CN109880275A - 一种耐磨鞋底材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨鞋底材料，其特征在于，是由如下重量份的原料制成：热塑性弹性体SBS 30‑40份、液体聚硫橡胶10‑15份、氯磺化聚乙烯10‑15份、超高分子量聚乙烯纤维3‑6份、改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物3‑6份、聚氨酯5‑10份、双(3‑氨基‑4‑氟苯基)甲酮1‑5份。本发明还公开了所述耐磨鞋底材料的制备方法。本发明公开的耐磨鞋底材料综合性能优异，耐磨防油性好，机械力学性能、柔软性、耐弯折性、舒适性佳。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种耐磨鞋底材料及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的发展和科学水平的不断进步，人们对于鞋的舒适性和安全性往往也有了更多的要求，例如对鞋的止滑、耐磨、减震、阻燃、耐腐蚀、绝缘、抗静电、耐磨损等性能的要求不断提高，这些性能已经成为衡量鞋底功能的重要指标。
鞋底材料是决定鞋底性能的关键因素，理想的鞋底材料应该同时具备耐磨、耐水、耐油、耐热、耐压、耐冲击、弹性好、不易变形、保温、易吸收湿气等各项条件。传统鞋底材料主要采用橡胶(丁苯、顺丁、标胶)，此硫化制成品使用后具有止滑、耐磨等优点，但其防油性，防寒性较差。在炼油厂、汽车修理厂，矿业、治金业、化工厂、屠宰场等特殊行业，对鞋底耐油有更严格的要求。此类行业经常接触各种工业、生活油污，而传统橡胶鞋底与各类油脂长时间接触，橡胶产生融胀现象，油类小分子渗透到橡胶鞋底破坏其分子结构，导致脱胶甚至鞋底变形。另外，现有技术中的鞋底材料或多或少还存在重量较重、止滑性差、易断裂、延伸率差、不耐水等缺陷。
授权公布号为CN103275425B的中国发明专利公开了一种PVC鞋底材料，以重量百分比计，该PVC鞋底材料包括如下组分：PVC 50～70％；CaCO35～10％；有机锡稳定剂2～3％；钙锌复合稳定剂0.5～1％；DBP 20～30％；固化剂E513～6％。此发明的PVC鞋底材料配方科学、生产成本低、制备工艺简单，可增加鞋底的粘接强度、拉伸强度和弯曲强度，从而提高其力学性能，但是，所生产的鞋底透气和吸湿性能较差，因此会影响鞋的穿着舒适性。
因此，开发一种综合性能优异，耐磨防油性好，机械力学性能佳的鞋底材料具有非常重要的意义。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种耐磨鞋底材料及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，实用性强，适合大规模生产。制备得到的耐磨鞋底材料综合性能优异，耐磨防油性好，机械力学性能、柔软性、耐弯折性、舒适性佳。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种耐磨鞋底材料，是由如下重量份的原料制成：热塑性弹性体SBS 30-40份、液体聚硫橡胶10-15份、氯磺化聚乙烯10-15份、超高分子量聚乙烯纤维3-6份、改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物3-6份、聚氨酯5-10份、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮1-5份。
优选地，所述改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将铬盐、钼盐、钬盐、二乙基二硫代氨基甲酸碲加入到装有乙醇的烧杯中，搅拌1-2小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在200-220℃反应18-22小时；取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇各洗涤3-6次，最后在100-110℃的真空干燥箱中干燥15-18小时，再置于马弗炉或管式炉中，在空气或氮气气氛中焙烧，焙烧条件为：以1～10℃/min的升温速率升至600～700℃，保温3～5小时，冷却至室温，研磨，过100-300目筛得到Te-Cr-Mo-Ho-S-O；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的Te-Cr-Mo-Ho-S-O、富勒烯微纳米纤维分散于有机溶剂中，再向其中加入N-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙烯二胺三乙酸，在60-80℃下搅拌反应6-8小时，后抽滤，并用乙醇洗产物3-5次，再置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重。
优选地，步骤Ⅰ中所述铬盐、钼盐、钬盐、二乙基二硫代氨基甲酸碲、乙醇的质量比为1:1:0.2:(0.05-0.1):(15-20)。
优选地，所述铬盐选自氯化铬、硝酸铬、硫酸铬中的一种或几种；所述钼盐选自硫酸钼、硝酸钼、氯化钼中的一种或几种；所述钬盐选自氯化钬、硝酸钬、硫酸钬中的一种或几种。
优选地，步骤Ⅱ中所述Te-Cr-Mo-Ho-S-O、富勒烯微纳米纤维、有机溶剂、N-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙烯二胺三乙酸的质量比为1:2:(10-15):0.5。
优选地，所述有机溶剂选自乙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃中的一种或几种。
