CN111303541B - 一种可射铸成型且耐磨的橡胶粒子及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可射铸成型且耐磨的橡胶粒子及其制备方法和应用，所述橡胶粒子的质量份配方为：三元乙丙橡胶100、烯烃嵌段共聚物20～40、聚烯烃弹性体10～30、补强剂15～45、软化增塑剂5～50、耐磨剂5～15、硫化剂1～4、助硫化剂1～2、硬脂酸1～3、硬脂酸锌1～3、氧化锌或碳酸锌2～10、有机活化剂1～5、偶联剂0.1～0.5、色母0～5。本发明不仅能实现射铸法成型，可用于制作运动鞋或休闲鞋的鞋底外底，而且制作的鞋底外底的各项性能均明显优于运动鞋优质标准的要求，具有超耐磨、高防滑、高弹性、耐黄变、耐老化、耐高低温、质轻等优点，尤其能实现复杂立体构型的外底制作，且物料损耗低、良品率高。

Description

一种可射铸成型且耐磨的橡胶粒子及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种橡胶材料及其制备方法和应用，具体说，是涉及一种可射铸成型且耐磨的橡胶粒子及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。
背景技术
射铸成型是美国道化学公司(Dow Chemical Co.)开发的一种高新技术，在工业发达国家是一项成熟的成型工艺。射铸成型的原理是将具有半固态特性的粒料吸入料管中，然后在加热的同时通过螺杆的高速运转使其产生触变现象，在射出时以层流的方式充填模具，从而形成各种造型的结构致密的产品，该成型工艺具有诸多优点，如：所得产品的表面质量高、致密性好、不良品率低、材料损耗小、操作简单、可一步成型为包含复杂三维结构的产品形状等。但目前的射铸成型法主要是应用于金属合金的成型生产，大多用于镁合金零件的成型生产，因为现有技术中除了本申请人在ZL 2015105829398的发明专利中公开的一种利用废轮胎胶粉制备的可射铸橡胶粒子外，目前还没有具有半固态特性、可实现射铸成型的其它橡胶材料的报道。
另外，随着人们生活水平和健康意识的提高，人们对运动鞋品质的重视程度也随之越来越高，舒适、质轻、耐磨、高弹、低永久压缩性、具有立体美观造型的鞋子越来越受到人们的追捧和喜爱。而目前的运动鞋按鞋底可分为三种：第一种是由单层发泡体形成的鞋底，具有质轻优点，但是鞋底偏厚不利于运动，且防滑、耐磨性能较差；第二种是由发泡体和黏贴于发泡体底部多个橡胶片构成的鞋底，这种鞋底与第一种相比增加了一定的防滑、耐磨效果，但是独立的橡胶片易产生部分脱落；第三种是由发泡体与橡胶片外底构成上下两层的鞋底，该种鞋底与第二种相比，虽在各项物性指标上有了不错的表现，但在耐磨性、防滑性和弹性上还存在一定欠缺，使运动鞋在奔跑、反复跳跃过程中，鞋底很快出现磨损、打滑、失去弹力；关键是，目前用于制作鞋底外底的橡胶材料主要为天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)和顺丁橡胶(BR)，由于它们自身的黏性、冷流性、自流性等性能，使得它们只能以模压方式成型，模压后的产品具有飞边和毛边，需要额外进行修边处理，不仅造成胶料的巨大浪费(损耗率达15～30％)，使成本增高，而且增加了人工工作强度，使良品率不能保证；另外，若模压成型为具有镂空结构的外底，还需要垫布辅助，不仅造成耗材增多、操作工序增加，而且成本显著增高；尤其是，采用模压成型工艺，无法实现具有复杂立体构型的外底制作，以致局限了运动鞋品质的进一步提高，不能满足人们的高需求。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种可射铸成型且耐磨的橡胶粒子及其制备方法和该种橡胶粒子用于制作鞋底外底的应用。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可射铸成型且耐磨的橡胶粒子，具有如下质量份配方：
Figure BDA0001902290370000021
作为优选方案，上述可射铸成型且耐磨的橡胶粒子，具有如下质量份配方：
Figure BDA0001902290370000022
Figure BDA0001902290370000031
一种上述可射铸成型且耐磨的橡胶粒子的制备方法，包括如下步骤：
