CN111269552A - 一种防滑耐磨鞋材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防滑耐磨鞋材，由按照重量比为(80‑90)：(2‑7)：(2‑7)：(2‑5)：2的TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂制备而成；止滑母粒由按照重量比为(3‑5)：(5‑7)的防滑剂和TPU颗粒制备而成；耐磨母粒由按照重量比为(1‑9)：(1‑13)的耐磨剂和TPU颗粒制备而成。该鞋材同时具备止滑和耐磨功能，可代替现有复合鞋材需要将橡胶大底、TPR鞋底片、TPU鞋底片、EVA鞋底片等各类鞋底片与中底粘合在一起的加工工艺，一体成型，避免中底和大底之间的脱胶风险。本发明还提供了该防滑耐磨鞋材的制备方法，直接采用流延法制备而成，工艺的可操作性强，有利于实现工业化。

Description

一种防滑耐磨鞋材及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋材技术领域，尤其涉及一种防滑耐磨鞋材及其制备方法。
背景技术
TPU(Thermoplastic polyurethanes)名为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范围宽(60A-85D)、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用。TPU可用于鞋类制造，例如垒球鞋、棒球鞋、高尔夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌，也可用于女士鞋后跟、滑雪靴、安全靴和高档鞋底等的制作。
复合型鞋底一般包括大底、中底与鞋跟等组成部分。现有的TPU鞋底，需要用TPU鞋材制成中底后，然后利用胶水粘贴耐磨止滑橡胶大底或者、TPR鞋底片、TPU鞋底片、EVA鞋底片等各类鞋底片，最后形成复合鞋底。这种工艺操作麻烦，需要分别制作中底和大底，成本较高，且不可避免地存在脱胶风险。同时，胶水有毒，会影响操作人员的身体健康。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种防滑耐磨鞋材，该鞋材同时具备止滑和耐磨功能，可代替现有复合鞋材的橡胶大底和TPU中底，一体成型，避免中底和大底之间的脱胶风险。
本发明的目的之二在于提供一种防滑耐磨鞋材的制备方法，过程简单，有利于实现工业化。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种防滑耐磨鞋材，由按照重量比为(80-90)：(2-7)：(2-7)：(2-5)：2的TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂制备而成；所述止滑母粒由按照重量比为(3-5)：(5-7)的防滑剂和TPU颗粒制备而成；所述耐磨母粒由按照重量比为(1-9)：(1-13)的耐磨剂和TPU颗粒制备而成。
进一步地，所述防滑剂为烯烃类高分子聚合物。
进一步地，所述耐磨剂为硅酮树脂、聚四氟乙烯微粉、聚乙烯蜡粉或硅氧烷树脂。
进一步地，所述助剂为抗紫外线剂和雾面剂中的一种或组合。
进一步地，所述TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂的重量比为(80-90)：(3-5)：(3-5)：(2-3)：2。
进一步地，在所述止滑母粒中，所述防滑剂和TPU颗粒的重量比为40:60；或者，所述防滑剂和TPU颗粒的重量比为30:70；又或者，所述防滑剂和TPU颗粒的重量比为50:50。
进一步地，在所述耐磨母粒中，所述耐磨剂和TPU颗粒的重量比为40:60；或者，所述耐磨剂和TPU颗粒的重量比为35:65；又或者，所述耐磨剂和TPU颗粒的重量比为45:55；再或者，所述耐磨剂和TPU颗粒的重量比为50:50。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种防滑耐磨鞋材的制备方法，包括：
止滑母粒制备步骤：将配方量的防滑剂和TPU颗粒混合均匀，造粒，获取止滑母粒；