进一步地，所述耐磨鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：按配比将热塑性弹性体SBS、液体聚硫橡胶、氯磺化聚乙烯、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯混合，投入密炼机中混炼3-6分钟，然后加入改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮继续混炼6-10分钟，最后卸料到开料机上出片，得到耐磨鞋底材料。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的耐磨鞋底材料，制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，实用性强，适合大规模生产。
(2)本发明提供的耐磨鞋底材料，综合性能优异，耐磨防油性好，机械力学性能、柔软性、耐弯折性、舒适性佳。
(3)本发明提供的耐磨鞋底材料，结合了热塑性弹性体SBS、液体聚硫橡胶、氯磺化聚乙烯、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯材料的优势，在制备阶段，各成分之间以化学键形式形成三维网络结构，提高了材料的耐磨性及其他综合性能。
(4)本发明提供的耐磨鞋底材料，通过添加双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮，其上的氨基与氯磺化聚乙烯上的氯发生化学反应，一来起到进一步交联的作用，二来通过其引入了含氟甲酮结构，从而提高材料的耐候性、机械性能，特别是抗紫外老化性。
(5)本发明提供的耐磨鞋底材料，添加表面改性Te-Cr-Mo-Ho-S-O，通过各种元素的合理配伍，不仅对材料具有增强作用，还可以提高材料的耐磨性。通过表面修饰能有效提高其与其他成分的相容性和抗氧化性。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明下述实施例中所使用的富勒烯微纳米纤维为预先制备，制备方法参考授权公布号为CN 102953150 B的中国发明专利；其他原料均为商业购买。
实施例1
一种耐磨鞋底材料，是由如下重量份的原料制成：热塑性弹性体SBS30份、液体聚硫橡胶10份、氯磺化聚乙烯10份、超高分子量聚乙烯纤维3份、改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物3份、聚氨酯5份、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮1份。
所述改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将氯化铬10g、硫酸钼10g、氯化钬2g、二乙基二硫代氨基甲酸碲0.5g加入到装有乙醇150g的烧杯中，搅拌1小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在200℃反应18小时；取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，最后在100℃的真空干燥箱中干燥15小时，再置于马弗炉中，在空气气氛中焙烧，焙烧条件为：以1℃/min的升温速率升至600℃，保温3小时，冷却至室温，研磨，过100目筛得到Te-Cr-Mo-Ho-S-O；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的Te-Cr-Mo-Ho-S-O10g、富勒烯微纳米纤维20g分散于乙醇100g中，再向其中加入N-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙烯二胺三乙酸5g，在60℃下搅拌反应6小时，后抽滤，并用乙醇洗产物3次，再置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重。
所述耐磨鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：按配比将热塑性弹性体SBS、液体聚硫橡胶、氯磺化聚乙烯、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯混合，投入密炼机中混炼3分钟，然后加入改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮继续混炼6分钟，最后卸料到开料机上出片，得到耐磨鞋底材料。
实施例2
一种耐磨鞋底材料，是由如下重量份的原料制成：热塑性弹性体SBS33份、液体聚硫橡胶12份、氯磺化聚乙烯11份、超高分子量聚乙烯纤维4份、改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物4份、聚氨酯6份、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮2份。
所述改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将硝酸铬10g、硝酸钼10g、硝酸钬2g、二乙基二硫代氨基甲酸碲0.6g加入到装有乙醇165g的烧杯中，搅拌1.2小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在205℃反应19小时；取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇各洗涤4次，最后在103℃的真空干燥箱中干燥16小时，再置于管式炉中，在氮气气氛中焙烧，焙烧条件为：以3℃/min的升温速率升至630℃，保温3.5小时，冷却至室温，研磨，过150目筛得到Te-Cr-Mo-Ho-S-O；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的Te-Cr-Mo-Ho-S-O10g、富勒烯微纳米纤维20g分散于乙腈120g中，再向其中加入N-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙烯二胺三乙酸5g，在65℃下搅拌反应6.5小时，后抽滤，并用乙醇洗产物4次，再置于真空干燥箱中83℃下干燥至恒重。
