CN110396228A - 一种轻质耐湿滑大底及其制备方法 - Google Patents

一种轻质耐湿滑大底及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻质耐湿滑大底及其制备方法，以丁腈橡胶、天然橡胶和高苯乙烯橡胶为原料，同时添加填料等物质制备而成；其中高苯乙烯橡胶具有较好的弹性和优良相容性，一方面能够与丁腈橡胶、天然橡胶较好的共混；同时它能提高发泡剂的发泡作用，提高发泡效果，从而大大降低了大底的密度，更加轻质。在大底中还加入了填料，在制备填料时，先用改性剂对蒙脱土进行改性处理，改性剂为十二烷基二甲基叔胺、硬脂酸钙和廿六烷二酸的混合物，再将改性后的蒙脱土与白炭黑进行混合，最终制得本发明所需要的填料，该填料在丁腈橡胶中具有很好的分散性，从而大大提高了大底的耐湿滑性能，同时在酸液中浸泡较长时间后依然具有较强的耐湿滑性。

Description

一种轻质耐湿滑大底及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶大底，更具体的说是涉及一种轻质耐湿滑大底及其制备方法。
背景技术
随着社会的高速发展，社会化分工越来越细致，生活和工作环境的不同，社会群体对健康和安全的要求越来越高。而作为日常必需品的鞋子，除了普通时尚美观外，具有其他的复合功能；现在，人们都希望自己的鞋子重量轻，同时在雨天具有较好的防滑功能，这就要求鞋子的大底(也称外底)十分轻质，同时耐湿滑性能较好；但目前市面还没有出现这样轻质，耐湿滑的大底。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种轻质耐湿滑大底；为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种轻质耐湿滑大底，其特征在于：包括下列重量份物质组成：
高苯乙烯橡胶 10-20份；
天然橡胶 20-30份；
丁腈橡胶 50-70份；
白色环烷油 10-30份；
硫磺 1-3份；
氧化锌 3-8份；
填料 40-60份；
硫化促进剂 2-5份；
发泡剂 1-3份；
增塑剂 1-3份；
活性剂 3-6份。
作为本发明的进一步改进，所述填料包括下列重量份物质组成：
白炭黑 8份；
蒙脱土 3份；
改性剂 1份；
所述改性剂为十二烷基二甲基叔胺、硬脂酸钙和廿六烷二酸的混合物，其质量比为3∶1∶1。
作为本发明的进一步改进，所述填料的制备方法包括以下步骤：
步骤一：根据设定的重量份配备原料，将蒙脱土放入乙醇水溶液中搅拌混合，在60℃下保持24小时，得到第一混合液；接着将改性剂加入到第一混合液中继续搅拌混合，在转速为500rpm，温度为70℃的条件下混合15小时，制得第二混合液；
步骤二：将白炭黑加入到第二混合液中搅拌混合，在转速为300rpm，温度为60℃的条件下混合24小时；混合结束后，过滤干燥后制得填料。
作为本发明的进一步改进，所述硫化促进剂为促进剂DM和促进剂NS的混合物，其质量比为3∶1。
作为本发明的进一步改进，所述发泡剂为发泡剂OBSH和歧化松香的混合物，其质量比为4∶1。
作为本发明的进一步改进，所述增塑剂为C5二甲苯树脂。
作为本发明的进一步改进，所述活性剂为二甘醇和聚乙二醇的混合物，其质量比为1∶2。
作为本发明的进一步改进，一种轻质耐湿滑大底的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：根据设定的重量份配备原料，将高苯乙烯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、氧化锌、发泡剂、增塑剂、硫化促进剂和活性剂一起投入到密炼机中密炼45S，密炼温度为100℃；
