CN112080048B - 一种安全鞋橡胶鞋底及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全鞋橡胶鞋底及其制备方法,包括以下重量份组分:丁腈橡胶40份、天然橡胶8‑10份、溴化丁基橡胶5‑8份、混炼型聚氨酯弹性体8‑15份、增塑软木粉10‑25份、增塑皮革粉10‑3份、纳米碳酸钙8‑15份、环烷油5‑8份、白炭黑15份、防老剂RD 0.6份、聚乙二醇PEG4000 1.2份、二甘醇0.6份、聚乙烯蜡0.15份、黄色树脂C9 2.6份、氧化锌1.2份、硬脂酸0.6份、硅烷偶联剂0.5份、不溶性硫磺1.2份、硫化促进剂1.8份;本发明的鞋底在保证鞋底硬度的前提下,添加具有多羟基结构的增塑软木粉和增塑皮革粉,增加鞋底表面极性、提高鞋底抓地力、增加鞋底对大气环境的适应性。

Description

一种安全鞋橡胶鞋底及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶鞋底技术领域,尤其涉及一种安全鞋橡胶鞋底及其制备方法。
背景技术
橡胶是一种非常重要且用量巨大的鞋底材料,作为衡量橡胶性能的重要指标,橡胶制品的摩擦性能与其他性能一样越来越能引起人们的重视。对于鞋用橡胶来说,良好的防滑性是鞋底用橡胶制品应具备的基本功能之一,也是衡量鞋类品质优劣的一项重要指标。鞋底的防滑性能是指鞋底对地面的防滑效果或抓地力,防滑性能的好坏直接关系到鞋穿着时安全与否。
鞋底材料的硬度对鞋底的防滑性能也是有影响的,通常来讲,鞋底材料硬度小,在与地面接触时,会产生比较大的形变,与接触表面产生微细不规则的塑性变形,增大接触面积,防滑性能也随之增加。但是,在特殊场合使用的鞋底,例如安全鞋,如果鞋底太软会不利于在户外地形行走,脚部容易疲劳,甚至遭受伤害。
发明内容
本申请实施例通过提供一种安全鞋橡胶鞋底及其制备方法,解决了现有技术中硬鞋底防滑效果差,且老化性能差的技术问题,实现了在保证鞋底硬度的前提下,添加具有多羟基结构的增塑软木粉和增塑皮革粉,增加鞋底表面极性、提高鞋底抓地力、抗老化性能优异等优点。
本申请实施例提供了一种安全鞋橡胶鞋底,包括以下重量份组分:
Figure BDA0002652501440000011
Figure BDA0002652501440000021
进一步地,各原料的重量份数为:
Figure BDA0002652501440000022
Figure BDA0002652501440000031
进一步地,所述混炼型聚氨酯弹性体为聚醚型混炼型聚氨酯,所述聚醚型混炼型聚氨酯由聚醚多元醇、异氰酸酯和烯丙基醚聚合而成。
进一步地,所述增塑软木粉的制备步骤为:称取500g的软木粉,控制水分在5%以下,置于容器中,加入由100g甘油和100g三乙醇胺组成的复合增塑剂,,粗略搅拌后转入高速搅拌搅机中搅拌均匀,装入密闭容器中放置24h后,得改增塑软木粉。
进一步地,所述增塑皮革粉的制备步骤包括:
d)将鞣制后的皮革边角料、回收的废旧皮革制品放入真空真空干燥箱,真空干燥,干燥温度不高于90℃,得到干燥的皮革废物;
e)将皮革废物粉碎处理,得到100-600目的皮革粉;
f)将皮革粉和三乙醇胺以1:0.4的质量比搅拌均匀,得到增塑皮革粉。
进一步地,所述防老剂是防老剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、MB(2-巯基苯并咪唑)、RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物)、BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)、SP(苯乙烯化苯酚)中的一种或两种。
