CN112552568A - 一种鞋底纳米防滑层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种鞋底纳米防滑层及其制备方法，包括如下重量份原料：50‑70份防滑橡胶，15‑25份复合聚乙烯，10‑15份玻璃纤维，3‑5份尼龙纤维，1‑1.5份硬脂酸，1‑1.2份抗氧剂，0.5‑0.8份微晶蜡；将防滑橡胶、复合聚乙烯、玻璃纤维、尼龙纤维、硬脂酸、抗氧剂和微晶蜡依次加入密炼机中混合，制得混合料，之后将混合料通过开炼机压片，通过裁断机进行冲裁制得胶料，之后将胶料转移至模具中进行硫化，制得纳米防滑层；填充料一方面作为相容剂，增加白炭黑与丁苯橡胶之间的相互作用力，提高白炭黑与丁苯橡胶的相容效果，另一方面加入填充料能够提高制成的橡胶的抗湿滑能力。
Description
技术领域
本发明属于材料制备技术领域，具体为一种鞋底纳米防滑层及其制备方法。
背景技术
鞋底的止滑性直接影响鞋穿用时的舒适性和安全性。很多国家和地区已经把鞋底的止滑性列入到生产和进出口鞋质量检测的必检项目之一。鞋底止滑性的改善可以进一步提高鞋的质量。在现有技术中，部分鞋底起初有花纹条件下防滑性能好，但是鞋底磨损快，防滑性能很快下降，而且无法在防滑的条件下同时满足防滑和耐磨的需求。
中国发明专利CN105802113A公开了一种在雪地、霜冻冰面、干冰面、湿冰面的路面界面上具有很好防滑效果，低温柔韧性好，并且能够反复回收利用的环保型热塑性冰面防滑鞋底及其制备方法，所述环保型热塑性冰面防滑鞋底的组成包括：环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(ESBS)、苯乙烯-丙烯腈树脂(SAN)、氯化聚乙烯树脂、汉麻纤维、白矿油、抗氧剂、硬脂酸锌、纳米碳酸钙，将以上组分材料在高速混合器中预混5-7分钟，然后将预混料通过双螺杆挤出机，挤出、造粒，最后在173-175℃下注塑成型得到所述热塑性冰面防滑鞋底。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种鞋底纳米防滑层及其制备方法。
本发明制备出一种填充料，该填充料具有极性/非极性两亲性，能够起到连接极性填料和非极性基体桥连作用，白炭黑表面具有大量的硅醇羟基基团，使得其与基体间的相容性差，而且硅醇羟基相互作用产生氢键使得白炭黑之间发生团聚，步骤S2中将丁苯橡胶、白炭黑和填充料混合，将填充料加入丁苯橡胶/白炭黑体系中，填充料一方面作为相容剂，增加白炭黑与丁苯橡胶之间的相互作用力，提高白炭黑与丁苯橡胶的相容效果，另一方面加入填充料能够提高制成的橡胶的抗湿滑能力。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种鞋底纳米防滑层，包括如下重量份原料：50-70份防滑橡胶，15-25份复合聚乙烯，10-15份玻璃纤维，3-5份尼龙纤维，1-1.5份硬脂酸，1-1.2份抗氧剂，0.5-0.8份微晶蜡；
该鞋底纳米防滑层由如下方法制成：
将防滑橡胶、复合聚乙烯、玻璃纤维、尼龙纤维、硬脂酸、抗氧剂和微晶蜡依次加入密炼机中混合，控制混合时间为5min，混合温度为110-120℃，制得混合料，之后将混合料通过开炼机压片，通过裁断机进行冲裁制得胶料，之后将胶料转移至模具中进行硫化，控制硫化温度为150-170℃，成型时间为300s，制得纳米防滑层。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或两种按任意比例混合。
