CN110713641B - 一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料及其制备方法。以橡胶为主要基体的发泡材料在鞋垫材料中的应用较少。本发明将丁苯橡胶/硅橡胶/乙烯‑醋酸乙烯酯与白炭黑、固体石蜡、氧化锌和硬脂酸在密炼机里充分混炼均匀；再将发泡剂、交联剂过氧化二异丙苯和硫磺加入到密炼机中，混炼得混合物，在开放式双辊开炼机上压制成片材，放入平板硫化仪，进行模压交联发泡成型出片，冷却得到柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料。本发明采用丁苯橡胶(SBR)，甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)和乙烯‑醋酸乙烯酯(EVA)的三元复配体系制备了复合发泡鞋垫材料，具有低硬度(Shore C，38.5‑50.4)、低回弹(40‑45％)和轻质(0.29‑0.35g/cm3)、高的断裂伸长率(580.3‑720.5％)和撕裂强度(4.0‑7.0N/mm)的特征。

Description

一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料的制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶发泡材料的制备，具体涉及一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料的制备方法。
背景技术
鞋垫是穿鞋过程中必不可缺少的一部分。英国人体运动学研究专家认为，运动鞋的减震功能很重要。因为人以中等速度跑步时，足部每次着地时要承受相当于人体重2.5倍的冲击力，跑的越快，冲击力越大。这一冲击力随着骨骼传递到人体各部分，日积月累会造成肌肉疼痛、胫骨断裂、膝盖磨损等伤病。一双具有柔软缓震特性的鞋垫可以有效吸收行走、运动过程中对足部骨骼产生的冲击力，缓解疲劳，保护足底骨骼、踝关节和膝关节。目前市场上鞋垫的种类有很多，例如：透气、防臭、抗菌、保健和吸汗型等，但其弹性体发泡层主要以聚氨酯(PU)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为发泡材料基体。而PU发泡材料加工过程需以含异氰酸酯的预聚体为原料进行液相发泡，原料毒性大、易挥发，从而造成大气污染，且成本昂贵。EVA成本低，但使用性能差，长时间使用脚部受力最大的前掌及后跟底磨损严重，使用性能差。相比于PU，EVA发泡材料，橡胶发泡材料具有优异的拉伸、撕裂、耐磨、耐压缩、耐老化等性能。因此，开发一种柔软缓震、耐撕裂橡胶发泡运动鞋垫具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料的制备方法，具有较低的硬度、回弹和密度，高的撕裂强度和断裂伸长率，体现了柔软缓震、耐用的特点。
本发明所采用的技术方案为：
柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料的制备方法，其特殊在于：
包括以下步骤：
(1)将100重量份的丁苯橡胶/硅橡胶/乙烯-醋酸乙烯酯与10.0-30.0重量份的白炭黑、3.0-6.0重量份固体石蜡、5.0-15.0重量份的氧化锌和1.0-5.0重量份的硬脂酸在密炼机里充分混炼均匀；
(2)再将0.5-5.0重量份的发泡剂二磺硒肼二苯醚(OBSH)、0.1-1.0重量份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)和0.2-1.5重量份硫磺加入到密炼机中，混炼得混合物；
(3)将步骤(2)所得的混合物在开放式双辊混炼机上多次打三角包，最后压制成厚度为4-8mm的片材；
(4)预先将硫化机内嵌模具加热至150-165℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，待水汽蒸发完备用；
(5)将步骤(4)所得的片材放入硫化机，进行模压交联发泡成型出片，25℃下冷却，得到一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料。
步骤(1)中，丁苯橡胶/硅橡胶/乙烯-醋酸乙烯酯中丁苯橡胶和硅橡胶的重量比为65/1-5/2；
其中，丁苯橡胶中的苯乙烯单体单元含量为22％-25％，硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶(乙烯基含量0.07-0.15％(mol)，VMQ)，乙烯-醋酸乙烯酯的醋酸乙烯酯单体单元含量为26％-28％
步骤(2)中，发泡剂为二磺硒肼二苯醚(OBSH)，重量份是0.5-2.5。
步骤(3)中，硫化机内嵌模具的温度为150-165℃。
如所述的一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料的制备方法制得的发泡材料。
本发明具有以下优点：
本发明采用SBR，VMQ和EVA的三元复配体系共混制备了SBR/VMQ/EVA复合发泡运动鞋垫材料，相比于传统的鞋垫材料具有较好的综合性能，即低的硬度、回弹和密度，并且具有高的撕裂强度和断裂伸长率。其密度为0.29-0.35g/cm3、硬度(Shore C)为38.5-50.4、回弹为40-45％、撕裂强度为4.0-7.0N/mm，断裂伸长率580.3-720.5％。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及的一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将100重量份的丁苯橡胶/硅橡胶/乙烯-醋酸乙烯酯与10.0-30.0重量份的白炭黑、3.0-6.0重量份固体石蜡、5.0-15.0重量份的氧化锌和1.0-5.0重量份的硬脂酸在密炼机里充分混炼均匀；
(2)再将0.5-2.5重量份的发泡剂二磺硒肼二苯醚(OBSH)、0.1-1.0重量份的交联剂过氧化二异丙苯(DCP)和0.2-1.5重量份硫磺加入到密炼机中，混炼得混合物；
(3)将步骤(2)所得的混合物在开放式双辊混炼机上多次打三角包，最后压制成厚度为4-8mm的片材；
(4)预先将硫化机内嵌模具加热至150-165℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，待水汽蒸发完备用；
(5)将步骤(4)所得的片材放入硫化机，进行模压交联发泡成型出片，25℃下冷却，得到一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料。
步骤(1)中，丁苯橡胶/硅橡胶/乙烯-醋酸乙烯酯中丁苯橡胶和硅橡胶的重量比为65/1-5/2；
其中，丁苯橡胶中的苯乙烯单体单元含量为22％-25％，硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶(乙烯基含量0.07-0.15％(mol)，VMQ)，乙烯-醋酸乙烯酯的醋酸乙烯酯单体单元含量为26％-28％。
步骤(2)中，发泡剂为二磺硒肼二苯醚(OBSH)，重量份是0.5-2.5。
步骤(3)中，硫化机内嵌模具的温度为150-165℃。
