CN109233178B

CN109233178B - 超轻减震耐磨发泡鞋材及其制造方法

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Publication number: CN109233178B
Application number: CN201810819029.0A
Authority: CN
Inventors: 陈永华; 林松柏; 吴孝义; 李皇国
Original assignee: Quanzhou Taiya Footwear Co ltd
Current assignee: Quanzhou Taiya Footwear Co ltd
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2038-07-24
Also published as: CN109233178A

Abstract

超轻减震耐磨发泡鞋材及其制造方法，涉及一种鞋材。组成为乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物0％～30％，聚合物多元醇37％～68％，聚烯烃嵌段共聚物10％～20％，乙烯‑丙烯酸共聚物5％～15％，耐磨剂5％～10％，滑石粉3％～8％，硬脂酸0.2％～0.6％，硬脂酸锌0.3％～1.0％，氧化锌1.0％～2.0％，二‑(叔丁基过氧异丙基)苯0.4％～0.6％，偶氮二甲酰胺4％～6％，色母粒2％～3％，总质量100％。所制备的超轻减震耐磨发泡鞋材既达到超轻、减震舒适性能，又达到耐磨、耐穿要求。

Description

超轻减震耐磨发泡鞋材及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种鞋材，尤其是涉及超轻减震耐磨发泡鞋材及其制造方法，将超轻、减震、耐磨等表针鞋材舒适型的性能集中在一种鞋材中，是未来几年专业运动鞋材领域(如：马拉松、跑鞋等)发展的必然趋势。

背景技术

随着中国运动品牌的发展，我国运动品牌需要升级换代，随着国内消费者生活品质的提升，具有功能性、个性化的产品越来越受青睐，一味的模仿其他品牌的外观以博取消费者眼球的时代已经过去。我国自主运动品牌如：安踏、李宁已经跻身国际知名运动品牌的行列，一个品牌要发展核心助推力还是来自于有创新的产品。10年前，我国运动品牌基本上是以外观为导向，对鞋材功能几乎没什么要求，也不懂要求；随着品牌日益发展壮大，行业标准的完善，消费者生活品质的提升，让品牌经营者认识到鞋底才是一双鞋核心技术所在，因此功能鞋材迎来发展的机遇期。

关于超轻、高弹、耐磨等性能EVA发泡鞋材已有不少报道。

樊鹏宇在中国专利CN107903479A中公开了一种超轻高弹耐磨鞋底及制作方法。它主要包含以下内容：由EVA树脂、POE、超轻EVA、PP弹性体、耐磨剂、钛白粉、活性氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌、抗收缩剂、发泡助剂、架桥助剂、流动剂、无味架桥剂、发泡剂按照密炼混料；开炼压片；造粒；粒料降温、静置；硫化发泡、模压；半成品静置；二次模压、硫化；冷却成型步骤制得。该发明制得的超轻高弹耐磨鞋底经测定，鞋底的密度为0.12g/cm³。回弹为61％，磨痕为8.2mm，大大降低了鞋底的成本，节省穿者的能量损耗，延迟鞋子使用寿命。林松柏在中国专利CN101691432A中公开新型超轻EVA2D中底配方及其制造方法。它主要包含以下内容：新型超轻EVA2D中底配方，EVA18％乙烯-醋酸乙烯共聚物62份；硬塑胶粒ENGAGE848015份；硬塑胶粒FUSBAND514D10份；三元乙丙橡胶37228份；滑石粉5份；快熟剂ET1020.1份；硬脂酸0.5份；硬脂酸锌0.7份；氧化锌1.2份；交联剂0.9份；发泡剂2.7份；钛白粉2份；流动剂0.5份；将上述原料混合、密炼、再次密炼、束薄2遍、制成造料颗粒、射入模具、放入压模机压模成型、烤箱定型成EVA发泡型材成品。张振秀、张昕、李一楠在中国专利CN107200911A中公开了一种超轻高弹环保鞋底及制造方法。它主要包含以下内容：超轻高弹鞋底配方为：乙烯与醋酸乙烯共聚物(EVA)0～100份，聚烯烃嵌段共聚物(OBC)20～80份，聚氨酯橡胶10～50份，沙林树脂5～20份，硬脂酸0.5～2份、钛白粉5～20份、抗氧剂1010 0.1～0.5份，交联剂0.2～1份。并以上述配方提供制备方法：将密炼机温度控制在90～110℃之间，将所需原料依次加入密炼机中，最后加入交联剂，混合均匀后出料、下片、造粒。之后将所的混合料注入鞋模，得到预硫化鞋底，将此鞋底放入发泡装置中，采用降压法得到微孔发泡材料，此发泡材料用于鞋底的中底。

