CN109851880B - 一种冰上止滑料的配方及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及鞋底止滑技术领域，具体为一种冰上止滑料的配方，由以下原料按照重量份组成：ENR25、SSBR4850、溴化丁基橡胶、白炭黑、细玻璃纤维、橡胶油、325白刚玉、三乙醇胺、偶联剂、997氧化锌、硬脂酸、加氢石油树脂、防吐霜剂。经电子加速器辐照，提高了表面张力，加入溴化丁基橡胶，干扰橡胶的正常交联，提高橡胶滞后性，提升硫化速度，提升橡胶的粘接性能；防吐霜剂中的微晶蜡和聚乙二醇这两种物质通过石蜡乳化剂、环氧树脂、碳氢树脂等聚合反应后结合在一起可对橡胶中的极性和非极性物质都有溶解作用，防喷霜剂中的环氧基团与橡胶分子发生化学键合，达到阻止橡胶中的各种物质的迁移喷出。
Description
技术领域
本发明涉及鞋底止滑技术领域，具体为一种冰上止滑料的配方及其生产工艺。
背景技术
随着社会职业多元化的发展和大众生活质量的不断提高，人们对鞋类产品的质量以及功能化的要求也越来越高，为了满足鞋类产品在不同环境下的用途，迫切需要开发越来越多具有不同特性与功能性的鞋类产品，冰上止滑鞋底就是其中重要的需求之一。
在有薄冰、雪地、冰水、冻土层界面的环境中，运动鞋鞋底与潮湿光滑地面或附着冰层的地面接触时，冰水将附在鞋底表面形成水膜，使得容易造成滑倒伤害，因此，冰面环境下对鞋底的止滑性能要求更高，且止滑性的好坏是直接影响冰面用鞋使用寿命的重要因素之一，也是安全及舒适得以保障的一个关键因素，目前传统的橡胶鞋底主要以天然橡胶及部分合成橡胶加工制成，虽然能达到橡胶大底基本的耐磨、防滑效果，但是却满足不了特殊界面（薄冰、雪地、冻土层、青苔的路面）止滑的性能，因此，需要通过对胶料配方和混炼硫化步骤的优化改良增加橡胶组合物的止滑效果，得到更适合制造冰上止滑鞋底的优质止滑料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冰上止滑料的配方及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种冰上止滑料的配方，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：
ENR25 60-72份
SSBR4850 21-31份
溴化丁基橡胶 7-11份
白炭黑 22-36份
细玻璃纤维 6-16份
橡胶油 7-15份
325白刚玉 6-12份
三乙醇胺 0.4-1.0份
偶联剂 1.5-3.5份
997氧化锌 3-7份
硬脂酸 0.7-0.9份
加氢石油树脂 2.0-3.0份
防吐霜剂 2.1-2.5份。
优选的，冰上止滑料的配方由以下原料按照重量份组成：
ENR25 66份
SSBR4850 26份
溴化丁基橡胶 9份
白炭黑 29份
细玻璃纤维 11份
橡胶油 11份
325白刚玉 9份
三乙醇胺 0.7份
偶联剂 2.5份
997氧化锌 5份
硬脂酸 0.8份
加氢石油树脂 2.5份
防吐霜剂 2.3份。
优选的，所述橡胶油为环烷基橡胶油KN4006。
优选的，所述偶联剂为德国迪高沙公司生产的硅烷偶联剂Si-69。
优选的，所述防吐霜剂为微晶蜡、聚乙二醇、石蜡乳化剂、环氧树脂、碳氢树脂、二氧化硅按照40:20:6:10:1:23的比例复配而成。
一种冰上止滑料的配方的生产工艺，包括如下步骤：
S1、将ENR25和SSBR4850混合均匀，通过电子加速器辐照，然后倒入密炼机中，升高温度至112-126℃，密炼25-35min；
S2、向步骤S1的密炼机中依次加入溴化丁基橡胶、白炭黑、橡胶油、325白刚玉、三乙醇胺、偶联剂、997氧化锌、硬脂酸、加氢石油树脂，充入氮气保压，继续保持温度为112-126℃，密炼40-50min；
S3、将步骤S2中密炼结束后泄压，加入防吐霜剂，密炼5-10min，得到混炼胶；
S4、将步骤S3得到的混炼胶导入双螺杆挤出机，同时，从双螺杆挤出机的玻纤入口加入细玻璃纤维，使之与混炼胶混合挤出，得到挤出物；
S5、将步骤S4中的得到的挤出物导入硫化机中，进行硫化处理，再经注塑机压制成型，即可得到成品。
优选的，所述白炭黑、325白刚玉和997氧化锌先分别置于球磨机中粉碎，过400目分子筛，得到粉末状颗粒。