进一步地,所述丁腈橡胶中的丙烯腈质量比不低于33%;
所述白炭黑是高分散性白炭黑;
所述硫化促进剂包括TS、NS、DM。
一种安全鞋橡胶鞋底的制备方法,包括以下步骤:
步骤(1):按照配方比例称量丁腈橡胶、天然橡胶,在双辊开炼机上混炼,塑化,然后均匀出片,得到预混胶;
步骤(2):先将步骤(1)中制备得到的预混胶、溴化丁基橡胶、混炼型聚氨酯弹性体、增塑软木粉、增塑皮革粉、纳米碳酸钙、环烷油、白炭黑、防老剂RD、聚乙二醇PEG4000、二甘醇、聚乙烯蜡、黄色树脂C9、氧化锌、硬脂酸、硅烷偶联剂放入密炼机中密炼,110℃-112℃排胶,室温放置24小时;
步骤(3):然后在双辊开炼机上混炼,并加入准确称量的不溶性硫磺、硫化促进剂,混炼均匀后,以均匀片状出片,最后将物料裁成鞋底形状放入橡胶鞋模中硫化成型,成型温度155℃,硫化结束,取出橡胶鞋底;
步骤(4):最后使用激光修边,再通过激光雕刻在橡胶大底的底部表面雕刻花纹,得到所述安全鞋橡胶鞋底。
进一步地,所述激光修边的具体步骤为:鞋底经3D视觉扫描后,存储信息,并确定修边位置;机械手臂将鞋底放入腔体后,仪器自动识别型体号,并匹配存储信息,选择修边位置,机械手臂将鞋底从放入腔体到拿出腔体的修边时间是3秒至20秒;
所述激光雕刻的具体步骤为:鞋底经3D视觉扫描后,存储信息,并确定鞋底花纹雕刻位置,根据雕刻花纹的设计,仪器自动雕刻,机械手臂将鞋底从放入腔体到拿出腔体的雕刻时间是3秒至20秒。
进一步地,所述激光修边、所述激光雕刻均采用二氧化碳激光器,激光频率50kKz,脉冲宽度100us,标刻速度500mm/s。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
1、本发明的鞋底在保证鞋底硬度的前提下,添加具有多羟基结构的增塑软木粉和增塑皮革粉,增加鞋底表面极性、提高鞋底抓地力、增加鞋底对大气环境的适应性。
2、本发明模拟鞋在穿着过程中,会受到光照、雨淋等自然环境的影响,利用Q-Sun氙灯老化试验机进行人工加速老化试验,在较短时间内,获得近似常规大气老化的结果;按GB/T 12831测试Q-Sun氙灯老化,光照102分钟,温度65℃,辐照度(340nm)为0.51W/(m2·nm),然后喷淋18分钟,循环测试168小时,无龟裂、无吐霜、无褪色,具有优异的老化性能。
3、本发明添加极性的混炼型聚氨酯弹性体,在高分子主链上含有许多重复的氨基甲酸酯链段,极性大,且其分子结构中双键含量非常少,并添加溴化丁基橡胶,改善混炼型聚氨酯弹性体与天然橡胶的相容性,不仅改善氙灯老化和臭氧老化性能,还改善橡胶鞋底粘着性能。按非常严苛的测试标准,臭氧浓度1000pphm、温度75℃、湿度85%、时间3小时,样品测试无龟裂、无吐霜。
4、激光雕刻过程中,橡胶材料易燃烧、雕刻面灰化,公开技术是配方中添加无机阻燃剂,明显增加材料成本。本发明结合配方设计,添加纳米碳酸钙、高分散性白炭黑,提高无机填料在橡胶中的分散性,有利于快速传递热量,避免激光雕刻时的热量聚集;另外,添加溴化丁基橡胶,激光雕刻的局部高温,溴化丁基橡胶中游离溴能起到一定的阻燃效果。
5、传统橡胶鞋底模具是铸造的铁模,铁模很难做到精细的小花纹,本发明搭配激光雕刻解决了该技术问题,得到清晰、精细的花纹,提升鞋底防滑性能。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例1:
一种安全鞋橡胶鞋底的制备方法,包括以下步骤:
1)制备软木粉:
称取500g的软木粉,控制水分在5%以下,置于容器中,加入由100g甘油和100g三乙醇胺组成的复合增塑剂,粗略搅拌后转入高速搅拌搅机中搅拌均匀,装入密闭容器中放置24h后,得改增塑软木粉。
