CN112574478A - 一种冰上止滑片的组合物和制备方法及冰上止滑鞋底材料 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种冰上止滑片的组合物和制备方法及冰上止滑鞋底材料。所述组合物包括：顺丁橡胶:30‑32重量份；石油树脂：5‑7重量份；溴化丁基橡胶:3‑6重量份；白碳黑：5重量份；玻璃纤维：25‑30重量份；环烷油4006：4重量份；氧化锌：2.2重量份；硬脂酸：0.38重量份；PEG:0.6重量份；DM促进剂:0.65重量份；耐磨剂：1.8重量份；防老剂：1重量份；蜡：0.3重量份；以及IS硫化剂、NS硫化剂和IS硫化剂。由本申请的组合物配方获得的鞋底材料具有非常优异的冰上止滑效果，即使经过四轮的冰上止滑测试，其湿滑地面最小摩擦系数仍然大于0.3。
Description
技术领域
本申请属于制鞋领域，具体地涉及一种用于鞋底的冰上止滑片的组合物、具有由该组合物制备的冰上止滑片的冰上止滑鞋底材料及其制备方法。
背景技术
防滑鞋底一直都是制鞋工业中受到高度关注的。几年来，户外运动的兴起，使得很多研究人员都在探索冬天如何在冰冻路面上行走得更稳更快，因此如何获得一双具有冰上止滑功能的鞋底就成为至关重要的事情。一般情况下，鞋底材料分PU(聚氨酯)鞋底、PVC(聚氯乙烯)鞋底、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯二元共聚树脂)鞋底、NR(天然橡胶)鞋底、TPR(橡塑共混热塑性弹性体)鞋底以及天然底革鞋底等。天然橡胶多用于运动鞋或高档皮鞋，耐磨性好，防滑，软度好。PVC多用于时装鞋，较轻。PU多用于休闲鞋、篮球鞋、网球鞋，密度、硬度高，弹性好。TRP耐寒性强，冬天大家穿的棉鞋鞋底多为这种材质。另外，我们穿的旅游鞋大都是牛筋底，EVA多用于凉鞋、拖鞋，防滑性最差。相较其他材质，天然橡胶鞋底防滑性最好。然而，许多声称防滑性好的户外鞋，可能冰面防滑性并不好，因而更谈不上冰上止滑了。
因此，人们一直在致力于开发具有更好冰上止滑性能的鞋底材料及其配方和工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适合于制备用于鞋底的冰上止滑片的组合物配方。
本发明的另一目的提供一种由上述组合物配方制备的冰上止滑片及其鞋底材料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供一种具有冰上止滑性能的鞋底材料。
为此，本发明提供如下几个方面：
<1>.一种用于鞋底的冰上止滑片的组合物，所述组合物包括如下组成：
顺丁橡胶:30-32重量份
石油树脂：5-7重量份
溴化丁基橡胶:3-6重量份
白碳黑：5重量份
玻璃纤维：25-30重量份
环烷油4006：4重量份
氧化锌：2.2重量份
硬脂酸：0.38重量份
乙二醇(PEG):0.6重量份
DM促进剂:0.65重量份
耐磨剂：1.8重量份
防老剂：1重量份
蜡：0.3重量份
以及IS硫化剂、NS硫化剂和TS硫化剂，其中根据所述组合物的除IS硫化剂、NS硫化剂和TS硫化剂之外的其他各种组分的总量计，按每1重量份为0.01重量份的量加入IS硫化剂,按每1重量份为0.001重量份的量加入NS硫化剂和按每1重量份为0.0015重量份的量加入TS硫化剂。
<2>.一种制备冰上止滑鞋底材料的方法，其中所述冰上止滑鞋底材料包含由权利要求1-5中任一项所述的组合物制备获得的冰上止滑片，并且所述方法包括如下步骤：
1)、将称好的顺丁橡胶、石油树脂和溴化丁基橡胶进行混炼；