优选的，所述电子加速器辐照的辐照条件为在常温、常压、空气氛围下利用β射线进行照射处理，电子加速器的能量级别为2.5MeV，辐照剂量为175-225KGy。
优选的，所述步骤S4中双螺杆挤出机螺筒内的温度分为三段，且一区段温度为155-165℃，二区段温度为160-170℃，三区段温度为145-155℃，螺杆转速为155-165r/min。
优选的，所述步骤S5中硫化处理的方法为在硫化机中以138-145℃，硫化反应11-15min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的冰上止滑料的配方，通过ENR25和SSBR4850经电子加速器辐照，提高了表面张力，改性后的ENR25和SSBR4850其溶饵，乳化，分散、润滑和偶联等性能都能得到明显的提高，通过优选的ENR25、SSBR4850、细玻璃纤维等材料，使鞋底在经过打磨后，冰抓因子外露，在与冰面的接触过程中楔入冰面，提高止滑性，细玻璃纤维增强了止滑料的拉伸强度、提升弹性，加氢石油树脂具有良好的粘性、相容性、热稳定性和光稳定性，白炭黑、325白刚玉增加了鞋底止滑料的防滑性能，加入溴化丁基橡胶，干扰橡胶的正常交联，提高橡胶滞后性，提升硫化速度，提升橡胶的粘接性能；三乙醇胺提升ENR25和SSBR4850密炼时的活性，防吐霜剂中的微晶蜡成分对橡胶中的非极性物质有较强的溶解作用，聚乙二醇成分对橡胶中的极性物质有较强的溶解作用，这两种物质通过石蜡乳化剂、环氧树脂、碳氢树脂等聚合反应后结合在一起可对橡胶中的极性和非极性物质都有溶解作用，当用于橡胶中时，防喷霜剂中的环氧基团与橡胶分子发生化学键合，从而达到阻止橡胶中的各种物质的迁移喷出。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案：
实施例1
一种冰上止滑料的配方，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：
ENR25 60份
SSBR4850 21份
溴化丁基橡胶 7份
白炭黑 22份
细玻璃纤维 6份
橡胶油 7份
325白刚玉 6份
三乙醇胺 0.4份
偶联剂 1.5份
997氧化锌 3份
硬脂酸 0.7份
加氢石油树脂 2.0份
防吐霜剂 2.1份。
橡胶油为环烷基橡胶油KN4006；偶联剂为德国迪高沙公司生产的硅烷偶联剂Si-69；防吐霜剂为微晶蜡、聚乙二醇、石蜡乳化剂、环氧树脂、碳氢树脂、二氧化硅按照40:20:6:10:1:23的比例复配而成。
一种冰上止滑料的配方的生产工艺，包括如下步骤：
S1、将ENR25和SSBR4850混合均匀，通过电子加速器辐照，然后倒入密炼机中，升高温度至112℃，密炼25min；
S2、向步骤S1的密炼机中依次加入溴化丁基橡胶、白炭黑、橡胶油、325白刚玉、三乙醇胺、偶联剂、997氧化锌、硬脂酸、加氢石油树脂，充入氮气保压，继续保持温度为112℃，密炼40min；
S3、将步骤S2中密炼结束后泄压，加入防吐霜剂，密炼5min，得到混炼胶；
S4、将步骤S3得到的混炼胶导入双螺杆挤出机，同时，从双螺杆挤出机的玻纤入口加入细玻璃纤维，使之与混炼胶混合挤出，得到挤出物；
S5、将步骤S4中的得到的挤出物导入硫化机中，进行硫化处理，再经注塑机压制成型，即可得到成品。
白炭黑、325白刚玉和997氧化锌先分别置于球磨机中粉碎，过400目分子筛，得到粉末状颗粒；电子加速器辐照的辐照条件为在常温、常压、空气氛围下利用β射线进行照射处理，电子加速器的能量级别为2.5MeV，辐照剂量为175KGy；步骤S4中双螺杆挤出机螺筒内的温度分为三段，且一区段温度为155℃，二区段温度为160℃，三区段温度为145℃，螺杆转速为155r/min；步骤S5中硫化处理的方法为在硫化机中以138℃，硫化反应11min。
实施例2
一种冰上止滑料的配方，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：
ENR25 66份
SSBR4850 26份
溴化丁基橡胶 9份
白炭黑 29份
细玻璃纤维 11份
橡胶油 11份
325白刚玉 9份
三乙醇胺 0.7份
偶联剂 2.5份
997氧化锌 5份
硬脂酸 0.8份
加氢石油树脂 2.5份
防吐霜剂 2.3份。
橡胶油为环烷基橡胶油KN4006；偶联剂为德国迪高沙公司生产的硅烷偶联剂Si-69；防吐霜剂为微晶蜡、聚乙二醇、石蜡乳化剂、环氧树脂、碳氢树脂、二氧化硅按照40:20:6:10:1:23的比例复配而成。