S2：接着将填料和白色环烷油加入到密炼机中继续密炼，随后分3次升栓清扫密炼共150s，每隔50s进行升栓；
S3：升栓清扫后继续密炼60s，在120-130℃时排胶，得到胶料；
S4：将胶料放置12h，然后放在辊距1mm的双辊开炼机上混炼，混炼均匀后，以均匀片状出片；
S5：在双辊开炼机上的胶料重新预热均匀，加入硫化剂后，进行硫化。
作为本发明的进一步改进，步骤S5中，硫化过程包括：一段硫化，一段硫化温度160-170℃，压力16-24MPa，时间为3-5min；一段硫化后停放20-30h后常压下再进行二段硫化，二段硫化温度120-140℃，时间为1-2h。
本发明的有益效果：通过以丁腈橡胶、天然橡胶和高苯乙烯橡胶作为原料，同时添加填料等各种物质制备而成；丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈制备而成的橡胶，具有一定的耐湿滑性，适合作为制备耐湿滑大底的原材料，但其弹性较差，同时加工比较困难，容易出现黏辊等现象，影响加工和制备，为了便于加工，同时提高大底的弹性，本发明加入了天然橡胶，天然橡胶的加入，一方面能够使加工更加容易；另一方面是能够大大提高大底的弹性，使得本发明制得的大底达到国家标准；作为本发明的新创点之一，在大底中还加入高苯乙烯橡胶，它具有较好的弹性和优良的相容性，一方面能够与丁腈橡胶、天然橡胶均匀共混；另一方面能够进一步提高大底的耐湿滑性；同时它能大大提高发泡剂的发泡作用，本发明所使用的的发泡剂为发泡剂OBSH和歧化松香的混合物，通过在高苯乙烯橡胶的协助下，发泡剂能很好的进行发泡作用，从而大大降低了大底的密度，更加轻质，便于人们运动。
此外，为了进一步提高大底的耐湿滑性能，本发明还加入了填料；在制备填料时，先用改性剂对蒙脱土进行改性处理，改性剂为十二烷基二甲基叔胺、硬脂酸钙和廿六烷二酸的混合物，再将改性后的蒙脱土与白炭黑进行混合，最终制得本发明所需要的填料，该填料在丁腈橡胶中具有很好的分散性，从而大大提高了大底的耐湿滑性能，并且还具有较强的耐酸性；大底在酸液中浸泡较长时间后依然具有较强的耐湿滑性。
具体实施方式
实施例1
所述填料包括下列重量份物质组成：
白炭黑 8份；
蒙脱土 3份；
改性剂 1份；
所述改性剂为十二烷基二甲基叔胺、硬脂酸钙和廿六烷二酸的混合物，其质量比为3∶1∶1。
填料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：根据设定的重量份配备原料，将蒙脱土放入乙醇水溶液(乙醇水溶液中乙醇与去离子水的体积比为1∶9)中搅拌混合，在60℃下保持24小时，得到第一混合液；接着将改性剂加入到第一混合液中继续搅拌混合，在转速为500rpm，温度为70℃的条件下混合15小时，制得第二混合液；(其中每1g蒙脱土放置在10ml乙醇水溶液中)
步骤二：将白炭黑加入到第二混合液中搅拌混合，在转速为300rpm，温度为60℃的条件下混合24小时；混合结束后，过滤干燥后制得填料。
实施例2
一种轻质耐湿滑大底，包括下列重量份物质组成：
高苯乙烯橡胶 15份；
天然橡胶 25份；
丁腈橡胶 60份；
白色环烷油 20份；
硫磺 2份；
氧化锌 6份；
填料 50份；
硫化促进剂 3份；
发泡剂 1份；
增塑剂 1份；
活性剂 5份。
所述填料由实施例1制得。
所述硫化促进剂为促进剂DM和促进剂NS的混合物，其质量比为3∶1。
所述发泡剂为发泡剂OBSH和歧化松香的混合物，其质量比为4∶1。
所述增塑剂为C5二甲苯树脂。
所述活性剂为二甘醇和聚乙二醇的混合物，其质量比为1∶2。
一种轻质耐湿滑大底的制备方法，包括以下步骤：
S1：根据设定的重量份配备原料，将高苯乙烯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、氧化锌、发泡剂、增塑剂、硫化促进剂和活性剂一起投入到密炼机中密炼45S，密炼温度为100℃；
