CN112159569A - 一种耐磨童鞋及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及童鞋领域，具体公开了一种耐磨童鞋及其制备工艺。耐磨童鞋包括鞋面和鞋底，鞋底包括如下重量份数的原料：50‑60份PVC；25‑30份乙炔炭黑；10‑15份聚氨酯；4‑6份聚硅氧烷；2‑3份硬脂酸钙；其制备工艺为：鞋底原料的制备；注塑；鞋底冷却成型；整鞋拼接成型。本申请具有以下优点和效果：PVC和聚氨酯共混生成的产物吸附于乙炔炭黑表面，减缓了鞋底受到的冲击，同时聚硅氧烷在PVC和聚氨酯共混的产物表面形成薄膜提高了鞋底的耐磨特性；另外，本申请的制备工艺具有以下优点和效果：通过对鞋底初品进行二次硫化，增加PVC分子的交联，从而提高鞋底的硬度和耐磨性。

Description

一种耐磨童鞋及其制备工艺
技术领域
本申请涉及童鞋领域，更具体地说，它涉及一种耐磨童鞋及其制备工艺。
背景技术
童鞋是专为孩童设计的鞋子，主要包括鞋面和鞋底，鞋面的材质一般采用皮革、PU或TPU。在实际生活中，孩童爱玩，喜欢在室外到处奔跑嬉戏，鞋底在奔跑过程中容易与地面或者碎石摩擦导致磨损，缩短了鞋子的使用寿命，有待改进。
发明内容
为了改善鞋底容易磨损的问题，本申请提供一种耐磨童鞋及其制备工艺。
第一方面，本申请提供一种耐磨童鞋，采用如下的技术方案：
一种耐磨童鞋，包括鞋面和鞋底，所述鞋底包括如下重量份数的原料：
50-60份PVC；
25-30份乙炔炭黑；
10-15份聚氨酯；
4-6份聚硅氧烷；
2-3份硬脂酸钙。
通过采用上述技术方案，以PVC作为基体，PVC具有较好的机械性能，抗张强度较好，聚氨酯具有较高的硬度，聚氨酯与PVC共混并发生反应后生成的产物吸附在乙炔炭黑的表面上与乙炔炭黑的表面进行化学结合，使得PVC与聚氨酯共混的产物易在乙炔炭黑表面上移动，并不易和乙炔炭黑脱离，当鞋底受到外力作用而变形时，PVC与聚氨酯共混的产物的滑移及大量的物理吸附作用能够吸收外力的冲击，对外力引起的摩擦起缓冲作用，增强了鞋底的强度，此时，硬质酸钙作为PVC的稳定剂使用，吸收PVC上不稳定的氯原子并中和，抑制PVC的自动催化作用，使得PVC和聚氨酯的反应更加稳定；接着聚硅氧烷加入PVC与聚氨酯共混的产物中会缓慢移行到PVC与聚氨酯共混的产物表面，并形成一层持续不断的薄膜，从而提高了鞋底的耐磨特性。
优选的，按重量份数计，所述原料还包括2-3份4-氟-1,2-苯二胺、2-3份邻苯二甲酸二甲酯、0.3-0.4份氢氧化钠和0.1-0.2份苯胺。
通过采用上述技术方案，4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯在碱性环境下发生缩聚反应得到的产物与PVC混合后，减小了鞋底原料的刮损性，即鞋底原料的摩擦系数减小，进而提高了鞋底原料的耐磨性。
优选的，按重量份数计，所述原料还包括2-3份B-苯乙硫醇、2-3份2-溴-6-甲氧基苯腈和0.1-0.2份四(三苯基膦)钯。
通过采用上述技术方案，B-苯乙硫醇和2-溴-6-甲氧基苯腈在碱性环境下发生偶联得到产物，产物中携带的硫基团可与PVC分子上的双键发生交联形成立体网状结构，提高了鞋底原料的结构强度，使得鞋底原料冷却凝固后得到的鞋底初品的耐磨性更佳。
优选的，所述原料还包括2-4份2-巯基-5-氯苯并噻唑。