2)制备增塑皮革粉
a)将鞣制后的皮革边角料、回收的废旧皮革制品放入真空干燥箱,真空干燥,干燥温度不高于90℃,得到干燥的皮革废物;
b)将上一步骤得到的皮革废物粉碎处理,得到100-600目的皮革粉;
c)按照皮革粉:三乙醇胺=1:0.4的质量比,将皮革粉和三乙醇胺搅拌均匀,得到增塑皮革粉。
3)制备预混胶
称量丁腈橡胶497525份、丁腈橡胶415515份、天然橡胶3L 8份,在双辊开炼机上混炼,塑化,然后均匀出片,得到预混胶;
4)密炼
将上一步骤得到的预混胶、溴化丁基橡胶X26份、混炼型聚氨酯弹性体11份(由聚醚多元醇、异氰酸酯和丙烯基醚聚合而成)、增塑软木粉15份、增塑皮革粉20份、纳米碳酸钙8份、环烷油5份、白炭黑15份、防老剂RD 0.6份、聚乙二醇PEG40001.2份、二甘醇0.6份、聚乙烯蜡0.15份、黄色树脂C92.6份、氧化锌1.2份、硬脂酸0.6份、硅烷偶联剂0.5份放入密炼机中密炼,110℃-112℃排胶,室温放置24小时;
5)制备橡胶鞋底
然后在双辊开炼机上混炼,并加入准确称量的不溶性硫磺1.2份、硫化促进剂1.8份,混炼均匀后,以均匀片状出片,最后将物料裁成鞋底形状放入橡胶鞋模中硫化成型,成型温度155℃,硫化结束,取出橡胶鞋底;
6)激光修边
采用二氧化碳激光器,设置激光频率50kKz,脉冲宽度100us,标刻速度500mm/s,鞋底经3D视觉扫描后,存储信息,并确定修边位置;机械手臂将鞋底放入腔体后,仪器自动识别型体号,并匹配存储信息,选择修边位置,机械手臂将鞋底从放入腔体到拿出腔体的修边时间是3秒至20秒,得到修边后的鞋底;7)激光雕刻
经过激光修边的鞋底经3D视觉扫描后,存储信息,并确定鞋底花纹雕刻位置,根据雕刻花纹的设计,仪器自动雕刻,机械手臂将鞋底从放入腔体到拿出腔体的雕刻时间是3秒至20秒,得到所述安全鞋橡胶鞋底。
实施例2:
一种安全鞋橡胶鞋底的制备方法基本与实施例1中的制备方法相同,所不同的是:
Figure BDA0002652501440000081
对比例A:
一种安全鞋橡胶鞋底的制备方法基本与实施例1中的制备方法相同,所不同的是:
混炼型聚氨酯弹性体0份、增塑软木粉0份、增塑皮革粉0份。
采用人工修边,未采用激光雕刻。
将上述实施例1、实施例2和对比例A进行性能检测,其中,硬度采用GS-706G硬度计测试;DIN耐磨按照GB/T 9867-2008测试;耐臭氧测试采用臭氧试验机,温度75℃、湿度85%、臭氧浓度500pphm、时间3小时;氙灯老化测试按GB/T 12831测试,光照102分钟,温度65℃,辐照度(340nm)为0.51W/(m2·nm),然后喷淋18分钟,循环测试168小时;防滑系数按照ISO 13287:2012测试SRA模式(瓷砖上滴加洗涤液),得到的实验数据如下表1所示:
Figure BDA0002652501440000082
Figure BDA0002652501440000091
表1
从实验数据可知,本实施例1、实施例2制得的安全鞋橡胶鞋底的硬度与对比例A差异不大,但本实施例1、实施例2的安全鞋橡胶鞋底防滑性能相比与对比例A的鞋底更加优异,且具有优异的抗老化性能。
以上所记载,仅为利用本创作技术内容的实施例,任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化,皆属本创作主张的专利范围,而不限于实施例所揭示者。

Claims (10)

1.一种安全鞋橡胶鞋底,其特征在于,包括以下重量份组分:
Figure FDA0003688985580000011
2.根据权利要求1所述的一种安全鞋橡胶鞋底,其特征在于,各原料的重量份数为:
