CN111333992A - 一种鞋底原料用tpr材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种鞋底原料TPR材料及其制备方法，属于橡胶材料领域。本发明通过原料采用SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油等，再改进阻燃剂的添加工艺，制备的TPR材料不仅具有较优的抗老化性能，而且具有一定的阻燃效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种鞋底原料TPR材料及其制备方法，属于橡胶材料领域。
背景技术
TPR是其英文名Thermo Plastic Rubber的缩写，也称为热塑性橡胶，其是以热塑性丁苯橡胶(如SBS)为基础原材料，添加填料，增塑油剂以及其他功能助剂共混改性而成，优点是无需硫化，制备过程可直接加工成型(如注塑，挤出，吹塑等)。
SBS是指苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，兼有塑料和橡胶的特性，被称为"第三代合成橡胶"，主要用于橡胶制品、树脂改性剂、粘合剂和沥青改性剂四大应域。
由于SBS中存在不饱和分子结构，其耐化学性、耐候性不佳，制备得到的TPR材料同时也有易燃的缺点，这给产品的使用带来了一定的局限性。
发明内容
本发明一方面提供了一种鞋底原料用TPR材料，克服了SBS中存在不饱和分子结构的缺陷，提高了TPR材料的耐老化、耐温、耐腐蚀性能。
一种鞋底原料用TPR材料，包括以下原料：SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油。
优选地，一种鞋底原料用TPR材料，还包括以下原料：耐磨剂、抗紫化剂、抗氧化剂、阻燃剂。
优选地，一种鞋底原料用TPR材料，包括以下重量份数的原料：SBS 80-120份、饱和聚酯树脂15-25份、白炭黑5-15份、聚苯乙烯15-25份、钴粉8-10份、碳酸钙15-25份、白油50-60份。
优选地，一种鞋底原料用TPR材料，还包括以下重量份数的原料：耐磨剂3-7份、抗紫化剂2-4份、抗氧化剂1-2份、阻燃剂2-4份。
优选地，饱和聚酯树脂为线性饱和聚酯树脂。
本发明另一方面还提供了一种鞋底原料用TPR材料的制备方法，改进了阻燃剂的添加工艺，增加了TPR材料的阻燃效果。
一种鞋底原料用TPR材料的制备方法，步骤为：
S1、将SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油混合，加热使其全部溶解，搅拌均匀；
S2、将步骤S1混合均匀的混合物挤出成型，成型后冷却；
S3、将冷却后的材料做成需要的尺寸，即得TPR材料。
优选地，步骤S1中还加入耐磨剂、抗紫化剂和抗氧化剂进行混合溶解。
优选地，在步骤S2后还增加步骤S21：将阻燃剂加热溶解为液体，将冷却后的材料加入至阻燃剂中混合，继续挤出成型，成型后冷却。
优选地，步骤S21中的冷却工艺为二次冷却，先冷却至80-90℃，继续冷却至30-35℃。
优选地，步骤S2中挤出成型可替换为造粒工艺。
本发明的有益效果为：
1、本发明在原料中添加了钴粉，由于钴粉有金属的特性，添加到TPR材料可以增加其韧性，同时也提高了TPR材料的抗老化效果。
2、由于SBS中存在不饱和分子结构，本发明在原料中增加了饱和聚酯树脂，优选采用线性饱和聚酯树脂，其具有优异的粘接性能，将各个原料有效的融合在一起，同时还可以中和不饱和分子结构存在的缺陷，可克服SBS材料耐候性及抗老化不佳的缺陷。
3、本发明原料中增加了阻燃剂，现有的阻燃剂都是和原料一起添加，实际阻燃剂在材料的内部，阻燃效果未能很好地体现出来，本发明的添加方式是先成型再加入阻燃剂，使阻燃剂包覆在材料的表面，更能突出阻燃效果。
具体实施方式
一种鞋底原料用TPR材料，包括以下重量份数的原料：SBS 80-120份、饱和聚酯树脂15-25份、白炭黑5-15份、聚苯乙烯15-25份、钴粉8-10份、碳酸钙15-25份、白油50-60份、耐磨剂3-7份、抗紫化剂2-4份、抗氧化剂1-2份、阻燃剂2-4份。
制备方法为：
S1、将SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油、耐磨剂、抗紫化剂和抗氧化剂混合，加热使其全部溶解，搅拌均匀；
S2、将步骤S1混合均匀的混合物挤出成型，成型后冷却；
S21、将阻燃剂加热溶解为液体，将冷却后粒子加入至阻燃剂中混合，继续挤出成型，成型后先冷却至80-90℃，继续冷却至30-35℃；
S3、将冷却后的材料做成需要的尺寸，即得TPR材料。
饱和聚酯树脂可选用尼龙、无油醇酸树脂的一种或几种。
阻燃剂可选用APP、IPPP、Zn(BO3)2的一种或几种。
以上材料均为市售。
实施例1：