通过采用上述技术方案，2-巯基-5-氯苯并噻唑降低了B-苯乙硫醇和2-溴-6-甲氧基苯腈偶联得到的产物的断裂活化能，其本身发生对称结构的分裂进而增加了体系中的自由基或离子的浓度，分裂产生的自由基参与B-苯乙硫醇和2-溴-6-甲氧基苯腈偶联得到的产物与PVC分子之间的交联反应，减少了PVC分子的交联时间，提高了PVC分子的交联效率，从而增强了鞋底原料冷却凝固后得到的鞋底初品的物理机械性能。
优选的，按重量份数计，所述原料还包括4-5份巯基乙酸单乙醇胺和0.4-0.5份交联剂。
通过采用上述技术方案，巯基乙酸单乙醇胺上的氨基与巯基基团在交联剂的作用下结合进攻PVC分子上的碳氯极性键并进行取代反应，提高了鞋底原料的韧性和耐冲击性能。
优选的，所述交联剂为过氧化钠。
第二方面，本申请提供一种防磨童鞋的制备工艺，采用如下的技术方案：
一种防磨童鞋的制备方法，包括以下步骤：
鞋底原料的制备；称取所需组分，将PVC、聚氨酯和硬脂酸钙充分混合，升温至160-180℃，搅拌反应50-60min后添加乙炔炭黑充分混合,搅拌反应15-20min，接着降温至90-100℃，加入聚硅氧烷，搅拌反应5-10min，制得鞋底原料；
S2.注塑；往制作鞋底的模具内壁涂抹脱模剂，将鞋底原料注入模具内；
S3.鞋底冷却成型；冷却至室温，将模具内的鞋底初品取出进行修边；
S4.整鞋拼接成型；将修边完成的鞋底初品与制好的鞋面通过缝合拼接，制得整鞋。
通过采用上述技术方案，涂抹脱模剂提高了鞋底原料与模具内壁之间的润滑性，减少了初品脱模过程中与模具内壁黏连的情况，使得脱模的初品表面更加平整光滑，从而减少了鞋底与接触面之间的摩擦。
优选的，所述S1中，在加入PVC之前,加入氢氧化钠和0.5份水制得氢氧化钠碱溶液，添加4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯充分混匀并搅拌反应20-25min，接着加入苯胺搅拌反应10-15min；加入聚硅氧烷反应5-10min后，加入巯基乙酸单乙醇胺和交联剂，搅拌反应30-40min，再添加B-苯乙硫醇、2-溴-6-甲氧基苯腈和四(三苯基膦)钯混合并在80-100℃下搅拌反应50-60min后，加入2-巯基-5-氯苯并噻唑，搅拌5-10min，制得鞋底原料。
优选的，在S3中，将冷却后的鞋底初品进行修边后，将鞋底初品放入硫化罐中，缓慢升温至150-180℃静置24h，冷却至室温，即得鞋底成品。
通过采用上述技术方案，对鞋底初品进行二次硫化，增加PVC分子的交联，从而提高鞋底的硬度和耐磨性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、PVC和聚氨酯共混生成的产物吸附于乙炔炭黑表面，减缓了鞋底受到的冲击，同时聚硅氧烷在PVC和聚氨酯共混的产物表面形成薄膜提高了鞋底的耐磨特性；
2、本申请中优选采用4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯，由于4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯缩聚得到的产物具有较低的刮损性，减小了鞋底原料的摩擦系数，从而提高了鞋底原料的耐磨性；
3、本申请的方法，通过对鞋底初品进行二次硫化，增加PVC分子的交联，从而提高鞋底的硬度和耐磨性。
附图说明
图1是本申请提供的工艺的流程图。
