CN111269471A - 一种男靴的耐磨鞋底及其制备方法 - Google Patents

一种男靴的耐磨鞋底及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种男靴的耐磨鞋底及其制备方法，涉及鞋子的技术领域，按重量份数计，其原料包括以下组分：丁苯橡胶35‑40份；顺丁橡胶65‑70份；白烟25‑35份；环氧大豆油10‑15份；芳纶纤维15‑20份；偶联剂0.3‑0.5份；防老剂0.3‑0.5份；硫磺1.8‑2.2份；硫化促进剂0.2‑0.3份。丁苯橡胶具有良好的耐磨、耐热、耐老化性，顺丁橡胶具有良好的弹性、耐寒性以及耐屈挠性。白烟即水合二氧化硅，能够为体系提供良好的机械性能和耐磨性能。通过添加芳纶纤维，能够有效提高鞋底的耐磨性，且通过偶联剂的添加，能够有效提高芳纶纤维和橡胶体系的相容性。环氧大豆油是一种毒性极低的增塑剂，能够提高橡胶体系的物理性能并延长老化时间，并在一定程度上提高体系的耐磨性能。

Description

一种男靴的耐磨鞋底及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋子的技术领域，更具体地说，它涉及男靴的耐磨鞋底及其制备方法。
背景技术
鞋底的耐磨性是评判鞋底质量好坏的一项重要指标，业内对鞋底的耐磨性能的研究也一直在不断进行着。
公布号为CN107141581A的中国专利公开了一种耐磨鞋底材料，按重量份数计，该鞋底材料包括如下原料：EVA 35-45份、丁苯橡胶4-8份、顺丁橡胶1-8份、硫化剂1-4份、补强剂2-5份、活性剂1-4份、促进剂1-4份、发泡剂0.5-3份。
上述技术方案在耐磨性能的提升上较为单一有限，仅仅是通过调整配方比例以及补强剂的添加，在一定程度上实现耐磨性能的提升，但是这种提升是十分有限的，有待改进。
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男靴的耐磨鞋底及其制备方法，具有耐磨性能良好的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种男靴的耐磨鞋底，按重量份数计，其原料包括以下组分，
丁苯橡胶 35-40份；
顺丁橡胶 65-70份；
白烟 25-35份；
环氧大豆油 10-15份；
芳纶纤维 15-20份；
偶联剂 0.3-0.5份；
防老剂 0.3-0.5份；
硫磺 1.8-2.2份；
硫化促进剂 0.2-0.3份。
通过采用上述技术方案，丁苯橡胶具有良好的耐磨、耐热、耐老化性，且与硫磺具有易结合的优点，具有良好的硫化效果。顺丁橡胶具有良好的弹性、耐寒性以及耐屈挠性。白烟即水合二氧化硅，能够为体系提供良好的机械性能和耐磨性能。
芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有质地柔软，密度小，高强度，耐高温特点，其强度是钢丝的5-6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的五分之一左右。通过添加芳纶纤维，能够有效提高鞋底的耐磨性，且通过偶联剂的添加，能够有效提高芳纶纤维和橡胶体系的相容性。
环氧大豆油是一种毒性极低的增塑剂，能够提高橡胶体系的物理性能并延长老化时间，并在一定程度上提高体系的耐磨性能。
进一步地，所述芳纶纤维的长度为5mm。
通过采用上述技术方案，长度为5mm的芳纶短纤维，能够更好得分散于橡胶体系中，以提高鞋底的耐磨性能。
进一步地，所述偶联剂采用KH-550。
通过采用上述技术方案，KH-550能够有效提高芳纶纤维和橡胶体系之间的相容性，且KH-550具有氨基，能够和环氧大豆油中的环氧基在橡胶体系硫化阶段反应生成网状交联结构，从而进一步提高鞋底的耐磨性能。另一方面，KH-550也使得环氧大豆油在完成提高加工性能的任务后，生成网状交联结构，避免了环氧大豆油在后期容易出现喷油的现象。
进一步地，按重量份数计，原料还包括氧化锌4-5份。
通过采用上述技术方案，氧化锌对橡胶体系具有良好的补强作用，以使橡胶具有良好的耐腐蚀性、抗撕裂性、弹性和伸长率。且氧化锌是极好的硫化活性剂，提高硫化速度和硫化胶的导热性，使硫化更加彻底。
进一步地，按重量份数计，原料还包括硬脂酸1-2份。
通过采用上述技术方案，硬脂酸具有良好的分散作用和硫化促进作用，有效提高体系中各组分的分散均匀度，避免体系出现局部过饱和而喷霜，并提高硫化剂对橡胶体系的硫化作用，同时减少氧化锌的用量，缩短硫化时间。
进一步地，按重量份数计，原料还包括碳纳米管5-8份。
通过采用上述技术方案，碳纳米管的添加有助于提高橡胶体系的机械强度以及耐磨性能，且碳纳米管能够和橡胶体系中的铰链结构相互穿插、缠结，从而从另一层面进一步提高鞋底的耐磨性能。
进一步地，按重量份数计，原料还包括癸二酸二酰肼2-3份。
