CN111234400A - 一种轻量阻燃橡胶鞋底材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种轻量阻燃橡胶鞋底材料，由氯磺化聚乙烯橡胶、阻燃改性天然橡胶作为橡胶主成分，白炭黑作为补强剂，环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂，聚乙二醇作为活性剂，三烯丙基异氰酸酯作为硫化剂，硬脂酸锌作为硫化活性剂，在防老剂、偶联剂的共同作用下，通过开炼机的混炼制备得到轻量阻燃的橡胶鞋底材料，硫化发泡成型过程中，产生的废料及边角料会经废料腔落入废料箱内，便于集中收集处理，节约了废料处理成本。该橡胶鞋底材料经检测密度介于0.92‑0.94g/cm3，拉伸强度介于23.5‑24.3MPa，断裂伸长率介于548‑563％，极限氧指数介于38.6‑40.5％。

Description

一种轻量阻燃橡胶鞋底材料
技术领域
本发明涉及鞋用橡胶材料技术领域，具体涉及一种轻量阻燃橡胶鞋底材料。
背景技术
橡胶具有弹性好、强度高、耐磨性强的优点，比较适合用来作为鞋底的材料原料，但同时橡胶具有抗氧化性差，不能防火，一定程度上限制了其应用。为了改善以上问题，经常添加塑料或者提高原料中合成橡胶的用量，这样虽然可以增强鞋底材料的性能，但是鞋底材料的整体舒适度会降低，而且容易造成鞋底材料硬度增加，不适合长期穿着。
目前对耐高温性能要求较高的工作靴，主要以氯丁橡胶为主要原料，以十溴二苯醚和三氧化二锑为阻燃添加剂制备得到。但是氯丁橡胶在低温时易结晶、硬化，贮存稳定性差，燃烧时会产生有毒的多溴苯对位二噁英和多溴二苯呋喃，污染环境和健康。公告号CN102311588B的专利公开了一种轻质阻燃橡胶发泡鞋底材料及其制造方法，材料组成为氯磺化聚乙烯橡胶、顺丁胶、天然胶、增塑剂、补强剂、活性剂、偶联剂、硫化剂、促进剂、防老剂，经优化配方和工艺，得到密度为0.8-1.0g/cm3，最大热释放速率≤110kW/m2，DIN磨耗≤120mm3的轻质阻燃鞋外底材料。公布号CN103102605A的专利公开了一种环保型超轻阻燃橡胶鞋底材料及其制造方法，组成为氯磺化聚乙烯橡胶、补强剂、活性剂、增塑剂、发泡剂及协效发泡剂、阻燃剂及协效阻燃剂、硫化剂及硫化促进剂，得到相对密度0.3-0.5g/cm3，极限氧指数≥34.5％，UL-94达V-0级的超轻阻燃鞋底材料。研究发现存在以下技术问题：1)无法通过对天然橡胶进行阻燃改性以提高橡胶材料的耐热阻燃性能，且需要兼顾力学性能和轻量因素；2)紫外屏蔽性能较差，阳光照射易发生分解，影响使用寿命；3)硫化设备无法对废料进行集中的收集处理，硫化发泡成型过程中产生的挥发性气体和灰尘杂质无法及时吸附除去，降低了生产过程中的洁净度。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种轻量阻燃橡胶鞋底材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明提供一种轻量阻燃橡胶鞋底材料，由以下重量份的原料制备而成：氯磺化聚乙烯橡胶75-92份、阻燃改性天然橡胶12-25份、白炭黑15-30份、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯8-14份、发泡剂3-6份、聚乙二醇1-3份、偶联剂0.5-2.6份、三烯丙基异氰酸酯5-13份、硬脂酸锌0.3-1.2份、防老剂1.5-2.5份；
所述阻燃改性天然橡胶由以下重量份的原料制备而成：天然橡胶45-55份、硬脂酸3-6份、氧化锌3-6份、白炭黑14-22份、纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体1.5-3.6份、聚磷酸铵3-6份；
其中，氯磺化聚乙烯橡胶的含氯量为23％，含硫量为1％，门尼粘度为37。
作为本发明进一步的方案，所述发泡剂由偶氮二甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺按照质量比1:2:3混合而成。
作为本发明进一步的方案，所述偶联剂为过氧化二异丙苯、过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或多种的组合。