一种冰上止滑料的配方的生产工艺，包括如下步骤：
S1、将ENR25和SSBR4850混合均匀，通过电子加速器辐照，然后倒入密炼机中，升高温度至119℃，密炼30min；
S2、向步骤S1的密炼机中依次加入溴化丁基橡胶、白炭黑、橡胶油、325白刚玉、三乙醇胺、偶联剂、997氧化锌、硬脂酸、加氢石油树脂，充入氮气保压，继续保持温度为119℃，密炼45min；
S3、将步骤S2中密炼结束后泄压，加入防吐霜剂，密炼8min，得到混炼胶；
S4、将步骤S3得到的混炼胶导入双螺杆挤出机，同时，从双螺杆挤出机的玻纤入口加入细玻璃纤维，使之与混炼胶混合挤出，得到挤出物；
S5、将步骤S4中的得到的挤出物导入硫化机中，进行硫化处理，再经注塑机压制成型，即可得到成品。
白炭黑、325白刚玉和997氧化锌先分别置于球磨机中粉碎，过400目分子筛，得到粉末状颗粒；电子加速器辐照的辐照条件为在常温、常压、空气氛围下利用β射线进行照射处理，电子加速器的能量级别为2.5MeV，辐照剂量为200KGy；步骤S4中双螺杆挤出机螺筒内的温度分为三段，且一区段温度为160℃，二区段温度为165℃，三区段温度为150℃，螺杆转速为160r/min；步骤S5中硫化处理的方法为在硫化机中以142℃，硫化反应13min。
实施例3
一种冰上止滑料的配方，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：
ENR25 72份
SSBR4850 31份
溴化丁基橡胶 11份
白炭黑 36份
细玻璃纤维 16份
橡胶油 15份
325白刚玉 12份
三乙醇胺 1.0份
偶联剂 3.5份
997氧化锌 7份
硬脂酸 0.9份
加氢石油树脂 3.0份
防吐霜剂 2.5份。
橡胶油为环烷基橡胶油KN4006；偶联剂为德国迪高沙公司生产的硅烷偶联剂Si-69；防吐霜剂为微晶蜡、聚乙二醇、石蜡乳化剂、环氧树脂、碳氢树脂、二氧化硅按照40:20:6:10:1:23的比例复配而成。
一种冰上止滑料的配方的生产工艺，包括如下步骤：
S1、将ENR25和SSBR4850混合均匀，通过电子加速器辐照，然后倒入密炼机中，升高温度至126℃，密炼35min；
S2、向步骤S1的密炼机中依次加入溴化丁基橡胶、白炭黑、橡胶油、325白刚玉、三乙醇胺、偶联剂、997氧化锌、硬脂酸、加氢石油树脂，充入氮气保压，继续保持温度为126℃，密炼50min；
S3、将步骤S2中密炼结束后泄压，加入防吐霜剂，密炼10min，得到混炼胶；
S4、将步骤S3得到的混炼胶导入双螺杆挤出机，同时，从双螺杆挤出机的玻纤入口加入细玻璃纤维，使之与混炼胶混合挤出，得到挤出物；
S5、将步骤S4中的得到的挤出物导入硫化机中，进行硫化处理，再经注塑机压制成型，即可得到成品。
白炭黑、325白刚玉和997氧化锌先分别置于球磨机中粉碎，过400目分子筛，得到粉末状颗粒；电子加速器辐照的辐照条件为在常温、常压、空气氛围下利用β射线进行照射处理，电子加速器的能量级别为2.5MeV，辐照剂量为225KGy；步骤S4中双螺杆挤出机螺筒内的温度分为三段，且一区段温度为165℃，二区段温度为170℃，三区段温度为155℃，螺杆转速为165r/min；步骤S5中硫化处理的方法为在硫化机中以145℃，硫化反应15min。
为体现本发明的有益效果，按照EN ISO 20345标准，对本发明实施例1-3制得的止滑料进行硬度、密度、DIN、干止滑系数、湿止滑系数和冰面止滑系数性能做出实验，得到如下表1所示结果：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 硬度（A） | 47 | 53 | 49 |
| 密度（g/cm<sup>3</sup>） | 1.18 | 1.20 | 1.19 |
| DIN | 236 | 315 | 244 |
| 干止滑系数 | 1.09 | 1.18 | 1.11 |
| 湿止滑系数 | 0.92 | 1.03 | 0.95 |
| 冰面止滑系数 | 0.85 | 0.91 | 0.87 |
由上述的性能测试可以看出，本发明制得的止滑料具有良好的冰上止滑效果，能有效适应冰雪地面使用，提升穿戴者的安全性，其中，根据实施例2中各物质含量制得的止滑料的止滑效果最佳。
