CN110372928A - 一种鞋底用止滑片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种鞋底用止滑片，属于鞋底材料的技术领域，按重量份计，包括有以下组分：异戊橡胶3‑6份，丁苯橡胶18‑25份，顺丁橡胶10‑14份，白炭黑10‑15份，白矿油1‑2份，碱式碳酸锌2‑3份，活性剂1‑2份，硬脂酸0.2‑0.4份，防雾剂0.1‑0.2份，促进剂0.5‑0.7份，硫化剂0.5‑0.7份，玻璃纤维0.2‑0.3份，还包括钢纤维3‑5份；本发明还涉及一种鞋底用止滑片的制备方法，包括有以下步骤：按照比例配好混合物A、混合物B和混合物C；将混合物A投入密炼机，在100‑110度的温度下将其混匀30min；将混合物B加入密炼机，温度不变，继续混匀10min;将混合物C加入密炼机，温度升高到130‑150度，硫化2h，将从密炼机倒出的胶料放入开炼机，对胶料进行压片。本发明具有增加止滑片的止滑性的效果。
Description
技术领域
本发明涉及鞋底材料的技术领域，尤其是涉及一种鞋底用止滑片及其制备方法。
背景技术
目前冬天户外的地面上会出现雪层、薄冰、冻土层等，鞋底与地面接触时，雪、冰面上的水会在鞋底表面形成水膜，水膜将鞋底与路面相互隔离，使得滑倒造成的伤害时有发生，通常在鞋底粘贴止滑片来增加鞋底的止滑性。
现有的可参考授权公告号为CN104292554B的中国专利申请，其公开了一种冰面动态止滑橡胶鞋底及其生产方法，所述冰面动态止滑橡胶鞋底组成包括：天然橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基橡胶、纳米二氧化硅、塑化剂、防老剂、白烟活性剂、硅烷偶联剂、汉麻纤维、聚乙烯蜡、氧化锌、硫磺、硫化促进剂。
汉麻纤维中心有较大的空腔，纵向有许多与之相连的裂隙和孔洞，使纤维具有较多的毛细管道，汉麻纤维特殊的多孔结构使其具有较强吸附能力，在冰面上行走时，汉麻纤维会吸附一部分水，当在冰面上行走较长时间时，汉麻纤维吸附的水被冻结成冰，使鞋底的表面会存在冰，而冰与冰之间的摩擦系数较小，从而鞋底的止滑性能下降。
如何进一步开发止滑片，仍然是鞋底防滑行业进一步发展的措施之一。
发明内容
本发明的目的一在于：提供一种鞋底用止滑片，能够增加止滑片的止滑性。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种鞋底用止滑片，按重量份计，包括有以下组分：异戊橡胶3-6份，丁苯橡胶18-25份，顺丁橡胶10-14份，白炭黑10-15份，白矿油1-2份，碱式碳酸锌2-3份，活性剂1-2份，硬脂酸0.2-0.4份，防雾剂0.1-0.2份，促进剂0.5-0.8份，硫化剂0.5-0.7份，玻璃纤维0.2-0.3份，防老剂0.5-0.8份。
通过采用上述技术方案，异戊橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶均为非极性橡胶，表现出一定的疏水性，从而止滑片接触到湿润的表面时，水不易润湿止滑片的底部，从而水不易粘附到止滑片的表面形成液膜，止滑片能够长时间止滑，从而使止滑片的止滑性能较好。
同时，丁苯橡胶的抗湿滑性能较好，顺丁橡胶的耐寒性能优越，异戊橡胶的拉伸强度较好，丁苯橡胶有利于提高止滑片的抗湿滑性，顺丁橡胶使止滑片的耐寒性较好，从而止滑片能够在较低温度下也能够保持柔软，从而使其在低温下的止滑性能较好，异戊橡胶使止滑片的抗拉强度较好。
