CN110092978A - 石墨烯再生eva发泡鞋垫及其制备方法 - Google Patents

石墨烯再生eva发泡鞋垫及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及石墨烯再生EVA发泡鞋垫，由如下组分组成：EVA废料；EVA树脂；POE弹性体；改性多孔石墨烯抗菌母粒；磺化壳聚糖；聚N‑乙烯基乙酰胺；滑石粉；活性氧化锌份；硬脂酸锌；硬脂酸；流动助剂；防老剂；发泡剂。本发明结合现有的EVA废料和石墨烯制品获得物性达标并可增强抗菌透气性能的鞋垫制品，能够在鞋垫内部形成多孔立体网络结构的纳米孔隙结构，使得抗菌植物提取物能够更好地负载于多孔网络的改性多孔石墨烯上，具有缓释抗菌性能，进而具有长效抗菌的效果；同时增强鞋垫的透气性。

Description

石墨烯再生EVA发泡鞋垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋垫制品技术领域，特别是涉及一种石墨烯再生EVA发泡鞋垫及其制备方法。
背景技术
通常，鞋垫是插入于鞋子的内侧而与脚接触的部件，不仅提高了对鞋子的穿戴感，还能吸收及缓和向脚施加的冲击。随着人们生活水平的提高和健康环保意识的增强，人们对鞋垫的要求也逐渐从柔软舒适、吸湿透气、防风防雨等扩展到防霉防蛀、杀菌除臭、保健无毒等方面。尤其在夏天和运动后，由于汗液分泌量剧增，微生物高速繁殖，大量分解汗液中的有机物而产生恶臭，长此以往甚至导致脚臭、脚癣、脚气等一系列脚部疾病，直接影响着人们的身心健康。
发明内容
本发明目的在于提供一种石墨烯再生EVA发泡鞋垫及其制备方法，结合现有的EVA废料和石墨烯制品获得物性达标并可增强抗菌透气性能的鞋垫制品。
本发明采用的技术解决方案是：
石墨烯再生EVA发泡鞋垫，由如下重量份数的组分组成：EVA废料35-45份；EVA树脂20-25份；POE弹性体10-15份；改性多孔石墨烯抗菌母粒8-15份；磺化壳聚糖3-5份；聚N-乙烯基乙酰胺0.5-0.8份；滑石粉0.3-0.5份；活性氧化锌1.0-1.5份；硬脂酸锌0.8-1.0份；硬脂酸0.5-0.8份；流动助剂2.0-2.5份；防老剂1.0-1.2份；发泡剂1.5-1.8份。
优选地，所述改性多孔石墨烯抗菌母粒由如下重量份数的组分组成：EVA树脂粉20-25份；表面活性剂1.0-1.5份；分散剂1.0-1.5份；抗菌植物提取物3-5份；活性炭2-4份；改性多孔石墨烯10-15份。
优选地，所述表面活性剂为聚乙烯醇、木质素磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种组成。
优选地，所述分散剂为六偏磷酸钠、亚甲基萘磺酸钠或聚乙烯吡络烷酮中的一种或多种组成。
优选地，所述抗菌植物提取物为洋甘菊提取液或芦荟提取液。
优选地，所述流动助剂为石蜡。
优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
优选地，所述防老剂为防老剂NBC、防老剂RD、防老剂4010NA中的至少一种。
本发明还提供一种石墨烯再生EVA发泡鞋垫的制备方法，具体包括如下步骤：
一、制备改性多孔石墨烯抗菌母粒；
二、混炼、造粒
步骤2.1：用破碎机将所述重量份数的EVA废料破碎成小块，然后把已破碎完的EVA废料放入密炼机内进行预炼10min～15min，温度控制在135℃～140℃，再往密炼机内加入所述重量份数的防老剂和EVA树脂一起密炼5min～8min，得EVA密炼料；
步骤2.2：倒出密炼好的EVA密炼料，再上开炼机打薄2次，出片；
步骤2.3：把打薄后的EVA密炼料再放入密炼机，接着加入所述重量份数的POE弹性体、改性多孔石墨烯抗菌母粒、磺化壳聚糖、聚N-乙烯基乙酰胺、滑石粉、活性氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、发泡剂和流动助剂进行混炼15min～20min，温度控制在110℃～115℃，得混炼胶；
步骤2.4：把混炼好的混炼胶直接上造粒机进行造粒，得石墨烯再生EVA母粒；
三、发泡成型
步骤3：按照倍比准确称取石墨烯再生EVA母粒，放入模具，加热加压，发泡成型。
其中：所述改性多孔石墨烯抗菌母粒的制备具体包括如下步骤：
步骤1.1：在去离子水中加入2-4份的活性炭和0.5-0.8份的分散剂，搅拌溶解均匀，超声分散1.5h～2.0h，得活性炭分散液；
