CN109401030A - 一种轻质耐磨eva鞋底材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻质耐磨EVA鞋底材料及其制备方法。制备所述轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA20份～40份，聚乳酸3份～15份，玻璃纤维6份～14份，碳酸氢钠2份～6份，纳米氧化锌0.5份～0.8份，硬脂酸镁0.4份～0.9份，轻质碳酸钙3份～9份，邻苯二甲酸二辛脂0.6份～1.5份，钛酸酯偶联剂0.3份～0.6份；本发明公开的轻质耐磨EVA鞋底材料，原料中添加玻璃纤维与EVA共混，在不影响EVA本身的弹性优势的情况下，可以明显改善EVA材料的耐磨性能，分布均匀稳定，提高轻质耐磨EVA鞋底材料的稳定性。

Description

一种轻质耐磨EVA鞋底材料及其制备方法
技术领域
本发明属于EVA鞋底材料技术领域，具体涉及一种轻质耐磨EVA鞋底材料及其制备方法。
背景技术
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作为一种高分子聚合材料，具有良好的可塑性、弹性和可加工性，而且经过发泡处理后的EVA材料具有密度小、力学性能好、易着色等优点，因此，EVA经常被广泛应用于各种鞋底材料，长期应用结果发现，EVA材料的耐磨性能不如橡胶鞋材好，常常采用EVA制备的鞋底材料耐磨性较差，因而限制了其部分领域的应用。
中国专利CN103951872A公开了一种轻质EVA鞋底材料及其制备方法，该材料包括如下组分：EVA7350、轻质二氧化硅填充剂、POE8003胶粒、工业轻粉、发泡剂、偶联剂、锌氧粉、硬脂酸以重量份计。其制备方法包括了密炼、开炼、造粒、冷却、发泡等步骤。此发明所述轻质EVA鞋底材料虽然具备EVA发泡材料本身的舒适性和弹性，同时鞋材质轻，但是轻质轻质EVA鞋底材料的耐磨性较差，使用寿命短，性价比低。
中国专利CN107236183A公开了一种耐温耐磨EVA材料鞋底的制备方法，包括以下步骤：(1)原料称取、(2)密炼处理、(3)开炼处理、(4)造粒发泡处理。此发明在耐温耐磨EVA材料鞋底的制备过程中，原料中通过添加耐磨剂改善耐温耐磨EVA鞋底的耐磨性能，各组分相容性较差，耐温耐磨EVA鞋底容易出现分层，断裂等想，性质极不稳定，不能广泛应用。
中国专利CN102993545A公开了一种用于鞋底的质轻防滑高耐磨橡胶材料及其制备方法。本发明用于鞋底的质轻防滑高耐磨橡胶材料，由以下重量份配比的原料制得：EVA、NR、SBR、CaCO3、耐磨剂、ZnO、ZnST、ST、DCP、AC。此发明中各原料的组分和配比，制备的鞋底材料的防滑耐磨性能一般，同时鞋底的弹性较差，穿着舒适度较差，有待于进一步研究。
因此，本发明针对以上问题，发明一种轻质耐磨EVA鞋底材料来有效降低鞋底材料的质量，提高耐磨性和弹性，拥有较长使用寿命的同时具有良好的舒适感。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的不足而提供一种轻质耐磨EVA鞋底材料，改善目前EVA鞋底材料普遍存在的耐磨性能差，填料分布不均匀，鞋底材料不稳定的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采取如下的技术方案：
一种轻质耐磨EVA鞋底材料，制备轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA20份～40份，聚乳酸3份～15份，玻璃纤维6份～14份，碳酸氢钠2份～6份，纳米氧化锌0.5份～0.8份，硬脂酸镁0.4份～0.9份，轻质碳酸钙3份～9份，邻苯二甲酸二辛脂0.6份～1.5份，钛酸酯偶联剂0.3份～0.6份。
进一步的，制备轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA24份～32份，聚乳酸6份～12份，玻璃纤维8份～10份，碳酸氢钠3份～5份，纳米氧化锌0.6份～0.7份，硬脂酸镁0.5份～0.8份，轻质碳酸钙4份～6份，邻苯二甲酸二辛脂0.7份～1.2份，钛酸酯偶联剂0.4份～0.5份。
进一步的，EVA中乙酸乙烯的含量为10％～15％。EVA中乙酸乙烯的含量不同，EVA的材料性能不同，乙酸乙烯含量为10％～15％时，EVA材料的可塑性较强，可以方便制成各种类型的复合材料。
更进一步的，纳米氧化锌的粒径为20nm～40nm。
根据本发明的另一目的，在于提供一种上述轻质耐磨EVA鞋底材料的制备方法，包括以下步骤：