TPR材料包括以下重量份数的原料：SBS 100份、饱和聚酯树脂20份、白炭黑10份、聚苯乙烯20份、钴粉9份、碳酸钙20份、白油55份。
其制备方法为：
S1、将SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油混合，加热使其全部溶解，搅拌均匀；
S2、将步骤S1混合均匀的混合物挤出成型，成型后冷却；
S3、将冷却后的材料做成需要的尺寸，即得TPR材料。
饱和聚酯树脂选用尼龙。
实施例2：
TPR材料包括以下重量份数的原料：SBS 80份、饱和聚酯树脂15份、白炭黑5份、聚苯乙烯15份、钴粉8份、碳酸钙15份、白油50份、耐磨剂3份、抗紫化剂2份、抗氧化剂1份、阻燃剂2份。
制备方法为：
S1、将SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油、耐磨剂、抗紫化剂和抗氧化剂混合，加热使其全部溶解，搅拌均匀；
S2、将步骤S1混合均匀的混合物挤出成型，成型后冷却；
S21、将阻燃剂加热溶解为液体，将冷却后粒子加入至阻燃剂中混合，继续挤出成型，成型后先冷却至80℃，继续冷却至30℃；
S3、将冷却后的材料做成需要的尺寸，即得TPR材料。
饱和聚酯树脂选用无油醇酸树脂。
阻燃剂选用APP。
耐磨剂选用A-186耐磨剂。
抗紫化剂选用UV-12抗紫化剂。
抗氧化剂选用橡胶抗氧化剂TMDQ。
实施例3：
TPR材料包括以下重量份数的原料：SBS 100份、饱和聚酯树脂20份、白炭黑10份、聚苯乙烯20份、钴粉9份、碳酸钙20份、白油55份、耐磨剂5份、抗紫化剂3份、抗氧化剂1.5份、阻燃剂3份。
制备方法为：
S1、将SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油、耐磨剂、抗紫化剂和抗氧化剂混合，加热使其全部溶解，搅拌均匀；
S2、将步骤S1混合均匀的混合物挤出成型，成型后冷却；
S21、将阻燃剂加热溶解为液体，将冷却后粒子加入至阻燃剂中混合，继续挤出成型，成型后先冷却至85℃，继续冷却至32℃；
S3、将冷却后的材料做成需要的尺寸，即得TPR材料。
饱和聚酯树脂选用无油醇酸树脂。
阻燃剂选用IPPP。
其余同实施例2。
实施例4：
TPR材料包括以下重量份数的原料：SBS 120份、饱和聚酯树脂25份、白炭黑15份、聚苯乙烯25份、钴粉10份、碳酸钙25份、白油60份、耐磨剂7份、抗紫化剂4份、抗氧化剂2份、阻燃剂4份。
制备方法为：
S1、将SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油、耐磨剂、抗紫化剂和抗氧化剂混合，加热使其全部溶解，搅拌均匀；
S2、将步骤S1混合均匀的混合物挤出成型，成型后冷却；
S21、将阻燃剂加热溶解为液体，将冷却后粒子加入至阻燃剂中混合，继续挤出成型，成型后先冷却至90℃，继续冷却至35℃；
S3、将冷却后的材料做成需要的尺寸，即得TPR材料。
饱和聚酯树脂选用无油醇酸树脂。
阻燃剂选用Zn(BO3)2。
其余同实施例2。
实施例5：
TPR材料包括以下重量份数的原料：SBS 85份、饱和聚酯树脂22份、白炭黑8份、聚苯乙烯18份、钴粉10份、碳酸钙22份、白油56份、耐磨剂4份、抗紫化剂3份、抗氧化剂1份、阻燃剂4份。
制备方法为：
S1、将SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油、耐磨剂、抗紫化剂和抗氧化剂混合，加热使其全部溶解，搅拌均匀；
S2、将步骤S1混合均匀的混合物挤出成型，成型后冷却；
S21、将阻燃剂加热溶解为液体，将冷却后粒子加入至阻燃剂中混合，继续挤出成型，成型后先冷却至86℃，继续冷却至34℃；
S3、将冷却后的材料做成需要的尺寸，即得TPR材料。
饱和聚酯树脂选用尼龙。
阻燃剂选用APP。
其余同实施例2。
对比例1：
与实施例2的区别在于：
原料中未添加钴粉。
对比例2：
与实施例3的区别在于：
原料中未添加饱和聚酯树脂。
对比例3：
与实施例4的区别在于：
制备方法为：
S1、将SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油、耐磨剂、抗紫化剂、抗氧化剂和阻燃剂混合，加热使其全部溶解，搅拌均匀；
S2、将步骤S1混合均匀的混合物挤出成型，成型后先冷却至90℃，继续冷却至35℃；
S3、将冷却后的材料做成需要的尺寸，即得TPR材料。
对比例4：
与实施例5的区别在于：
S21、将阻燃剂加热溶解为液体，将冷却后粒子加入至阻燃剂中混合，继续挤出成型，成型后冷却至34℃。
试验例：
1、本发明TPR材料的抗老化试验
将各个实施例及对比例制备的TPR材料切割成长宽高为50mm×5mm×2mm的形状，在优肯科技股份有限公司生产的UA-2071A型热空气老化烘箱中进行老化，老化条件为100℃×24h，老化前后均测试TPR材料的力学性能，按GBT528-1998方法进行测试，计算老化前后的力学性能变化率，结果如表1所示。