所述耐磨鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：按配比将热塑性弹性体SBS、液体聚硫橡胶、氯磺化聚乙烯、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯混合，投入密炼机中混炼4分钟，然后加入改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮继续混炼7分钟，最后卸料到开料机上出片，得到耐磨鞋底材料。
实施例3
一种耐磨鞋底材料，是由如下重量份的原料制成：热塑性弹性体SBS35份、液体聚硫橡胶13份、氯磺化聚乙烯13份、超高分子量聚乙烯纤维5份、改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物4份、聚氨酯7份、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮3份。
所述改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将硫酸铬10g、氯化钼10g、硫酸钬2g、二乙基二硫代氨基甲酸碲0.7g加入到装有乙醇180g的烧杯中，搅拌1.5小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在210℃反应20小时；取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇各洗涤5次，最后在106℃的真空干燥箱中干燥16.5小时，再置于马弗炉中，在空气气氛中焙烧，焙烧条件为：以6℃/min的升温速率升至650℃，保温4小时，冷却至室温，研磨，过200目筛得到Te-Cr-Mo-Ho-S-O；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的Te-Cr-Mo-Ho-S-O 10g、富勒烯微纳米纤维20g分散于丙酮135g中，再向其中加入N-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙烯二胺三乙酸5g，在70℃下搅拌反应7小时，后抽滤，并用乙醇洗产物4次，再置于真空干燥箱中85℃下干燥至恒重。
所述耐磨鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：按配比将热塑性弹性体SBS、液体聚硫橡胶、氯磺化聚乙烯、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯混合，投入密炼机中混炼5分钟，然后加入改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮继续混炼8分钟，最后卸料到开料机上出片，得到耐磨鞋底材料。
实施例4
一种耐磨鞋底材料，是由如下重量份的原料制成：热塑性弹性体SBS38份、液体聚硫橡胶14份、氯磺化聚乙烯14份、超高分子量聚乙烯纤维5份、改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物6份、聚氨酯9份、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮4份。
所述改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将铬盐10g、钼盐10g、钬盐2g、二乙基二硫代氨基甲酸碲0.9g加入到装有乙醇190g的烧杯中，搅拌1.8小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在215℃反应21.5小时；取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇各洗涤5次，最后在109℃的真空干燥箱中干燥17.5小时，再置于管式炉中，在空气气氛中焙烧，焙烧条件为：以9℃/min的升温速率升至690℃，保温4.5小时，冷却至室温，研磨，过250目筛得到Te-Cr-Mo-Ho-S-O；所述铬盐是氯化铬、硝酸铬、硫酸铬按质量比1:3:2混合而成的混合物；所述钼盐是硫酸钼、硝酸钼、氯化钼按质量比2:1:4混合而成的混合物；所述钬盐是氯化钬、硝酸钬、硫酸钬按质量比1:1:3混合而成的混合物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的Te-Cr-Mo-Ho-S-O10g、富勒烯微纳米纤维20g分散于有机溶剂145g中，再向其中加入N-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙烯二胺三乙酸5g，在78℃下搅拌反应7.8小时，后抽滤，并用乙醇洗产物5次，再置于真空干燥箱中88℃下干燥至恒重；所述有机溶剂是乙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃按质量比1:2:1:4混合而成的混合物。
所述耐磨鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：按配比将热塑性弹性体SBS、液体聚硫橡胶、氯磺化聚乙烯、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯混合，投入密炼机中混炼5分钟，然后加入改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮继续混炼9分钟，最后卸料到开料机上出片，得到耐磨鞋底材料。
实施例5
一种耐磨鞋底材料，是由如下重量份的原料制成：热塑性弹性体SBS40份、液体聚硫橡胶15份、氯磺化聚乙烯15份、超高分子量聚乙烯纤维6份、改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物6份、聚氨酯10份、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮5份。