本申请中，PVC购于淄博蒙中进出口贸易有限公司；乙炔炭黑购于天津莫柯新材料科技有限公司；聚硅氧烷购于绍兴市科凯化工有限公司；硬脂酸钙购于上海智强塑料助剂有限公司；聚氨酯为上海新光化工厂生产；4-氟-1,2-苯二胺购于天津津御达化工科技有限公司；苯胺购于上海元吉化工有限公司；B-苯乙硫醇购于上海海曲化工有限公司；2-溴-6-甲氧基苯腈购于常州安赛普化工有限公司；四(三苯基膦)钯购于北京海力扬化学科技有限公司；2-巯基-5-氯苯并噻唑购于衢州明锋化工有限公司；脱模剂选用绍兴市科凯化工有限公司的甲基硅油；试验机选用高铁检测仪器公司的整鞋耐磨试验机，型号为GT-7012-NGB。
以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
具体实施方式
以下结合附图1和实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
本申请公开了一种耐磨童鞋及其制备工艺，耐磨童鞋包括鞋面和鞋底，参见图1，制备工艺包括以下步骤：
S1.鞋底原料的制备；称取所需组分，将PVC、聚氨酯和硬脂酸钙充分混合，升温至160℃，搅拌反应50min后添加乙炔炭黑充分混合,搅拌反应15min，接着降温至90℃，加入聚硅氧烷，搅拌反应5min，制得鞋底原料；
S2.注塑；往制作鞋底的模具内壁涂抹脱模剂，将鞋底原料注入模具内；
S3.鞋底冷却成型；冷却至室温，将模具内的鞋底初品取出进行修边；
S4.整鞋拼接成型；将修边完成的鞋底初品与制好的鞋面通过缝合拼接，制得整鞋。
各组分含量如下表1所示。
实施例2
本申请公开了一种耐磨童鞋及其制备工艺，耐磨童鞋包括鞋面和鞋底，参见图1，制备工艺包括以下步骤：
S1.鞋底原料的制备；称取所需组分，将PVC、聚氨酯和硬脂酸钙充分混合，升温至180℃，搅拌反应60min后添加乙炔炭黑充分混合,搅拌反应20min，接着降温至100℃，加入聚硅氧烷，搅拌反应10min，制得鞋底原料；
S2.注塑；往制作鞋底的模具内壁涂抹脱模剂，将鞋底原料注入模具内；
S3.鞋底冷却成型；冷却至室温，将模具内的鞋底初品取出进行修边；
S4.整鞋拼接成型；将修边完成的鞋底初品与制好的鞋面通过缝合拼接，制得整鞋。
各组分含量如下表1所示。
实施例3
本申请公开了一种耐磨童鞋及其制备工艺，耐磨童鞋包括鞋面和鞋底，参见图1，制备工艺包括以下步骤：
S1.鞋底原料的制备；称取所需组分，将PVC、聚氨酯和硬脂酸钙充分混合，升温至170℃，搅拌反应55min后添加乙炔炭黑充分混合,搅拌反应18min，接着降温至95℃，加入聚硅氧烷，搅拌反应8min，制得鞋底原料；
S2.注塑；往制作鞋底的模具内壁涂抹脱模剂，将鞋底原料注入模具内；
S3.鞋底冷却成型；冷却至室温，将模具内的鞋底初品取出进行修边；
S4.整鞋拼接成型；将修边完成的鞋底初品与制好的鞋面通过缝合拼接，制得整鞋。
各组分含量如下表1所示。
实施例4
本申请公开了一种耐磨童鞋及其制备工艺，耐磨童鞋包括鞋面和鞋底，制备工艺包括以下步骤：
S1.鞋底原料的制备；加入氢氧化钠和0.5份水制得氢氧化钠碱溶液，添加4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯充分混匀并搅拌反应20min，接着加入苯胺搅拌反应10min，再添加PVC、聚氨酯和硬脂酸钙充分混合，升温至160℃，搅拌反应50min后添加乙炔炭黑充分混合,搅拌反应15min，接着降温至90℃，加入聚硅氧烷，搅拌反应5min，然后加入巯基乙酸单乙醇胺和交联剂，搅拌反应30min，再添加B-苯乙硫醇、2-溴-6-甲氧基苯腈和四(三苯基膦)钯混合并在80℃下搅拌反应50min后，加入2-巯基-5-氯苯并噻唑，搅拌5min，制得鞋底原料。