关于超轻、高弹、减震、耐磨概念的鞋材近几年也多有报道，当要将材料做到超轻同时硬度要达到穿着需求，在材料的选择上要求材料本身硬度很硬的PE、POE、PP、VA含量低的EVA(VA含量越低越接近PE)等。这些材料使用量一般控制在40％以内，超过40％会影响材料与其他材料(橡胶底、帮面等)粘合时的粘合强度(PE、POE、PP、EPDM是四大难以粘合的高分子材料)，这就限制了该领域发展的空间。同时PE、硬质POE、PP、低VA含量的EVA弹性较低，特别是PP不但弹性低，软化点高(150度左右)，鞋材行业不适合使用。鉴于以上原因，鞋材领域要迎来突破，所选用的原材料传统思维必须改变，才能制造出更加轻质、高弹、减震、舒适的鞋材，同时也要保证其和橡胶大底、帮面的粘合强度，这将是超轻材料领域未来发展的方向。高弹其实是一个传统要求的测试项目，而减震性能G值是近年来表征运动鞋材舒适与安全的重要指标，减震性能G值是测试鞋材在受到外界的冲击力时鞋材位移形变的多少，位移形变越小减震性能越好。本发明从原材料选择上有区别于公开的发明专利，同时更加关注于适合于专业运动材料的减震性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于马拉松、超轻跑鞋，轻便、舒适、减震、耐磨，以超轻和减震体现鞋材的舒适性，耐磨性以体现其穿着的耐久性，是市场跑鞋领域材料多种功能鞋材完美结合的超轻减震耐磨发泡鞋材及其制造方法。

所述超轻减震耐磨发泡鞋材的原材料按质量百分比的组成为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)0％～30％，聚合物多元醇(POP)37％～68％，聚烯烃嵌段共聚物(OBC_S)10％～20％，乙烯-丙烯酸共聚物(Fusabond)5％～15％，耐磨剂5％～10％，滑石粉3％～8％，硬脂酸0.2％～0.6％，硬脂酸锌0.3％～1.0％，氧化锌1.0％～2.0％，二-(叔丁基过氧异丙基)苯(BIPB)0.4％～0.6％，偶氮二甲酰胺4％～6％，色母粒2％～3％，总质量100％。

所述耐磨剂可采用用于塑胶发泡的耐磨剂，该耐磨剂是以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为载体的硅氧烷母粒；该耐磨剂按质量百分比的组成为硅氧烷50％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为45％，滑石粉为4％，硬脂酸为1％。所述耐磨剂可选用厦门联合信诺有限公司生产的适合于塑胶发泡的耐磨剂。

所述色母粒可选用市场适合于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)发泡，以EVA为载体的色母粒均能满足本发明对颜色的要求。