耐磨母粒制备步骤：将配方量的耐磨剂和TPU颗粒混合均匀，造粒，获取耐磨母粒；
混料干燥步骤：将配方量的TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂混合均匀，干燥除湿，获取混合物料；
流延步骤：将所述混合物料送至流延机，所述混合物料经过流延机的五个加热区、连接区以及换网区的加热后，得到熔融TPU混合物，所述熔融TPU混合物经过流延模头挤出，得到半成品；
压花冷却步骤：所述半成品经过压花、冷却后，即得。
进一步地，在所述止滑母粒制备步骤中，设置造粒机的加工温度为120-180℃；
在所述耐磨母粒制备步骤中，设置造粒机的加工温度为120-180℃；
在所述混料干燥步骤中，用干燥除湿机进行物料干燥，设置干燥除湿机的温度为90-100℃的，干燥6-8小时；
在所述流延步骤中，流延机的五个加热区的温度依次为155-165℃、170-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃；连接区的温度为180-195℃；换网区的温度为180-195℃；流延模头的温度为180-195℃。
进一步地，在所述混料干燥步骤中，干燥2-4小时；
在所述流延步骤中，流延机的五个加热区的温度依次为165℃、170℃、180℃、185℃、190℃；连接区的温度为180℃；换网区的的温度为190℃；流延模头的温度为195℃。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明所提供的防滑耐磨鞋材，同时兼具止滑和耐磨功能，能够代替现有的TPU复合型鞋底(现有TPU复合型鞋底需制备TPU中底，再用胶水粘贴耐磨止滑橡胶大底或者TPR鞋底片、TPU鞋底片、EVA鞋底片等各类鞋底片)。本防滑耐磨鞋材直接一体成型，不需要使用胶水，工艺简单，环保健康，鞋底更耐磨更止滑，穿着更轻盈舒适。该防滑耐磨鞋材成型后，直接加热吸塑定型灌注PU，可形成鞋底。
(2)本发明所提供的的制备方法，直接采用流延法制备而成，工艺的可操作性强，有利于实现工业化。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种防滑耐磨鞋材，由按照重量比为(80-90)：(2-7)：(2-7)：(2-5)：2的TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂制备而成；止滑母粒由按照重量比为(3-5)：(5-7)的防滑剂和TPU颗粒制备而成；耐磨母粒由按照重量比为(1-9)：(1-13)的耐磨剂和TPU颗粒制备而成。
色母添加量以产品要求来添加，量少可做半透，量太多会影响加工性能；耐磨母粒添加量比例高可制作高耐磨产品，但是量太多会影响薄膜本身强度性能；止滑母粒添加量比例高可制作高止滑产品，但是量太多会影响薄膜本身强度性能；其他助剂包括抗UV剂，抗UV剂可以改善TPU薄膜的耐黄变性能，也可以包括雾面剂，雾面剂可以改善薄膜的面层光雾度。
作为进一步的实施方式，防滑剂为烯烃类高分子聚合物，优选地，根据共聚单体的不同，可以选择为乙烯-醋酸乙烯-羰基(E/VA/CO)类聚合物，乙烯-丙烯酸正丁酯-羰基(E/NBA/CO)类聚合物和乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油(E/NBA/GMA)类聚合物。
作为进一步的实施方式，耐磨剂为硅酮树脂、聚四氟乙烯微粉、聚乙烯蜡粉或硅氧烷树脂。
作为进一步的实施方式，助剂为抗紫外线剂和雾面剂中的一种或组合。优选地，抗UV助剂主要成分是2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；雾面剂为主要成分是碳酸钙或二氧化硅细粉。
作为进一步的实施方式，TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂的重量比为(80-90)：(3-5)：(3-5)：(2-3)：2。
作为进一步的实施方式，在止滑母粒中，防滑剂和TPU颗粒的重量比为40:60；或者，防滑剂和TPU颗粒的重量比为30:70；又或者，防滑剂和TPU颗粒的重量比为50:50。