玻璃纤维和白炭黑对止滑片起到补强作用，使止滑片的强度较强。
碱式碳酸锌的碱性相对较强，相对于目前较多使用的氧化锌，能够更好的中和硫化过程中产生的酸性物质，如HS等。
促进剂能够加快硫化剂与橡胶分子的交联反应，达到缩短硫化时间和降低硫化温度的效果。
活性剂有较好的润滑作用，能够使制品的表面较为光滑，对促进剂有一定的活化作用,有利于减少促进剂的用量。
硬脂酸有利炭黑、白炭黑和氧化锌的充分扩散，与碱性碳酸锌反应可促进其活性，可起到第二促进剂的作用。
防雾剂对止滑片的表面形成保护膜，从而防止吐霜，并对胶料防护时间较久。
本发明进一步设置为：所述活性剂包括PEG-4000活性剂和DEG活性剂，按重量份计，PEG-4000活性剂和DEG活性剂的比例为1.3:(0.2-0.4)。
通过采用上述技术方案，PEG-4000活性剂比DEG活性剂的分子量大，PEG-4000活性剂为固体片状，DEG活性剂为液体，PEG-4000活性剂和DEG活性剂会湿润白炭黑的表面，避免白炭黑对活性剂进行吸附，从而使其效果减弱，而对异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、白矿油、硬脂酸、防雾剂、防老剂、活性剂进行混匀时，DEG活性剂为液体能够快速且较全面的润湿白炭黑的表面，使白炭黑对活性剂的吸附进一步减少，而DEG活性剂的用量较少，同时与防雾剂同时使用，使DEG活性剂不易析出，使止滑片不易出现吐霜现象。
本发明进一步设置为：所述促进剂包括DM促进剂、D-80促进剂和TMTM橡胶促进剂，按重量份计，DM促进剂：D-80促进剂：TMTM橡胶促进剂为0.5：(0.05-0.15)：(0.04-0.08)。
通过采用上述技术方案，促进剂加快硫化剂与橡胶分子的交联反应，缩短了硫化时间，DM促进剂单独使用时硫化速度较慢，使其与D-80促进剂和TMTM橡胶促进剂并用，使DM促进剂的活性提高；DM促进剂和TMTM橡胶促进剂的后效性较强，从而当硫化到一定的时间后，D-80促进剂在硫化温度下被烧焦后，TMTM橡胶促进剂依然能够使DM促进剂有较高的活性。
本发明进一步设置为：所述防老剂包括BHT防老剂和MB防老剂，按重量份计，BHT防老剂和MB防老剂的比例为0.4：(0.1-0.3)。
通过采用上述技术方案，BHT防老剂的抗氧化能力较强，价格低廉，使成本较低，作为主要的抗氧化剂，使止滑片的氧化速度较慢，使止滑片的使用寿命增加，MB防老剂与BHT防老剂并用，有明显的协同作用，使抗氧化性加强。
本发明进一步设置为：按重量份计，还包括有以下组分：钢纤维3-5份。
通过采用上述技术方案，钢纤维的硬度比玻璃纤维的硬度大，其端部部分伸出止滑片的表面，在止滑片的表面形成锋利的尖刺结构，使止滑片的表面较为粗糙，当踩到地面上时，钢纤维受到压力，能够将冰面、雪面上的表面刺破，从而使止滑片与雪面和冰面的摩擦力较大；并且对于较湿的冰面或者雪面，钢纤维的端部刺破冰面、雪面上的水膜以及冰面、雪面，使止滑片能够直接与冰面和雪面抵接，同时水也不易粘附在止滑片的底部，从而温度较低时，使水不会在止滑片的表面被冻住而使止滑片的止滑性能降低，从而有利于止滑片止滑性能的保持；钢纤维较硬，能够提高止滑片的耐磨性能，使止滑片的使用寿命增加。
本发明进一步设置为：所述钢纤维的直径为0.05mm。
本发明进一步设置为：所述防雾剂为1956防雾剂.