作为本发明进一步的方案，所述防老剂为二丁基二硫代氨基甲酸镍、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺、微晶蜡中的一种或多种的组合。
作为本发明进一步的方案，所述纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体的制备方法如下：按照重量份称取20-30份TiCl4，添加到36vt％的稀盐酸溶液中，搅拌均匀得到四氯化钛溶液；将ZnSO4·7H2O溶解于水中，与四氯化钛溶液混合均匀，加入高压釜中，使用氢氧化钠溶液将pH调节至8-9，在185-195℃、0.76-0.82MPa条件下反应5-6小时，过滤，烘干，粉碎得到。
作为本发明进一步的方案，该轻量阻燃橡胶鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1、将氯磺化聚乙烯橡胶、阻燃改性天然橡胶使用开炼机在45-55℃下进行塑炼，开炼机的双辊间距调整为1-2mm，加入硬脂酸锌和防老剂，辊温55-65℃下混炼6-10min使之分散均匀；
S2、将开炼机的双辊间距调整为3-4mm，依次加入白炭黑、聚乙二醇、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、发泡剂、偶联剂、三烯丙基异氰酸酯，辊温60-65℃下混炼5-10min；
S3、调整双辊间距1.5-2mm，混炼3-6min后出片，室温放置16-20小时后得到橡胶鞋底物料，放置于平板硫化机下模板的下鞋底模压腔内，驱动第一气缸向下伸长，活塞杆带动上滑动板、上模板向下移动，限位柱伸入凹槽内，上鞋底模压腔与下鞋底模压腔之间通过上模板与下模板的压合对橡胶鞋底物料进行压制，使其硫化发泡成型；
S4、硫化发泡成型过程中，产生的废料及边角料会经废料腔落入废料箱内，便于集中收集处理；成型后第二气缸的活塞杆带动连接轴、鞋底出料刀向下模板方向移动，移出成型的橡胶鞋底。
作为本发明进一步的方案，硫化发泡成型过程中产生的挥发性气体和粉尘颗粒在负压的吸力作用下，进入烟气管，依次经过活性炭过滤层的过滤吸附、紫外光消毒区杀菌消毒、HEPA过滤网层过滤吸附后，排出气体。
作为本发明进一步的方案，所述平板硫化机包括机架、底座、烟气罩，机架设于底座的顶部，机架包括上压板、下压板、导柱，两个导柱分别与上压板的底部和下压板的顶部连接；两个导柱的上方和下方分别滑动连接有上滑动板和下滑动板，上滑动板的顶部通过贯穿上压板的活塞杆与第一气缸连接；活塞杆的底部贯穿上压板后与上模板连接，下压板的顶部设有下模板，下压板的两侧侧壁连接有鞋底出料机构，下压板的内腔滑动连接有废料箱；
上滑动板的两侧设有小型气缸，小型气缸的活塞杆最长伸长至与上模板的顶部贴合；上模板的截面呈圆形，中心部位设有与第一气缸伸缩杆螺纹连接的螺纹孔，上模板的底部环形阵列分布有若干个限位柱，上模板的底面设有内凹的上鞋底模压腔；下模板的截面呈圆形，外围设有向上凸出的凸台，上表面设有容置限位柱的凹槽以及与上鞋底模压腔对应的内凹的下鞋底模压腔，下鞋底模压腔的上方设有若干个对称的第一防滑凸起，相对的第一防滑凸起之间设有第一防滑纹；下鞋底模压腔的中部设有内凹部，下方对称设有若干个第二防滑凸起，第二防滑凸起内均匀设有第二防滑纹，下模板上设有纵横交错的废料腔。
作为本发明进一步的方案，所述鞋底出料机构包括支撑台、第二气缸、连接轴、鞋底出料刀，支撑台的顶部通过卡箍对第二气缸进行紧固，第二气缸的活塞轴朝向下模板且端部通过螺栓与连接轴连接，连接轴的另一端与鞋底出料刀连接；
烟气罩罩设于上压板的顶部且通过加固板加固，顶部通过弯折成L型的烟气管与真空泵连接，烟气管由远离真空泵段至靠近真空泵段依次设有活性炭过滤层、紫外光消毒区、HEPA过滤网层，紫外光消毒区内对称设有两个紫外消毒灯。
本发明的有益效果：