步骤1.2：在步骤1.1的活性炭分散液中依次加入1.0-1.5份的表面活性剂和10-15份的改性多孔石墨烯，搅拌后再超声分散10min～20min，得石墨烯-活性炭分散水溶液；
步骤1.3：往步骤1.2的石墨烯-活性炭分散水溶液中加入3-5份的抗菌植物提取物，升温至60℃～90℃，继续搅拌20min～25min，然后超声分散3h～4h，得石墨烯-活性炭-提取物悬浮液；
步骤1.4：将步骤1.3的石墨烯-活性炭-提取物悬浮液置通过冷冻、真空干燥处理，获得表面负载有抗菌植物提取物和活性炭的改性多孔石墨烯抗菌粉；
步骤1.5：在高速捏合机中加入步骤1.4的改性多孔石墨烯抗菌粉、20-25份的EVA树脂粉、0.5-0.8份的分散剂捏合至包覆状态，并将捏合后的混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得改性多孔石墨烯抗菌母粒。
本发明的有益效果：
1、本发明先将活性炭穿插于多孔石墨烯片层之间，减弱了多孔石墨烯片层间的范德华力，减少多孔石墨烯片层的自团聚，且纳米状态下活性炭均匀分布于石墨烯中，使得两种粒子相互交叉隔离，避免单一填料加入内部团聚，提高了石墨烯和活性炭在基体中的分散性和界面相容性，为在鞋垫内部形成多孔立体网络结构的纳米孔隙结构创造条件，同时使得抗菌植物提取物能够更好地负载于多孔网络的改性多孔石墨烯上，并借助活性炭起到吸附除臭性能；
2、本发明改性多孔石墨烯抗菌母粒具有的发达且连通的纳米微孔结构，抗菌植物提取物具有优异的吸附与负载效果，因此，抗菌植物提取物可广泛且均匀地分布于改性多孔石墨烯的孔隙内部及表层上，且改性多孔石墨烯具有较高的比表面积与表面具有丰富的含氧官能团，能与抗菌植物提取物中的羧基或酚羟基形成化学氢键或配位健形成络合物，有限制地调节抗菌成份的释放速率，且不涉及化学反应，使得抗菌植物提取物的抗菌活性不会受到破坏，抗菌效果好，既满足有效抗菌的要求，也满足抗菌持续时间长的要求，使得抗菌植物提取物具有缓释抗菌性能，进而具有长效抗菌的效果；同时，其具有的发达且连通的纳米微孔结构，又进一步提高了鞋垫制品的透气性；另外，磺化壳聚糖的加入也能够赋予鞋垫良好的抗菌性能。
3、本发明利用具有两亲性的螺旋形非离子型分散剂聚N-乙烯基乙酰胺等成分，使改性多孔石墨烯抗菌母粒均匀分散于各塑料中，同时赋予本发明EVA发泡鞋垫优良的热稳定性、耐磨性、拉伸强度，改善永久压缩变形性能。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种石墨烯再生EVA发泡鞋垫，由如下重量份数的组分组成：EVA废料35份；EVA树脂25份；POE弹性体12份；改性多孔石墨烯抗菌母粒10份；磺化壳聚糖4份；聚N-乙烯基乙酰胺0.6份；滑石粉0.3份；活性氧化锌1.0份；硬脂酸锌0.8份；硬脂酸0.5份；石蜡2.0份；防老剂NBC1份；偶氮二甲酰胺1.5份。
其中：所述改性多孔石墨烯抗菌母粒由如下重量份数的组分组成：EVA树脂粉20份；聚乙烯醇表面活性剂1.2份；六偏磷酸钠分散剂1.5份；洋甘菊提取液3份；活性炭2份；改性多孔石墨烯10份，所述改性多孔石墨烯是采用聚二甲基硅氧烷对所述多孔石墨烯通过气相沉积改性而成的改性多孔石墨烯。取10份改性多孔石墨烯抗菌母粒作为本实施例石墨烯再生EVA发泡鞋垫的制备原料。
实施例2
本实施例提供一种石墨烯再生EVA发泡鞋垫，由如下重量份数的组分组成：EVA废料40份；EVA树脂20份；POE弹性体15份；改性多孔石墨烯抗菌母粒15份；磺化壳聚糖5份；聚N-乙烯基乙酰胺0.5份；滑石粉0.5份；活性氧化锌1.2份；硬脂酸锌1.0份；硬脂酸0.5份；石蜡2.0份；防老剂NBC0.4份；防老剂4010NA0.6份；偶氮二甲酰胺1.5份。
其中：所述改性多孔石墨烯抗菌母粒由如下重量份数的组分组成：EVA树脂粉25份；木质素磺酸钠表面活性剂1.5份；聚乙烯吡络烷酮分散剂1.5份；芦荟提取液5份；活性炭4份；改性多孔石墨烯15份，所述改性多孔石墨烯是采用聚二甲基硅氧烷对所述多孔石墨烯通过气相沉积改性而成的改性多孔石墨烯。取15份改性多孔石墨烯抗菌母粒作为本实施例石墨烯再生EVA发泡鞋垫的制备原料。
实施例3
本实施例提供一种石墨烯再生EVA发泡鞋垫，由如下重量份数的组分组成：EVA废料45份；EVA树脂25份；POE弹性体10份；改性多孔石墨烯抗菌母粒10份；磺化壳聚糖3份；聚N-乙烯基乙酰胺0.8份；滑石粉0.4份；活性氧化锌1.5份；硬脂酸锌0.8份；硬脂酸0.8份；石蜡2.5份；防老剂RD1.2份；偶氮二甲酰胺1.8份。