本发明进一步设置为：所述硫化剂为硫磺。
本发明的目的二是提供一种边上止滑片的制备方法，包括有以下制备步骤：
S1，按照比例配好异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、白矿油、硬脂酸、防雾剂、防老剂、活性剂，获得混合物A，按照比例配置好玻璃纤维、钢纤维，获得混合物B，按照比例配置好硫化剂、碱式碳酸锌、促进剂，获得混合物C；
S2，向密炼机内投料，首先将混合物A投入密炼机，在100-110度的温度下将其混匀10-30min；
S3，将混合物B加入密炼机，温度不变，继续混匀5-15min；
S4、将混合物C加入密炼机，温度升高到130-150度，硫化1-2.5h；
S5，将从密炼机倒出的胶料放入开炼机，对胶料进行压片。
通过采用上述技术方案，由于玻璃纤维和钢纤维与混合物A同时加入的话，玻璃纤维和钢纤维有一定的尺寸和硬度，不易随意弯折，从而使混合物A不易混匀，影响止滑片的质量，因此将将玻璃纤维和钢纤维在混合物A混匀后再加入，保证了混合物A的混匀效果。
使混合物C最后加入，混合物包括硫化剂、碱式碳酸锌、促进剂，促进剂用于促进硫化剂对异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶的硫化，使硫化速度加快，碱式碳酸锌用于中和硫化过程中产生的酸性物质，使碱式碳酸锌与硫化剂同时加入，避免其提前可能失去碱性，而降低对酸性物质的中和效果，同时在S2的中使混合物A融化混匀的温度较高，若时促进剂在S2加入，促进剂可能产生焦化，从而避免了促进剂提前焦化而影响硫化效果。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过异戊橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶的组合以及钢纤维的加入，本发明的止滑片材料在冰上的止滑性能较好，将其用在鞋底能够使止滑片与冰面之间不易存在液膜，使不易滑倒；
2.通过加入钢纤维，使本发明的止滑片材料有较佳的耐磨性能，使止滑片的使用寿命较长。
具体实施方式
实施例1
一种鞋底用止滑片，按重量份计，包括有以下组分：异戊橡胶3份，丁苯橡胶18份，顺丁橡胶10份，白炭黑10份，白矿油1份，碱式碳酸锌2份，活性剂1.5份，硬脂酸0.2份，防雾剂0.1份，促进剂0.59份，硫化剂0.5份，玻璃纤维0.2份，防老剂0.5份。
其中，活性剂1.5份包括PEG-4000活性剂1.3份、DEG活性剂0.2份。
其中，促进剂0.59份包括DM促进剂0.5份、D-80促进剂0.05、TMTM橡胶促进剂0.04份。
其中，防老剂0.5份包括BHT防老剂0.4份和MB防老剂0.1份。
制备方法包括有以下制备步骤：
S1，按照比例配好异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、白矿油、硬脂酸、防雾剂、PEG-4000活性剂、DEG活性剂、BHT防老剂、MB防老剂，按照比例配置好玻璃纤维，按照比例配置好硫化剂、碱式碳酸锌、DM促进剂、D-80促进剂和TMTM橡胶促进剂；
S2，向密炼机内投料，首先将异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、白矿油、硬脂酸、防雾剂、防老剂、PEG-4000活性剂、DEG活性剂、BHT防老剂、MB防老剂投入密炼机，在100度的温度下将其混匀10min；
S3，将玻璃纤维加入密炼机，温度不变，继续混匀5min；
S4、将碱式碳酸锌、DM促进剂、D-80促进剂、TMTM橡胶促进剂、硫化剂加入密炼机，温度升高到130度，硫化1h；
S5，将从密炼机倒出的胶料放入开炼机，对胶料进行压片。
实施例2