作为进一步的实施方式，在耐磨母粒中，耐磨剂和TPU颗粒的重量比为40:60；或者，耐磨剂和TPU颗粒的重量比为35:65；又或者，耐磨剂和TPU颗粒的重量比为45:55；再或者，耐磨剂和TPU颗粒的重量比为50:50。
本发明实施例所提供的防滑耐磨鞋材，同时兼具止滑和耐磨功能，能够代替现有的TPU复合型鞋底(现有TPU复合型鞋底需先制备TPU中底，再用胶水粘贴耐磨止滑橡胶大底或者TPR鞋底片、TPU鞋底片、EVA鞋底片等各类鞋底片)。本发明的防滑耐磨鞋材直接一体成型，不需要使用胶水，工艺简单，环保健康，鞋底更耐磨更止滑，穿着更轻盈舒适。该防滑耐磨鞋材成型后，直接加热吸塑定型灌注PU，可形成鞋底。
一种防滑耐磨鞋材的制备方法，包括：
止滑母粒制备步骤：将配方量的防滑剂和TPU颗粒混合均匀，造粒，获取止滑母粒；
耐磨母粒制备步骤：将配方量的耐磨剂和TPU颗粒混合均匀，造粒，获取耐磨母粒；
混料干燥步骤：将配方量的TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂混合均匀，干燥除湿，获取混合物料；
流延步骤：将混合物料送至流延机的加料斗中，混合物料经过流延机的五个加热区、连接区以及换网区的加热后，得到熔融TPU混合物，熔融TPU混合物经过流延模头挤出，得到半成品；
压花冷却步骤：半成品经过流延机的压花辊，压雾，再经过冷却辊冷却后，收卷机收卷形成TPU薄膜。
作为进一步的实施方式，在止滑母粒制备步骤中，设置造粒机的加工温度为120-180℃；更加优选地为150℃。
在耐磨母粒制备步骤中，设置造粒机的加工温度为120-180℃；更加优选地为150℃。造粒过程是耐磨剂与主料混合后熔融挤出，冷却切成母粒。温度的设定是以TPU颗粒的熔点为依据，高于粒料熔点才可以熔融混合，能耗和熔指决定温度不能太高。
在混料干燥步骤中，用干燥除湿机进行物料干燥，设置干燥除湿机的温度为90-100℃的，干燥6-8小时；干燥除湿足够的温度和时间保证粒料烘干，流延时不会产生气孔。
在流延步骤中，流延机的五个加热区的温度依次为155-165℃、170-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃；连接区的温度为180-195℃；换网区的温度为180-195℃；流延模头的温度为180-195℃。加热区温度的设置是为了保证颗粒的温度逐步上升，从粒料到熔融状态的平稳过渡。连接区与换网区、温度设定与模头一致是为了保证熔融物料混合均匀，到模头出口阻力均衡。
作为进一步的实施方式，在混料干燥步骤中，干燥2-4小时；
在流延步骤中，流延机的五个加热区的温度依次为165℃、170℃、180℃、185℃、190℃；连接区的温度为180℃；换网区的的温度为190℃；流延模头的温度为195℃。
本发明实施例所提供的防滑耐磨鞋材的制备方法，分别往TPU原料中添加防滑剂或耐磨剂，分别做出止滑母粒和耐磨母粒，再按比例与TPU主料混合均匀，接着用流延机拉制成TPU薄膜，该薄膜具备止滑和耐磨功能，应用于鞋材能够代替现有橡胶大底或者TPR鞋底片、TPU鞋底片、EVA鞋底片等各类鞋底片和TPU膜这种复合型产品。将本发明获取的TPU薄膜直接加热吸塑定型灌注PU，即可制成鞋底。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种防滑耐磨鞋材，按照以下方法制备而成：
止滑母粒制备步骤：采用烯烃类高分子聚合物作(乙烯-醋酸乙烯-羰基(E/VA/CO))为止滑剂，将止滑剂与热塑性TPU颗粒按照重量比40：60混合均匀，设置造粒机的加工温度150℃，制成止滑母粒；
耐磨母粒制备步骤：采用硅酮树脂作为耐磨剂，将耐磨剂与热塑性TPU颗粒按照重量比为40：60混合均匀，设置造粒机的加工温度150℃，制成耐磨母粒；
混料干燥步骤：将TPU颗粒、色母、止滑母粒、耐磨母粒、抗UV剂(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)按照重量比80：4：4：2：2混合，搅拌均匀；接着输送到干燥除湿机中，在90℃的温度下干燥8小时，获取混合物料；