S10，常温下，所述重量份的玻璃纤维在球磨机内球磨6h～8h，得到的磨碎的玻璃纤维加入所述重量份的EVA中，升温至75℃～85℃保持15min～20min得到EVA和玻璃纤维的混合物，备用；经过球磨的玻璃纤维以一种超细的状态与EVA共混，可以提高EVA的耐磨性能，同时提高相容性、混合均匀性，更方便加工处理；
S20，S10中得到的EVA和玻璃纤维的混合物和聚乳酸、纳米氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、钛酸酯偶联剂一起加入密炼机，密炼5min～15min，得到初级混合物；
S30，S20中得到的初级混合物中加入碳酸氢钠、轻质碳酸钙和硬脂酸镁、移至开炼机内，在温度为85℃～95℃条件下开炼5min～10min，开炼后静置3min～5min后通过出片机出片，然后模压15min～20min得到所述轻质耐磨EVA鞋底材料。静置可以确保开炼后的混合物沉降均匀，提高出片品质。
进一步的，S10中，球磨机的转速率为65％～72％。适当的转速率在提高球磨效率的同时可以降低能耗，节省能源，从而减少成本投入。
更进一步的，S10中，升温速率为2℃/min～5℃/min。缓慢升温可以进一步促进玻璃纤维与EVA融合，提高分散均匀性。
进一步的，S20中，密炼温度为120℃～145℃。
进一步的，S30中，出片厚度为2mm～5mm。
更进一步的，S30中，模压温度为110℃～120℃，压力为8MPa～10MPa。
本发明的优点和有益效果是：
1.本发明公开的轻质耐磨EVA鞋底材料，原料中添加玻璃纤维与EVA共混，在不影响EVA本身的弹性优势的情况下，可以明显改善EVA材料的耐磨性能，分布均匀稳定，提高轻质耐磨EVA鞋底材料的稳定性；
2.本发明公开的轻质耐磨EVA鞋底材料，各原料之间相互配合，相容性好，结合稳定，制备的轻质耐磨EVA鞋底材料具有良好的耐磨性能和抗氧化能力，结构稳定，不分层，不断裂，力学性能极好，同时具有良好的弹性和抗冲击能力，可以广泛推广；
3.本发明公开的轻质耐磨EVA鞋底材料，原料来源丰富，制备工艺简单，可操作性强，成本投入较低，适合推广。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
一种轻质耐磨EVA鞋底材料
原料以及配料组成：(单位：kg)
制备轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA20kg，聚乳酸3kg，玻璃纤维6kg，碳酸氢钠2kg，纳米氧化锌0.5kg，硬脂酸镁0.4kg，轻质碳酸钙3kg，邻苯二甲酸二辛脂0.6kg，钛酸酯偶联剂0.3kg。
上述原料中，EVA中乙酸乙烯的含量为10％；纳米氧化锌的粒径为20nm。
通过如下方法制备：
S10，常温下，所述重量份的玻璃纤维在球磨机内球磨6h，得到的磨碎的玻璃纤维加入所述重量份的EVA中，以2℃/min的速率升温至75℃保持15min得到EVA和玻璃纤维的混合物，备用；
上述操作中，球磨机的转速率为65％。
S20，S10中得到的EVA和玻璃纤维的混合物和聚乳酸、纳米氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、钛酸酯偶联剂一起加入密炼机，在温度为120℃条件下密炼5min，得到初级混合物；
S30，S20中得到的初级混合物中加入碳酸氢钠、轻质碳酸钙和硬脂酸镁、移至开炼机内，在温度为85℃条件下开炼5min，开炼后静置3min后通过出片机出片，然后模压15min得到所述轻质耐磨EVA鞋底材料。
上述操作中，出片厚度为2mm；模压温度为110℃，压力为8MPa。
实施例2
一种轻质耐磨EVA鞋底材料
原料以及配料组成：(单位：kg)
制备轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA40kg，聚乳酸15kg，玻璃纤维14kg，碳酸氢钠6kg，纳米氧化锌0.8kg，硬脂酸镁0.9kg，轻质碳酸钙9kg，邻苯二甲酸二辛脂1.5kg，钛酸酯偶联剂0.6kg。
上述原料中，EVA中乙酸乙烯的含量为15％；纳米氧化锌的粒径为40nm。
通过如下方法制备：
S10，常温下，所述重量份的玻璃纤维在球磨机内球磨8h，得到的磨碎的玻璃纤维加入所述重量份的EVA中，以5℃/min的速率升温至85℃保持20min得到EVA和玻璃纤维的混合物，备用；
上述操作中，球磨机的转速率为72％。
S20，S10中得到的EVA和玻璃纤维的混合物和聚乳酸、纳米氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、钛酸酯偶联剂一起加入密炼机，在温度为145℃条件下密炼15min，得到初级混合物；