其中：所述改性多孔石墨烯抗菌母粒由如下重量份数的组分组成：EVA树脂粉20份；木质素磺酸钠表面活性剂1.0份；亚甲基萘磺酸钠分散剂1.0份；洋甘菊提取液4份；活性炭3份；改性多孔石墨烯15份，所述改性多孔石墨烯是采用聚二甲基硅氧烷对所述多孔石墨烯通过气相沉积改性而成的改性多孔石墨烯。取10份改性多孔石墨烯抗菌母粒作为本实施例石墨烯再生EVA发泡鞋垫的制备原料。
实施例4
本实施例提供一种石墨烯再生EVA发泡鞋垫，由如下重量份数的组分组成：EVA废料40份；EVA树脂22份；POE弹性体15份；改性多孔石墨烯抗菌母粒8份；磺化壳聚糖4份；聚N-乙烯基乙酰胺0.8份；滑石粉0.5份；活性氧化锌1.0份；硬脂酸锌1.0份；硬脂酸0.6份；石蜡2.0份；防老剂4010NA1份；偶氮二甲酰胺1.6份。
其中：所述改性多孔石墨烯抗菌母粒由如下重量份数的组分组成：EVA树脂粉22份；十二烷基磺酸钠表面活性剂1.2份；六偏磷酸钠分散剂1.2份；芦荟提取液5份；活性炭3份；改性多孔石墨烯12份，所述改性多孔石墨烯是采用聚二甲基硅氧烷对所述多孔石墨烯通过气相沉积改性而成的改性多孔石墨烯。取8份改性多孔石墨烯抗菌母粒作为本实施例石墨烯再生EVA发泡鞋垫的制备原料。
上述实施例1-4的石墨烯再生EVA发泡鞋垫的制备方法，均采用如下方法，具体包括如下步骤：
一、制备改性多孔石墨烯抗菌母粒；
步骤1.1：在去离子水中加入2-4份的活性炭和0.5-0.8份的分散剂，搅拌溶解均匀，超声分散1.5h～2.0h，得活性炭分散液；
步骤1.2：在步骤1.1的活性炭分散液中依次加入1.0-1.5份的表面活性剂和10-15份的改性多孔石墨烯，搅拌后再超声分散10min～20min，得石墨烯-活性炭分散水溶液；
步骤1.3：往步骤1.2的石墨烯-活性炭分散水溶液中加入3-5份的抗菌植物提取物，升温至60℃～90℃，继续搅拌20min～25min，然后超声分散3h～4h，得石墨烯-活性炭-提取物悬浮液；
步骤1.4：将步骤1.3的石墨烯-活性炭-提取物悬浮液置通过冷冻、真空干燥处理，获得表面负载有抗菌植物提取物和活性炭的改性多孔石墨烯抗菌粉；
步骤1.5：在高速捏合机中加入步骤1.4的改性多孔石墨烯抗菌粉、20-25份的EVA树脂粉、0.5-0.8份的分散剂捏合至包覆状态，并将捏合后的混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得改性多孔石墨烯抗菌母粒。
二、混炼、造粒
步骤2.1：用破碎机将所述重量份数的EVA废料破碎成小块，然后把已破碎完的EVA废料放入密炼机内进行预炼10min～15min，温度控制在135℃～140℃，再往密炼机内加入所述重量份数的防老剂和EVA树脂一起密炼5min～8min，得EVA密炼料；
步骤2.2：倒出密炼好的EVA密炼料，再上开炼机打薄2次，出片；
步骤2.3：把打薄后的EVA密炼料再放入密炼机，接着加入所述重量份数的POE弹性体、改性多孔石墨烯抗菌母粒、磺化壳聚糖、聚N-乙烯基乙酰胺、滑石粉、活性氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、发泡剂和流动助剂进行混炼15min～20min，温度控制在110℃～115℃，得混炼胶；
步骤2.4：把混炼好的混炼胶直接上造粒机进行造粒，得石墨烯再生EVA母粒；
三、发泡成型
步骤3：按照倍比准确称取石墨烯再生EVA母粒，放入模具，加热加压，发泡成型。
将实施例1-4制得的样品并进行物性测试，其测试结果见表1。
表1：实施例1-4制得样品物性测试结果
其中：透气性测试采用透气性测试仪测试各样品的透气量，测试气体为氮气，测试时间为24小时，测试压力为0.2MPa，透气量越大表明透气性越好。
以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，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说明本发明的原理，在不脱离本发明创造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范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.