2)、然后倒入称好的白炭黑、玻璃纤维各一半，环烷油4006、氧化锌、硬脂酸、乙二醇、防老剂、耐磨剂和蜡进行进一步的混炼，混炼的温度约100-105摄氏度；
3)、再倒入剩下一半的白炭黑、玻璃纤维后，再倒入DM促进剂进行混炼至130℃-135℃，即为橡胶混合料；
4)、将橡胶混合料倒入开炼机进行开练薄通至3-4mm之间出片，静置存放至少48小时；
5)、将静置存放至少48小时后的混合料再倒入开炼机上面进行薄通，混合均匀后再倒入准备好的IS、NS和TS硫化促进剂，再薄通均匀后出料片并过水冷却；
6)、将冷却过后的料片进行冲裁，依模具的形状冲裁成片，把冲裁得到的片放入模具中进行硫化，硫化温度为155℃-160℃之间，硫化时间依据硫变图的时间进行硫化；
7)、硫化后的片成型后再放至少12个小时，进行切片，即为冰上止滑片；
8)、将冰上止滑片切成所需厚度的片后放入新的底模具中后加入橡胶料再次硫化，即为冰上止滑鞋底材料。
<3>.一种冰上止滑鞋底材料，其包括由上述组合物制备获得的冰上止滑片，或其由上述制备方法获得。
附图说明
图1是由本发明的实施例1制备的成品制成的鞋底,经第三方(上海天祥)测试(Slip Resistance(耐滑性)(SATRA TM144:2011,Ice Surface At-7℃(-7℃的冰表面),Vertical Force(垂直力):500N)，经四轮磨擦之后，参数仍然处于0.3以上。
图2示出了经第三方另外一种测试方法获得的与其他止滑鞋底的冰上止滑性能对比的走线图。
具体实施方式
本发明提供的适合于制备冰上止滑鞋底的组合物配方，所述配方包括如下组成：
顺丁橡胶:30-32重量份
石油树脂：5-7重量份
溴化丁基橡胶:3-6重量份
白碳黑：5重量份
玻璃纤维：25-30重量份
环烷油4006：4重量份
氧化锌：2.2重量份
硬脂酸：0.38重量份
乙二醇(PEG):0.6重量份
DM促进剂(2，2'-二硫代二苯并噻唑):0.65重量份
耐磨剂：1.8重量份
防老剂：1重量份
蜡：0.3重量份。
此外，所述组合物配方还包含：按每重量份的组合物配方添加0.01重量份的IS硫化剂(即，硫磺),0.001重量份的NS硫化剂和0.0015重量份的TS硫化剂。
上述各种组分都是市售产品。耐磨剂是起耐磨作用，防老剂是起抗氧化作用。而且，耐磨剂和防老剂没有特别限制，制鞋业中通常使用的耐磨剂和防老剂均可以在本发明中使用。蜡也称作石蜡，是制鞋业中通常使用的组分。
本发明的另一方面是提供一种制备上述组合物配方材料的方法，所述方法可以总体描述为：首先按配方配料在(密炼机)密炼后，出料在开练机薄通，出料片静置至少48小时，加IS、NS和TS硫化促进剂在开炼机薄通均匀，再测硫速，按硫速油压，再剖片2-2.5mm，即为冰上止滑片。
具体地，本申请的工艺过程如下：
1)、将称好的顺丁橡胶、石油树脂和溴化丁基橡胶，倒入加压翻转式捏炼机中进行混炼2-3分钟后
2)、倒入白炭黑、玻璃纤维各一半，环烷油4006、氧化锌、硬脂酸、乙二醇、防老剂、耐磨剂和蜡进行混炼，混炼的温度约100-105摄氏度；
3)、提锤扫粉再倒入剩下一半的白炭黑、玻璃纤维再倒入促进剂进行混炼至130℃-135℃提锤卸料，即为橡胶混合料。
4)、将混合料倒入开炼机进行开练薄通至3-4mm之间两遍出片，静置存放例如48小时即可
5)、将静放例如48小时后的混合料再倒入开炼机上面进行薄通三遍，再打个三角包后倒入准备好的IS、NS和TS硫化促进剂，再薄通两遍打匀出料片并过水冷却。(一般情况下冷却水槽的温度控制在12℃以下。)