所述改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将硝酸铬10g、氯化钼10g、硫酸钬2g、二乙基二硫代氨基甲酸碲1g加入到装有乙醇200g的烧杯中，搅拌2小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在220℃反应22小时；取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇各洗涤6次，最后在110℃的真空干燥箱中干燥18小时，再置于管式炉中，在氮气气氛中焙烧，焙烧条件为：以10℃/min的升温速率升至700℃，保温5小时，冷却至室温，研磨，过300目筛得到Te-Cr-Mo-Ho-S-O；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的Te-Cr-Mo-Ho-S-O 10g、富勒烯微纳米纤维20g分散于四氢呋喃150g中，再向其中加入N-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙烯二胺三乙酸5g，在80℃下搅拌反应8小时，后抽滤，并用乙醇洗产物5次，再置于真空干燥箱中90℃下干燥至恒重。
所述耐磨鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：按配比将热塑性弹性体SBS、液体聚硫橡胶、氯磺化聚乙烯、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯混合，投入密炼机中混炼6分钟，然后加入改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮继续混炼10分钟，最后卸料到开料机上出片，得到耐磨鞋底材料。
对比例
一种耐磨劳保鞋鞋底材料，按照中国发明专利CN 108727651A实施例的制备方法制备得到。
对实施例1-5及对比例鞋底材料产品进行性能测试，测试结果及测试方法见表1。
表1
从表1可见，本发明实施例公开的耐磨鞋底材料较现有技术具有更加优异的拉伸强度、回弹性和耐磨性，且硬度适宜。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种耐磨鞋底材料，其特征在于，是由如下重量份的原料制成：热塑性弹性体SBS30-40份、液体聚硫橡胶10-15份、氯磺化聚乙烯10-15份、超高分子量聚乙烯纤维3-6份、改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物3-6份、聚氨酯5-10份、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮1-5份。
2.根据权利要求1所述的耐磨鞋底材料，其特征在于，所述改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将铬盐、钼盐、钬盐、二乙基二硫代氨基甲酸碲加入到装有乙醇的烧杯中，搅拌1-2小时后，将溶液转移到聚氟乙烯内衬的水热反应釜中，在200-220℃反应18-22小时；取出反应釜，待反应体系冷却后分别依次用去离子水和无水乙醇各洗涤3-6次，最后在100-110℃的真空干燥箱中干燥15-18小时，再置于马弗炉或管式炉中，在空气或氮气气氛中焙烧；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的Te-Cr-Mo-Ho-S-O、富勒烯微纳米纤维分散于有机溶剂中，再向其中加入N-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙烯二胺三乙酸，在60-80℃下搅拌反应6-8小时，后抽滤，并用乙醇洗产物3-5次，再置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重。
3.根据权利要求2所述的耐磨鞋底材料，其特征在于，步骤Ⅰ中所述铬盐、钼盐、钬盐、二乙基二硫代氨基甲酸碲、乙醇的质量比为1:1:0.2:(0.05-0.1):(15-20)。
4.根据权利要求2所述的耐磨鞋底材料，其特征在于，所述铬盐选自氯化铬、硝酸铬、硫酸铬中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的耐磨鞋底材料，其特征在于，所述钼盐选自硫酸钼、硝酸钼、氯化钼中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的耐磨鞋底材料，其特征在于，所述钬盐选自氯化钬、硝酸钬、硫酸钬中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述的耐磨鞋底材料，其特征在于，步骤Ⅱ中所述Te-Cr-Mo-Ho-S-O、富勒烯微纳米纤维、有机溶剂、N-[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙烯二胺三乙酸的质量比为1:2:(10-15):0.5。
8.根据权利要求2所述的耐磨鞋底材料，其特征在于，所述有机溶剂选自乙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃中的一种或几种。
9.根据权利要求2所述的耐磨鞋底材料，其特征在于，步骤Ⅰ中的所述焙烧，焙烧条件为：以1～10℃/min的升温速率升至600～700℃，保温3～5小时，冷却至室温，研磨，过100-300目筛得到Te-Cr-Mo-Ho-S-O。
10.根据权利要求1-9任一项所述的耐磨鞋底材料，其特征在于，所述耐磨鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：按配比将热塑性弹性体SBS、液体聚硫橡胶、氯磺化聚乙烯、超高分子量聚乙烯纤维、聚氨酯混合，投入密炼机中混炼3-6分钟，然后加入改性富勒烯微纳米纤维/耐磨粉复合物、双(3-氨基-4-氟苯基)甲酮继续混炼6-10分钟，最后卸料到开料机上出片，得到耐磨鞋底材料。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190614 |