S30，S20中得到的初级混合物中加入碳酸氢钠、轻质碳酸钙和硬脂酸镁、移至开炼机内，在温度为95℃条件下开炼10min，开炼后静置5min后通过出片机出片，然后模压20min得到所述轻质耐磨EVA鞋底材料。
上述操作中，出片厚度为5mm；模压温度为120℃，压力为10MPa。
实施例3
一种轻质耐磨EVA鞋底材料
原料以及配料组成：(单位：kg)
制备轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA24kg，聚乳酸6kg，玻璃纤维8kg，碳酸氢钠3kg，纳米氧化锌0.6kg，硬脂酸镁0.5kg，轻质碳酸钙4kg，邻苯二甲酸二辛脂0.7kg，钛酸酯偶联剂0.4kg。
上述原料中，EVA中乙酸乙烯的含量为11％；纳米氧化锌的粒径为25nm。
通过如下方法制备：
S10，常温下，所述重量份的玻璃纤维在球磨机内球磨6.5h，得到的磨碎的玻璃纤维加入所述重量份的EVA中，以3℃/min的速率升温至78℃保持16min得到EVA和玻璃纤维的混合物，备用；
上述操作中，球磨机的转速率为66％。
S20，S10中得到的EVA和玻璃纤维的混合物和聚乳酸、纳米氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、钛酸酯偶联剂一起加入密炼机，在温度为125℃条件下密炼7min，得到初级混合物；
S30，S20中得到的初级混合物中加入碳酸氢钠、轻质碳酸钙和硬脂酸镁、移至开炼机内，在温度为88℃条件下开炼6min，开炼后静置4min后通过出片机出片，然后模压16min得到所述轻质耐磨EVA鞋底材料。
上述操作中，出片厚度为3mm；模压温度为114℃，压力为8.5MPa。
实施例4
一种轻质耐磨EVA鞋底材料
原料以及配料组成：(单位：kg)
制备轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA32kg，聚乳酸12kg，玻璃纤维10kg，碳酸氢钠5kg，纳米氧化锌0.7kg，硬脂酸镁0.8kg，轻质碳酸钙6kg，邻苯二甲酸二辛脂1.2kg，钛酸酯偶联剂0.5kg。
上述原料中，EVA中乙酸乙烯的含量为14％；纳米氧化锌的粒径为35nm。
通过如下方法制备：
S10，常温下，所述重量份的玻璃纤维在球磨机内球磨7.5h，得到的磨碎的玻璃纤维加入所述重量份的EVA中，以4℃/min的速率升温至82℃保持18min得到EVA和玻璃纤维的混合物，备用；
上述操作中，球磨机的转速率为70％。
S20，S10中得到的EVA和玻璃纤维的混合物和聚乳酸、纳米氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、钛酸酯偶联剂一起加入密炼机，在温度为135℃条件下密炼12min，得到初级混合物；
S30，S20中得到的初级混合物中加入碳酸氢钠、轻质碳酸钙和硬脂酸镁、移至开炼机内，在温度为92℃条件下开炼8min，开炼后静置4min后通过出片机出片，然后模压18min得到所述轻质耐磨EVA鞋底材料。
上述操作中，出片厚度为4mm；模压温度为118℃，压力为9.5MPa。
实施例5
一种轻质耐磨EVA鞋底材料
原料以及配料组成：(单位：kg)
制备轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA28kg，聚乳酸9kg，玻璃纤维9kg，碳酸氢钠4kg，纳米氧化锌0.6kg，硬脂酸镁0.6kg，轻质碳酸钙5kg，邻苯二甲酸二辛脂0.9kg，钛酸酯偶联剂0.4kg。
上述原料中，EVA中乙酸乙烯的含量为13％；纳米氧化锌的粒径为30nm。
通过如下方法制备：
S10，常温下，所述重量份的玻璃纤维在球磨机内球磨7h，得到的磨碎的玻璃纤维加入所述重量份的EVA中，以3℃/min的速率升温至79℃保持17min得到EVA和玻璃纤维的混合物，备用；
上述操作中，球磨机的转速率为68％。
S20，S10中得到的EVA和玻璃纤维的混合物和聚乳酸、纳米氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、钛酸酯偶联剂一起加入密炼机，在温度为130℃条件下密炼10min，得到初级混合物；
S30，S20中得到的初级混合物中加入碳酸氢钠、轻质碳酸钙和硬脂酸镁、移至开炼机内，在温度为90℃条件下开炼6min，开炼后静置5min后通过出片机出片，然后模压20min得到所述轻质耐磨EVA鞋底材料。