1、本发明的轻量阻燃橡胶鞋底材料，由氯磺化聚乙烯橡胶、阻燃改性天然橡胶作为橡胶主成分，白炭黑作为补强剂，环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂，聚乙二醇作为活性剂，三烯丙基异氰酸酯作为硫化剂，硬脂酸锌作为硫化活性剂，在防老剂、偶联剂的共同作用下，通过开炼机的混炼制备得到轻量阻燃的橡胶鞋底材料；其中，氯磺化聚乙烯橡胶的含氯量为23％，含硫量为1％，门尼粘度为37，具有良好的热塑性，只需要少量的硫化剂就可使用，且含氯量低，硬度和耐寒性优异，硫化过程中产生的挥发性含氯气体较少；阻燃改性天然橡胶以天然橡胶为基料，硬脂酸作为软化增塑剂，氧化锌、白炭黑作为补强填料，聚磷酸铵作为膨胀型阻燃剂与天然橡胶混合，受热后会分解后生成聚/多磷酸强脱水剂，促使有机物表面脱水碳化；非挥发性磷的氧化物及聚磷酸对基材表面进行覆盖，隔绝空气从而达到阻燃的目的，由于含有氮元素，受热分解释放出氮气及氨气等气体，这些气体不易燃烧，起到稀释空气中的氧气，从而阻断了氧气的供应。该橡胶鞋底材料经检测密度介于0.92-0.94g/cm3，拉伸强度介于23.5-24.3MPa，断裂伸长率介于548-563％，极限氧指数介于38.6-40.5％。
2、阻燃改性天然橡胶中的纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体，通过TiCl4与ZnSO4·7H2O在高温下发生氧化还原反应，经过过滤、烘干、粉碎得到纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体，添加到天然橡胶后，能够发挥良好的紫外屏蔽效应，且进一步提高隔热阻燃性能，提高橡胶鞋底的使用寿命。
3、本发明轻量阻燃橡胶鞋底的制备方法，通过调节开炼机的双辊间距和辊温，将橡胶材料成分均匀分散混炼，通过自主研制的平板硫化机，橡胶鞋底物料放置于平板硫化机下模板的下鞋底模压腔内，驱动第一气缸向下伸长，活塞杆带动上滑动板、上模板向下移动，限位柱伸入凹槽内，上鞋底模压腔与下鞋底模压腔之间通过上模板与下模板的压合对橡胶鞋底物料进行压制，使其硫化发泡成型，提高了硫化发泡成型的质量和效率；而且硫化发泡成型过程中产生的挥发性气体和粉尘颗粒在负压的吸力作用下，进入烟气管，依次经过活性炭过滤层的过滤吸附、紫外光消毒区杀菌消毒、HEPA过滤网层过滤吸附后，提高了硫化成型过程中的洁净度，降低了污染；同时硫化发泡成型过程中，产生的废料及边角料会经废料腔落入废料箱内，便于集中收集处理，节约了废料处理成本。
4、平板硫化机的下鞋底模压腔的上方设有若干个对称的第一防滑凸起，相对的第一防滑凸起之间设有第一防滑纹；下鞋底模压腔的中部设有内凹部，下方对称设有若干个第二防滑凸起，第二防滑凸起内均匀设有第二防滑纹，通过防滑纹和防滑凸起一次压制出具有耐磨防滑结构的橡胶鞋底，提高了橡胶鞋底的防滑耐磨性能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明平板硫化机的结构示意图。
图2是本发明图1中A处的局部放大图。
图3是本发明上模板的仰视图。
图4是本发明下模板的俯视图。
图5是本发明鞋底出料机构的结构示意图。
图中：1、机架；2、底座；3、烟气罩；4、上压板；5、下压板；6、导柱；7、上滑动板；8、下滑动板；9、活塞杆；10、第一气缸；11、上模板；12、下模板；13、鞋底出料机构；14、小型气缸；15、螺纹孔；16、限位柱；17、上鞋底模压腔；18、凸台；19、凹槽；20、下鞋底模压腔；21、第一防滑凸起；22、第一防滑纹；23、内凹部；24、第二防滑凸起；25、第二防滑纹；26、加固板；27、烟气管；28、真空泵；29、活性炭过滤层；30、紫外光消毒区；31、HEPA过滤网层；32、紫外消毒灯；33、废料箱；34、废料腔；131、支撑台；132、第二气缸；133、连接轴；134、鞋底出料刀；135、卡箍；136、螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的一种轻量阻燃橡胶鞋底材料，由以下重量份的原料制备而成：氯磺化聚乙烯橡胶86份、阻燃改性天然橡胶19份、白炭黑23份、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯12份、发泡剂5份、聚乙二醇1.6份、偶联剂1.8份、三烯丙基异氰酸酯8份、硬脂酸锌0.8份、防老剂2.2份；其中，氯磺化聚乙烯橡胶的含氯量为23％，含硫量为1％，门尼粘度为37。
阻燃改性天然橡胶由以下重量份的原料制备而成：天然橡胶52份、硬脂酸4份、氧化锌5份、白炭黑18份、纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体2.4份、聚磷酸铵5份。发泡剂由偶氮二甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺按照质量比1:2:3混合而成。偶联剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。
纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体的制备方法如下：按照重量份称取25份TiCl4，添加到36vt％的稀盐酸溶液中，搅拌均匀得到四氯化钛溶液；将ZnSO4·7H2O溶解于水中，与四氯化钛溶液混合均匀，加入高压釜中，使用氢氧化钠溶液将pH调节至8.5，在188℃、0.80MPa条件下反应5.5小时，过滤，烘干，粉碎得到。
参阅图1-5所示，该轻量阻燃橡胶鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1、将氯磺化聚乙烯橡胶、阻燃改性天然橡胶使用开炼机在52℃下进行塑炼，开炼机的双辊间距调整为1.5mm，加入硬脂酸锌和防老剂，辊温62℃下混炼8min使之分散均匀；
S2、将开炼机的双辊间距调整为3.6mm，依次加入白炭黑、聚乙二醇、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、发泡剂、偶联剂、三烯丙基异氰酸酯，辊温62℃下混炼9min；
S3、调整双辊间距1.5-2mm，混炼5min后出片，室温放置19小时后得到橡胶鞋底物料，放置于平板硫化机下模板12的下鞋底模压腔20内，驱动第一气缸10向下伸长，活塞杆9带动上滑动板7、上模板11向下移动，限位柱16伸入凹槽19内，上鞋底模压腔17与下鞋底模压腔20之间通过上模板11与下模板12的压合对橡胶鞋底物料进行压制，使其硫化发泡成型；
S4、硫化发泡成型过程中，产生的废料及边角料会经废料腔34落入废料箱33内，便于集中收集处理；成型后第二气缸132的活塞杆带动连接轴133、鞋底出料刀134向下模板12方向移动，移出成型的橡胶鞋底。
实施例2
本实施例的一种轻量阻燃橡胶鞋底材料，由以下重量份的原料制备而成：氯磺化聚乙烯橡胶86份、阻燃改性天然橡胶18份、白炭黑25份、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯12份、发泡剂5份、聚乙二醇2.5份、偶联剂1.8份、三烯丙基异氰酸酯7份、硬脂酸锌0.9份、防老剂2.2份；其中，氯磺化聚乙烯橡胶的含氯量为23％，含硫量为1％，门尼粘度为37。
阻燃改性天然橡胶由以下重量份的原料制备而成：天然橡胶52份、硬脂酸5份、氧化锌4份、白炭黑20份、纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体3.2份、聚磷酸铵5份。发泡剂由偶氮二甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺按照质量比1:2:3混合而成。偶联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰按照质量比2:1混合而成。防老剂为二丁基二硫代氨基甲酸镍、微晶蜡按照质量比1:1混合而成。
纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体的制备方法如下：按照重量份称取28份TiCl4，添加到36vt％的稀盐酸溶液中，搅拌均匀得到四氯化钛溶液；将ZnSO4·7H2O溶解于水中，与四氯化钛溶液混合均匀，加入高压釜中，使用氢氧化钠溶液将pH调节至8.6，在192℃、0.77MPa条件下反应5.8小时，过滤，烘干，粉碎得到。
参阅图1-5所示，该轻量阻燃橡胶鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1、将氯磺化聚乙烯橡胶、阻燃改性天然橡胶使用开炼机在54℃下进行塑炼，开炼机的双辊间距调整为1.6mm，加入硬脂酸锌和防老剂，辊温62℃下混炼8min使之分散均匀；
S2、将开炼机的双辊间距调整为3.5mm，依次加入白炭黑、聚乙二醇、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、发泡剂、偶联剂、三烯丙基异氰酸酯，辊温65℃下混炼9min；