a)将配方量的三元乙丙橡胶与配方量的补强剂、有机活化剂、偶联剂及软化增塑剂混合后，于120～145℃下进行偶联补强混炼处理；
b)将步骤a)偶联补强混炼处理后的胶料与配方量的烯烃嵌段共聚物、聚烯烃弹性体、耐磨剂、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌或碳酸锌及色母混合后，于135～150℃下进行塑化密炼处理；
c)将步骤b)塑化密炼处理后的混炼胶与配方量的硫化剂和助硫化剂混合后，于100～125℃下进行连续混炼处理；
d)对步骤c)混炼处理后的均匀物料进行挤压造粒。
作为优选方案，步骤a)进行偶联补强混炼处理的时间为15～30分钟。
作为优选方案，步骤b)进行塑化密炼处理的时间为20～40分钟。
作为优选方案，步骤c)进行连续混炼处理的时间为5～15分钟。
作为优选方案，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40～50ML100℃(1+4)。
作为优选方案，所述烯烃嵌段共聚物的邵氏硬度为50～70A。
作为优选方案，所述聚烯烃弹性体的门尼粘度为20～40ML121℃(1+4)。
作为优选方案，所述补强剂选用白炭黑或/和硅微粉。
作为优选方案，所述软化增塑剂选用石蜡油或/和环烷油。
作为优选方案，所述耐磨剂选用聚烯烃高聚物耐磨剂。
作为优选方案，所述硫化剂选用二—叔丁基过氧化异丙基苯(无味DCP)。
作为优选方案，所述助硫化剂选用三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
作为优选方案，所述有机活化剂选用聚乙二醇PEG 4000。
作为优选方案，所述偶联剂选用硅烷偶联剂Si-69，化学名为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。
本发明所述的可射铸成型且耐磨的橡胶粒子可采用射铸成型法制作运动鞋或休闲鞋的鞋底外底。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
经性能测试表明：本发明提供的橡胶粒子的门尼粘度值为55～65ML100℃(1+4)，具有半固态特性，能实现射铸法成型；并且，采用本发明提供的橡胶粒子制备的鞋底外底的各项性能不仅均符合对运动鞋鞋底的合格标准要求，而且明显优于优质标准的要求，尤其是耐磨性能优势明显；不仅能使鞋底外底实现超耐磨、高防滑、高弹性、耐黄变、耐老化、耐高低温、质轻等优点，而且可实现复杂立体构型的外底制作，并且制作工艺简单，只需一步射铸成型得到，没有飞边和毛边，不需要额外进行修边处理和垫布辅助，物料损耗低，成品合格率高，且易于实现自动化和规模化实施；因此，本发明相对于现有技术，具有显著性进步和突出的有益效果。
附图说明
图1和图2均是采用本发明提供的橡胶粒子进行射铸成型得到的具有复杂立体构型的鞋底外底的样品照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案和有益效果做进一步详细地说明。
实施例1
本实施例提供的可射铸成型且耐磨的橡胶粒子的配方请见表1所示。
本实施例所述的可射铸成型且耐磨的橡胶粒子的制备方法，包括如下步骤：
a)将配方量的三元乙丙橡胶与补强剂、有机活化剂、偶联剂及软化增塑剂混合后，于120～145℃下进行偶联补强混炼处理15～30分钟；
b)将步骤a)偶联补强混炼处理后的胶料与配方量的烯烃嵌段共聚物、聚烯烃弹性体、耐磨剂、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌或碳酸锌及色母混合后，于135～150℃下进行塑化密炼处理20～40分钟；
c)将步骤b)塑化密炼处理后的混炼胶与配方量的硫化剂和助硫化剂混合后，于100～125℃下进行连续混炼处理5～15分钟；
d)对步骤c)混炼处理后的均匀物料进行挤压造粒。
对本实施例制得的橡胶粒子的性能测试结果请见表2所示。
实施例2～5
实施例2～5提供的可射铸成型且耐磨的橡胶粒子的配方均请见表1所示。
实施例2～5所述的可射铸成型且耐磨的橡胶粒子的制备方法均同实施例1中所述。
对实施例2～5制得的橡胶粒子的性能测试结果均请见表2所示。
表1实施例1～5所述橡胶粒子的质量份配方