S2.注塑；往制作鞋底的模具内壁涂抹脱模剂，将鞋底原料注入模具内；
S3.鞋底冷却成型；将模具内冷却后的鞋底初品取出进行修边，修边后将鞋底初品放入硫化罐中，缓慢升温至150℃静置24h，冷却至室温，即得鞋底成品；
S4.整鞋拼接成型；将修边完成的鞋底初品与制好的鞋面通过缝合拼接，制得整鞋。
各组分含量如下表2所示。
实施例5
本申请公开了一种耐磨童鞋及其制备工艺，耐磨童鞋包括鞋面和鞋底，制备工艺包括以下步骤：
S1.鞋底原料的制备；加入氢氧化钠和0.5份水制得氢氧化钠碱溶液，添加4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯充分混匀并搅拌反应25min，接着加入苯胺搅拌反应15min，再添加PVC、聚氨酯和硬脂酸钙充分混合，升温至180℃，搅拌反应60min后添加乙炔炭黑充分混合,搅拌反应20min，接着降温至100℃，加入聚硅氧烷，搅拌反应10min，然后加入巯基乙酸单乙醇胺和交联剂，搅拌反应40min，再添加B-苯乙硫醇、2-溴-6-甲氧基苯腈和四(三苯基膦)钯混合并在100℃下搅拌反应60min后，加入2-巯基-5-氯苯并噻唑，搅拌10min，制得鞋底原料。
S2.注塑；往制作鞋底的模具内壁涂抹脱模剂，将鞋底原料注入模具内；
S3.鞋底冷却成型；将模具内冷却后的鞋底初品取出进行修边，修边后将鞋底初品放入硫化罐中，缓慢升温至180℃静置24h，冷却至室温，即得鞋底成品；
S4.整鞋拼接成型；将修边完成的鞋底初品与制好的鞋面通过缝合拼接，制得整鞋。
各组分含量如下表2所示。
实施例6
本申请公开了一种耐磨童鞋及其制备工艺，耐磨童鞋包括鞋面和鞋底，制备工艺包括以下步骤：
S1.鞋底原料的制备；加入氢氧化钠和0.5份水制得氢氧化钠碱溶液，添加4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯充分混匀并搅拌反应23min，接着加入苯胺搅拌反应13min，再添加PVC、聚氨酯和硬脂酸钙充分混合，升温至170℃，搅拌反应55min后添加乙炔炭黑充分混合,搅拌反应18min，接着降温至95℃，加入聚硅氧烷，搅拌反应8min，然后加入巯基乙酸单乙醇胺和交联剂，搅拌反应35min，再添加B-苯乙硫醇、2-溴-6-甲氧基苯腈和四(三苯基膦)钯混合并在90℃下搅拌反应55min后，加入2-巯基-5-氯苯并噻唑，搅拌8min，制得鞋底原料。
S2.注塑；往制作鞋底的模具内壁涂抹脱模剂，将鞋底原料注入模具内；
S3.鞋底冷却成型；将模具内冷却后的鞋底初品取出进行修边，修边后将鞋底初品放入硫化罐中，缓慢升温至165℃静置24h，冷却至室温，即得鞋底成品；
S4.整鞋拼接成型；将修边完成的鞋底初品与制好的鞋面通过缝合拼接，制得整鞋。
各组分含量如下表2所示。
实施例7
与实施例4的区别在于，将4-氟-1,2-苯二胺替换为对羟基苯乙胺，各组分含量如下表2所示。
实施例8
与实施例4的区别在于，不添加4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯，各组分含量如下表2所示。
实施例9
与实施例4的区别在于，将B-苯乙硫醇替换为氯苯硫酚，各组分含量如下表2所示。
实施例10