本发明提供的冰上止滑料的配方，通过ENR25和SSBR4850经电子加速器辐照，提高了表面张力，改性后的ENR25和SSBR4850其溶饵，乳化，分散、润滑和偶联等性能都能得到明显的提高，通过优选的ENR25、SSBR4850、细玻璃纤维等材料，使鞋底在经过打磨后，冰抓因子外露，在与冰面的接触过程中楔入冰面，提高止滑性，细玻璃纤维增强了止滑料的拉伸强度、提升弹性，加氢石油树脂具有良好的粘性、相容性、热稳定性和光稳定性，白炭黑、325白刚玉增加了鞋底止滑料的防滑性能，加入溴化丁基橡胶，干扰橡胶的正常交联，提高橡胶滞后性，提升硫化速度，提升橡胶的粘接性能；三乙醇胺提升ENR25和SSBR4850密炼时的活性，防吐霜剂中的微晶蜡成分对橡胶中的非极性物质有较强的溶解作用，聚乙二醇成分对橡胶中的极性物质有较强的溶解作用，这两种物质通过石蜡乳化剂、环氧树脂、碳氢树脂等聚合反应后结合在一起可对橡胶中的极性和非极性物质都有溶解作用，当用于橡胶中时，防喷霜剂中的环氧基团与橡胶分子发生化学键合，从而达到阻止橡胶中的各种物质的迁移喷出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种冰上止滑料，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：
其中，所述的ENR25和SSBR4850混合均匀后，通过电子加速器辐照，然后倒入密炼机中，升高温度至112-126℃，密炼25-35min；所述电子加速器辐照的辐照条件为在常温、常压、空气氛围下利用β射线进行照射处理，电子加速器的能量级别为2.5MeV，辐照剂量为175-225KGy。
2.根据权利要求1所述的一种冰上止滑料，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：
3.根据权利要求1所述的一种冰上止滑料，其特征在于：所述橡胶油为环烷基橡胶油KN4006。
4.根据权利要求1所述的一种冰上止滑料，其特征在于：所述偶联剂为德国迪高沙公司生产的硅烷偶联剂Si-69。
5.根据权利要求1所述的一种冰上止滑料，其特征在于：所述防吐霜剂为微晶蜡、聚乙二醇、石蜡乳化剂、环氧树脂、碳氢树脂、二氧化硅按照40:20:6:10:1:23的比例复配而成。
6.一种如权利要求1所述的冰上止滑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将ENR25和SSBR4850混合均匀，通过电子加速器辐照，然后倒入密炼机中，升高温度至112-126℃，密炼25-35min；
S2、向步骤S1的密炼机中依次加入溴化丁基橡胶、白炭黑、橡胶油、325白刚玉、三乙醇胺、偶联剂、997氧化锌、硬脂酸、加氢石油树脂，充入氮气保压，继续保持温度为112-126℃，密炼40-50min；
S3、将步骤S2中密炼结束后泄压，加入防吐霜剂，密炼5-10min，得到混炼胶；
S4、将步骤S3得到的混炼胶导入双螺杆挤出机，同时，从双螺杆挤出机的玻纤入口加入细玻璃纤维，使之与混炼胶混合挤出，得到挤出物；
S5、将步骤S4中的得到的挤出物导入硫化机中，进行硫化处理，再经注塑机压制成型，即可得到成品。
7.根据权利要求6所述的一种冰上止滑料的配方的生产工艺，其特征在于：所述白炭黑、325白刚玉和997氧化锌先分别置于球磨机中粉碎，过400目分子筛，得到粉末状颗粒。
8.根据权利要求6所述的一种冰上止滑料的制备方法，其特征在于：所述电子加速器辐照的辐照条件为在常温、常压、空气氛围下利用β射线进行照射处理，电子加速器的能量级别为2.5MeV，辐照剂量为175-225KGy。
9.根据权利要求6所述的一种冰上止滑料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中双螺杆挤出机螺筒内的温度分为三段，且一区段温度为155-165℃，二区段温度为160-170℃，三区段温度为145-155℃，螺杆转速为155-165r/min。
10.根据权利要求6所述的一种冰上止滑料的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中硫化处理的方法为在硫化机中以138-145℃，硫化反应11-15min。
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