一种冰上止滑片按重量份计，包括有以下组分异戊橡胶5份，丁苯橡胶21份，顺丁橡胶15份，白炭黑12份，白矿油2份，碱式碳酸锌2.2份，活性剂1.6份，硬脂酸0.3份，防雾剂0.1份，促进剂0.66份，硫化剂0.6份，玻璃纤维0.23份，防老剂0.6份。
其中，活性剂1.6份包括PEG-4000活性剂1.3份、DEG活性剂0.3份。
其中，促进剂0.66份包括DM促进剂0.5份、D-80促进剂0.1份、TMTM橡胶促进剂0.06份。
其中，防老剂0.5份包括BHT防老剂0.4份和MB防老剂0.2份。
制备方法包括有以下制备步骤：
S1，按照比例配好异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、白矿油、硬脂酸、防雾剂、PEG-4000活性剂、DEG活性剂、BHT防老剂、MB防老剂，按照比例配置好玻璃纤维，按照比例配置好硫化剂、碱式碳酸锌、DM促进剂、D-80促进剂和TMTM橡胶促进剂；
S2，向密炼机内投料，首先将异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、白矿油、硬脂酸、防雾剂、PEG-4000活性剂、DEG活性剂、BHT防老剂、MB防老剂投入密炼机，在105度的温度下将其混匀15min；
S3，将玻璃纤维加入密炼机，温度不变，继续混匀10min；
S4、将碱式碳酸锌、DM促进剂、D-80促进剂、TMTM橡胶促进剂、硫化剂加入密炼机，温度升高到140度，硫化2h；
S5，将从密炼机倒出的胶料放入开炼机，对胶料进行压片。
实施例3
一种冰上止滑片，按重量份计，包括有以下组分：异戊橡胶6份，丁苯橡胶25份，顺丁橡胶14份，白炭黑15份，白矿油2份，碱式碳酸锌3份，活性剂1.6份，硬脂酸0.4份，防雾剂0.2份，促进剂0.73份，硫化剂0.7份，玻璃纤维0.3份，防老剂0.7份。
其中，活性剂1.6份包括PEG-4000活性剂1.3份、DEG活性剂0.4份。
其中，促进剂0.73份包括DM促进剂0.5份、D-80促进剂0.15、TMTM橡胶促进剂0.08份。
其中，防老剂0.5份包括BHT防老剂0.4份和MB防老剂0.3份。
制备方法包括有以下制备步骤：
S1，按照比例配好异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、白矿油、硬脂酸、防雾剂、PEG-4000活性剂、DEG活性剂、BHT防老剂、MB防老剂，按照比例配置好玻璃纤维，按照比例配置好硫化剂、碱式碳酸锌、DM促进剂、D-80促进剂和TMTM橡胶促进剂；
S2，向密炼机内投料，首先将异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、白矿油、硬脂酸、防雾剂、PEG-4000活性剂、DEG活性剂、BHT防老剂、MB防老剂投入密炼机，在110度的温度下将其混匀30min；
S3，将玻璃纤维加入密炼机，温度不变，继续混匀15min；
S4、将碱式碳酸锌、DM促进剂、D-80促进剂、TMTM橡胶促进剂、硫化剂加入密炼机，温度升高到150度，硫化2.5h；
S5，将从密炼机倒出的胶料放入开炼机，对胶料进行压片。
实施例4
与实施例2的不同之处在于：还包括有以下组分：钢纤维3份，钢纤维的直径为0.05mm。
制备方法包括有以下制备步骤：
在S1，按照比例将玻璃纤维、钢纤维配置好；
在S3，将玻璃纤维、钢纤维加入密炼机。
实施例5
与实施例2的不同之处在于：还包括有以下组分：钢纤维4份，钢纤维的直径为0.05mm。
制备方法包括有以下制备步骤：
在S1，按照比例将玻璃纤维、钢纤维配置好；
在S3，将玻璃纤维、钢纤维加入密炼机。
实施例6
与实施例2的不同之处在于：还包括有以下组分：钢纤维5份，钢纤维的直径为0.05mm。
制备方法包括有以下制备步骤：
在S1，按照比例将玻璃纤维、钢纤维配置好；
在S3，将玻璃纤维、钢纤维加入密炼机。