所述超轻减震耐磨发泡鞋材的制造方法包括以下步骤：

1)先将聚合物多元醇(POP)及聚烯烃嵌段共聚物(OBC_S)按配方比例，进行共混密炼，滚轮开炼、造粒、包装；

在步骤1)中，所述聚烯烃嵌段共聚物和聚合物多元醇(POP)进行预分散；所述密炼的温度可为125～130℃，密炼的时间可为10～12min。

2)将二-(叔丁基过氧异丙基)苯和偶氮二甲酰胺混合后待用，另将其余原料乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚合物多元醇与聚烯烃嵌段共聚物的混合物、乙烯-丙烯酸共聚物、耐磨剂、滑石粉、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌、色母粒混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼，待温度达到108～115℃时，再加入二-(叔丁基过氧异丙基)苯和偶氮二甲酰胺的混合物，再次启动密炼机进行第二阶段密炼，直到温度升高到115～123℃时，所有原料混合均匀得到密炼好的混合料；

在步骤2)中，所述第一阶段密炼的时间可为8min；所述第二阶段密炼的时间可为5min。

3)将步骤2)得到的密炼好的混合料在滚轮机上打薄；

在步骤3)中，所述打薄可打薄2遍，打薄时出片的厚度可为1～2mm。

4)将滚轮机混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒；

在步骤4)中，所述造粒的粒料长度可为2～4mm。

5)造好的粒料静置，再倒入模具，加硫后成型，得试片；

在步骤5)中，所述静置的时间可为24h；所述模具的规格可为：长250mm×宽150mm×高10mm，所述模具的温度可为185±5℃，加硫的时间可为450±30s。

6)将步骤5)中所得的试片平放，冷却后，测试长度，并计算其平均发泡倍率；

在步骤6)中，所述平放可自然平放2～3h；所述测试长度可用直尺测试试片的横向长度和纵向长度；所述平均发泡倍率可控制在220％～230％，发泡倍率计算公式为：

发泡倍率＝(试片长度/模具长度+试片宽度/模具宽度)×100％/2。

7)将确认好发泡倍率的粒料送至车间，开模后取出自然冷却得到的超轻减震耐磨鞋底半成品；

在步骤7)中，所述车间可采用小发泡粗胚半成品车间，发泡机台设定压力可为：180～200kg/cm²，机台温度可为180～185℃，粒料在机台的硫化时间根据模具厚度而定，在400～600s间，依据型体龙骨厚度加硫时间可作相应调整；确认好发泡倍率的粒料也可以依据产品结构，生产大模发泡板材，再经过去皮、分条、斜割、裁断、打磨等流程加工成有一定鞋型的半成品。

8)将发泡后的半成品鞋底静置，用布轮清理半成品鞋表面流程污垢后，模压定型，冷却成型取出后即得到超轻减震耐磨发泡鞋材。

在步骤8)中，所述静置的时间可为24h以上；所述模压定型的定性机台设定压力可为：100～150kg/cm²，其中模具温度可为170±5℃，加热时间可为400～500s，冷却时间可为400～500s。

所得超轻减震耐磨发泡鞋材经修边、QC检验、表面处理、物性抽测、包装入库、出货或者待与橡胶大底合成组合底，即得超轻减震耐磨发泡鞋底。

经试验，本发明所制备的超轻减震耐磨发泡鞋材的主要物性包括：硬度：55±3C；密度：≤0.1g/cm³；弹性：≥50％；DIN耐磨≤200mm³；压缩歪：≤30％；热收缩：≤1.5％(70℃*40min)；减震G值：≤10。

本发明所制备的超轻减震耐磨发泡鞋材既达到超轻、减震舒适性能，又达到耐磨、耐穿要求。

本发明所述超轻减震耐磨发泡鞋材是依据目前及未来鞋材市场流行及发展趋势而研发的。随着人们生活水平的提高，越来越多的人将锻炼身体作为每天生活工作的一部分，特别是徒步、慢跑、马拉松的参与者越来越多。本发明主要针对有锻炼炼身体意愿研发的专业级的适合慢跑及马拉松跑等中长跑的运动鞋材，该鞋材轻便、减震、舒适、对运动中的双脚给予有效的保护，同时优异的的耐磨性能，使得运动鞋经久耐穿。