S3、调整双辊间距1.9mm，混炼5min后出片，室温放置19小时后得到橡胶鞋底物料，放置于平板硫化机下模板12的下鞋底模压腔20内，驱动第一气缸10向下伸长，活塞杆9带动上滑动板7、上模板11向下移动，限位柱16伸入凹槽19内，上鞋底模压腔17与下鞋底模压腔20之间通过上模板11与下模板12的压合对橡胶鞋底物料进行压制，使其硫化发泡成型；
S4、硫化发泡成型过程中，产生的废料及边角料会经废料腔34落入废料箱33内，便于集中收集处理；成型后第二气缸132的活塞杆带动连接轴133、鞋底出料刀134向下模板12方向移动，移出成型的橡胶鞋底。
实施例3
本实施例的一种轻量阻燃橡胶鞋底材料，由以下重量份的原料制备而成：氯磺化聚乙烯橡胶90份、阻燃改性天然橡胶23份、白炭黑28份、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯13份、发泡剂6份、聚乙二醇2.8份、偶联剂2.3份、三烯丙基异氰酸酯10份、硬脂酸锌1.1份、防老剂2.4份；其中，氯磺化聚乙烯橡胶的含氯量为23％，含硫量为1％，门尼粘度为37。
阻燃改性天然橡胶由以下重量份的原料制备而成：天然橡胶54份、硬脂酸5份、氧化锌6份、白炭黑21份、纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体3.5份、聚磷酸铵5份。发泡剂由偶氮二甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺按照质量比1:2:3混合而成。偶联剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、双叔丁基过氧化二异丙基苯按照质量比2:1混合而成。防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺、微晶蜡按照质量比1:1:1混合而成。
纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体的制备方法如下：按照重量份称取30份TiCl4，添加到36vt％的稀盐酸溶液中，搅拌均匀得到四氯化钛溶液；将ZnSO4·7H2O溶解于水中，与四氯化钛溶液混合均匀，加入高压釜中，使用氢氧化钠溶液将pH调节至9，在193℃、0.82MPa条件下反应5小时，过滤，烘干，粉碎得到。
参阅图1-5所示，该轻量阻燃橡胶鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1、将氯磺化聚乙烯橡胶、阻燃改性天然橡胶使用开炼机在55℃下进行塑炼，开炼机的双辊间距调整为2mm，加入硬脂酸锌和防老剂，辊温63℃下混炼9min使之分散均匀；
S2、将开炼机的双辊间距调整为4mm，依次加入白炭黑、聚乙二醇、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、发泡剂、偶联剂、三烯丙基异氰酸酯，辊温64℃下混炼8min；
S3、调整双辊间距1.7mm，混炼5min后出片，室温放置20小时后得到橡胶鞋底物料，放置于平板硫化机下模板12的下鞋底模压腔20内，驱动第一气缸10向下伸长，活塞杆9带动上滑动板7、上模板11向下移动，限位柱16伸入凹槽19内，上鞋底模压腔17与下鞋底模压腔20之间通过上模板11与下模板12的压合对橡胶鞋底物料进行压制，使其硫化发泡成型；
S4、硫化发泡成型过程中，产生的废料及边角料会经废料腔34落入废料箱33内，便于集中收集处理；成型后第二气缸132的活塞杆带动连接轴133、鞋底出料刀134向下模板12方向移动，移出成型的橡胶鞋底。
实施例4
请参阅图1-5所示，本实施例提供一种平板硫化机，包括机架1、底座2、烟气罩3，机架1设于底座2的顶部，机架1包括上压板4、下压板5、导柱6，两个导柱6分别与上压板4的底部和下压板5的顶部连接。两个导柱6的上方和下方分别滑动连接有上滑动板7和下滑动板8，上滑动板7的顶部通过贯穿上压板4的活塞杆9与第一气缸10连接。活塞杆9的底部贯穿上压板4后与上模板11连接，下压板5的顶部设有下模板12。下压板5的两侧侧壁连接有鞋底出料机构13。下压板5的内腔滑动连接有废料箱33。
