CN111154155A - 一种防滑鞋底材料及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防滑鞋底材料及其制作方法，鞋底材料包括如下重量份的组分：天然橡胶50‑60份；改性EPDM 40‑50份；增量油6‑8份；相容剂5‑9份；填料45‑55份；活性氧化锌2‑4份；硬脂酸1.5‑2份；发泡剂3‑5份；硫化剂2.5‑3份；促进剂0.6‑0.9份；防老剂0.2‑0.4份。该鞋底材料满足鞋底在干面和湿面上的防滑需求，远超国标，且相对于其他类型的防滑鞋底抗撕裂性能好，耐穿着。

Description

一种防滑鞋底材料及其制作方法
技术领域
本发明涉及鞋底，特别涉及一种防滑鞋底材料及其制作方法。
背景技术
目前鞋子的种类繁多，根据用途和适用地面的不同而具有各种各样的功能，例如：保暖、透气、耐磨、防滑、轻便等。其中防滑作为鞋底的基本要求显得尤为重要，能够有效保护使用者不会摔滑。尤其是针对船体甲板、厨房等潮湿、油污较多的工作环境，优异的防滑性能是使用者的安全保障。常见的鞋底材料有橡胶、PU、EVA、TPR等，其中橡胶鞋材的防滑性能最佳。防滑性能好的橡胶底柔软、摩擦系数高，但是机械强度会相对较差，容易磨损、撕裂。
公告号为CN104140577B的中国专利公开了一种止滑鞋底，所述的鞋底配方由下述质量份材料组成： 35L型丁腈橡胶45—56份、1052型丁腈橡胶44—55份、碳黑16—20份、白烟6—10份、DOP 6份、促进剂D 0.5份、碳酸锌5份、硬脂酸1份、防老剂SP 1份、活性剂PEG0.9份、防老剂OH3 2份、添加剂DM 2份。
上述止滑鞋底以丁腈橡胶作为基体，而丁腈橡胶极性大，耐磨性好，且在干地面上具有良好的防滑性能。但是丁腈橡胶鞋底在水油等湿面上的防滑表现仍不够好，有待改进。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种防滑鞋底材料，其用于注模成型的鞋底在干面和湿面上均具有良好的防滑性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种防滑鞋底材料，包括如下重量份的组分：
天然橡胶 50-60份；
改性EPDM 40-50份；
增量油 6-8份；
相容剂 5-9份；
填料 45-55份；
活性氧化锌 2-4份；
硬脂酸 1.5-2份；
发泡剂 3-5份；
硫化剂 2.5-3份；
促进剂 0.6-0.9份；
防老剂 0.2-0.4份；
所述改性EPDM的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将15-20份EPDM溶于200-250份苯中，再加入2-4份N-溴代丁二酰亚胺和0.2-0.6份偶氮二异丁腈，均匀搅拌并升温至80-90℃，回流2-3h，降温至室温后，产物用丙酮沉淀，接着于40-50℃下真空干燥至恒重，得到预改性EPDM；
第二步，将15-20份预改性EPDM溶于150-200份四氢呋喃，再加入6-8份苯乙烯、1.5-2份PMDETA和0.2-0.4份溴化亚铜，升温至130-150℃，反应18-24h，降温至室温后去除四氢呋喃，于40-60℃真空干燥至恒重，得到改性EPDM。
通过采用上述技术方案，天然橡胶的优点在于其非常柔软、弹性好、防滑性好，而耐磨性、耐老化性较差。EPDM即三元乙丙橡胶，被誉为无龟裂橡胶，是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，其侧链含有不饱和双键，因此耐臭氧性、耐候性、耐热性好，但是三元乙丙橡胶硫化后支链少，不能形成很好的三维网络结构，导致硫化后的产品抗撕裂性能不足。天然橡胶和三元乙丙橡胶复合后，各项性能互补，老化性能、回弹性能、防滑性能等均能满足普通鞋底的需要。增量油对复合橡胶进行增塑，提高其交联度和门尼粘度，进而使得鞋底材料在干面和湿面均保持有良好的防滑性能，进一步提升其防滑性能。
EPDM经过接枝改性，引入苯乙烯基团，丰富支链结构，提高综合机械性能，尤其是韧性，表现在抗撕裂性能大大提高，且改性后三元乙丙橡胶的硫化活性，协调其与天然橡胶的硫化速率，提高两相面交联密度，即改性EDPM与天然橡胶的相容性适当提高。
本发明进一步设置为：所述增量油为TDAE。
通过采用上述技术方案，环保无毒，且增塑效果好。
本发明进一步设置为：所述相容剂的制备过程如下：按重量份计，先将10-12份溴化丁基橡胶、0.2-0.3份BPO混合，加热至60-70℃，混炼15-20min，在加入0.5-0.7份十八烷基三甲氧基硅烷，升温至110-120℃，继续混炼10-15min，降温出料得到相容剂。
