CN110776676A - 一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，包括以下步骤：（1）得到腰果酚复合氯丁橡胶产物；（2）得到开炼胶；（4）得到密炼产物；（5）得到混炼胶，然后将混炼胶进行热炼均匀后，裁切成鞋底胚片，最后将鞋底胚片在硫化机中进行硫化处理，即得成品；本发明制备的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，能够极大的改善鞋底材料的耐磨性能，增加了鞋底的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于鞋类制品材料技术领域，具体涉及一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，人们对衣着品质的要求也不断随着提高，而鞋底材料是对于鞋子耐用品质的极其重要的一个点，鞋底材料功能多样化代表着鞋子的品质也多样化，鞋底的品质直接关系到 整个鞋子的使用寿命，因此，市场的鞋底性能的需求是日益增加的，现有的鞋底材料有一部分采用橡胶材料，能够一定程度上提高鞋底材料的耐磨性需求，然而，随着鞋子穿着使用的时间的延长，橡胶鞋底材料的耐磨性能越来越差，鞋底由于长时间的磨损，也越来越光滑，而这也就直接导致鞋底与地面的摩擦系数大幅度降低，极易出现易滑倒的现象发生。
发明内容
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，包括以下步骤：
（1）将氯丁橡胶溶于甲苯，然后加热至110-114℃，以500r/min转速搅拌20min，再添加氯丁橡胶质量5-7%的松香树脂，继续保温搅拌10min，然后再在惰性气氛下，添加氯丁橡胶质量3.1-3.6%的腰果酚，边添加边搅拌，并且分两次添加，两次添加的时间间隔为10-15min，两次添加完毕后，调节温度至80-85℃，继续搅拌反应2小时，自然冷却至室温后，进行旋转蒸发，除去有机溶剂甲苯，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物；
（2）对γ-纳米氧化铝粒子进行表面化学修饰，首先，将γ-纳米氧化铝粒子按35g：250mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，然后再添加乙醇溶液分数3-5%的异硬脂酸，在55℃下，搅拌处理40min，然后调节温度至70℃，再添加乙醇溶液质量分数1.5-2%的阴离子表面活性剂，继续搅拌处理30min，然后进行抽滤，表面洗涤至中性，真空干燥至恒重，得到表面修饰γ-纳米氧化铝；
（3）将天然橡胶添加到开炼机中进行开炼处理，得到开炼胶；
（4）将步骤（3）得到的开炼胶、炭黑、腰果酚复合氯丁橡胶产物依次按80:5:6-8质量比例添加到密炼机中进行密炼处理，得到密炼产物；
（5）将步骤（4）得到的密炼产物、硫磺、硫化助剂、乙烯醋酸乙烯酯共聚物按80:1:2:4-6质量比例混合后添加到炼胶机中进行混炼，得到混炼胶，然后将混炼胶在70℃下进行热炼均匀后，裁切成鞋底胚片，最后将鞋底胚片在硫化机中进行硫化处理，即得成品。
步骤（1）中所述氯丁橡胶溶于甲苯为按80-100g：350mL的比例进行混合。
步骤（1）中所述惰性气氛为氮气气氛和/或氦气气氛。
步骤（1）中所述腰果酚分两次添加为，第一次添加腰果酚总量的60%，第二次添加腰果酚总量的40%。
步骤（2）所述乙醇溶液质量分数为55%。
步骤（2）所述阴离子表面活性剂为琥珀酸酯磺酸盐。
步骤（3）所述开炼处理温度为155℃，处理时间为25min。
步骤（4）所述密炼处理温度为162℃，处理时间为12min。
步骤（5）中混炼温度为125℃，混炼时间为5-8min。