6)、将冷却过后的料片进行冲裁，依模具的形状冲裁成片，把片放入模具中进行硫化，硫化温度为155℃-160℃之间，硫化时间依据硫变图的时间进行硫化。
7)、硫化后的底片成型后再放例如至少12个小时，进行切片(切片机例如可以为EVA切片机)，先上层下层的外皮全部切掉，然后依据需要切成片，厚度为2-2.5mm内，即为玻璃纤维片(也称作冰上止滑片)。
8)、将玻璃纤维片切成片后放入新的底模具中后加入橡胶料再次硫化，即成成品(具有冰上止滑性能的鞋底材料)。
上述步骤中，步骤1)-3)属于密炼过程。步骤1)-7)属于制备冰上止滑片的步骤。第8)步骤是为了制备具有冰上止滑性能的鞋底的步骤。第8)步骤中所述的橡胶料是制备鞋底用的橡胶料。步骤8)中的再次硫化的温度为155℃-160℃之间，硫化时间为280-320秒。
本申请获得的最终产品的冰上止滑性能是委托第三方测试机构进行的。具体地，测试鞋底的摩擦系数，其测试方法如下：
将冰块固定在三维测力台上，受试者穿着对应鞋款在冰面上滑动，分别提取相对滑动方向上的力值(FS)和垂直于冰面方向力值(FN)，根据定义求出动摩擦系数(μ＝FN/FS)。(由于冰面摩擦系数较低，人体止滑仪系统误差对测试结果影响较大，故测试选用精密的三维测力台)
为了展示本申请相对于现有鞋子的止滑性能，第三方机构同时还测试了18Q4冰上止滑棉鞋以及普通鞋款的止滑性能，并且将三者样品进行了详细的人体止滑对比测试，以测试结果如图2所示，其中标注“联盛”的样品既是本申请工艺配方和方法获得的鞋底。下面是第三方测试机构显示的测试报告内容：
系数越大止滑性能越好，三款鞋的冰上止滑效果为：联盛>18Q4止滑棉鞋>普通鞋款。(与受试者试穿感受反馈一致)。根据文献《Thevalidity and reli abilityofaportable slip meter for determining floor slipperiness during simulatedheel strike》查询可知，湿滑地面最小摩擦系数0.25可以防止摔倒。
从送测样品测试结果分析，联盛和18Q4止滑棉鞋的冰上止滑橡胶能够达到止滑需求，且联盛止滑橡胶优势明显；普通橡胶性能较差，不能起到冰上止滑作用。
实施例
下面的实施例1-3的工艺过程如下：
1)、将称好的顺丁橡胶(购买自厦门康菲贸易有限公司)、C5石油树脂(购买自三农化工有限公司)和溴化丁基橡胶进行混炼(购买自厦门双联信进出口贸易有限公司)；
2)、然后倒入称好的260白炭黑(购买自三明金沙白炭黑有限公司)、玻璃纤维各一半，环烷油4006(购买自莆田市秀屿区中特塑胶有限公司)、氧化锌(99.7％白石氧化锌，购买自莆田市众鞋网络科技有限公司)、硬脂酸(高密市金福祥助剂有限公司生产)、乙二醇(购买自莆田市秀屿区宝达锌品钛业有限公司)、防老剂OH3(台翔橡胶深圳公司提供)、耐磨剂(IS69硅烷偶联剂，南京益佳益化工有限公司提供)和蜡(1956防雾蜡，购买自莆田市秀屿区宝达锌品钛业有限公司)进行进一步的混炼，混炼的温度约100-105摄氏度；
3)、再倒入剩下一半的白炭黑、玻璃纤维后，再倒入DM促进剂(购买自莆田市秀屿区宝达锌品钛业有限公司)进行混炼至130℃-135℃，即为橡胶混合料；
4)、将橡胶混合料倒入开炼机进行开练薄通至3-4mm之间出片，静置存放48小时；
5)、将静置存放48小时后的混合料再倒入开炼机上面进行薄通，混合均匀后再倒入准备好的IS-80(购买自莆田市亿泰塑胶材料有限公司)、NS-80(台翔橡胶深圳公司产生)和TS促进剂(购买自莆田市亿泰塑胶材料有限公司)，再薄通均匀后出料片并过水冷却；