进一步地，所述防滑橡胶由如下方法制成：
步骤S1、将腰果酚缩水甘油醚和马来酸酐按照1∶3的重量比加入三口烧瓶中，50-60℃水浴加热并以180-200r/min的转速匀速搅拌10min，制得混合物，通入氮气并升温至80℃，加入偶氮二异丁腈，以400-450r/min的转速匀速搅拌并冷凝回流30min，加入聚乙烯继续反应2h，制得反应产物，将反应产物加入丙酮中，磁力搅拌15min后加入正己烷，过滤，重复三次，制得静置后的反应产物，在50℃下的真空干燥箱中烘干，制得填充料；
步骤S2、将丁苯橡胶、白炭黑和步骤S1制得的填充料加入双辊开炼机中混炼，直至白炭黑和填充料完全混入丁苯橡胶中，制得混炼胶，之后将混炼胶转移至转矩流变仪中，在100-120℃下混炼5min，取出冷却至30-40℃，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂和硫磺，薄通5次下片，下片后停放5h，转移至硫化机中，在温度为180℃，压力为5-10MPa的条件下硫化1h，制得防滑橡胶。
步骤S1中将腰果酚缩水甘油醚和马来酸酐混合，加入偶氮二异丁腈作为引发剂，加入马来酸酐和聚乙烯作为双单体，对腰果酚缩水甘油醚进行改性，将马来酸酐接枝在腰果酚缩水甘油醚上，制备出填充料，该填充料具有极性/非极性两亲性，能够起到连接极性填料和非极性基体桥连作用，白炭黑表面具有大量的硅醇羟基基团，使得其与基体间的相容性差，而且硅醇羟基相互作用产生氢键使得白炭黑之间发生团聚，步骤S2中将丁苯橡胶、白炭黑和填充料混合，将填充料加入丁苯橡胶/白炭黑体系中，填充料一方面作为相容剂，增加白炭黑与丁苯橡胶之间的相互作用力，提高白炭黑与丁苯橡胶的相容效果，另一方面加入填充料能够提高制成的橡胶的抗湿滑能力。
进一步地，步骤S2中防老剂为防老剂AW或N-苯基-α-苯胺中的任意一种，步骤S1中控制腰果酚缩水甘油醚和偶氮二异丁腈的重量比为1∶0.01-0.02，聚乙烯的重量比为腰果酚缩水甘油醚、马来酸酐和偶氮二异丁腈重量和的0.4-0.5％，步骤S2中控制丁苯橡胶、白炭黑和填充料的重量比为5∶1∶0.5-0.8，混炼胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂和硫磺的重量比为10∶0.3∶0.5∶0.1∶0.01。
进一步地，所述复合聚乙烯由如下方法制成：
步骤S11、将碳纤维分散在丙酮中超声两次，超声功率为50-60W，两次超声时间分别为10min和20min，取出并用去离子水中洗涤三次，之后转移至质量分数15％的5-羟色胺溶液中，磁力搅拌30min，取出并置于去离子水中磁力搅拌1h后超声震荡15min，之后取出在75℃下干燥2h，制得处理后的碳纤维，控制碳纤维和5-羟色胺溶液的重量比为1∶4-5；
步骤S12、向烧杯中加入KH550和去离子水，45℃水浴加热，匀速搅拌15min后加入步骤S11中处理后的碳纤维，磁力搅拌4h，加入无水乙醇继续搅拌1h并超声震荡10min，取出在60℃下烘干，制得改性碳纤维，将改性碳纤维和纳米二氧化硅按照2∶1的重量比混合均匀后与超高分子量聚乙烯混合均匀，经压制、硫化，制得复合聚乙烯，控制处理后的碳纤维、KH550、去离子水和无水乙醇的重量比为5∶1∶5-6∶5-6，超高分子量聚乙烯的用量为改性碳纤维和纳米二氧化硅重量和的5-8倍。