上述操作中，出片厚度为4mm；模压温度为115℃，压力为9MPa。
实验例
将上述实验例1～5制备得到的轻质耐磨EVA鞋底材料，进行物理性能测试与分析，测试结果见表1。
表1实施例1～5轻质耐磨EVA鞋底材料物理性能测试结果统计
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例1
硬度(Type C) 56 60 61 62 58
密度(g/cm<sup>3</sup>) 0.192 0.202 0.198 0.204 0.205
拉伸强度(MPa) 1.9 2.0 2.1 2.2 2.0
断裂伸长率(％) 285 276 282 279 281
压缩歪变形(％) 29 30 31 32 30
回弹率(％) 44 43 45 44 42
DIN耐磨(mm<sup>3</sup>) 132 130 134 128 125
磨痕(mm) 7.2 7.1 6.9 7.3 7.0
从表1中可看出，实施例1～5制得的轻质耐磨EVA鞋底材料，硬度、拉伸强度、断裂伸长率、压缩歪变形、回弹率性能良好，稳定性强；同时综合DIN耐磨和磨痕可以判断本发明轻质耐磨EVA鞋底材料具有优异的耐磨性能，使用寿命长。另外，本发明轻质耐磨EVA鞋底材料的密度较小，质轻，弹性好，穿着过程舒适轻盈，不会因为长时间穿着累伤足部。
以上仅为本发明的优选实施例及实验例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种轻质耐磨EVA鞋底材料，其特征在于，制备所述轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA20份～40份，聚乳酸3份～15份，玻璃纤维6份～14份，碳酸氢钠2份～6份，纳米氧化锌0.5份～0.8份，硬脂酸镁0.4份～0.9份，轻质碳酸钙3份～9份，邻苯二甲酸二辛脂0.6份～1.5份，钛酸酯偶联剂0.3份～0.6份。
2.根据权利要求1所述的轻质耐磨EVA鞋底材料，其特征在于，制备所述轻质耐磨EVA鞋底材料由以下重量份的原料组成：EVA24份～32份，聚乳酸6份～12份，玻璃纤维8份～10份，碳酸氢钠3份～5份，纳米氧化锌0.6份～0.7份，硬脂酸镁0.5份～0.8份，轻质碳酸钙4份～6份，邻苯二甲酸二辛脂0.7份～1.2份，钛酸酯偶联剂0.4份～0.5份。
3.根据权利要求1所述的轻质耐磨EVA鞋底材料，其特征在于，所述EVA中乙酸乙烯的含量为10％～15％。
4.根据权利要求1所述的轻质耐磨EVA鞋底材料，其特征在于，所述纳米氧化锌的粒径为20nm～40nm。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述的轻质耐磨EVA鞋底材料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
S10，常温下，所述重量份的玻璃纤维在球磨机内球磨6h～8h，得到的磨碎的玻璃纤维加入所述重量份的EVA中，升温至75℃～85℃保持15min～20min得到EVA和玻璃纤维的混合物，备用；
S20，S10中得到的EVA和玻璃纤维的混合物和聚乳酸、纳米氧化锌、邻苯二甲酸二辛脂、钛酸酯偶联剂一起加入密炼机，密炼5min～15min，得到初级混合物；
S30，S20中得到的初级混合物中加入碳酸氢钠、轻质碳酸钙和硬脂酸镁、移至开炼机内，在温度为85℃～95℃条件下开炼5min～10min，开炼后静置3min～5min后通过出片机出片，然后模压15min～20min得到所述轻质耐磨EVA鞋底材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S10中，所述球磨机的转速率为65％～72％。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S10中，所述升温速率为2℃/min～5℃/min。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S20中，所述密炼温度为120℃～145℃。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S30中，所述出片厚度为2mm～5mm。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，S30中，所述模压温度为110℃～120℃，压力为8MPa～10MPa。
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