通过采用上述技术方案，溴化丁基橡胶分子链上引入长链硅烷，其对于改性EPDM和天然橡胶的相容性提高有良好的促进，提高鞋底的防滑性能和抗撕裂性能。
本发明进一步设置为：所述填料包括轻质碳酸钙、白炭黑和玻璃纤维。
通过采用上述技术方案，轻质碳酸钙和白炭黑为常用的补强填料，对于鞋底材料的强度有明显的提高，而玻璃纤维一方面可提高鞋底材料的韧度，另一方面可提高鞋底材料的防滑性能。
本发明进一步设置为：所述玻璃纤维经过改性，其改性过程如下：将玻璃纤维浸入10wt%盐酸中，升温至50-60℃，持续3-5min，过滤、水洗、烘干，得到改性玻璃纤维。
通过采用上述技术方案，玻璃纤维经过盐酸表面刻蚀，一方面其在橡胶基体中的分散性大大提高，另一方面其表面更为粗糙，对于鞋底材料的防滑性提高更明显。
本发明进一步设置为：所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
通过采用上述技术方案，硫化效果好。
本发明进一步设置为：所述促进剂为促进剂CZ。
通过采用上述技术方案，硫化促进效果好。
本发明的另一目的是提供一种防滑鞋底材料的制作方法。
一种防滑鞋底材料的制作方法，包括如下步骤：
S1塑炼胶：按配方所需重量份，先将天然橡胶、改性EPDM分别投入开炼机，升温至50-55℃，塑炼6-8min；
S2母炼胶：再将塑炼后的天然橡胶、改性EPDM与增量油、相容剂混合均匀，升温至50-60℃，混炼15-20min，得到母胶；
S3混炼胶：将上述母胶、填料、活性氧化锌、硬脂酸、发泡剂、防老剂混合均匀，升温至70-80℃，继续混炼10-15min，得到混炼胶；
S4硫化成型：对混炼胶中加入硫化剂、促进剂，进行硫化，温度130-150℃，硫化15-20min，得到鞋底材料。
综上所述，本发明具有以下有益效果：该鞋底材料满足鞋底在干面和湿面上的防滑需求，远超国标，且相对于其他类型的防滑鞋底抗撕裂性能好，耐穿着。
附图说明
图1是实施例一至三的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种防滑鞋底材料，包括如下重量份的组分：
天然橡胶20STR 55份；
改性EPDM 45份；
增量油 7份，增量油为TDAE，购买自山东天源化工有限公司；
相容剂 7份；
填料 50份，填料包括35wt%轻质碳酸钙、50wt%白炭黑和15wt%改性玻璃纤维；
活性氧化锌 3份；
硬脂酸 1.8份；
发泡剂 4份，发泡剂为发泡剂AC；
硫化剂DCP 2.8份，即过氧化二异丙苯；
促进剂CZ 0.8份；
防老剂 0.3份，防老剂由等质量比的防老剂RD和防老剂4010复配而成。
改性EPDM的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将18份EPDM 4520溶于220份苯中，再加入3份N-溴代丁二酰亚胺和0.4份偶氮二异丁腈，均匀搅拌并升温至85℃，回流2.5h，降温至室温后，产物用丙酮沉淀，接着于45℃下真空干燥至恒重，得到预改性EPDM；
第二步，将18份预改性EPDM溶于180份四氢呋喃，再加入7份苯乙烯、1.8份PMDETA和0.3份溴化亚铜，升温至140℃，反应20h，降温至室温后去除四氢呋喃，于50℃真空干燥至恒重，得到改性EPDM。
相容剂的制备过程如下：按重量份计，先将11份溴化丁基橡胶2211、0.25份BPO混合，加热至65℃，混炼18min，在加入0.6份十八烷基三甲氧基硅烷，升温至115℃，继续混炼12min，降温出料得到相容剂。
改性玻璃纤维的制备过程如下：将玻璃纤维浸入10wt%盐酸中，升温至55℃，持续4min，过滤、水洗、烘干，得到改性玻璃纤维。
一种防滑鞋底材料的制作方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1塑炼胶：按上述配方所需重量份，先将天然橡胶、改性EPDM分别投入开炼机，升温至52℃，塑炼7min；
S2母炼胶：再将塑炼后的天然橡胶、改性EPDM与增量油、相容剂混合均匀，升温至55℃，混炼18min，得到母胶；
S3混炼胶：将上述母胶、填料、活性氧化锌、硬脂酸、发泡剂、防老剂混合均匀，升温至75℃，继续混炼12min，得到混炼胶；
S4硫化成型：对混炼胶中加入硫化剂DCP、促进剂CZ，进行硫化，温度140℃，硫化18min，得到鞋底材料。
实施例二：
一种防滑鞋底材料，包括如下重量份的组分：