市场中碳纤维表面会涂有上浆剂对碳纤维进行保护，但是上浆剂在保护碳纤维的同时会引入弱界面层，所以步骤S11中用丙酮和去离子水进行清洗，保障5-羟色胺溶液能够高效对碳纤维表面进行处理，将碳纤维转移至5-羟色胺溶液中，碳纤维表面形成均匀的5-羟色胺层，一方面能够增加碳纤维表面的粗糙度，另一方面能够在碳纤维表面引入活性官能团；碳纤维与聚乙烯复合，两者之间界面性能差，而且通过5-羟色胺层上羟基、氨基等官能基团与聚乙烯之间无法稳定的结合，所示步骤S12中通过KH550对碳纤维进行再次处理，5-羟色胺层与KH550发生反应，而且在复合过程中KH550能够与聚乙烯发生反应，三者之间的协同作用既能够使得5-羟色胺层与碳纤维之间的复合更加紧密，又能够使碳纤维与聚乙烯紧密粘合，提升整体的稳定性能，通过改性碳纤维和纳米二氧化硅进行填充，能够赋予制得聚乙烯复合材料优异的耐磨性能。
一种鞋底纳米防滑层的制备方法，包括如下步骤：
将防滑橡胶、复合聚乙烯、玻璃纤维、尼龙纤维、硬脂酸、抗氧剂和微晶蜡依次加入密炼机中混合，控制混合时间为5min，混合温度为110-120℃，制得混合料，之后将混合料通过开炼机压片，通过裁断机进行冲裁制得胶料，之后将胶料转移至模具中进行硫化，控制硫化温度为150-170℃，成型时间为300s，制得纳米防滑层。
本发明的有益效果：
(1)本发明鞋底纳米防滑层通过防滑橡胶和复合聚乙烯等原料制成，防滑橡胶在制备过程中步骤S1中将腰果酚缩水甘油醚和马来酸酐混合，加入偶氮二异丁腈作为引发剂，加入马来酸酐和聚乙烯作为双单体，对腰果酚缩水甘油醚进行改性，将马来酸酐接枝在腰果酚缩水甘油醚上，制备出填充料，该填充料具有极性/非极性两亲性，能够起到连接极性填料和非极性基体桥连作用，白炭黑表面具有大量的硅醇羟基基团，使得其与基体间的相容性差，而且硅醇羟基相互作用产生氢键使得白炭黑之间发生团聚，步骤S2中将丁苯橡胶、白炭黑和填充料混合，将填充料加入丁苯橡胶/白炭黑体系中，填充料一方面作为相容剂，增加白炭黑与丁苯橡胶之间的相互作用力，提高白炭黑与丁苯橡胶的相容效果，另一方面加入填充料能够提高制成的橡胶的抗湿滑能力。
(2)本发明中复合聚乙烯在制备过程中步骤S11中用丙酮和去离子水进行清洗，保障5-羟色胺溶液能够高效对碳纤维表面进行处理，将碳纤维转移至5-羟色胺溶液中，碳纤维表面形成均匀的5-羟色胺层，一方面能够增加碳纤维表面的粗糙度，另一方面能够在碳纤维表面引入活性官能团；碳纤维与聚乙烯复合，两者之间界面性能差，而且通过5-羟色胺层上羟基、氨基等官能基团与聚乙烯之间无法稳定的结合，所示步骤S12中通过KH550对碳纤维进行再次处理，5-羟色胺层与KH550发生反应，而且在复合过程中KH550能够与聚乙烯发生反应，三者之间的协同作用既能够使得5-羟色胺层与碳纤维之间的复合更加紧密，又能够使碳纤维与聚乙烯紧密粘合，提升整体的稳定性能，通过改性碳纤维和纳米二氧化硅进行填充，能够赋予制得聚乙烯复合材料优异的耐磨性能，进而能够赋予制成的防滑层优异的耐磨性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种鞋底纳米防滑层，包括如下重量份原料：50份防滑橡胶，15份复合聚乙烯，10份玻璃纤维，3份尼龙纤维，1份硬脂酸，1份抗氧剂1010，0.5份微晶蜡；
该鞋底纳米防滑层由如下方法制成：