具体地，上滑动板7的两侧设有小型气缸14，小型气缸14的活塞杆最长伸长至与上模板11的顶部贴合。上模板11的截面呈圆形，中心部位设有与第一气缸10伸缩杆螺纹连接的螺纹孔15，上模板11的底部环形阵列分布有若干个限位柱16，上模板11的底面设有内凹的上鞋底模压腔17。下模板12的截面呈圆形，外围设有向上凸出的凸台18，上表面设有容置限位柱16的凹槽19以及与上鞋底模压腔17对应的内凹的下鞋底模压腔20，下鞋底模压腔20的上方设有若干个对称的第一防滑凸起21，相对的第一防滑凸起21之间设有第一防滑纹22；下鞋底模压腔20的中部设有内凹部23，下方对称设有若干个第二防滑凸起24，第二防滑凸起24内均匀设有第二防滑纹25，下模板12上设有纵横交错的废料腔34。
鞋底出料机构13包括支撑台131、第二气缸132、连接轴133、鞋底出料刀134，支撑台131的顶部通过卡箍135对第二气缸132进行紧固，第二气缸132的活塞轴朝向下模板12且端部通过螺栓136与连接轴133连接，连接轴133的另一端与鞋底出料刀134连接。
烟气罩3罩设于上压板4的顶部且通过加固板26加固，顶部通过弯折成L型的烟气管27与真空泵28连接，烟气管27由远离真空泵28段至靠近真空泵28段依次设有活性炭过滤层29、紫外光消毒区30、HEPA过滤网层31，紫外光消毒区30内对称设有两个紫外消毒灯32。
本实施例的平板硫化机工作原理如下：
1)将出片的橡胶鞋底物料放置在下模板12的下鞋底模压腔20内，驱动第一气缸10向下伸长，活塞杆9带动上滑动板7、上模板11向下移动；限位柱16伸入凹槽19内，上鞋底模压腔17与下鞋底模压腔20之间通过上模板11与下模板12的压合对橡胶鞋底物料进行压制，使其硫化发泡成型，小型气缸14的活塞杆也可伸长挤压上模板11以提高挤压力；
2)硫化发泡成型过程中，产生的废料及边角料会经废料腔34落入废料箱33内，便于集中收集处理；成型后第二气缸132的活塞杆带动连接轴133、鞋底出料刀134向下模板12方向移动，移出成型的橡胶鞋底；
3)开启真空泵28，硫化发泡成型过程中产生的挥发性气体和粉尘颗粒在负压的吸力作用下，进入烟气管27，依次经过活性炭过滤层29的过滤吸附、紫外光消毒区30的杀菌消毒、HEPA过滤网层31的过滤吸附后，得到符合排放标准的气体排出。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于，阻燃改性天然橡胶中未添加纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于，阻燃改性天然橡胶中未添加聚磷酸铵。
实验例
对实施例1-3与对比例1-2制备的橡胶鞋底进行密度、拉伸强度、断裂伸长率、极限氧指数的测试。其中，拉伸强度、断裂伸长率的测试标准为GB/T1040，极限氧指数的测试标准为ASTMD2863，具体测试结果见下表：
表1.橡胶鞋底材料性能测试结果
Figure BDA0002434076390000131
从上表可以看出，本发明实施例的橡胶鞋底材料密度介于0.92-0.94g/cm3，拉伸强度介于23.5-24.3MPa，断裂伸长率介于548-563％，极限氧指数介于38.6-40.5％，拉伸强度、断裂伸长率等力学性能优于对比例，阻燃性能优于对比例，适合作为轻量阻燃的橡胶鞋底。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轻量阻燃橡胶鞋底材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：氯磺化聚乙烯橡胶75-92份、阻燃改性天然橡胶12-25份、白炭黑15-30份、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯8-14份、发泡剂3-6份、聚乙二醇1-3份、偶联剂0.5-2.6份、三烯丙基异氰酸酯5-13份、硬脂酸锌0.3-1.2份、防老剂1.5-2.5份；
所述阻燃改性天然橡胶由以下重量份的原料制备而成：天然橡胶45-55份、硬脂酸3-6份、氧化锌3-6份、白炭黑14-22份、纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体1.5-3.6份、聚磷酸铵3-6份；
其中，氯磺化聚乙烯橡胶的含氯量为23％，含硫量为1％，门尼粘度为37。
2.根据权利要求1所述的轻量阻燃橡胶鞋底材料，其特征在于，所述发泡剂由偶氮二甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺按照质量比1:2:3混合而成。