天然橡胶20STR 50份；
改性EPDM 50份；
增量油 6份，增量油为TDAE，购买自山东天源化工有限公司；
相容剂 5份；
填料 45份，填料包括35wt%轻质碳酸钙、50wt%白炭黑和15wt%改性玻璃纤维；
活性氧化锌 2份；
硬脂酸 1.5份；
发泡剂 3份，发泡剂为发泡剂AC；
硫化剂DCP 2.5份，即过氧化二异丙苯；
促进剂CZ 0.6份；
防老剂 0.2份，防老剂由等质量比的防老剂RD和防老剂4010复配而成。
改性EPDM的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将15份EPDM 4520溶于200份苯中，再加入2份N-溴代丁二酰亚胺和0.2份偶氮二异丁腈，均匀搅拌并升温至80℃，回流2h，降温至室温后，产物用丙酮沉淀，接着于40℃下真空干燥至恒重，得到预改性EPDM；
第二步，将15份预改性EPDM溶于150份四氢呋喃，再加入6份苯乙烯、1.5份PMDETA和0.2份溴化亚铜，升温至130℃，反应18h，降温至室温后去除四氢呋喃，于40℃真空干燥至恒重，得到改性EPDM。
相容剂的制备过程如下：按重量份计，先将10份溴化丁基橡胶2211、0.2份BPO混合，加热至60℃，混炼15min，在加入0.5份十八烷基三甲氧基硅烷，升温至110℃，继续混炼10min，降温出料得到相容剂。
改性玻璃纤维的制备过程如下：将玻璃纤维浸入10wt%盐酸中，升温至50℃，持续3min，过滤、水洗、烘干，得到改性玻璃纤维。
一种防滑鞋底材料的制作方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1塑炼胶：按上述配方所需重量份，先将天然橡胶、改性EPDM分别投入开炼机，升温至50℃，塑炼6min；
S2母炼胶：再将塑炼后的天然橡胶、改性EPDM与增量油、相容剂混合均匀，升温至50℃，混炼15min，得到母胶；
S3混炼胶：将上述母胶、填料、活性氧化锌、硬脂酸、发泡剂、防老剂混合均匀，升温至70℃，继续混炼10min，得到混炼胶；
S4硫化成型：对混炼胶中加入硫化剂DCP、促进剂CZ，进行硫化，温度130℃，硫化15min，得到鞋底材料。
实施例三：
一种防滑鞋底材料，包括如下重量份的组分：
天然橡胶20STR 60份；
改性EPDM 40份；
增量油 8份，增量油为TDAE，购买自山东天源化工有限公司；
相容剂 9份；
填料 55份，填料包括35wt%轻质碳酸钙、50wt%白炭黑和15wt%改性玻璃纤维；
活性氧化锌 4份；
硬脂酸 2份；
发泡剂 5份，发泡剂为发泡剂AC；
硫化剂DCP 3份，即过氧化二异丙苯；
促进剂CZ 0.9份；
防老剂 0.4份，防老剂由等质量比的防老剂RD和防老剂4010复配而成。
改性EPDM的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将20份EPDM 4520溶于250份苯中，再加入4份N-溴代丁二酰亚胺和0.6份偶氮二异丁腈，均匀搅拌并升温至90℃，回流3h，降温至室温后，产物用丙酮沉淀，接着于50℃下真空干燥至恒重，得到预改性EPDM；
第二步，将20份预改性EPDM溶于200份四氢呋喃，再加入8份苯乙烯、2份PMDETA和0.4份溴化亚铜，升温至150℃，反应24h，降温至室温后去除四氢呋喃，于60℃真空干燥至恒重，得到改性EPDM。
相容剂的制备过程如下：按重量份计，先将12份溴化丁基橡胶2211、0.3份BPO混合，加热至70℃，混炼20min，在加入0.7份十八烷基三甲氧基硅烷，升温至120℃，继续混炼15min，降温出料得到相容剂。
改性玻璃纤维的制备过程如下：将玻璃纤维浸入10wt%盐酸中，升温至60℃，持续5min，过滤、水洗、烘干，得到改性玻璃纤维。
一种防滑鞋底材料的制作方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1塑炼胶：按上述配方所需重量份，先将天然橡胶、改性EPDM分别投入开炼机，升温至55℃，塑炼8min；
S2母炼胶：再将塑炼后的天然橡胶、改性EPDM与增量油、相容剂混合均匀，升温至60℃，混炼20min，得到母胶；
S3混炼胶：将上述母胶、填料、活性氧化锌、硬脂酸、发泡剂、防老剂混合均匀，升温至80℃，继续混炼15min，得到混炼胶；
S4硫化成型：对混炼胶中加入硫化剂DCP、促进剂CZ，进行硫化，温度150℃，硫化20min，得到鞋底材料。
实施例四：
与实施例一的区别在于，玻璃纤维未改性。
实施例五：