通过采用上述技术方案，癸二酸二酰肼是一种潜伏性固化剂，能够在不影响前期加工性能的情况下，在到达硫化阶段的时候，在高温下与残留的环氧大豆油交联固化，进一步形成互穿的交联网络，从而进一步提高体系的耐磨性能。
进一步地，按重量份数计，原料还包括二硫化碳0.8-1份。
通过采用上述技术方案，二硫化碳能够溶解硫磺以及组分中的大部分添加剂，以改善橡胶体系中各组分的分散均匀性，避免橡胶体系局部过饱和而产生喷霜现象。
本发明的另一目的在于提供一种耐磨鞋底的制备方法，包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂KH-550、白烟、芳纶纤维、碳纳米管继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、环氧大豆油、防老剂、癸二酸二酰肼、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺和二硫化碳的混合物、硫化促进剂投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1. 丁苯橡胶具有良好的耐磨、耐热、耐老化性，且与硫磺具有易结合的优点，具有良好的硫化效果。顺丁橡胶具有良好的弹性、耐寒性以及耐屈挠性。白烟即水合二氧化硅，能够为体系提供良好的机械性能和耐磨性能；
2. 芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有质地柔软，密度小，高强度，耐高温特点，其强度是钢丝的5-6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的五分之一左右。通过添加芳纶纤维，能够有效提高鞋底的耐磨性，且通过偶联剂的添加，能够有效提高芳纶纤维和橡胶体系的相容性；
3. 环氧大豆油是一种毒性极低的增塑剂，能够提高橡胶体系的物理性能并延长老化时间，并在一定程度上提高体系的耐磨性能；
4. KH-550能够有效提高芳纶纤维和橡胶体系之间的相容性，且KH-550具有氨基，能够和环氧大豆油中的环氧基在橡胶体系硫化阶段反应生成网状交联结构，从而进一步提高鞋底的耐磨性能。另一方面，KH-550也使得环氧大豆油在完成提高加工性能的任务后，生成网状交联结构，避免了环氧大豆油在后期容易出现喷油的现象；
5. 氧化锌对橡胶体系具有良好的补强作用，以使橡胶具有良好的耐腐蚀性、抗撕裂性、弹性和伸长率。且氧化锌是极好的硫化活性剂，提高硫化速度和硫化胶的导热性，使硫化更加彻底；
6. 硬脂酸具有良好的分散作用和硫化促进作用，有效提高体系中各组分的分散均匀度，避免体系出现局部过饱和而喷霜，并提高硫化剂对橡胶体系的硫化作用，同时减少氧化锌的用量，缩短硫化时间；
7. 碳纳米管的添加有助于提高橡胶体系的机械强度以及耐磨性能，且碳纳米管能够和橡胶体系中的铰链结构相互穿插、缠结，从而从另一层面进一步提高鞋底的耐磨性能；
8. 癸二酸二酰肼是一种潜伏性固化剂，能够在不影响前期加工性能的情况下，在到达硫化阶段的时候，在高温下与残留的环氧大豆油交联固化，进一步形成互穿的交联网络，从而进一步提高体系的耐磨性能；
9. 二硫化碳能够溶解硫磺以及组分中的大部分添加剂，以改善橡胶体系中各组分的分散均匀性，避免橡胶体系局部过饱和而产生喷霜现象。
附图说明
图1是本发明提供的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种男靴的耐磨鞋底，按重量份数计，其原料组分如表1所示。
其中，偶联剂采用KH-550，芳纶纤维的长度为5mm，防老剂采用防老剂2246S，硫化促进剂采用促进剂TT。
如图1所示，该耐磨鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂KH-550、白烟、芳纶纤维、碳纳米管继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、环氧大豆油、防老剂2246S、癸二酸二酰肼、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺和二硫化碳的混合物、促进剂TT投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
实施例2
一种男靴的耐磨鞋底，按重量份数计，其原料组分如表1所示。
其中，偶联剂采用KH-550，芳纶纤维的长度为5mm，防老剂采用防老剂2246S，硫化促进剂采用促进剂TT。