具体实施方式

以下实施例将对本发明作进一步的说明。

为了更为清楚地说明，在实施例及比较例中本发明将使用原材料市场公开的化工原材料进行试验论证。试验采用的原材料中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可采用美国杜邦公司生产的EVA360，其VA含量为25％，熔融指数MI为2g/10min，EVA360其分子量分布较窄，分子量较大，发泡后其综合物理性能是同规格EVA中的佼佼者，特别是减震性能更加突出；聚合物多元醇(POP)又名乙烯基聚合物接枝醚多元醇，在陶氏化学又称聚烯烃塑性体，可采用陶氏的POP1881G其熔融指数MI为1g/10min，分子量大、硬度硬、羟基多不但适合发泡倍率大的发泡鞋材，而且材料本身羟基多利于和其他材料接枝增强粘合强度，克服了传统硬质POE、PE、PP直链结构不利于粘合强度。聚烯烃嵌段式共聚物可采用美国陶氏公司生产的OBC_S9530，OBC_S 9530硬度硬，弹性好，减震性能佳，分子量大适合发泡倍率大的发泡材，但是其软化点偏高120℃左右，在密炼机中难以软化分散，需要先和其他材料在130℃的密炼机中预分散；乙烯-丙烯酸共聚物(Fusabond)是美国杜邦公司以无水马来酸酐经高温高压下化学反应接枝制造而成，在本发明中选用硬度高的Fusabond514D，应用其本身硬度支撑发泡材的硬度，同时该材料具有偶联剂的功能利于该鞋材和其他材料的粘合强度；耐磨剂可采用市场上有机硅类耐磨剂；二-(叔丁基过氧异丙基)苯(BIPB)可选用天津阿克苏诺贝尔过氧化物有限公司生产的产品；偶氮二甲酰胺可采用泉州锦浪公司生产的AC-6000；其余化工材料及色母粒均为市场常用之产品。

在试验配方中选择材料需要满足硬度硬、粘合强度好、弹性、减震性能好。当比重做到小于0.1g/cm³的前提下，粗胚发泡倍率要求控制在220～230％以内，同时成品鞋底硬度为55C，因此配方中相对较软的EVA360、OBC9530材料本身硬度都在85A左右，Fusabond514D本身硬度在95A左右，POP1881G硬度在90A左右；在粘合强度方面EVA360、POP1881G、Fusabond514D都有支链利于粘合，仅仅OBC_S 9530聚烯烃嵌段式共聚物不利于粘合强度，但用量小，整体不影响鞋材本身的粘合强度，引进OBC_S 9530主要提供足够的弹性及减震性能；Fusabond514D不但硬度非常的硬，但软化点低，同时具有偶联剂的功能利于其他材料之间的接枝与均匀共混。

本发明的配方及工艺制成的产品可进行物性测试：将制成的鞋底成品在实验室(23±2℃)里放置24h后，进行DIN耐磨、减震G值、硬度、弹性、压缩歪、收缩率等物性的测试，记录耐磨、减震G值、硬度、弹性压缩歪等测试值，再将测试结果与设定标准进行比较，依据比较结果对配方进行相应的调整，并得出最佳的配方质量百分比。本发明所述的超轻减震耐磨发泡鞋材配方实施例见表1。

表1超轻减震耐磨发泡鞋材的配方范围

原料名称	质量百分比(％)
		EVA360	0～30
POP1881G	37～68
		OBC<sub>S</sub> 9530	10～20
Fusabond514D	5～15
		耐磨剂	5～10
滑石粉	3～8
		硬脂酸	0.2～0.6
硬脂酸锌	0.3～1.0
		氧化锌	1.0～2.0
BIPB	0.4～0.6
		偶氮发泡剂	4～6
色母粒	2～3

按表1配方比例做出样品，并在检测中心测出DIN耐磨，减震G值、硬度，比重，弹性、压缩歪、收缩率等物性。以下各表是超轻减震耐磨发泡鞋材配方实施例，各实施例中的数值为质量百分比(％)。