步骤（5）中硫化助剂为硫化促进剂M。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明制备的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，能够极大的改善鞋底材料的耐磨性能，增加了鞋底的使用寿命，加入乙烯醋酸乙烯酯共聚物可克服天然橡胶和填料之间相容性差的问题，提高了混合物的分散性；天然橡胶在常温下具有较高的弹性，滞后损失小，在多次变形时产热较低，耐曲挠性优异，但塑性较差，本申请通过将天然橡胶中添加一定量的腰果酚复合氯丁橡胶产物，能够一定程度上增加其塑性，同时，通过添加经过修饰的γ-纳米氧化铝，在橡胶复合体系中，能够均匀分散，并且，能够与橡胶分子之间通过化学键相互紧密结合，橡胶分子具有低表面能，而表面修饰γ-纳米氧化铝具有较高的表面能，因此，二者能够通过这种吸附作用，提高复合材料成分之间的胶合强度，并且，吸附在表面修饰γ-纳米氧化铝粒子表面的橡胶分子链具有一定的活动能力，在应力的作用下，能够在表面修饰γ-纳米氧化铝粒子表面产生一定程度的滑动，从而使得鞋底复合材料中的应力重新分布，避免了应力集中，从而提高了鞋底材料的力学性能，尤其是提高了鞋底材料抵御外界摩擦的能力，从而极大的提高了其耐磨性能，同时，表面修饰γ-纳米氧化铝本申请能够直接承受了部分载荷，通过其本身优异的耐磨性能，可以有效将降低了体积磨损量，并且依靠其比橡胶分子更好的耐磨性，能够避免长时间的磨损，鞋底变光滑，大幅度降低鞋底摩擦系数的现象发生。
具体实施方式
本发明提供了一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，包括以下步骤：（1）将氯丁橡胶溶于甲苯，然后加热至110-114℃，以500r/min转速搅拌20min，再添加氯丁橡胶质量5-7%的松香树脂，继续保温搅拌10min，然后再在惰性气氛下，添加氯丁橡胶质量3.1-3.6%的腰果酚，边添加边搅拌，并且分两次添加，两次添加的时间间隔为10-15min，两次添加完毕后，调节温度至80-85℃，继续搅拌反应2小时，自然冷却至室温后，进行旋转蒸发，除去有机溶剂甲苯，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物；
氯丁橡胶是α-氯丁二烯的高聚物，由于其分子结构规整,分子链中有极性氯,所以结晶速度快,内聚强度大,粘合力高,通过以松香树脂和腰果酚对氯丁橡胶进行结合处理，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物，通过将其应用到鞋底材料中，能够可以与硫化剂发生反应，轻微增大二烯类橡胶硫化胶的凝胶分数，降低交联密度；
（2）对γ-纳米氧化铝粒子进行表面化学修饰，首先，将γ-纳米氧化铝粒子按35g：250mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，然后再添加乙醇溶液分数3-5%的异硬脂酸，在55℃下，搅拌处理40min，然后调节温度至70℃，再添加乙醇溶液质量分数1.5-2%的阴离子表面活性剂，继续搅拌处理30min，然后进行抽滤，表面洗涤至中性，真空干燥至恒重，得到表面修饰γ-纳米氧化铝；
（3）将天然橡胶添加到开炼机中进行开炼处理，得到开炼胶；
天然橡胶在常温下具有较高的弹性，滞后损失小，在多次变形时产热较低，耐曲挠性优异，但塑性较差，本申请通过将天然橡胶中添加一定量的腰果酚复合氯丁橡胶产物，能够一定程度上增加其塑性，同时，通过添加经过修饰的γ-纳米氧化铝，在橡胶复合体系中，能够均匀分散，并且，能够与橡胶分子之间通过化学键相互紧密结合，橡胶分子具有低表面能，而表面修饰γ-纳米氧化铝具有较高的表面能，因此，二者能够通过这种吸附作用，提高复合材料成分之间的胶合强度，并且，吸附在表面修饰γ-纳米氧化铝粒子表面的橡胶分子链具有一定的活动能力，在应力的作用下，能够在表面修饰γ-纳米氧化铝粒子表面产生一定程度的滑动，从而使得鞋底复合材料中的应力重新分布，避免了应力集中，从而提高了鞋底材料的力学性能，尤其是提高了鞋底材料抵御外界摩擦的能力，从而极大的提高了其耐磨性能，同时，表面修饰γ-纳米氧化铝本申请能够直接承受了部分载荷，通过其本身优异的耐磨性能，可以有效将降低了体积磨损量，并且依靠其比橡胶分子更好的耐磨性，能够避免长时间的磨损，鞋底变光滑，大幅度降低鞋底摩擦系数的现象发生；
（4）将步骤（3）得到的开炼胶、炭黑、腰果酚复合氯丁橡胶产物依次按80:5:6-8质量比例添加到密炼机中进行密炼处理，得到密炼产物；
（5）将步骤（4）得到的密炼产物、硫磺、硫化助剂、乙烯醋酸乙烯酯共聚物按80:1:2:4-6质量比例混合后添加到炼胶机中进行混炼，得到混炼胶，然后将混炼胶在70℃下进行热炼均匀后，裁切成鞋底胚片，最后将鞋底胚片在平板硫化机中进行硫化处理，硫化温度为135℃，硫化压力为24MPa，硫化时间为6min，即得成品。