S2：接着将填料和白色环烷油加入到密炼机中继续密炼，随后分3次升栓清扫密炼共150s，每隔50s进行升栓；
S3：升栓清扫后继续密炼60s，在120-130℃时排胶，得到胶料；
S4：将胶料放置12h，然后放在辊距1mm的双辊开炼机上混炼，混炼均匀后，以均匀片状出片；
S5：在双辊开炼机上的胶料重新预热均匀，加入硫化剂后，进行硫化。
步骤S5中，硫化过程包括：一段硫化，一段硫化温度165℃，压力20MPa，时间为4min；一段硫化后停放25h后常压下再进行二段硫化，二段硫化温度130℃，时间为1.5h。
对比例1
一种轻质耐湿滑大底，包括下列重量份物质组成：
高苯乙烯橡胶 15份；
天然橡胶 25份；
丁腈橡胶 60份；
白色环烷油 20份；
硫磺 2份；
氧化锌 6份；
填料 50份；
硫化促进剂 3份；
发泡剂 1份；
增塑剂 1份；
活性剂 5份。
所述填料为白炭黑。
所述硫化促进剂为促进剂DM和促进剂NS的混合物，其质量比为3∶1。
所述发泡剂为发泡剂OBSH和歧化松香的混合物，其质量比为4∶1。
所述增塑剂为C5二甲苯树脂。
所述活性剂为二甘醇和聚乙二醇的混合物，其质量比为1∶2。
一种轻质耐湿滑大底的制备方法，包括以下步骤：
S1：根据设定的重量份配备原料，将高苯乙烯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、氧化锌、发泡剂、增塑剂、硫化促进剂和活性剂一起投入到密炼机中密炼45S，密炼温度为100℃；
S2：接着将填料和白色环烷油加入到密炼机中继续密炼，随后分3次升栓清扫密炼共150s，每隔50s进行升栓；
S3：升栓清扫后继续密炼60s，在120-130℃时排胶，得到胶料；
S4：将胶料放置12h，然后放在辊距1mm的双辊开炼机上混炼，混炼均匀后，以均匀片状出片；
S5：在双辊开炼机上的胶料重新预热均匀，加入硫化剂后，进行硫化。
步骤S5中，硫化过程包括：一段硫化，一段硫化温度165℃，压力20MPa，时间为4min；一段硫化后停放25h后常压下再进行二段硫化，二段硫化温度130℃，时间为1.5h。
对比例2
一种轻质耐湿滑大底，包括下列重量份物质组成：
高苯乙烯橡胶 15份；
天然橡胶 25份；
丁腈橡胶 60份；
白色环烷油 20份；
硫磺 2份；
氧化锌 6份；
填料 50份；
硫化促进剂 3份；
发泡剂 1份；
增塑剂 1份；
活性剂 5份。
所述填料为白炭黑和蒙脱土的混合物，其质量比为8∶3。
所述硫化促进剂为促进剂DM和促进剂NS的混合物，其质量比为3∶1。
所述发泡剂为发泡剂OBSH和歧化松香的混合物，其质量比为4∶1。
所述增塑剂为C5二甲苯树脂。
所述活性剂为二甘醇和聚乙二醇的混合物，其质量比为1∶2。
一种轻质耐湿滑大底的制备方法，包括以下步骤：
S1：根据设定的重量份配备原料，将高苯乙烯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、氧化锌、发泡剂、增塑剂、硫化促进剂和活性剂一起投入到密炼机中密炼45S，密炼温度为100℃；
S2：接着将填料和白色环烷油加入到密炼机中继续密炼，随后分3次升栓清扫密炼共150s，每隔50s进行升栓；
S3：升栓清扫后继续密炼60s，在120-130℃时排胶，得到胶料；
S4：将胶料放置12h，然后放在辊距1mm的双辊开炼机上混炼，混炼均匀后，以均匀片状出片；
S5：在双辊开炼机上的胶料重新预热均匀，加入硫化剂后，进行硫化。
步骤S5中，硫化过程包括：一段硫化，一段硫化温度165℃，压力20MPa，时间为4min；一段硫化后停放25h后常压下再进行二段硫化，二段硫化温度130℃，时间为1.5h。