实施例一：
(1)将30重量份的EVA、15重量份的白炭黑、5.0重量份的石蜡、6重量份氧化锌和2.0重量份的硬脂酸与70重量份的SBR/VMQ按13/1的比例，在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为10min、转速为30rpm/min；
(2)再将1.0重量份的发泡剂二磺硒肼二苯醚、0.6重量份的交联剂过氧化二异丙苯和0.5重量份的硫磺加入到密炼机中，混炼得混合物；
(3)将步骤(2)所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
(4)预先将硫化机内嵌模具加热至160℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，待水汽蒸发完备用；
(5)将步骤(5)所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，20℃下冷却，得到一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料。
由实施例一制备的运动鞋垫材料密度为0.34g/cm3、硬度(Shore C)为47、回弹为45％，撕裂强度为6.8N/mm，断裂伸长率715.5％。
实施例二：
(1)将30重量份的EVA、20重量份的白炭黑、3.0重量份的石蜡、9.0重量份氧化锌和3.0重量份的硬脂酸与70重量份的SBR/VMQ按6/1的比例，在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为10min、转速为30rpm/min；
(2)再将1.5重量份的发泡剂二磺硒肼二苯醚、1.0重量份的交联剂过氧化二异丙苯和0.8重量份的硫磺加入到密炼机中，混炼得混合物；
(3)将步骤(2)所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
(4)预先将硫化机内嵌模具加热至160℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，待水汽蒸发完备用；
(5)将步骤(5)所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，20℃下冷却，得到一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料。
由实施例二制备的运动鞋垫材料密度为0.31g/cm3、硬度(Shore C)为44、回弹为43％，撕裂强度为5.8N/mm，断裂伸长率592.8％。
实施例三：
(1)将30重量份的EVA、25重量份的白炭黑、5.0重量份的石蜡、12.0重量份氧化锌和4.0重量份的硬脂酸与70重量份的SBR/VMQ按11/3的比例，在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为10min、转速为30rpm/min；
(2)再将1.5重量份的发泡剂二磺硒肼二苯醚、0.8重量份的交联剂过氧化二异丙苯和0.6重量份的硫磺加入到密炼机中，混炼得混合物；
(3)将步骤(2)所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
(4)预先将硫化机内嵌模具加热至160℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，待水汽蒸发完备用；
(5)将步骤(5)所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，20℃下冷却，得到一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料。
由实施例三制备的运动鞋垫材料密度为0.29g/cm3、硬度(Shore C)为42、回弹为42％，撕裂强度为5.4N/mm，断裂伸长率599.4％。
实施例四：
(1)将30重量份的EVA、20重量份的白炭黑、7.0重量份的石蜡、10.0重量份氧化锌和5.0重量份的硬脂酸与70重量份的SBR/VMQ按5/2的比例，在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为10min、转速为30rpm/min；
(2)再将1.5重量份的发泡剂二磺硒肼二苯醚、0.6重量份的交联剂过氧化二异丙苯和1.0重量份的硫磺加入到密炼机中，混炼得混合物；
(3)将步骤(2)所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
(4)预先将硫化机内嵌模具加热至160℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，待水汽蒸发完备用；
(5)将步骤(5)所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，20℃下冷却，得到一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料。
由实施例四制备的运动鞋垫材料密度为0.31g/cm3、硬度(Shore C)为46、回弹为41％，撕裂强度为4.5N/mm，断裂伸长率625.9％。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
（1）将30 重量份的乙烯-醋酸乙烯酯和70 重量份的丁苯橡胶/硅橡胶与10.0-30.0重量份的白炭黑、3.0-6.0重量份固体石蜡、5.0-15.0重量份的氧化锌和1.0-5.0重量份的硬脂酸在密炼机里充分混炼均匀；
（2）再将0.5-2.5重量份的发泡剂二磺硒肼二苯醚OBSH、0.1-1.0重量份的交联剂过氧化二异丙苯DCP和0.2-1.5重量份硫磺加入到密炼机中，混炼得混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双辊混炼机上多次打三角包，最后压制成厚度为4-8 mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至150-165℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，待水汽蒸发完备用；
（5）将步骤（3）所得的片材放入硫化机，进行模压交联发泡成型出片，25℃下冷却，得到一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料；
步骤（1）中，丁苯橡胶/硅橡胶中丁苯橡胶和硅橡胶的重量比为65/1-5/2；
其中，丁苯橡胶中的苯乙烯单体单元含量为22%-25%，硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶VMQ，其乙烯基含量为0.07-0.15%mol，乙烯-醋酸乙烯酯的醋酸乙烯酯单体单元含量为26%-28%。
2.如权利要求1所述的一种柔软缓震、耐撕裂运动鞋垫材料的制备方法制得的运动鞋垫材料。
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