步骤（1）中所述氯丁橡胶溶于甲苯为按80-100g：350mL的比例进行混合。
步骤（1）中所述惰性气氛为氮气气氛和/或氦气气氛。
步骤（1）中所述腰果酚分两次添加为，第一次添加腰果酚总量的60%，第二次添加腰果酚总量的40%。
步骤（2）所述乙醇溶液质量分数为55%。
步骤（2）所述阴离子表面活性剂为琥珀酸酯磺酸盐。
步骤（3）所述开炼处理温度为155℃，处理时间为25min。
步骤（4）所述密炼处理温度为162℃，处理时间为12min。
步骤（5）中混炼温度为125℃，混炼时间为5-8min。
步骤（5）中硫化助剂为硫化促进剂M。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法进行具体地描述：
实施例1
本申请腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，包括以下步骤：（1）将氯丁橡胶溶于甲苯，氯丁橡胶溶于甲苯为按80g：350mL的比例进行混合，然后加热至110℃，以500r/min转速搅拌20min，再添加氯丁橡胶质量5-7%的松香树脂，继续保温搅拌10min，然后再在氮气气氛下，添加氯丁橡胶质量3.1%的腰果酚，边添加边搅拌，并且分两次添加，第一次添加腰果酚总量的60%，第二次添加腰果酚总量的40%，两次添加的时间间隔为10min，两次添加完毕后，调节温度至80-85℃，继续搅拌反应2小时，自然冷却至室温后，进行旋转蒸发，除去有机溶剂甲苯，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物；
氯丁橡胶是α-氯丁二烯的高聚物，由于其分子结构规整,分子链中有极性氯,所以结晶速度快,内聚强度大,粘合力高,通过以松香树脂和腰果酚对氯丁橡胶进行结合处理，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物，通过将其应用到鞋底材料中，能够可以与硫化剂发生反应，轻微增大二烯类橡胶硫化胶的凝胶分数，降低交联密度；
（2）对γ-纳米氧化铝粒子进行表面化学修饰，首先，将γ-纳米氧化铝粒子按35g：250mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，乙醇溶液质量分数为55%，然后再添加乙醇溶液分数3%的异硬脂酸，在55℃下，搅拌处理40min，然后调节温度至70℃，再添加乙醇溶液质量分数1.5%的阴离子表面活性剂琥珀酸酯磺酸盐，继续搅拌处理30min，然后进行抽滤，表面洗涤至中性，真空干燥至恒重，得到表面修饰γ-纳米氧化铝；
（3）将天然橡胶添加到开炼机中进行开炼处理，开炼处理温度为155℃，处理时间为25min，得到开炼胶；
（4）将步骤（3）得到的开炼胶、炭黑、腰果酚复合氯丁橡胶产物依次按80:5:6质量比例添加到密炼机中进行密炼处理，密炼处理温度为162℃，处理时间为12min，得到密炼产物；
（5）将步骤（4）得到的密炼产物、硫磺、硫化促进剂M、乙烯醋酸乙烯酯共聚物按80:1:2:4质量比例混合后添加到炼胶机中进行混炼，混炼温度为125℃，混炼时间为5min，得到混炼胶，然后将混炼胶在70℃下进行热炼均匀后，裁切成鞋底胚片，最后将鞋底胚片在平板硫化机中进行硫化处理，硫化温度为135℃，硫化压力为24MPa，硫化时间为6min，即得成品。
经检测，产品硬度为67（邵氏A）。
实施例2
本申请腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，包括以下步骤：（1）将氯丁橡胶溶于甲苯，氯丁橡胶溶于甲苯为按100g：350mL的比例进行混合，然后加热至114℃，以500r/min转速搅拌20min，再添加氯丁橡胶质量5-7%的松香树脂，继续保温搅拌10min，然后再在氦气气氛下，添加氯丁橡胶质量3.6%的腰果酚，边添加边搅拌，并且分两次添加，第一次添加腰果酚总量的60%，第二次添加腰果酚总量的40%，两次添加的时间间隔为15min，两次添加完毕后，调节温度至85℃，继续搅拌反应2小时，自然冷却至室温后，进行旋转蒸发，除去有机溶剂甲苯，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物；