与实施例4的区别在于，不添加B-苯乙硫醇和2-溴-6-甲氧基苯腈，各组分含量如下表2所示。
实施例11
与实施例4的区别在于，不添加2-巯基-5-氯苯并噻唑，各组分含量如下表2所示。
实施例12
与实施例4的区别在于，将巯基乙酸单乙醇胺替换为磷酰乙醇胺，各组分含量如下表2所示。
对比例
对比例1
与实施例1的区别在于，鞋底原料仅包括PVC，以该PVC鞋底作为空白对照组。
对比例2
与实施例1的区别在于，不添加聚氨酯，各组分含量如下表1所示。
对比例3
与实施例1的区别在于，将聚氨酯替换为乳酸丁酯，各组分含量如下表1所示。
对比例4
与实施例1的区别在于，将聚硅氧烷替换为2-氨基戊烷，各组分含量如下表1所示。
表1实施例1-3和对比例2-4的组分含量表
实施例1 实施例2 实施例3 对比例2 对比例3 对比例4
PVC 50 60 55 50 50 50
乙炔炭黑 25 30 28 25 25 25
聚氨酯/乳酸丁酯 10 15 13 / 10 10
聚硅氧烷/2-氨基戊烷 4 6 5 4 4 4
硬脂酸钙 2 3 2 2 2 2
表2实施例4-12的组分含量表
Figure BDA0002707852360000071
性能检测试验
通过鞋底的磨痕长度以判断的鞋底的耐磨性，将鞋底置于室温条件下放置12h，试验前将试验机各部位调节正常，控制磨轮空运转5min，将鞋底的磨耗部位打磨平整，并将鞋底固定在耐磨试验机的天平左端，鞋底的磨耗部位朝上并调水平，调节磨轮位置使其对准鞋底的磨耗部位，往天平左端加入砝码使天平两端平衡(指针指零)，再往天平右端添加500g砝码，调节磨轮高度位置使天平指针指向零，并旋紧磨轮轴的紧固手柄，启动试验机，调节磨轮转速为191±5r/min，试验时间为20min，将时间显示清零，开始进行试验(试验过程中如出现磨轮杆压到鞋底，则停止测试)，试验结束后，用游标卡尺测量鞋底上磨痕两边的长度，取平均值，磨痕长度越短则鞋底的耐磨性能越好，测试结果如下表3所示。
表3各实施例和对比例的测试结果表
磨痕长度(mm)
实施例1 5.4
实施例2 5.1
实施例3 5.2
实施例4 4.2
实施例5 4.0
实施例6 4.1
实施例7 4.4
实施例8 4.7
实施例9 4.5
实施例10 5.0
实施例11 4.4
实施例12 4.6
对比例1 6.2
对比例2 5.9
对比例3 5.8
对比例4 5.6
1.结合实施例1和对比例2、3并结合表1和表3可以看出，PVC和聚氨酯共混提高了鞋底的耐磨特性，其原因可能是PVC与聚氨酯发生偶联形成新的产物，该产物的耐磨特性优于PVC。
2.结合实施例1和对比例4并结合表1和表3可以看出，聚硅氧烷的添加提高了鞋底的耐磨特性，其原因可能是聚硅氧烷的性质使其覆于PVC与聚氨酯共混形成的产物表面，减少了外界对鞋底的直接磨损。
3.结合实施例4和实施例7、8并结合表2和表3可以看出，4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯的添加有利于鞋底耐磨性的提高，其原因可能是4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯反应形成的产物减小了鞋底的摩擦系数，从而提高了鞋底的耐磨性。
4.结合实施例4和实施例9、10并结合表2和表3可以看出，B-苯乙硫醇和2-溴-6-甲氧基苯腈的共同添加提高了鞋底的耐磨性，其原因可能是B-苯乙硫醇和2-溴-6-甲氧基苯腈发生偶联形成的产物与PVC分子发生交联，改变了PVC分子的结构，从而提高了PVC的结构强度。