将防滑橡胶、复合聚乙烯、玻璃纤维、尼龙纤维、硬脂酸、抗氧剂1010和微晶蜡依次加入密炼机中混合，控制混合时间为5min，混合温度为110℃，制得混合料，之后将混合料通过开炼机压片，通过裁断机进行冲裁制得胶料，之后将胶料转移至模具中进行硫化，控制硫化温度为150℃，成型时间为300s，制得纳米防滑层。
防滑橡胶由如下方法制成：
步骤S1、将腰果酚缩水甘油醚和马来酸酐按照1∶3的重量比加入三口烧瓶中，50℃水浴加热并以180r/min的转速匀速搅拌10min，制得混合物，通入氮气并升温至80℃，加入偶氮二异丁腈，以400r/min的转速匀速搅拌并冷凝回流30min，加入聚乙烯继续反应2h，制得反应产物，将反应产物加入丙酮中，磁力搅拌15min后加入正己烷，过滤，重复三次，制得静置后的反应产物，在50℃下的真空干燥箱中烘干，制得填充料，控制腰果酚缩水甘油醚和偶氮二异丁腈的重量比为1∶0.01，聚乙烯的重量比为腰果酚缩水甘油醚、马来酸酐和偶氮二异丁腈重量和0.4％；
步骤S2、将丁苯橡胶、白炭黑和步骤S1制得的填充料加入双辊开炼机中混炼，直至白炭黑和填充料完全混入丁苯橡胶中，制得混炼胶，之后将混炼胶转移至转矩流变仪中，在100℃下混炼5min，取出冷却至30℃，依次加入氧化锌、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺和硫磺，薄通5次下片，下片后停放5h，转移至硫化机中，在温度为180℃，压力为5MPa的条件下硫化1h，制得防滑橡胶，控制丁苯橡胶、白炭黑和填充料的重量比为5∶1∶0.5，混炼胶、氧化锌、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺和硫磺的重量比为10∶0.3∶0.5∶0.1∶0.01。
复合聚乙烯由如下方法制成：
步骤S11、将碳纤维分散在丙酮中超声两次，超声功率为50W，两次超声时间分别为10min和20min，取出并用去离子水中洗涤三次，之后转移至质量分数15％的5-羟色胺溶液中，磁力搅拌30min，取出并置于去离子水中磁力搅拌1h后超声震荡15min，之后取出在75℃下干燥2h，制得处理后的碳纤维，控制碳纤维和5-羟色胺溶液的重量比为1∶4；
步骤S12、向烧杯中加入KH550和去离子水，45℃水浴加热，匀速搅拌15min后加入步骤S11中处理后的碳纤维，磁力搅拌4h，加入无水乙醇继续搅拌1h并超声震荡10min，取出在60℃下烘干，制得改性碳纤维，将改性碳纤维和纳米二氧化硅按照2∶1的重量比混合均匀后与超高分子量聚乙烯混合均匀，经压制、硫化，制得复合聚乙烯，控制处理后的碳纤维、KH550、去离子水和无水乙醇的重量比为5∶1∶5∶5，超高分子量聚乙烯的用量为改性碳纤维和纳米二氧化硅重量和的5倍。
实施例2
一种鞋底纳米防滑层，包括如下重量份原料：55份防滑橡胶，18份复合聚乙烯，12份玻璃纤维，4份尼龙纤维，1.2份硬脂酸，1份抗氧剂1010，0.6份微晶蜡；
该鞋底纳米防滑层由如下方法制成：
将防滑橡胶、复合聚乙烯、玻璃纤维、尼龙纤维、硬脂酸、抗氧剂1010和微晶蜡依次加入密炼机中混合，控制混合时间为5min，混合温度为110℃，制得混合料，之后将混合料通过开炼机压片，通过裁断机进行冲裁制得胶料，之后将胶料转移至模具中进行硫化，控制硫化温度为150℃，成型时间为300s，制得纳米防滑层。
防滑橡胶由如下方法制成：