该耐磨鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂KH-550、白烟、芳纶纤维、碳纳米管继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、环氧大豆油、防老剂2246S、癸二酸二酰肼、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺和二硫化碳的混合物、促进剂TT投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
实施例3
一种男靴的耐磨鞋底，按重量份数计，其原料组分如表1所示。
其中，偶联剂采用KH-550，芳纶纤维的长度为5mm，防老剂采用防老剂2246S，硫化促进剂采用促进剂TT。
该耐磨鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂KH-550、白烟、芳纶纤维、碳纳米管继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、环氧大豆油、防老剂2246S、癸二酸二酰肼、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺和二硫化碳的混合物、促进剂TT投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
实施例4
一种男靴的耐磨鞋底，按重量份数计，其原料组分如表1所示。
其中，偶联剂采用A-171，芳纶纤维的长度为5mm，防老剂采用防老剂2246S，硫化促进剂采用促进剂TT。
该耐磨鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂A-171、白烟、芳纶纤维、碳纳米管继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、环氧大豆油、防老剂2246S、癸二酸二酰肼、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺和二硫化碳的混合物、促进剂TT投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
实施例5
一种男靴的耐磨鞋底，按重量份数计，其原料组分如表1所示。
其中，偶联剂采用KH-550，芳纶纤维的长度为5mm，防老剂采用防老剂2246S，硫化促进剂采用促进剂TT。
该耐磨鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂KH-550、白烟、芳纶纤维继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、环氧大豆油、防老剂2246S、癸二酸二酰肼、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺和二硫化碳的混合物、促进剂TT投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
实施例6
一种男靴的耐磨鞋底，按重量份数计，其原料组分如表1所示。
其中，偶联剂采用KH-550，芳纶纤维的长度为5mm，防老剂采用防老剂2246S，硫化促进剂采用促进剂TT。
该耐磨鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂KH-550、白烟、芳纶纤维、碳纳米管继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、环氧大豆油、防老剂2246S、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺和二硫化碳的混合物、促进剂TT投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
实施例7
一种男靴的耐磨鞋底，按重量份数计，其原料组分如表1所示。
其中，偶联剂采用KH-550，芳纶纤维的长度为5mm，防老剂采用防老剂2246S，硫化促进剂采用促进剂TT。
该耐磨鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂KH-550、白烟、芳纶纤维、碳纳米管继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、环氧大豆油、防老剂2246S、癸二酸二酰肼、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺、促进剂TT投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
对比例
对比例1
一种男靴的耐磨鞋底，按重量份数计，其原料组分如表1所示。
其中，偶联剂采用KH-550，芳纶纤维的长度为5mm，防老剂采用防老剂2246S，硫化促进剂采用促进剂TT。