流延步骤：将混合物料输送到流延机的加料斗中，经过流延机的五个加热区、连接区以及换网区的加热后，得到熔融TPU混合物；熔融TPU混合物通过流延模头挤出，得到半成品；流延机的五个加热区的温度依次为165℃、170℃、180℃、185℃、190℃，连接区的温度为180℃，换网区的的温度为190℃，流延模头的温度为195℃；
压花冷却步骤：半成品用流延机的压花辊压花，再经过冷却辊冷却后，收卷机收卷形成TPU薄膜。
实施例2：
一种防滑耐磨鞋材，按照以下方法制备而成：
止滑母粒制备步骤：采用烯烃类高分子聚合物(乙烯-丙烯酸正丁酯-羰基(E/NBA/CO))作为止滑剂，将止滑剂与热塑性TPU颗粒按照重量比30：70混合均匀，设置造粒机的加工温度为140℃，制成止滑母粒；
耐磨母粒制备步骤：采用聚四氟乙烯微粉作为耐磨剂，将耐磨剂与热塑性TPU颗粒按照重量比35：65混合均匀，设置造粒机的加工温度160℃，制成耐磨母粒；
混料干燥步骤：将TPU颗粒、色母、止滑母粒、耐磨母粒和抗UV剂(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)按照重量比86：5：4：3：2混合，搅拌均匀；接着输送到干燥除湿机中在100℃的温度下干燥6小时，获取混合物料；
流延步骤：将混合物料输送到流延机的加料斗中，经过流延机的五个加热区、连接区以及换网区的加热后得到熔融TPU混合物，最后通过流延模头挤出，得到半成品；流延机的五个加热区的温度依次为155℃、175℃、185℃、190℃、195℃，连接区的温度为195℃，换网区的的温度为195℃，流延模头的温度为180℃；
压花冷却步骤：半成品用流延机的压花辊压花，再经过冷却辊冷却后，收卷机收卷形成TPU薄膜。
实施例3：
一种防滑耐磨鞋材，按照以下方法制备而成：
止滑母粒制备步骤：采用烯烃类高分子聚合物(乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油(E/NBA/GMA))作为止滑剂，止滑剂与热塑性TPU颗粒按照重量比为50：50混合均匀，设置造粒机的加工温度140℃，制成止滑母粒；
耐磨母粒制备步骤：采用聚乙烯蜡粉作为耐磨剂，耐磨剂与热塑性TPU颗粒按照重量比为45：55混合均匀，设置造粒机的加工温度150℃，制成耐磨母粒；
混料干燥步骤：将TPU颗粒、色母、止滑母粒、耐磨母粒、抗UV剂(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)按照重量比85：5：5：3：2混合，搅拌均匀；接着输送到干燥除湿机中在95℃的温度下干燥4小时，得到混合物料；
流延步骤：将混合物料输送到流延机的加料斗中，经过流延机的五个加热区、连接区以及换网区的加热后得到熔融TPU混合物，最后通过流延模头挤出，得到半成品；流延机的五个加热区的温度依次为160℃、170℃、185℃、190℃、195℃，连接区的温度为185℃，换网区的的温度为185℃，流延模头的温度为190℃；
压花冷却步骤：半成品用流延机的压花辊压花，再经过冷却辊冷却后，收卷机收卷形成TPU薄膜。
实施例4：
一种防滑耐磨鞋材，按照以下方法制备而成：
止滑母粒制备步骤：采用烯烃类高分子聚合物(乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油(E/NBA/GMA))作为止滑剂，止滑剂与热塑性TPU颗粒按照重量比为30：70混合均匀，设置造粒机的加工温度130℃，制成止滑母粒；
耐磨母粒制备步骤：采用硅氧烷树脂作为耐磨剂，耐磨剂与热塑性TPU颗粒按照重量比50：50混合均匀，设置造粒机的加工温度130℃，制成耐磨母粒；
混料干燥步骤：将TPU颗粒、色母、止滑母粒、耐磨母粒、抗UV剂(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)按照90：3：3：2：2比例混合，搅拌均匀；接着输送到干燥除湿机中在100℃的温度下干燥2小时，得到混合物料；