步骤S1、将腰果酚缩水甘油醚和马来酸酐按照1∶3的重量比加入三口烧瓶中，50℃水浴加热并以180r/min的转速匀速搅拌10min，制得混合物，通入氮气并升温至80℃，加入偶氮二异丁腈，以400r/min的转速匀速搅拌并冷凝回流30min，加入聚乙烯继续反应2h，制得反应产物，将反应产物加入丙酮中，磁力搅拌15min后加入正己烷，过滤，重复三次，制得静置后的反应产物，在50℃下的真空干燥箱中烘干，制得填充料，控制腰果酚缩水甘油醚和偶氮二异丁腈的重量比为1∶0.01，聚乙烯的重量比为腰果酚缩水甘油醚、马来酸酐和偶氮二异丁腈重量和0.4％；
步骤S2、将丁苯橡胶、白炭黑和步骤S1制得的填充料加入双辊开炼机中混炼，直至白炭黑和填充料完全混入丁苯橡胶中，制得混炼胶，之后将混炼胶转移至转矩流变仪中，在100℃下混炼5min，取出冷却至30℃，依次加入氧化锌、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺和硫磺，薄通5次下片，下片后停放5h，转移至硫化机中，在温度为180℃，压力为5MPa的条件下硫化1h，制得防滑橡胶，控制丁苯橡胶、白炭黑和填充料的重量比为5∶1∶0.5，混炼胶、氧化锌、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺和硫磺的重量比为10∶0.3∶0.5∶0.1∶0.01。
复合聚乙烯由如下方法制成：
步骤S11、将碳纤维分散在丙酮中超声两次，超声功率为50W，两次超声时间分别为10min和20min，取出并用去离子水中洗涤三次，之后转移至质量分数15％的5-羟色胺溶液中，磁力搅拌30min，取出并置于去离子水中磁力搅拌1h后超声震荡15min，之后取出在75℃下干燥2h，制得处理后的碳纤维，控制碳纤维和5-羟色胺溶液的重量比为1∶4；
步骤S12、向烧杯中加入KH550和去离子水，45℃水浴加热，匀速搅拌15min后加入步骤S11中处理后的碳纤维，磁力搅拌4h，加入无水乙醇继续搅拌1h并超声震荡10min，取出在60℃下烘干，制得改性碳纤维，将改性碳纤维和纳米二氧化硅按照2∶1的重量比混合均匀后与超高分子量聚乙烯混合均匀，经压制、硫化，制得复合聚乙烯，控制处理后的碳纤维、KH550、去离子水和无水乙醇的重量比为5∶1∶5∶5，超高分子量聚乙烯的用量为改性碳纤维和纳米二氧化硅重量和的5倍。
实施例3
一种鞋底纳米防滑层，包括如下重量份原料：60份防滑橡胶，20份复合聚乙烯，14份玻璃纤维，4份尼龙纤维，1.4份硬脂酸，1.2份抗氧剂1010，0.6份微晶蜡；
该鞋底纳米防滑层由如下方法制成：
将防滑橡胶、复合聚乙烯、玻璃纤维、尼龙纤维、硬脂酸、抗氧剂1010和微晶蜡依次加入密炼机中混合，控制混合时间为5min，混合温度为110℃，制得混合料，之后将混合料通过开炼机压片，通过裁断机进行冲裁制得胶料，之后将胶料转移至模具中进行硫化，控制硫化温度为150℃，成型时间为300s，制得纳米防滑层。
防滑橡胶由如下方法制成：
步骤S1、将腰果酚缩水甘油醚和马来酸酐按照1∶3的重量比加入三口烧瓶中，50℃水浴加热并以180r/min的转速匀速搅拌10min，制得混合物，通入氮气并升温至80℃，加入偶氮二异丁腈，以400r/min的转速匀速搅拌并冷凝回流30min，加入聚乙烯继续反应2h，制得反应产物，将反应产物加入丙酮中，磁力搅拌15min后加入正己烷，过滤，重复三次，制得静置后的反应产物，在50℃下的真空干燥箱中烘干，制得填充料，控制腰果酚缩水甘油醚和偶氮二异丁腈的重量比为1∶0.01，聚乙烯的重量比为腰果酚缩水甘油醚、马来酸酐和偶氮二异丁腈重量和0.4％；