5.结合实施例4和实施例11并结合表2和表3可以看出，2-巯基-5-氯苯并噻唑的介入提高了鞋底的耐磨特性，其原因可能是2-巯基-5-氯苯并噻唑促进B-苯乙硫醇和2-溴-6-甲氧基苯腈偶联得到的产物与PVC分子之间的交联，提高了PVC分子的交联效率，从而增强了鞋底的物理机械性能。
6.结合实施例4和实施例12并结合表2和表3可以看出，巯基乙酸单乙醇胺提高了鞋底的耐磨特性，其原因可能是巯基乙酸单乙醇胺在交联剂的作用下与PVC分子发生交联，提高了PVC分子的结构强度，从而提高了鞋底的耐磨性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种耐磨童鞋，包括鞋面和鞋底，其特征在于：所述鞋底包括如下重量份数的原料：
50-60份PVC；
25-30份乙炔炭黑；
10-15份聚氨酯；
4-6份聚硅氧烷；
2-3份硬脂酸钙。
2.根据权利要求1所述的耐磨童鞋，其特征在于：按重量份数计，所述原料还包括2-3份4-氟-1,2-苯二胺、2-3份邻苯二甲酸二甲酯、0.3-0.4份氢氧化钠和0.1-0.2份苯胺。
3.根据权利要求2所述的耐磨童鞋，其特征在于：按重量份数计，所述原料还包括2-3份B-苯乙硫醇、2-3份2-溴-6-甲氧基苯腈和0.1-0.2份四（三苯基膦）钯。
4.根据权利要求3所述的耐磨童鞋，其特征在于：所述原料还包括2-4份2-巯基-5-氯苯并噻唑。
5.根据权利要求1所述的耐磨童鞋，其特征在于：按重量份数计，所述原料还包括4-5份巯基乙酸单乙醇胺和0.4-0.5份交联剂。
6.根据权利要求5所述的耐磨童鞋，其特征在于：所述交联剂为过氧化钠。
7.权利要求1-6任一所述的一种耐磨童鞋的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.鞋底原料的制备；称取所需组分，将PVC、聚氨酯和硬脂酸钙充分混合，升温至160-180℃，搅拌反应50-60min后添加乙炔炭黑充分混合,搅拌反应15-20min，接着降温至90-100℃，加入聚硅氧烷，搅拌反应5-10min，制得鞋底原料；
S2.注塑；往制作鞋底的模具内壁涂抹脱模剂，将鞋底原料注入模具内；
S3.鞋底冷却成型；冷却至室温，将模具内的鞋底初品取出进行修边；
S4.整鞋拼接成型；将修边完成的鞋底初品与制好的鞋面通过缝合拼接，制得整鞋。
8.根据权利要求7所述的耐磨童鞋的制备工艺，其特征在于：所述S1中，在加入PVC之前,加入氢氧化钠和0.5份水制得氢氧化钠碱溶液，添加4-氟-1,2-苯二胺和邻苯二甲酸二甲酯充分混匀并搅拌反应20-25min，接着加入苯胺搅拌反应10-15min；加入聚硅氧烷反应5-10min后，加入巯基乙酸单乙醇胺和交联剂，搅拌反应30-40min，再添加B-苯乙硫醇、2-溴-6-甲氧基苯腈和四（三苯基膦）钯混合并在80-100℃下搅拌反应50-60min后，加入2-巯基-5-氯苯并噻唑，搅拌5-10min，制得鞋底原料。
9.根据权利要求8所述的耐磨童鞋的制备工艺，其特征在于：在S3中，将冷却后的鞋底初品进行修边后，将鞋底初品放入硫化罐中，缓慢升温至150-180℃静置24h，冷却至室温，即得鞋底成品。
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