该耐磨鞋底的制备方法包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂KH-550、白烟、芳纶纤维、碳纳米管继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、防老剂2246S、癸二酸二酰肼、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺和二硫化碳的混合物、促进剂TT投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
耐磨性能检测试验
采用万能摩擦磨损试验机对各组样品进行磨损率测试，测试条件为：测试力30N，转速250r/min，测试时间为30min。磨损率的计算公式为：磨损率=（摩擦前质量-摩擦后质量）/摩擦前质量×100%，计算结果如表2所示。
表1、鞋底配方表
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
丁苯橡胶 35 37 40 37
顺丁橡胶 65 66 70 66
白烟 25 30 35 30
环氧大豆油 10 13 15 13
芳纶纤维 15 17 20 17
偶联剂 0.3 0.4 0.5 0.4
防老剂 0.3 0.4 0.5 0.4
硫磺 1.8 2.0 2.2 2.0
硫化促进剂 0.2 0.2 0.3 0.2
氧化锌 4 4 5 4
硬脂酸 1 2 2 2
碳纳米管 5 6 8 6
癸二酸二酰肼 2 2 3 2
二硫化碳 0.8 0.9 1.0 0.9
表1-续
实施例5 实施例6 实施例7 对比例1
丁苯橡胶 37 37 37 37
顺丁橡胶 66 66 66 66
白烟 30 30 30 30
环氧大豆油 13 13 13 /
芳纶纤维 17 17 17 17
偶联剂 0.4 0.4 0.4 0.4
防老剂 0.4 0.4 0.4 0.4
硫磺 2.0 2.0 2.0 2.0
硫化促进剂 0.2 0.2 0.2 0.2
氧化锌 4 4 4 4
硬脂酸 2 2 2 2
碳纳米管 / 6 6 6
癸二酸二酰肼 2 / 2 2
二硫化碳 0.9 0.9 / 0.9
表2、耐磨性能表
磨损率（%）
实施例1 1.1
实施例2 1.1
实施例3 1.0
实施例4 1.2
实施例5 1.2
实施例6 1.3
实施例7 1.2
对比例1 1.4
由表1和表2可知，在环氧大豆油存在的体系中，添加偶联剂KH-550和癸二酸二酰肼则能够有效提高体系的耐磨性能，同样地，添加碳纳米管能够和体系形成互穿和缠结，进而进一步提高体系的耐磨性能。而二硫化碳由于提高了各组分的分散效果，使得所形成的互穿网络能够在体系中均匀分布，进而进一步有效提高了体系的耐磨性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种男靴的耐磨鞋底，其特征在于：按重量份数计，其原料包括以下组分，
丁苯橡胶 35-40份；
顺丁橡胶 65-70份；
白烟 25-35份；
环氧大豆油 10-15份；
芳纶纤维 15-20份；
偶联剂 0.3-0.5份；
防老剂 0.3-0.5份；
硫磺 1.8-2.2份；
硫化促进剂 0.2-0.3份。
2.根据权利要求1所述的耐磨鞋底，其特征在于：所述芳纶纤维的长度为5mm。
3.根据权利要求1所述的耐磨鞋底，其特征在于：所述偶联剂采用KH-550。
4.根据权利要求1所述的耐磨鞋底，其特征在于：按重量份数计，原料还包括氧化锌4-5份。
5.根据权利要求1所述的耐磨鞋底，其特征在于：按重量份数计，原料还包括硬脂酸1-2份。
6.根据权利要求1所述的耐磨鞋底，其特征在于：按重量份数计，原料还包括碳纳米管5-8份。
7.根据权利要求1所述的耐磨鞋底，其特征在于：按重量份数计，原料还包括癸二酸二酰肼2-3份。
8.根据权利要求1所述的耐磨鞋底，其特征在于：按重量份数计，原料还包括二硫化碳0.8-1份。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的耐磨鞋底的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，将丁苯橡胶、顺丁橡胶混合密炼，投入偶联剂KH-550、白烟、芳纶纤维、碳纳米管继续密炼，至温度达到100-110℃，获得混合胶；
S2，将混合胶、环氧大豆油、防老剂、癸二酸二酰肼、氧化锌、硬脂酸投入炼胶机中，获得混料胶；
S3，将混炼胶、硫磺和二硫化碳的混合物、硫化促进剂投入双辊开炼机中，混炼15-20次出片；
S4，将片材进行裁切获得鞋片，将鞋片放入预热的模具中在155-160℃条件下硫化成型；
S5，冷却开模，获得耐磨鞋底。
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