步骤S2、将丁苯橡胶、白炭黑和步骤S1制得的填充料加入双辊开炼机中混炼，直至白炭黑和填充料完全混入丁苯橡胶中，制得混炼胶，之后将混炼胶转移至转矩流变仪中，在100℃下混炼5min，取出冷却至30℃，依次加入氧化锌、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺和硫磺，薄通5次下片，下片后停放5h，转移至硫化机中，在温度为180℃，压力为5MPa的条件下硫化1h，制得防滑橡胶，控制丁苯橡胶、白炭黑和填充料的重量比为5∶1∶0.5，混炼胶、氧化锌、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺和硫磺的重量比为10∶0.3∶0.5∶0.1∶0.01。
复合聚乙烯由如下方法制成：
步骤S11、将碳纤维分散在丙酮中超声两次，超声功率为50W，两次超声时间分别为10min和20min，取出并用去离子水中洗涤三次，之后转移至质量分数15％的5-羟色胺溶液中，磁力搅拌30min，取出并置于去离子水中磁力搅拌1h后超声震荡15min，之后取出在75℃下干燥2h，制得处理后的碳纤维，控制碳纤维和5-羟色胺溶液的重量比为1∶4；
步骤S12、向烧杯中加入KH550和去离子水，45℃水浴加热，匀速搅拌15min后加入步骤S11中处理后的碳纤维，磁力搅拌4h，加入无水乙醇继续搅拌1h并超声震荡10min，取出在60℃下烘干，制得改性碳纤维，将改性碳纤维和纳米二氧化硅按照2∶1的重量比混合均匀后与超高分子量聚乙烯混合均匀，经压制、硫化，制得复合聚乙烯，控制处理后的碳纤维、KH550、去离子水和无水乙醇的重量比为5∶1∶5∶5，超高分子量聚乙烯的用量为改性碳纤维和纳米二氧化硅重量和的5倍。
实施例4
一种鞋底纳米防滑层，包括如下重量份原料：70份防滑橡胶，25份复合聚乙烯，15份玻璃纤维，5份尼龙纤维，1.5份硬脂酸，1.2份抗氧剂1010，0.8份微晶蜡；
该鞋底纳米防滑层由如下方法制成：
将防滑橡胶、复合聚乙烯、玻璃纤维、尼龙纤维、硬脂酸、抗氧剂1010和微晶蜡依次加入密炼机中混合，控制混合时间为5min，混合温度为110℃，制得混合料，之后将混合料通过开炼机压片，通过裁断机进行冲裁制得胶料，之后将胶料转移至模具中进行硫化，控制硫化温度为150℃，成型时间为300s，制得纳米防滑层。
防滑橡胶由如下方法制成：
步骤S1、将腰果酚缩水甘油醚和马来酸酐按照1∶3的重量比加入三口烧瓶中，50℃水浴加热并以180r/min的转速匀速搅拌10min，制得混合物，通入氮气并升温至80℃，加入偶氮二异丁腈，以400r/min的转速匀速搅拌并冷凝回流30min，加入聚乙烯继续反应2h，制得反应产物，将反应产物加入丙酮中，磁力搅拌15min后加入正己烷，过滤，重复三次，制得静置后的反应产物，在50℃下的真空干燥箱中烘干，制得填充料，控制腰果酚缩水甘油醚和偶氮二异丁腈的重量比为1∶0.01，聚乙烯的重量比为腰果酚缩水甘油醚、马来酸酐和偶氮二异丁腈重量和0.4％；