氯丁橡胶是α-氯丁二烯的高聚物，由于其分子结构规整,分子链中有极性氯,所以结晶速度快,内聚强度大,粘合力高,通过以松香树脂和腰果酚对氯丁橡胶进行结合处理，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物，通过将其应用到鞋底材料中，能够可以与硫化剂发生反应，轻微增大二烯类橡胶硫化胶的凝胶分数，降低交联密度；
（2）对γ-纳米氧化铝粒子进行表面化学修饰，首先，将γ-纳米氧化铝粒子按35g：250mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，乙醇溶液质量分数为55%，然后再添加乙醇溶液分数5%的异硬脂酸，在55℃下，搅拌处理40min，然后调节温度至70℃，再添加乙醇溶液质量分数2%的阴离子表面活性剂琥珀酸酯磺酸盐，继续搅拌处理30min，然后进行抽滤，表面洗涤至中性，真空干燥至恒重，得到表面修饰γ-纳米氧化铝；
（3）将天然橡胶添加到开炼机中进行开炼处理，开炼处理温度为155℃，处理时间为25min，得到开炼胶；
（4）将步骤（3）得到的开炼胶、炭黑、腰果酚复合氯丁橡胶产物依次按80:5:6-8质量比例添加到密炼机中进行密炼处理，密炼处理温度为162℃，处理时间为12min，得到密炼产物；
（5）将步骤（4）得到的密炼产物、硫磺、硫化促进剂M、乙烯醋酸乙烯酯共聚物按80:1:2:6质量比例混合后添加到炼胶机中进行混炼，混炼温度为125℃，混炼时间为5-8min，得到混炼胶，然后将混炼胶在70℃下进行热炼均匀后，裁切成鞋底胚片，最后将鞋底胚片在平板硫化机中进行硫化处理，硫化温度为135℃，硫化压力为24MPa，硫化时间为6min，即得成品。
经检测，产品硬度为68（邵氏A）。
实施例3
本申请腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，包括以下步骤：（1）将氯丁橡胶溶于甲苯，氯丁橡胶溶于甲苯为按90g：350mL的比例进行混合，然后加热至112℃，以500r/min转速搅拌20min，再添加氯丁橡胶质量6%的松香树脂，继续保温搅拌10min，然后再在氮气气氛和氦气气氛下，添加氯丁橡胶质量3.3%的腰果酚，边添加边搅拌，并且分两次添加，第一次添加腰果酚总量的60%，第二次添加腰果酚总量的40%，两次添加的时间间隔为12min，两次添加完毕后，调节温度至83℃，继续搅拌反应2小时，自然冷却至室温后，进行旋转蒸发，除去有机溶剂甲苯，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物；
氯丁橡胶是α-氯丁二烯的高聚物，由于其分子结构规整,分子链中有极性氯,所以结晶速度快,内聚强度大,粘合力高,通过以松香树脂和腰果酚对氯丁橡胶进行结合处理，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物，通过将其应用到鞋底材料中，能够可以与硫化剂发生反应，轻微增大二烯类橡胶硫化胶的凝胶分数，降低交联密度；
（2）对γ-纳米氧化铝粒子进行表面化学修饰，首先，将γ-纳米氧化铝粒子按35g：250mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，乙醇溶液质量分数为55%，然后再添加乙醇溶液分数4%的异硬脂酸，在55℃下，搅拌处理40min，然后调节温度至70℃，再添加乙醇溶液质量分数1.8%的阴离子表面活性剂琥珀酸酯磺酸盐，继续搅拌处理30min，然后进行抽滤，表面洗涤至中性，真空干燥至恒重，得到表面修饰γ-纳米氧化铝；
（3）将天然橡胶添加到开炼机中进行开炼处理，开炼处理温度为155℃，处理时间为25min，得到开炼胶；
（4）将步骤（3）得到的开炼胶、炭黑、腰果酚复合氯丁橡胶产物依次按80:5:7质量比例添加到密炼机中进行密炼处理，密炼处理温度为162℃，处理时间为12min，得到密炼产物；
（5）将步骤（4）得到的密炼产物、硫磺、硫化促进剂M、乙烯醋酸乙烯酯共聚物按80:1:2:5质量比例混合后添加到炼胶机中进行混炼，混炼温度为125℃，混炼时间为6min，得到混炼胶，然后将混炼胶在70℃下进行热炼均匀后，裁切成鞋底胚片，最后将鞋底胚片在平板硫化机中进行硫化处理，硫化温度为135℃，硫化压力为24MPa，硫化时间为6min，即得成品。