Figure BDA0001902290370000051
表1中：
所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40～50ML100℃(1+4)，可选用吉林石化生产的EPDM4045，美国陶氏生产的EPDM3722或EPDM3745等；所述烯烃嵌段共聚物的邵氏硬度为50～70A，可选用美国陶氏生产的OBC 9107或OBC 9507等；所述聚烯烃弹性体的门尼粘度为20～40ML121℃(1+4)，可选用美国陶氏生产的POE 8150或POE 8480等；所述补强剂选用白炭黑或/和硅微粉；所述软化增塑剂选用石蜡油或/和环烷油；所述耐磨剂选用聚烯烃高聚物耐磨剂；所述硫化剂选用二—叔丁基过氧化异丙基苯(无味DCP)；所述助硫化剂选用三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)；所述有机活化剂选用聚乙二醇PEG 4000；所述偶联剂选用硅烷偶联剂Si-69，化学名为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物；所述色母根据具体应用产品所需颜色进行添加和选用，为公知常识，在此不做赘述。
表2实施例1～5所述橡胶粒子的性能测试结果
Figure BDA0001902290370000061
Figure BDA0001902290370000071
由表2可见：采用本发明实施例所制备的橡胶粒子，具有半固态特性(门尼粘度ML100℃(1+4)值为55～65)，能实现射铸法成型；并且，直接射铸成型的鞋底外底片的各项性能不仅均符合对运动鞋鞋底的合格标准要求，而且明显优于优质标准的要求，尤其是耐磨性能优势明显；不仅能使鞋底外底实现超耐磨、高防滑、高弹性、耐黄变、耐老化、耐高低温、质轻等优点，而且可实现复杂立体构型的外底制作(请参阅图1和图2所示，而采用现有的模压成型技术是不能实现类似图1和图2所示的复杂立体构型)，并且制作工艺简单，只需一步射铸成型得到，没有飞边和毛边，不需要额外进行修边处理和垫布辅助，物料损耗低，成品合格率高，且易于实现自动化和规模化实施；因此，本发明相对于现有技术，取得了显著性进步和突出的有益效果，具有工业应用价值，不仅可用于制作运动鞋和休闲鞋的鞋底外底，还可用于其他类似产品的制作。
最后需要在此指出的是：以上仅是本发明的部分优选实施例，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种可射铸成型且耐磨的橡胶粒子，其特征在于，具有如下质量份配方：
Figure FDA0003748155000000011
所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为40～50ML100℃(1+4)，所述聚烯烃弹性体POE的门尼粘度为20～40ML121℃(1+4)，所述烯烃嵌段共聚物OBC的邵氏硬度为50～70A；且，
所述的可射铸成型且耐磨的橡胶粒子由如下步骤制备得到：
a)将配方量的三元乙丙橡胶与配方量的补强剂、有机活化剂、偶联剂及软化增塑剂混合后，于120～145℃下进行偶联补强混炼处理15～30分钟；
b)将步骤a)偶联补强混炼处理后的胶料与配方量的烯烃嵌段共聚物OBC、聚烯烃弹性体POE、耐磨剂、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌或碳酸锌及色母混合后，于135～150℃下进行塑化密炼处理20～40分钟；
c)将步骤b)塑化密炼处理后的混炼胶与配方量的硫化剂和助硫化剂混合后，于100～125℃下进行连续混炼处理5～15分钟；
d)对步骤c)混炼处理后的均匀物料进行挤压造粒。
2.根据权利要求1所述的可射铸成型且耐磨的橡胶粒子，其特征在于，具有如下质量份配方：
Figure FDA0003748155000000012
Figure FDA0003748155000000021
3.一种权利要求1或2所述的可射铸成型且耐磨的橡胶粒子的应用，其特征在于：以所述的橡胶粒子采用射铸成型法制作运动鞋或休闲鞋的鞋底外底。
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