实施例1实施例1的配方见表2。

表2

原料名称	质量百分比(％)
		EVA360	14
POP1881G	42
		OBC<sub>S</sub> 9530	15
Fusabond514D	8
		耐磨剂	6
滑石粉	5
		硬脂酸	0.5
硬脂酸锌	0.5
		氧化锌	1.5
BIPB	0.5
		偶氮发泡剂	5
色母粒	2

实施例2实施例2的配方见表3。

表3

原料名称	质量百分比(％)
		EVA360	0
POP1881G	68
		OBC<sub>S</sub> 9530	10
Fusabond514D	5
		耐磨剂	5
滑石粉	3
		硬脂酸	0.5
硬脂酸锌	0.5
		氧化锌	1.0
BIPB	0.5
		偶氮发泡剂	4.5
色母粒	2

实施例3实施例3的配方见表4。

表4

原料名称	质量百分比(％)
		EVA360	30
POP1881G	37
		OBC<sub>S</sub> 9530	10
Fusabond514D	5
		耐磨剂	5
滑石粉	3
		硬脂酸	0.6
硬脂酸锌	0.4
		氧化锌	1.0
BIPB	0.5
		偶氮发泡剂	5.5
色母粒	2

实施例4实施例4的配方见表5。

表5

原料名称	质量百分比(％)
		EVA360	5
POP1881G	40
		OBC<sub>S</sub> 9530	20
Fusabond514D	15
		耐磨剂	5
滑石粉	3
		硬脂酸	0.4
硬脂酸锌	1.0
		氧化锌	1.0
BIPB	0.6
		偶氮发泡剂	6
色母粒	3

实施例5实施例5的配方见表6。

表6

原料名称	质量百分比(％)
		EVA360	10
POP1881G	45
		OBC<sub>S</sub> 9530	10
Fusabond514D	5
		耐磨剂	10
滑石粉	8
		硬脂酸	0.4
硬脂酸锌	1.0
		氧化锌	2.0
BIPB	0.6
		偶氮发泡剂	5
色母粒	3

实施例6实施例6的配方见表7。

表7

原料名称	质量百分比(％)
		EVA360	12
POP1881G	49
		OBC<sub>S</sub> 9530	11
Fusabond514D	6
		耐磨剂	7
滑石粉	4
		硬脂酸	0.3
硬脂酸锌	0.7
		氧化锌	1.5
BIPB	0.5
		偶氮发泡剂	5.5
色母粒	2.5

为了能更好地说明研究结果，分别改变超轻减震耐磨发泡鞋材配方比例，使其部分原材料不在设定的范围之内，比较例1(见表8)是改变主胶料配比，使其不在设定范围内，比较例2(见表9)是改变助剂类材料，使其不在设定范围之内，并按照表8、9配方作出样品(比较例)，并在检测中心按测实施例的要求物性指标测试物性，其结果在表8和9中进行比较。

表8

原料名称	质量百分比(％)
		EVA360	35
POP1881G	32
		OBC<sub>S</sub> 9530	10
Fusabond514D	2
		耐磨剂	5
滑石粉	6
		硬脂酸	0.4
硬脂酸锌	0.6
		氧化锌	1.0
BIPB	0.5
		偶氮发泡剂	5.5
色母粒	2

表9

原料名称	质量百分比(％)
		EVA360	20
POP1881G	40
		OBC<sub>S</sub> 9530	12
Fusabond514D	6
		耐磨剂	8
滑石粉	3
		硬脂酸	0.3
硬脂酸锌	0.7
		氧化锌	0.5
BIPB	0.5
		偶氮发泡剂	7
色母粒	2

