；
(3)将步骤(2)制得混炼料加入模具中，在213摄氏度下模压成型，模压压力11MPa，模压时间8分钟，冷却至室温，脱模，即得所述环保抗菌鞋底材料。
对比例1：普通市售橡胶鞋底；
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明鞋底材料通过原料间的协配作用，具有良好的耐磨性和韧性，抗断裂性能优异，同时具有良好的抗菌性和调湿性，本发明原料选用再生橡胶为主要原料，价 格低廉，降低生产成本，同时解决废旧橡胶的回收问题。
(2)本发明添加负离子粉、竹炭粉和载银纳米二氧化钛协同配合，提高材料的抗菌，去除异味的能力，洁净鞋内环境，有助于足部健康，同时载银纳米二氧化钛可以提 高鞋底的抗紫外线能力，提高材料的耐久性，竹炭粉和纳米二氧化硅微孔类物质，具有 调湿功能。
(3)本发明通过添加第二单体参与到废旧橡胶颗粒接枝马来酸酐的过程中，解决了废旧橡胶颗粒接枝马来酸酐产品的接枝率低下和降解严重的问题，从而提升材料的力学性能、柔韧性和抗拉伸性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施 例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围 之内。

Claims (10)

1.一种环保抗菌鞋底材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：天然橡胶30-40份、再生橡胶60-70份、负离子粉2-4份、竹炭5-10份、聚乙烯吡络烷酮3-7份、二硫化四甲基秋兰姆2-5份、柠檬酸三丁酯3-7份、纳米二氧化硅6-12份、载银纳米二氧化钛4-8份、聚丙烯纤维4-8份、防老化剂1.6-3.5份、硅烷偶联剂2-4份和发泡剂1.8-3.2份。
2.一种环保抗菌鞋底材料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：天然橡胶36份、再生橡胶65份、负离子粉3份、竹炭8份、聚乙烯吡络烷酮5份、二硫化四甲基秋兰姆3.5份、柠檬酸三丁酯5份、纳米二氧化硅9份、载银纳米二氧化钛6份、聚丙烯纤维7份、防老化剂2.8份、硅烷偶联剂3份和发泡剂2.6份。
3.根据权利要求1所述的环保抗菌鞋底材料，其特征在于，所述再生塑料的制备方法为：
(a)将废旧橡胶鞋底清洗回收后，送至粉碎机粉碎至10-20目，用强磁除铁机去除其中铁屑杂质，得废旧橡胶颗粒；
(b)向废旧橡胶颗粒中加入相当于其重量5％的清洗剂、1％的聚丙烯甘油醚和98％的水搅拌混合均匀后，置入球磨机中进行研磨清洗，至废旧橡胶颗粒大小至80目以上，过滤，用清水反复清洗4-6遍后，至80-90摄氏度的烘箱中，烘干至水分含量低于5％；
(c)将步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂加入高速混合机中以10摄氏度/分钟的速度升温至50-60摄氏度，混合15-20分钟后，加入双螺杆挤出机中挤出造粒，将粒料用去离子水清洗3遍后，在85-90摄氏度下，干燥20小时后，送至粉碎机中粉碎至粒料至150-200目，即得所述鞋底回收再生橡胶粉。
4.根据权利要求3所述的鞋底回收再生橡胶粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中的步骤(b)的产品和引发剂、第二单体、马来酸酐、抗老化剂的质量比为100:4.5:4.5:7:3。
5.根据权利要求4所述的环保抗菌鞋底材料，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰和过氧化苯甲酰叔丁酯和过氧化甲乙酮中的一种或几种结合。
6.根据权利要求4所述的环保抗菌鞋底材料，其特征在于，所述第二单体为三烯丙基异氰尿酸酯和三聚氰酸三烯丙酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的环保抗菌鞋底材料，其特征在于，所述防老化剂为N-异丙基-N-苯基对苯二胺、2-硫醇基苯并咪唑、防老剂RD、N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺中的一种或几种结合。
8.根据权利要求1所述的环保抗菌鞋底材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种混合。
9.根据权利要求1所述的环保抗菌鞋底材料，其特征在于，所述发泡剂为碳酸氢铵和纳米氧化锌按照质量比5:1混合组成。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的环保抗菌鞋底材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照环保抗菌鞋底材料的原料重量份数称取各组分；
(2)将原料放入密炼机中在184-192摄氏度下混炼30-40分钟，即得混炼料；
(3)将步骤(2)制得混炼料加入模具中，在208-216摄氏度下模压成型，模压压力8-12MPa，模压时间5-10分钟，冷却至室温，脱模，即得所述环保抗菌鞋底材料。
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