对比例3
一种轻质耐湿滑大底，包括下列重量份物质组成：
天然橡胶 30份；
丁腈橡胶 70份；
白色环烷油 20份；
硫磺 2份；
氧化锌 6份；
填料 50份；
硫化促进剂 3份；
发泡剂 1份；
增塑剂 1份；
活性剂 5份。
所述填料由实施例1制得。
所述硫化促进剂为促进剂DM和促进剂NS的混合物，其质量比为3∶1。
所述发泡剂为发泡剂OBSH和歧化松香的混合物，其质量比为4∶1。
所述增塑剂为C5二甲苯树脂。
所述活性剂为二甘醇和聚乙二醇的混合物，其质量比为1∶2。
一种轻质耐湿滑大底的制备方法，包括以下步骤：
S1：根据设定的重量份配备原料，将天然橡胶、丁腈橡胶、氧化锌、发泡剂、增塑剂、硫化促进剂和活性剂一起投入到密炼机中密炼45S，密炼温度为100℃；
S2：接着将填料和白色环烷油加入到密炼机中继续密炼，随后分3次升栓清扫密炼共150s，每隔50s进行升栓；
S3：升栓清扫后继续密炼60s，在120-130℃时排胶，得到胶料；
S4：将胶料放置12h，然后放在辊距1mm的双辊开炼机上混炼，混炼均匀后，以均匀片状出片；
S5：在双辊开炼机上的胶料重新预热均匀，加入硫化剂后，进行硫化。
步骤S5中，硫化过程包括：一段硫化，一段硫化温度165℃，压力20MPa，时间为4min；一段硫化后停放25h后常压下再进行二段硫化，二段硫化温度130℃，时间为1.5h。
对实施例2和对比例1至3制得的试样进行性能检测
根据HG/T3780-2005的标准对试样进行防滑性能测试
其结果如下表
试样 摩擦系数
实施例2 0.64
对比例1 0.38
对比例2 0.42
对比例3 0.45
目前市面上大底的摩擦系数一般为0.3-0.35，而本发明制得的大底的摩擦系数为0.51，从而说明了本发明的大底具有很强的耐湿滑性。
将试样(实施例2)浸泡在pH＝5.6的的磷酸盐缓冲溶液(PBS溶液)中，浸泡时间为48h；浸泡结束后，再进行防滑性能测试
试样 摩擦系数
实施例2 0.60
随着环境的恶化，目前很多地方的雨为酸雨，这使得大底会长时间与酸性物质相接触，目前市面上鞋子的大底一开始也有一定的耐湿滑性，但经过长时间的与酸雨相接触，其摩擦系数会大大降低，很快就不再具有耐湿滑性。而由上表可知，本发明制得的大底经过酸性溶液较长时间浸泡后，其摩擦系数基本不变，依然具有较强的耐湿滑性。
用比重天平对试样进行密度测试
试样 密度/(g/cm3)
实施例2 0.89
对比例1 1.00
对比例2 0.97
对比例3 1.11
从上表可知，本发明制得的大底密度较小，十分轻质。
本发明一种轻质耐湿滑大底，是通过以丁腈橡胶、天然橡胶和高苯乙烯橡胶作为原料，同时添加填料等各种物质制备而成；丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈制备而成的橡胶，具有一定的耐湿滑性，适合作为制备耐湿滑大底的原材料，但其弹性较差，同时加工比较困难，容易出现黏辊等现象，影响加工和制备，为了便于加工，同时提高大底的弹性，本发明加入了天然橡胶，天然橡胶的加入，一方面能够使加工更加容易；另一方面是能够大大提高大底的弹性，使得本发明制得的大底达到国家标准；作为本发明的新创点之一，在大底中还加入高苯乙烯橡胶，它具有较好的弹性和优良的相容性，一方面能够与丁腈橡胶、天然橡胶均匀共混；另一方面能够进一步提高大底的耐湿滑性；同时它能大大提高发泡剂的发泡作用，本发明所使用的的发泡剂为发泡剂OBSH和歧化松香的混合物，通过在高苯乙烯橡胶的协助下，发泡剂能很好的进行发泡作用，从而大大降低了大底的密度，更加轻质，便于人们运动。