表10为各实施例和比较例超轻减震耐磨料物性测试结果。

表10

从以上物性测试结果可明显看出，实施例所有物性均可达到设定的物性指标；而比较例物性不能满足设定要求。

由此可见，本发明的超轻减震耐磨发泡鞋材及其制造方法，所设定的物性指标用过实施例的验证均能达到预期目标。该鞋材适合于慢跑鞋、专业马拉松跑鞋等，给跑步爱好者提供更加专业，舒适、安全的体验。

Claims

1.超轻减震耐磨发泡鞋材，其特征在于其原材料按质量百分比的组成为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0％～30％，聚合物多元醇37％～68％，聚烯烃嵌段共聚物10％～20％，乙烯-丙烯酸共聚物5％～15％，耐磨剂5％～10％，滑石粉3％～8％，硬脂酸0.2％～0.6％，硬脂酸锌0.3％～1.0％，氧化锌1.0％～2.0％，二-(叔丁基过氧异丙基)苯0.4％～0.6％，偶氮二甲酰胺4％～6％，色母粒2％～3％，总质量100％；

所述耐磨剂采用用于塑胶发泡的耐磨剂，该耐磨剂是以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为载体的硅氧烷母粒；该耐磨剂按质量百分比的组成为硅氧烷50％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为45％，滑石粉为4％，硬脂酸为1％；所述色母粒采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为载体的色母粒；

所述超轻减震耐磨发泡鞋材的制造方法包括以下步骤：

1)先将聚合物多元醇及聚烯烃嵌段共聚物按配方比例进行共混密炼，滚轮开炼、造粒、包装；所述聚烯烃嵌段共聚物和聚合物多元醇进行预分散；所述密炼的温度为125～130℃，密炼的时间为10～12min；

2)将二-(叔丁基过氧异丙基)苯和偶氮二甲酰胺混合后待用，另将其余原料乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚合物多元醇与聚烯烃嵌段共聚物的混合物、乙烯-丙烯酸共聚物、耐磨剂、滑石粉、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌、色母粒混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼，待温度达到108～115℃时，再加入二-(叔丁基过氧异丙基)苯和偶氮二甲酰胺的混合物，再次启动密炼机进行第二阶段密炼，直到温度升高到115～123℃时，所有原料混合得到密炼好的混合料；所述第一阶段密炼的时间为8min；所述第二阶段密炼的时间为5min；

3)将步骤2)得到的密炼好的混合料在滚轮机上打薄；所述打薄是打薄2遍，打薄时出片的厚度为1～2mm；

4)将滚轮机混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒；所述造粒的粒料长度为2～4mm；

5)造好的粒料静置，再倒入模具，加硫后成型，得试片；所述静置的时间为24h；所述模具的规格为：长250mm×宽150mm×高10mm，所述模具的温度为185±5℃，加硫的时间为450±30s；

6)将步骤5)中所得的试片平放，冷却后，测试长度，并计算其平均发泡倍率；所述平放是自然平放2～3h；所述测试长度用直尺测试试片的横向长度和纵向长度；所述平均发泡倍率控制在220％～230％，发泡倍率计算公式为：

发泡倍率＝(试片长度/模具长度+试片宽度/模具宽度)×100％/2

7)将确认好倍率的粒料送至车间，开模后取出自然冷却得到的超轻减震耐磨鞋底半成品；所述车间采用小发泡粗胚半成品车间，发泡机台设定压力为：180～200kg/cm²，机台温度为180～185℃，粒料在机台的硫化时间根据模具厚度而定，在400～600s间，依据型体龙骨厚度加硫时间作相应调整；

8)将发泡后的半成品鞋底静置，用布轮清理半成品鞋表面流程污垢后，模压定型，冷却成型取出后即得到超轻减震耐磨发泡鞋材；所述静置的时间为24h以上；所述模压定型的定性机台设定压力为：100～150kg/cm²，其中模具温度为170±5℃，加热时间为400～500s，冷却时间为400～500s。

2.如权利要求1所述超轻减震耐磨发泡鞋材的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

发泡倍率＝(试片长度/模具长度+试片宽度/模具宽度)×100％/2