流延步骤：将混合物料输送到流延机的加料斗中，经过流延机的五个加热区、连接区和换网区的加热后，得到熔融TPU混合物，最后通过流延模头挤出，得到半成品；流延机的五个加热区的温度依次为158℃、172℃、188℃、192℃、192℃，连接区的温度为188℃，换网区的的温度为190℃，流延模头的温度为192℃；
压花冷却步骤：半成品用流延机的压花辊压花，再经过冷却辊冷却后，收卷机收卷形成TPU薄膜。
性能测试
分别将实施例1-4获取的TPU薄膜制备成款式相同的鞋底，送至国家纺织服装产品质量监督检验中心(福建)进行相关性能检测，具体检测指标和结果如下表1所示。
表1实施例1-4鞋底的相关性能记录表
Figure BDA0002415392040000101
Figure BDA0002415392040000111
从表1中的记录可得，实施例1-4的鞋底，均获得了较佳的防滑性能和耐磨性能。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种防滑耐磨鞋材，其特征在于，由按照重量比为(80-90)：(2-7)：(2-7)：(2-5)：2的TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂制备而成；所述止滑母粒由按照重量比为(3-5)：(5-7)的防滑剂和TPU颗粒制备而成；所述耐磨母粒由按照重量比为(1-9)：(1-13)的耐磨剂和TPU颗粒制备而成。
2.如权利要求1所述的防滑耐磨鞋材，其特征在于，所述防滑剂为烯烃类高分子聚合物。
3.如权利要求1所述的防滑耐磨鞋材，其特征在于，所述耐磨剂为硅酮树脂、聚四氟乙烯微粉、聚乙烯蜡粉或硅氧烷树脂。
4.如权利要求1所述的防滑耐磨鞋材，其特征在于，所述助剂为抗紫外线剂和雾面剂中的一种或组合。
5.如权利要求1所述的防滑耐磨鞋材，其特征在于，所述TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂的重量比为(80-90)：(3-5)：(3-5)：(2-3)：2。
6.如权利要求1所述的防滑耐磨鞋材，其特征在于，在所述止滑母粒中，所述防滑剂和TPU颗粒的重量比为40:60；或者，所述防滑剂和TPU颗粒的重量比为30:70；又或者，所述防滑剂和TPU颗粒的重量比为50:50。
7.如权利要求1所述的防滑耐磨鞋材，其特征在于，在所述耐磨母粒中，所述耐磨剂和TPU颗粒的重量比为40:60；或者，所述耐磨剂和TPU颗粒的重量比为35:65；又或者，所述耐磨剂和TPU颗粒的重量比为45:55；再或者，所述耐磨剂和TPU颗粒的重量比为50:50。
8.一种如权利要求1所述的防滑耐磨鞋材的制备方法，其特征在于，包括：
止滑母粒制备步骤：将配方量的防滑剂和TPU颗粒混合均匀，造粒，获取止滑母粒；
耐磨母粒制备步骤：将配方量的耐磨剂和TPU颗粒混合均匀，造粒，获取耐磨母粒；
混料干燥步骤：将配方量的TPU主料、色母、止滑母粒、耐磨母粒和助剂混合均匀，干燥除湿，获取混合物料；
流延步骤：将所述混合物料送至流延机，所述混合物料经过流延机的五个加热区、连接区以及换网区的加热后，得到熔融TPU混合物，所述熔融TPU混合物经过流延模头挤出，得到半成品；
压花冷却步骤：所述半成品经过压花、冷却后，即得。
9.如权利要求8所述的防滑耐磨鞋材的制备方法，其特征在于，在所述止滑母粒制备步骤中，设置造粒机的加工温度为120-180℃；
在所述耐磨母粒制备步骤中，设置造粒机的加工温度为120-180℃；
在所述混料干燥步骤中，用干燥除湿机进行物料干燥，设置干燥除湿机的温度为90-100℃的，干燥6-8小时；
在所述流延步骤中，流延机的五个加热区的温度依次为155-165℃、170-190℃、180-195℃、180-195℃、180-195℃；连接区的温度为180-195℃；换网区的温度为180-195℃；流延模头的温度为180-195℃。
10.如权利要求9所述的防滑耐磨鞋材的制备方法，其特征在于，在所述混料干燥步骤中，干燥2-4小时；
在所述流延步骤中，流延机的五个加热区的温度依次为165℃、170℃、180℃、185℃、190℃；连接区的温度为180℃；换网区的的温度为190℃；流延模头的温度为195℃。
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