Figure FDA0003688985580000012
Figure FDA0003688985580000021
3.如权利要求1所述的一种安全鞋橡胶鞋底,其特征在于,所述混炼型聚氨酯弹性体为聚醚型混炼型聚氨酯,所述聚醚型混炼型聚氨酯由聚醚多元醇、异氰酸酯和烯丙基醚聚合而成。
4.如权利要求1所述的一种安全鞋橡胶鞋底,其特征在于,所述增塑软木粉的制备步骤为:称取500g的软木粉,控制水分在5%以下,置于容器中,加入由100g甘油和100g三乙醇胺组成的复合增塑剂,粗略搅拌后转入高速搅拌搅机中搅拌均匀,装入密闭容器中放置24h后,得改增塑软木粉。
5.如权利要求1所述的一种安全鞋橡胶鞋底,其特征在于,所述增塑皮革粉的制备步骤包括:
a)将鞣制后的皮革边角料、回收的废旧皮革制品放入真空真空干燥箱,真空干燥,干燥温度不高于90℃,得到干燥的皮革废物;
b)将皮革废物粉碎处理,得到100-600目的皮革粉;
c)将皮革粉和三乙醇胺以1:0.4的质量比搅拌均匀,得到增塑皮革粉。
6.如权利要求1所述的一种安全鞋橡胶鞋底,其特征在于,所述防老剂是防老剂1010(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、MB(2-巯基苯并咪唑)、RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物)、BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)、SP(苯乙烯化苯酚)中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的一种安全鞋橡胶鞋底,其特征在于,
所述丁腈橡胶中的丙烯腈质量比不低于33%;
所述白炭黑是高分散性白炭黑;
所述硫化促进剂包括TS、NS、DM。
8.如权利要求1所述的一种安全鞋橡胶鞋底的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1):按照配方比例称量丁腈橡胶、天然橡胶,在双辊开炼机上混炼,塑化,然后均匀出片,得到预混胶;
步骤(2):先将步骤(1)中制备得到的预混胶、溴化丁基橡胶、混炼型聚氨酯弹性体、增塑软木粉、增塑皮革粉、纳米碳酸钙、环烷油、白炭黑、防老剂RD、聚乙二醇PEG4000、二甘醇、聚乙烯蜡、黄色树脂C9、氧化锌、硬脂酸、硅烷偶联剂放入密炼机中密炼,110℃-112℃排胶,室温放置24小时;
步骤(3):然后在双辊开炼机上混炼,并加入准确称量的不溶性硫磺、硫化促进剂,混炼均匀后,以均匀片状出片,最后将物料裁成鞋底形状放入橡胶鞋模中硫化成型,成型温度155℃,硫化结束,取出橡胶鞋底;
步骤(4):最后使用激光修边,再通过激光雕刻在橡胶大底的底部表面雕刻花纹,得到所述安全鞋橡胶鞋底。
9.如权利要求8所述的一种安全鞋橡胶鞋底的制备方法,其特征在于,
所述激光修边的具体步骤为:鞋底经3D视觉扫描后,存储信息,并确定修边位置;机械手臂将鞋底放入腔体后,仪器自动识别型体号,并匹配存储信息,选择修边位置,机械手臂将鞋底从放入腔体到拿出腔体的修边时间是3秒至20秒;
所述激光雕刻的具体步骤为:鞋底经3D视觉扫描后,存储信息,并确定鞋底花纹雕刻位置,根据雕刻花纹的设计,仪器自动雕刻,机械手臂将鞋底从放入腔体到拿出腔体的雕刻时间是3秒至20秒。
10.如权利要求8所述的一种安全鞋橡胶鞋底的制备方法,其特征在于,所述激光修边、所述激光雕刻均采用二氧化碳激光器,激光频率50kKz,脉冲宽度100us,标刻速度500mm/s。
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