3.根据权利要求1所述的轻量阻燃橡胶鞋底材料，其特征在于，所述偶联剂为过氧化二异丙苯、过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的轻量阻燃橡胶鞋底材料，其特征在于，所述防老剂为二丁基二硫代氨基甲酸镍、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺、微晶蜡中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的轻量阻燃橡胶鞋底材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛-氧化锌复合粉体的制备方法如下：按照重量份称取20-30份TiCl4，添加到36vt％的稀盐酸溶液中，搅拌均匀得到四氯化钛溶液；将ZnSO4·7H2O溶解于水中，与四氯化钛溶液混合均匀，加入高压釜中，使用氢氧化钠溶液将pH调节至8-9，在185-195℃、0.76-0.82MPa条件下反应5-6小时，过滤，烘干，粉碎得到。
6.根据权利要求1所述的轻量阻燃橡胶鞋底材料，其特征在于，该轻量阻燃橡胶鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1、将氯磺化聚乙烯橡胶、阻燃改性天然橡胶使用开炼机在45-55℃下进行塑炼，开炼机的双辊间距调整为1-2mm，加入硬脂酸锌和防老剂，辊温55-65℃下混炼6-10min使之分散均匀；
S2、将开炼机的双辊间距调整为3-4mm，依次加入白炭黑、聚乙二醇、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、发泡剂、偶联剂、三烯丙基异氰酸酯，辊温60-65℃下混炼5-10min；
S3、调整双辊间距1.5-2mm，混炼3-6min后出片，室温放置16-20小时后得到橡胶鞋底物料，放置于平板硫化机下模板的下鞋底模压腔内，驱动第一气缸向下伸长，活塞杆带动上滑动板、上模板向下移动，限位柱伸入凹槽内，上鞋底模压腔与下鞋底模压腔之间通过上模板与下模板的压合对橡胶鞋底物料进行压制，使其硫化发泡成型；
S4、硫化发泡成型过程中，产生的废料及边角料会经废料腔落入废料箱内，便于集中收集处理；成型后第二气缸的活塞杆带动连接轴、鞋底出料刀向下模板方向移动，移出成型的橡胶鞋底。
7.根据权利要求6所述的轻量阻燃橡胶鞋底材料，其特征在于，硫化发泡成型过程中产生的挥发性气体和粉尘颗粒在负压的吸力作用下，进入烟气管，依次经过活性炭过滤层的过滤吸附、紫外光消毒区杀菌消毒、HEPA过滤网层过滤吸附后，排出气体。
8.根据权利要求6所述的轻量阻燃橡胶鞋底材料，其特征在于，所述平板硫化机包括机架、底座、烟气罩，机架设于底座的顶部，机架包括上压板、下压板、导柱，两个导柱分别与上压板的底部和下压板的顶部连接；两个导柱的上方和下方分别滑动连接有上滑动板和下滑动板，上滑动板的顶部通过贯穿上压板的活塞杆与第一气缸连接；活塞杆的底部贯穿上压板后与上模板连接，下压板的顶部设有下模板，下压板的两侧侧壁连接有鞋底出料机构，下压板的内腔滑动连接有废料箱；
上滑动板的两侧设有小型气缸，小型气缸的活塞杆最长伸长至与上模板的顶部贴合；上模板的截面呈圆形，中心部位设有与第一气缸伸缩杆螺纹连接的螺纹孔，上模板的底部环形阵列分布有若干个限位柱，上模板的底面设有内凹的上鞋底模压腔；下模板的截面呈圆形，外围设有向上凸出的凸台，上表面设有容置限位柱的凹槽以及与上鞋底模压腔对应的内凹的下鞋底模压腔，下鞋底模压腔的上方设有若干个对称的第一防滑凸起，相对的第一防滑凸起之间设有第一防滑纹；下鞋底模压腔的中部设有内凹部，下方对称设有若干个第二防滑凸起，第二防滑凸起内均匀设有第二防滑纹，下模板上设有纵横交错的废料腔。
9.根据权利要求8所述的轻量阻燃橡胶鞋底材料，其特征在于，所述鞋底出料机构包括支撑台、第二气缸、连接轴、鞋底出料刀，支撑台的顶部通过卡箍对第二气缸进行紧固，第二气缸的活塞轴朝向下模板且端部通过螺栓与连接轴连接，连接轴的另一端与鞋底出料刀连接；
烟气罩罩设于上压板的顶部且通过加固板加固，顶部通过弯折成L型的烟气管与真空泵连接，烟气管由远离真空泵段至靠近真空泵段依次设有活性炭过滤层、紫外光消毒区、HEPA过滤网层，紫外光消毒区内对称设有两个紫外消毒灯。
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