6)、将冷却过后的料片进行冲裁，依模具的形状冲裁成片，把冲裁得到的片放入模具中进行硫化，硫化温度为155℃-160℃之间，硫化时间依据硫变图的时间进行硫化；
7)、硫化后的片成型后再放12个小时，进行切片，即为冰上止滑片；
8)、将冰上止滑片切成所需厚度的片后放入新的底模具中后加入橡胶料再次硫化，即为冰上止滑鞋底材料。
实施例1
本实施例的具体组合物配方、具体的生产条件以及具体的测试结果显示如下：
备注(同样适合于以下实施例2和3的表格内容)：
第三方测试采用的是：耐滑性(SATRA TM144:2011,-7℃的冰表面,垂直力:500N(耐滑性)；
第一轮、第二轮、第三轮和第四轮是指同一样品连续经过测试的次数；
前/后表示鞋底的前掌与后跟；
密炼温度是指工艺步骤中第3)步中橡胶混合料出料时的温度；
硫化时间是指玻璃纤维片切成片后放入新的底模具中后加入橡胶料再次硫化的时间。
实施例2：
本实施例的组合物配方的组成、生产条件以及测试结果显示如下：
实施例3：
本实施例的组合物配方的组成、生产条件以及测试结果显示如下：
从实施例1-3的测试可以看出，本发明的这种组合物配方获得效果非常好，经过四轮测试，最小摩擦系数仍然处于0.3以上。因此，本申请的获得的冰上止滑材料将具有非常好的工业应用价值。
Claims (10)
1.一种用于鞋底的冰上止滑片的组合物，所述组合物包括如下组成：
顺丁橡胶:30-32重量份
石油树脂：5-7重量份
溴化丁基橡胶:3-6重量份
白碳黑：5重量份
玻璃纤维：25-30重量份
环烷油4006：4重量份
氧化锌：2.2重量份
硬脂酸：0.38重量份
乙二醇(PEG):0.6重量份
DM促进剂:0.65重量份
耐磨剂：1.8重量份
防老剂：1重量份
蜡：0.3重量份
以及IS硫化剂、NS硫化剂和IS硫化剂，其中根据所述组合物的上述各种组分的总量计，按每1重量份为0.01重量份的量加入IS硫化剂,按每1重量份为0.001重量份的量加入NS硫化剂和按每1重量份为0.0015重量份的量加入IS硫化剂。
2.一种用于鞋底的冰上止滑片的组合物，所述组合物由如下各项组成构成：
顺丁橡胶:30-32重量份
石油树脂：5-7重量份
溴化丁基橡胶:3-6重量份
白碳黑：5重量份
玻璃纤维：25-30重量份
环烷油4006：4重量份
氧化锌：2.2重量份
硬脂酸：0.38重量份
PEG:0.6重量份
DM促进剂:0.65重量份
耐磨剂：1.8重量份
防老剂：1重量份
蜡：0.3重量份
以及IS硫化剂、NS硫化剂和IS硫化剂，其中根据所述组合物的上述各种组分的总量计，按每1重量份为0.01重量份的量加入IS硫化剂,按每1重量份为0.001重量份的量加入NS硫化剂和按每1重量份为0.0015重量份的量加入IS硫化剂。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述顺丁橡胶为32重量份并且溴化丁基橡胶为6重量份。
4.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述顺丁橡胶为30重量份并且溴化丁基橡胶为6重量份。
5.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述顺丁橡胶为30重量份并且溴化丁基橡胶为3重量份。
6.一种制备用于鞋底的冰上止滑片的方法，所述冰上止滑片由根据权利要求1-5中任一项所述的组合物制备，所述方法包括如下步骤：
1)、将称好的顺丁橡胶、石油树脂和溴化丁基橡胶进行混炼；