此外，为了进一步提高大底的耐湿滑性能，本发明还加入了填料；众所周知，类似白炭黑这样的无机填料能够进一步增加大底的耐湿滑性能，但是无机填料与丁腈橡胶基体之间的相容性差，导致了其在丁腈橡胶中难分散、易团聚，从而对大底的最终性能产生不利的影响；为了改善无机填料在丁腈橡胶中的分散性，提高相容性；本发明在以白炭黑，氧化锌的体系中加入了另一种性质完全不同的填料形成杂化体系从而提高分散性，本发明加入了经过改性处理后的蒙脱土；作为本发明的另一个创造性，在制备填料时，先用改性剂对蒙脱土进行改性处理，改性剂为十二烷基二甲基叔胺、硬脂酸钙和廿六烷二酸的混合物，再将改性后的蒙脱土与白炭黑进行混合，最终制得本发明所需要的填料，该填料在丁腈橡胶中具有很好的分散性，从而大大提高了大底的耐湿滑性能，并且还具有较强的耐酸性；大底在酸液中浸泡较长时间后依然具有较强的耐湿滑性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轻质耐湿滑大底，其特征在于：包括下列重量份物质组成：
高苯乙烯橡胶 10-20份；
天然橡胶 20-30份；
丁腈橡胶 50-70份；
白色环烷油 10-30份；
硫磺 1-3份；
氧化锌 3-8份；
填料 40-60份；
硫化促进剂 2-5份；
发泡剂 1-3份；
增塑剂 1-3份；
活性剂 3-6份。
2.根据权利要求1所述的一种轻质耐湿滑大底，其特征在于：所述填料包括下列重量份物质组成：
白炭黑 8份；
蒙脱土 3份；
改性剂 1份；
所述改性剂为十二烷基二甲基叔胺、硬脂酸钙和廿六烷二酸的混合物，其质量比为3∶1∶1。
3.根据权利要求2所述的一种轻质耐湿滑大底，其特征在于：所述填料的制备方法包括以下步骤：
步骤一：根据设定的重量份配备原料，将蒙脱土放入乙醇水溶液中搅拌混合，在60℃下保持24小时，得到第一混合液；接着将改性剂加入到第一混合液中继续搅拌混合，在转速为500rpm，温度为70℃的条件下混合15小时，制得第二混合液；
步骤二：将白炭黑加入到第二混合液中搅拌混合，在转速为300rpm，温度为60℃的条件下混合24小时；混合结束后，过滤干燥后制得填料。
4.根据权利要求1所述的一种轻质耐湿滑大底，其特征在于：所述硫化促进剂为促进剂DM和促进剂NS的混合物，其质量比为3∶1。
5.根据权利要求1所述的一种轻质耐湿滑大底，其特征在于：所述发泡剂为发泡剂OBSH和歧化松香的混合物，其质量比为4∶1。
6.根据权利要求1所述的一种轻质耐湿滑大底，其特征在于：所述增塑剂为C5二甲苯树脂。
7.根据权利要求1所述的一种轻质耐湿滑大底，其特征在于：所述活性剂为二甘醇和聚乙二醇的混合物，其质量比为1∶2。
8.如权利要求1至7任意一项所述的一种轻质耐湿滑大底的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：根据设定的重量份配备原料，将高苯乙烯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、氧化锌、发泡剂、增塑剂、硫化促进剂和活性剂一起投入到密炼机中密炼45S，密炼温度为100℃；
S2：接着将填料和白色环烷油加入到密炼机中继续密炼，随后分3次升栓清扫密炼共150s，每隔50s进行升栓；
S3：升栓清扫后继续密炼60s，在120-130℃时排胶，得到胶料；
S4：将胶料放置12h，然后放在辊距1mm的双辊开炼机上混炼，混炼均匀后，以均匀片状出片；
S5：在双辊开炼机上的胶料重新预热均匀，加入硫化剂后，进行硫化。
9.根据权利要求8所述的一种轻质耐湿滑大底的制备方法，其特征在于：
步骤S5中，硫化过程包括：一段硫化，一段硫化温度160-170℃，压力16-24MPa，时间为3-5min；一段硫化后停放20-30h后常压下再进行二段硫化，二段硫化温度120-140℃，时间为1-2h。
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