实施例7
与实施例5的不同之处在于：防老剂包括0.5份，其中，BHT防老剂0.4份和MB防老剂0.1份。
实施例8
与实施例5的不同之处在于：防老剂包括0.7份，其中，BHT防老剂0.4份和MB防老剂0.3份。
实施例9
与实施例5的不同之处在于：活性剂1.5份，其中，PEG-4000活性剂1.3份，DEG活性剂0.4份。
实施例10
与实施例5的不同之处在于：活性剂1.7份，其中，PEG-4000活性剂1.3份，DEG活性剂0.2份。
实施例11
与实施例5的不同之处在于：促进剂0.59份，其中，促进剂0.5份包括DM促进剂0.5份，D-80促进剂0.05，TMTM橡胶促进剂0.04份。
实施例12
与实施例5的不同之处在于：促进剂0.73份，其中，DM促进剂0.5份，D-80促进剂0.15，TMTM橡胶促进剂0.08份。
对比例1
普通市售止滑片。
性能检测
针对对实施例1-12和对比例1制备的鞋底用止滑片：
按照GB/T 3903.6-2017的规定，将制备好的样品放置在(23±2)℃的环境下调节至少4小时后，进行防滑性能的测试，同时，使实验介面换为不同温度的干冰面和湿冰面，测试温度与干冰面和湿冰面的温度相同，将制备好的样品放置在干冰面和湿冰面相同的温度的环境下调节至少4小时后，进行防滑性能的测试，检测摩擦系数的结果如表1所示,摩擦系数越大，止滑性能越好。
按照GB/T 9867-2008的规定，对止滑片进行耐磨性能测试，检测结果如表2所示，磨损量越低，耐磨性能越好。
按照GB/T 13939-2014的规定，对止滑片进行老化试验，试验温度采用(70±1)℃，氧气压力为(2.1±0.1)MPa，试验时间为144h，测其硬度、拉伸强度、和拉断伸长三种性能的变化率，检测结果如表2所示，止滑片的性能变化百分率的绝对值越小，止滑片的抗老化性能越好。
表1摩擦性能检测结果：
表2耐磨性能和抗老化性能检测结果：
| 磨耗量/mm<sup>3</sup> | 硬度变化％ | 拉伸强度变化率％ | 伸长变化率％ | |
| 实施例1 | 157 | +2 | -6.0 | -9.2 |
| 实施例2 | 142 | +1 | -6.1 | -9.1 |
| 实施例3 | 133 | +2 | -5.9 | -9.2 |
| 实施例4 | 75 | +1 | -5.9 | -8.9 |
| 实施例5 | 72 | +1 | -5.6 | -8.9 |
| 实施例6 | 74 | +1 | -5.8 | -8.9 |
| 实施例7 | 72 | +3 | -7.0 | -9.5 |
| 实施例8 | 72 | +2 | -7.1 | -9.7 |
| 实施例9 | 75 | +1 | -5.7 | -9.1 |
| 实施例10 | 76 | +1 | -5.8 | -9.2 |
| 实施例11 | 77 | +2 | -5.8 | -9.0 |
| 实施例12 | 78 | +2 | -5.7 | -9.1 |
| 对比例 | 213 | +4 | -16 | -10 |
根据表1可以看出，相比于对比例1，实施例1-12制备的止滑片的干态、湿态以及不同温度干冰面和湿冰面的摩擦系数明显增大，即止滑片的止滑性能明显增强；在常见冰面温度下，对止滑片的止滑性能的影响不大，即止滑片的耐寒性足够止滑片在常见冰面使用。
在实施例1-3中，可以看出实施例2制备的止滑片的摩擦系数高于实施例1和2制备的止滑片的摩擦系数，从而实施例2的配比值较佳。
在实施例1-6中，可明显看出实施例4-6制备的止滑片的摩擦系数大于实施例1-3制备的止滑片的摩擦系数，即钢纤维的加入提高了止滑片的止滑性能；并且在实施例4-6中，实施例5制备的止滑片的摩擦系数高于实施例4和6制备的止滑片的摩擦系数，从而实施例5的配比值为最佳值。