2)、然后倒入称好的白炭黑、玻璃纤维各一半，环烷油4006、氧化锌、硬脂酸、乙二醇、防老剂、耐磨剂和蜡进行进一步的混炼，混炼的温度约100-105℃；
3)、再倒入剩下一半的白炭黑、玻璃纤维后，再倒入DM促进剂进行混炼至130℃-135℃，即为橡胶混合料；
4)、将橡胶混合料倒入开炼机进行开练薄通至3-4mm之间出片，静置存放至少48小时；
5)、将静置存放至少48小时后的混合料再倒入开炼机上面进行薄通，混合均匀后再倒入准备好的IS、NS和TS硫化促进剂，再薄通均匀后出料片并过水冷却；
6)、将冷却过后的料片进行冲裁，依模具的形状冲裁成片，把冲裁得到的片放入模具中进行硫化，硫化温度为155℃-160℃之间，硫化时间依据硫变图的时间进行硫化；
7)、硫化后的片成型后再放至少12个小时，进行切片，即为冰上止滑片。
7.一种制备冰上止滑鞋底材料的方法，其中所述冰上止滑鞋底材料包含由权利要求1-5中任一项所述的组合物制备获得的冰上止滑片，并且所述方法包括如下步骤：
1)、将称好的顺丁橡胶、石油树脂和溴化丁基橡胶进行混炼；
2)、然后倒入称好的白炭黑、玻璃纤维各一半，环烷油4006、氧化锌、硬脂酸、乙二醇、防老剂和蜡进行进一步的混炼，混炼的温度约100-105℃；
3)、再倒入剩下一半的白炭黑、玻璃纤维后，再倒入DM促进剂进行混炼至130℃-135℃，即为橡胶混合料；
4)、将橡胶混合料倒入开炼机进行开练薄通至3-4mm之间出片，静置存放至少48小时；
5)、将静置存放至少48小时后的混合料再倒入开炼机上面进行薄通，混合均匀后再倒入准备好的硫磺促进剂，再薄通均匀后出料片并过水冷却；
6)、将冷却过后的料片进行冲裁，依模具的形状冲裁成片，把冲裁得到的片放入模具中进行硫化，硫化温度为155℃-160℃之间，硫化时间依据硫变图的时间进行硫化；
7)、硫化后的片成型后再放至少12个小时，进行切片，即为冰上止滑片；
8)、将冰上止滑片切成所需厚度的片后放入新的底模具中后加入橡胶料再次硫化，即为冰上止滑鞋底材料。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中
步骤8)中的再次硫化的温度为155℃-160℃之间，硫化时间为280-320秒。
9.一种冰上止滑鞋底材料，其包括由权利要求1-5中任一项所述的组合物制备获得的冰上止滑片。
10.一种冰上止滑鞋底材料，其由权利要求7-8中任一项所述的方法制备获得。
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|---|---|---|---|
| CN202011327222.6A CN112574478A (zh) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 一种冰上止滑片的组合物和制备方法及冰上止滑鞋底材料 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113388172A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-09-14 | 江南大学 | 一种冰上止滑橡胶片及其制备方法 |
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-
2020
- 2020-11-24 CN CN202011327222.6A patent/CN112574478A/zh active Pending
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