石墨烯再生EVA发泡鞋垫，其特征在于，该发泡鞋垫由如下重量份数的组分组成：EVA废料35-45份；EVA树脂20-25份；POE弹性体10-15份；改性多孔石墨烯抗菌母粒8-15份；磺化壳聚糖3-5份；聚N-乙烯基乙酰胺0.5-0.8份；滑石粉0.3-0.5份；活性氧化锌1.0-1.5份；硬脂酸锌0.8-1.0份；硬脂酸0.5-0.8份；流动助剂2.0-2.5份；防老剂1.0-1.2份；发泡剂1.5-1.8份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯再生EVA发泡鞋垫，其特征在于，所述改性多孔石墨烯抗菌母粒由如下重量份数的组分组成：EVA树脂粉20-25份；表面活性剂1.0-1.5份；分散剂1.0-1.5份；抗菌植物提取物3-5份；活性炭2-4份；改性多孔石墨烯10-15份。
3.根据权利要求2所述的石墨烯再生EVA发泡鞋垫，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙烯醇、木质素磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种组成。
4.根据权利要求2所述的石墨烯再生EVA发泡鞋垫，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠、亚甲基萘磺酸钠或聚乙烯吡络烷酮中的一种或多种组成。
5.根据权利要求2所述的石墨烯再生EVA发泡鞋垫，其特征在于，所述抗菌植物提取物为洋甘菊提取液或芦荟提取液。
6.根据权利要求1所述的石墨烯再生EVA发泡鞋垫，其特征在于，所述流动助剂为石蜡。
7.根据权利要求1所述的石墨烯再生EVA发泡鞋垫，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
8.根据权利要求1所述的石墨烯再生EVA发泡鞋垫，其特征在于，所述防老剂为防老剂NBC、防老剂RD、防老剂4010NA中的至少一种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的石墨烯再生EVA发泡鞋垫的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
一、制备改性多孔石墨烯抗菌母粒；
二、混炼、造粒
步骤2.1：用破碎机将所述重量份数的EVA废料破碎成小块，然后把已破碎完的EVA废料放入密炼机内进行预炼10min～15min，温度控制在135℃～140℃，再往密炼机内加入所述重量份数的防老剂和EVA树脂一起密炼5min～8min，得EVA密炼料；
步骤2.2：倒出密炼好的EVA密炼料，再上开炼机打薄2次，出片；
步骤2.3：把打薄后的EVA密炼料再放入密炼机，接着加入所述重量份数的POE弹性体、改性多孔石墨烯抗菌母粒、磺化壳聚糖、聚N-乙烯基乙酰胺、滑石粉、活性氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、发泡剂和流动助剂进行混炼15min～20min，温度控制在110℃～115℃，得混炼胶；
步骤2.4：把混炼好的混炼胶直接上造粒机进行造粒，得石墨烯再生EVA母粒；
三、发泡成型
步骤3：按照倍比准确称取石墨烯再生EVA母粒，放入模具，加热加压，发泡成型。
10.根据权利要求9所述的石墨烯再生EVA发泡鞋垫的制备方法，其特征在于，所述改性多孔石墨烯抗菌母粒的制备具体包括如下步骤：
步骤1.1：在去离子水中加入2-4份的活性炭和0.5-0.8份的分散剂，搅拌溶解均匀，超声分散1.5h～2.0h，得活性炭分散液；
步骤1.2：在步骤1.1的活性炭分散液中依次加入1.0-1.5份的表面活性剂和10-15份的改性多孔石墨烯，搅拌后再超声分散10min～20min，得石墨烯-活性炭分散水溶液；
步骤1.3：往步骤1.2的石墨烯-活性炭分散水溶液中加入3-5份的抗菌植物提取物，升温至60℃～90℃，继续搅拌20min～25min，然后超声分散3h～4h，得石墨烯-活性炭-提取物悬浮液；
步骤1.4：将步骤1.3的石墨烯-活性炭-提取物悬浮液置通过冷冻、真空干燥处理，获得表面负载有抗菌植物提取物和活性炭的改性多孔石墨烯抗菌粉；
步骤1.5：在高速捏合机中加入步骤1.4的改性多孔石墨烯抗菌粉、20-25份的EVA树脂粉、0.5-0.8份的分散剂捏合至包覆状态，并将捏合后的混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得改性多孔石墨烯抗菌母粒。
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