步骤S2、将丁苯橡胶、白炭黑和步骤S1制得的填充料加入双辊开炼机中混炼，直至白炭黑和填充料完全混入丁苯橡胶中，制得混炼胶，之后将混炼胶转移至转矩流变仪中，在100℃下混炼5min，取出冷却至30℃，依次加入氧化锌、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺和硫磺，薄通5次下片，下片后停放5h，转移至硫化机中，在温度为180℃，压力为5MPa的条件下硫化1h，制得防滑橡胶，控制丁苯橡胶、白炭黑和填充料的重量比为5∶1∶0.5，混炼胶、氧化锌、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺和硫磺的重量比为10∶0.3∶0.5∶0.1∶0.01。
复合聚乙烯由如下方法制成：
步骤S11、将碳纤维分散在丙酮中超声两次，超声功率为50W，两次超声时间分别为10min和20min，取出并用去离子水中洗涤三次，之后转移至质量分数15％的5-羟色胺溶液中，磁力搅拌30min，取出并置于去离子水中磁力搅拌1h后超声震荡15min，之后取出在75℃下干燥2h，制得处理后的碳纤维，控制碳纤维和5-羟色胺溶液的重量比为1∶4；
步骤S12、向烧杯中加入KH550和去离子水，45℃水浴加热，匀速搅拌15min后加入步骤S11中处理后的碳纤维，磁力搅拌4h，加入无水乙醇继续搅拌1h并超声震荡10min，取出在60℃下烘干，制得改性碳纤维，将改性碳纤维和纳米二氧化硅按照2∶1的重量比混合均匀后与超高分子量聚乙烯混合均匀，经压制、硫化，制得复合聚乙烯，控制处理后的碳纤维、KH550、去离子水和无水乙醇的重量比为5∶1∶5∶5，超高分子量聚乙烯的用量为改性碳纤维和纳米二氧化硅重量和的5倍。
对比例1
本对比例与实施例1相比，用丁苯橡胶作为防滑橡胶。
对比例2
本对比例与实施例1相比，用聚乙烯代替复合聚乙烯。
对比例3
本对比例为市场中一种防滑鞋底。
检测实施例1-4和对比例1-3的防滑层在霜冻路面和干冰面上的止滑系数进行检测，结果如下表所示；
从上表中能够看出实施例1-4在霜冻路面上的止滑系数为0.44-0.46，干冰面上的止滑系数为0.42-0.45，对比例1-3在霜冻路面上的止滑系数为0.42-0.45，干冰面上的止滑系数为0.23-0.38；所以本发明步骤S2中将丁苯橡胶、白炭黑和填充料混合，将填充料加入丁苯橡胶/白炭黑体系中，填充料一方面作为相容剂，增加白炭黑与丁苯橡胶之间的相互作用力，提高白炭黑与丁苯橡胶的相容效果，另一方面加入填充料能够提高制成的橡胶的抗湿滑能力。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种鞋底纳米防滑层，其特征在于，包括如下重量份原料：50-70份防滑橡胶，15-25份复合聚乙烯，10-15份玻璃纤维，3-5份尼龙纤维，1-1.5份硬脂酸，1-1.2份抗氧剂，0.5-0.8份微晶蜡；
该鞋底纳米防滑层由如下方法制成：
将防滑橡胶、复合聚乙烯、玻璃纤维、尼龙纤维、硬脂酸、抗氧剂和微晶蜡依次加入密炼机中混合，控制混合时间为5min，混合温度为110-120℃，制得混合料，之后将混合料通过开炼机压片，通过裁断机进行冲裁制得胶料，之后将胶料转移至模具中进行硫化，控制硫化温度为150-170℃，成型时间为300s，制得纳米防滑层。
2.根据权利要求1所述的一种鞋底纳米防滑层，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或两种按任意比例混合。
3.根据权利要求1所述的一种鞋底纳米防滑层，其特征在于，所述防滑橡胶由如下方法制成：