力学性能变化率＝(老化后力学性能-老化前力学性能)/老化前力学性能×100％。
表1本发明TPR材料的老化效果
从表1的数据可以看出，本发明制备的TPR材料抗老化效果较好，在100℃的环境中放置24h，硬度变化率、拉断伸长率的变化率、拉断强度的变化率并没有发生较大的改变。其中，本发明制备TPR材料抗老化效果明显优于对比例1(未添加钴粉)和对比例2(未添加饱和聚酯树脂)，说明钴粉和饱和聚酯树脂均对TPR材料的抗老化有明显的作用；本发明备TPR材料抗老化效果稍稍优于对比例4(采用直接冷却的方法)，说明冷却工艺也对TPR材料的抗老化有一定的作用，效果不是很明显；本发明制备TPR材料抗老化效果与对比例3(直接加入阻燃剂)效果相当，说明阻燃剂的添加方式不影响TPR材料的抗老化效果。
2、本发明TPR材料的抗阻燃试验
将各个实施例及对比例制备的TPR材料切割成长宽高为50mm×5mm×2mm的形状，点火进行燃烧试验，试验过程中测定燃烧时间，判定阻燃材料标准等级，结果如表1所示。
表2本发明TPR材料的阻燃效果
| 组别 | 燃烧时间(min) | 烟 | 等级 |
| 实施例1 | 7.62 | 大 | FH-2 |
| 实施例2 | 1.76 | 小 | FH-1 |
| 实施例3 | 1.15 | 很小 | FH-1 |
| 实施例4 | 1.29 | 很小 | FH-1 |
| 实施例5 | 2.08 | 小 | FH-1 |
| 对比例1 | 1.79 | 小 | FH-1 |
| 对比例2 | 1.20 | 小 | FH-1 |
| 对比例3 | 3.17 | 中 | FH-1 |
| 对比例4 | 2.11 | 小 | FH-1 |
从表2的数据可以看出，本发明制备的TPR材料阻燃效果好，燃烧时间断，烟小，均达到国家阻燃材料FH-1标准。其中，未添加阻燃剂的实施例1制备的TPR材料只能达到FH-2标准；本发明制备TPR材料的燃烧时间和燃烟大小明显低于对比例3(直接加入阻燃剂)，说明阻燃剂的添加方式对阻燃效果有明显的影响；本发明制备TPR材料的阻燃效果与对比例1(未添加钴粉)、对比例2(未添加饱和聚酯树脂)和对比例4(采用直接冷却的方法)效果相当，说明其他配方不影响TPR材料的阻燃效果
本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种鞋底原料用TPR材料，其特征为：包括以下原料：SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油。
2.如权利要求1所述的一种鞋底原料用TPR材料，其特征为：还包括以下原料：耐磨剂、抗紫化剂、抗氧化剂、阻燃剂。
3.如权利要求1所述的一种鞋底原料用TPR材料，其特征为：包括以下重量份数的原料：SBS 80-120份、饱和聚酯树脂15-25份、白炭黑5-15份、聚苯乙烯15-25份、钴粉8-10份、碳酸钙15-25份、白油50-60份。
4.如权利要求3所述的一种鞋底原料用TPR材料，其特征为：还包括以下重量份数的原料：耐磨剂3-7份、抗紫化剂2-4份、抗氧化剂1-2份、阻燃剂2-4份。
5.如权利要求1或3所述的一种鞋底原料用TPR材料，其特征为：饱和聚酯树脂为线性饱和聚酯树脂。
6.一种鞋底原料用TPR材料的制备方法，其特征为：步骤为：
S1、将SBS、饱和聚酯树脂、白炭黑、聚苯乙烯、钴粉、碳酸钙、白油混合，加热使其全部溶解，搅拌均匀；
S2、将步骤S1混合均匀的混合物挤出成型，成型后冷却；
S3、将冷却后的材料做成需要的尺寸，即得TPR材料。
7.如权利要求6所述的一种鞋底原料用TPR材料的制备方法，其特征为：步骤S1中还加入耐磨剂、抗紫化剂和抗氧化剂进行混合溶解。
8.如权利要求6所述的一种鞋底原料用TPR材料的制备方法，其特征为：在步骤S2后还增加步骤S21：将阻燃剂加热溶解为液体，将冷却后的材料加入至阻燃剂中混合，继续挤出成型，成型后冷却。
9.如权利要求8所述的一种鞋底原料用TPR材料的制备方法，其特征为：步骤S21中的冷却工艺为二次冷却，先冷却至80-90℃，继续冷却至30-35℃。
10.如权利要求6所述的一种鞋底原料用TPR材料的制备方法，其特征为：步骤S2中挤出成型可替换为造粒工艺。
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|---|---|---|---|---|
| CN112280234A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-29 | 南京和润新材料科技有限公司 | 一种鞋底原料用tpr材料及其制备方法 |
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