与实施例一的区别在于，填料中的玻璃纤维替换为轻质碳酸钙。
对比例一：
与实施例一的区别在于，不包括相容剂。
对比例二：
与实施例一的区别在于，不包括增量油。
对比例三：
与实施例一的区别在于，EPDM未改性。
性能测试：
实施例一至五、对比例一至三的鞋底材料分别制成相同形状结构的鞋底，并与市售普通天然橡胶鞋底一同进行防滑性能和抗撕裂性能测试。
根据GB/T 3903.6-2017《鞋类整鞋试验方法防滑性能》中记载的方法，测试鞋底防滑性，试样界面为陶瓷砖介面，湿态界面测试时试验介质使用甘油水溶液，测试模式为水平测试模式，结果记录在表1。
参照HG 2726-1995《微孔鞋底材料撕裂强度试验方法》中记载的方法，测试鞋底的抗撕裂强度，结果记录在表1。
表1 鞋底性能测试结果记录表
摩擦系数(干) 摩擦系数(油) 抗撕裂强度(N/mm)
实施例一 1.23 1.08 45.7
实施例二 1.18 1.06 43.8
实施例三 1.20 1.06 44.2
实施例四 1.05 0.84 38.1
实施例五 0.88 0.65 26.4
对比例一 1.08 0.88 34.7
对比例二 0.98 0.61 41.2
对比例三 1.20 1.05 22.1
普通鞋底 0.55 0.42 10.3
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)

1.一种防滑鞋底材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
天然橡胶 50-60份；
改性EPDM 40-50份；
增量油 6-8份；
相容剂 5-9份；
填料 45-55份；
活性氧化锌 2-4份；
硬脂酸 1.5-2份；
发泡剂 3-5份；
硫化剂 2.5-3份；
促进剂 0.6-0.9份；
防老剂 0.2-0.4份；
所述改性EPDM的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将15-20份EPDM溶于200-250份苯中，再加入2-4份N-溴代丁二酰亚胺和0.2-0.6份偶氮二异丁腈，均匀搅拌并升温至80-90℃，回流2-3h，降温至室温后，产物用丙酮沉淀，接着于40-50℃下真空干燥至恒重，得到预改性EPDM；
第二步，将15-20份预改性EPDM溶于150-200份四氢呋喃，再加入6-8份苯乙烯、1.5-2份PMDETA和0.2-0.4份溴化亚铜，升温至130-150℃，反应18-24h，降温至室温后去除四氢呋喃，于40-60℃真空干燥至恒重，得到改性EPDM。
2.根据权利要求1所述的一种防滑鞋底材料，其特征在于：所述增量油为TDAE。
3.根据权利要求1所述的一种防滑鞋底材料，其特征在于：所述相容剂的制备过程如下：按重量份计，先将10-12份溴化丁基橡胶、0.2-0.3份BPO混合，加热至60-70℃，混炼15-20min，在加入0.5-0.7份十八烷基三甲氧基硅烷，升温至110-120℃，继续混炼10-15min，降温出料得到相容剂。
4.根据权利要求1所述的一种防滑鞋底材料，其特征在于：所述填料包括轻质碳酸钙、白炭黑和玻璃纤维。
5.根据权利要求4所述的一种防滑鞋底材料，其特征在于：所述玻璃纤维经过改性，其改性过程如下：将玻璃纤维浸入10wt%盐酸中，升温至50-60℃，持续3-5min，过滤、水洗、烘干，得到改性玻璃纤维。
6.根据权利要求1所述的一种防滑鞋底材料，其特征在于：所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
7.根据权利要求1所述的一种防滑鞋底材料，其特征在于：所述促进剂为促进剂CZ。
8.一种权利要求1-7任一项所述的防滑鞋底材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1塑炼胶：按配方所需重量份，先将天然橡胶、改性EPDM分别投入开炼机，升温至50-55℃，塑炼6-8min；
S2母炼胶：再将塑炼后的天然橡胶、改性EPDM与增量油、相容剂混合均匀，升温至50-60℃，混炼15-20min，得到母胶；
S3混炼胶：将上述母胶、填料、活性氧化锌、硬脂酸、发泡剂、防老剂混合均匀，升温至70-80℃，继续混炼10-15min，得到混炼胶；
S4硫化成型：对混炼胶中加入硫化剂、促进剂，进行硫化，温度130-150℃，硫化15-20min，得到鞋底材料。
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