步骤S1、将腰果酚缩水甘油醚和马来酸酐按照1∶3的重量比加入三口烧瓶中，50-60℃水浴加热并以180-200r/min的转速匀速搅拌10min，制得混合物，通入氮气并升温至80℃，加入偶氮二异丁腈，以400-450r/min的转速匀速搅拌并冷凝回流30min，加入聚乙烯继续反应2h，制得反应产物，将反应产物加入丙酮中，磁力搅拌15min后加入正己烷，过滤，重复三次，制得静置后的反应产物，在50℃下的真空干燥箱中烘干，制得填充料；
步骤S2、将丁苯橡胶、白炭黑和步骤S1制得的填充料加入双辊开炼机中混炼，直至白炭黑和填充料完全混入丁苯橡胶中，制得混炼胶，之后将混炼胶转移至转矩流变仪中，在100-120℃下混炼5min，取出冷却至30-40℃，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂和硫磺，薄通5次下片，下片后停放5h，转移至硫化机中，在温度为180℃，压力为5-10MPa的条件下硫化1h，制得防滑橡胶。
4.根据权利要求3所述的一种鞋底纳米防滑层，其特征在于，步骤S2中防老剂为防老剂AW或N-苯基-α-苯胺中的任意一种，步骤S1中控制腰果酚缩水甘油醚和偶氮二异丁腈的重量比为1∶0.01-0.02，聚乙烯的重量比为腰果酚缩水甘油醚、马来酸酐和偶氮二异丁腈重量和的0.4-0.5％，步骤S2中控制丁苯橡胶、白炭黑和填充料的重量比为5∶1∶0.5-0.8，混炼胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂和硫磺的重量比为10∶0.3∶0.5∶0.1∶0.01。
5.根据权利要求1所述的一种鞋底纳米防滑层，其特征在于，所述复合聚乙烯由如下方法制成：
步骤S11、将碳纤维分散在丙酮中超声两次，超声功率为50-60W，两次超声时间分别为10min和20min，取出并用去离子水中洗涤三次，之后转移至质量分数15％的5-羟色胺溶液中，磁力搅拌30min，取出并置于去离子水中磁力搅拌1h后超声震荡15min，之后取出在75℃下干燥2h，制得处理后的碳纤维，控制碳纤维和5-羟色胺溶液的重量比为1∶4-5；
步骤S12、向烧杯中加入KH550和去离子水，45℃水浴加热，匀速搅拌15min后加入步骤S11中处理后的碳纤维，磁力搅拌4h，加入无水乙醇继续搅拌1h并超声震荡10min，取出在60℃下烘干，制得改性碳纤维，将改性碳纤维和纳米二氧化硅按照2∶1的重量比混合均匀后与超高分子量聚乙烯混合均匀，经压制、硫化，制得复合聚乙烯，控制处理后的碳纤维、KH550、去离子水和无水乙醇的重量比为5∶1∶5-6∶5-6，超高分子量聚乙烯的用量为改性碳纤维和纳米二氧化硅重量和的5-8倍。
6.根据权利要求1所述的一种鞋底纳米防滑层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将防滑橡胶、复合聚乙烯、玻璃纤维、尼龙纤维、硬脂酸、抗氧剂和微晶蜡依次加入密炼机中混合，控制混合时间为5min，混合温度为110-120℃，制得混合料，之后将混合料通过开炼机压片，通过裁断机进行冲裁制得胶料，之后将胶料转移至模具中进行硫化，控制硫化温度为150-170℃，成型时间为300s，制得纳米防滑层。
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