经检测，产品硬度为73（邵氏A）。
对实施例相同规格的试样进行耐磨性检测：
检测方法按照国家标准GB/T 3903.2—2008执行；
表1
| 主体部位（磨痕长度mm） | 后跟部位（磨痕长度mm） | |
| 实施例1 | 3.68 | 2.51 |
| 实施例2 | 3.42 | 2.37 |
| 实施例3 | 3.05 | 2.08 |
由表1可以看出，本发明方法制备的鞋底材料具有优异的耐磨性能。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将氯丁橡胶溶于甲苯，然后加热至110-114℃，以500r/min转速搅拌20min，再添加氯丁橡胶质量5-7%的松香树脂，继续保温搅拌10min，然后再在惰性气氛下，添加氯丁橡胶质量3.1-3.6%的腰果酚，边添加边搅拌，并且分两次添加，两次添加的时间间隔为10-15min，两次添加完毕后，调节温度至80-85℃，继续搅拌反应2小时，自然冷却至室温后，进行旋转蒸发，除去有机溶剂甲苯，得到腰果酚复合氯丁橡胶产物；
（2）对γ-纳米氧化铝粒子进行表面化学修饰，首先，将γ-纳米氧化铝粒子按35g：250mL的比例均匀分散到乙醇溶液中，然后再添加乙醇溶液分数3-5%的异硬脂酸，在55℃下，搅拌处理40min，然后调节温度至70℃，再添加乙醇溶液质量分数1.5-2%的阴离子表面活性剂，继续搅拌处理30min，然后进行抽滤，表面洗涤至中性，真空干燥至恒重，得到表面修饰γ-纳米氧化铝；
（3）将天然橡胶添加到开炼机中进行开炼处理，得到开炼胶；
（4）将步骤（3）得到的开炼胶、炭黑、腰果酚复合氯丁橡胶产物依次按80:5:6-8质量比例添加到密炼机中进行密炼处理，得到密炼产物；
（5）将步骤（4）得到的密炼产物、硫磺、硫化助剂、共聚物按80:1:2:4-6质量比例混合后添加到炼胶机中进行混炼，得到混炼胶，然后将混炼胶在70℃下进行热炼均匀后，裁切成鞋底胚片，最后将鞋底胚片在硫化机中进行硫化处理，即得成品。
2.如权利要求1所述的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，步骤（1）中所述氯丁橡胶溶于甲苯为按80-100g：350mL的比例进行混合。
3.根据权利要求1所述的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，步骤（1）中所述惰性气氛为氮气气氛和/或氦气气氛。
4.根据权利要求1所述的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，步骤（1）中所述腰果酚分两次添加为，第一次添加腰果酚总量的60%，第二次添加腰果酚总量的40%。
5.根据权利要求1所述的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，步骤（2）所述乙醇溶液质量分数为55%。
6.根据权利要求1所述的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，步骤（2）所述阴离子表面活性剂为琥珀酸酯磺酸盐。
7.根据权利要求1所述的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，步骤（3）所述开炼处理温度为155℃，处理时间为25min。
8.根据权利要求1所述的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，步骤（4）所述密炼处理温度为162℃，处理时间为12min。
9.根据权利要求1所述的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，步骤（5）中混炼温度为125℃，混炼时间为5-8min。
10.根据权利要求1所述的一种腰果酚复合氯丁橡胶增强鞋底材料耐磨性的方法，其特征在于，步骤（5）中硫化助剂为硫化促进剂M。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200211 |