对比实施例2、4-6可以看出，钢纤维的加入能够显著提高止滑片的止滑性，使止滑片在冰面的止滑效果加强。同时，结合表2可以看出，止滑片的耐磨性明显加强，使止滑片能够使用较长的寿命；对比实施例4-6可以看出，按重量份计，当钢纤维的份数为4份时，其止滑性能最好。
对比实施例5、7、8可以看出，当在实施例5时，止滑片的硬度变化、拉伸强度变化率、伸长变化率较小，在BHT防老剂为0.4份和MB防老剂为0.2份时，达到最好的防老效果。
对比实施例5、11、12可以看出，当在实施例5时，止滑片的耐磨性能较好，即当在DM促进剂为0.5份、D-80促进剂为0.1份、TMTM橡胶促进剂为0.06份时，其止滑性能最好，此时DM促进剂、D-80促进剂、TMTM橡胶促进剂在此配比时，各个时间段均能够对硫化过程起到较好的促进作用，使止滑片交联较为致密，从而有利于提高止滑片的耐磨性能。
对比实施例5、9、10可以看出，当在实施例5时，止滑片的耐磨性能较好，即当PEG-4000活性剂为1.3份、DEG活性剂为0.3份时，其止滑性能最好，此时液体DEG活性剂能够将白碳黑表面湿润较多，PEG-4000活性剂融化庵后进一步将白炭黑的表面湿润，此时，使白炭黑对促进剂的吸附最低，从而促进剂能够使止滑片的交联较为致密，从而有利于提高止滑片的耐磨性能。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种鞋底用止滑片，其特征在于：按重量份计，包括有以下组分：异戊橡胶3-6份，丁苯橡胶18-25份，顺丁橡胶10-14份，白炭黑10-15份，白矿油1-2份，碱式碳酸锌2-3份，活性剂1-2份，硬脂酸0.2-0.4份，防雾剂0.1-0.2份，促进剂0.5-0.8份，硫化剂0.5-0.7份，玻璃纤维0.2-0.3份，防老剂0.5-0.8份。
2.一种鞋底用止滑片，其特征在于：所述活性剂包括PEG-4000活性剂和DEG活性剂，按重量份计，PEG-4000活性剂和DEG活性剂的比例为1.3:（0.2-0.4）。
3.根据权利要求1所述的一种鞋底用止滑片，其特征在于：所述促进剂包括DM促进剂、D-80促进剂和TMTM橡胶促进剂，按重量份计，DM促进剂：D-80促进剂：TMTM橡胶促进剂为0.5： （0.05-0.15）：（0.04-0.08）。
4.根据权利要求5所述的一种鞋底用止滑片，其特征在于：所述防老剂包括BHT防老剂和MB防老剂，按重量份计， BHT防老剂和MB防老剂的比例为0.4：（0.1-0.3）。
5.根据权利要求1所述的一种鞋底用止滑片，其特征在于：按重量份计，还包括有以下组分：钢纤维3-5份。
6.根据权利要求1所述的一种鞋底用止滑片，其特征在于：所述钢纤维的直径为0.05mm。
7.根据权利要求1所述的一种鞋底用止滑片，其特征在于：所述防雾剂为1956防雾剂.
根据权利要求1所述的一种鞋底用止滑片，其特征在于：所述硫化剂为硫磺。
8.根据权利要求1- 8任意一项所述的一种鞋底用止滑片机器制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：
S1，按照比例配好异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、白矿油、硬脂酸、防雾剂、防老剂、活性剂，获得混合物A，按照比例配置好玻璃纤维、钢纤维，获得混合物B，按照比例配置好硫化剂、碱式碳酸锌、促进剂，获得混合物C；
S2，向密炼机内投料，首先将混合物A投入密炼机，在100-110度的温度下将其混匀10-30min；
S3，将混合物B加入密炼机，温度不变，继续混匀5-15min;
S4、将混合物C加入密炼机，温度升高到130-150度，硫化1-2.5h;
S5，将从密炼机倒出的胶料放入开炼机，对胶料进行压片。
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