CN113248801B - 一种防滑鞋底及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及鞋底材料的领域，具体公开了一种防滑鞋底及其生产工艺。防滑鞋底包括如下重量份的组分：天然橡胶60‑70份；丁苯橡胶30‑40份；填料30‑50份；防滑纤维10‑20份；硫化剂1‑2份；氧化锌3‑5份；硬脂酸1.5‑2份；促进剂1‑3份；防老剂1‑1.5份。本申请的防滑鞋底具有优异的抗湿滑性能。
Description
技术领域
本申请涉及鞋底材料的领域，更具体的说，它涉及一种防滑鞋底及其生产工艺。
背景技术
鞋子包括鞋面和鞋底，对于运动鞋而言，鞋面应当具备透气、柔软的优点，鞋底应当具备防滑、缓震的优点。其中防滑性能与人身安全息息相关，尤为重要。特别是用于儿童穿着的鞋子，优异的防滑性能可保证儿童玩耍时不易滑倒受伤。鞋底材料主要分为橡胶、PVC、聚氨酯、牛筋，其中橡胶材料具有良好的弹性和防滑性能，常用于童鞋鞋底。
公告号为CN103980572B的中国专利公开了一种防滑橡胶鞋底材料，其包括如下组分：丁晴橡胶35-45份；烷聚丁苯橡胶35-45份；顺丁橡胶15-25份；白油10-20份；白炭黑30-40份；止滑纤维10-20份；氧化锌3-7份；硬脂酸1-2份；促进剂CZ 1-2份；促进剂DM0.5-1份；防老剂MB0.5-1份；防老剂SP0.5-1.5份；硫磺1-3份；促进剂TMTM0.03-0.07份。
上述防滑鞋底材料在胶料中加入了止滑纤维，可以提高鞋底的粗糙程度，进而提高鞋底的防滑性。但实际使用中，该鞋底材料仍存在抗湿滑性能不足的问题，无法保障孩童在湿滑地面上玩耍时的安全。
发明内容
为了改善橡胶鞋底的抗湿滑性能，本申请提供一种防滑鞋底及其生产工艺。
第一方面，本申请提供一种防滑鞋底，采用如下技术方案：
一种防滑鞋底，包括如下重量份的组分：
天然橡胶 60-70份；
丁苯橡胶 30-40份；
填料 30-50份；
防滑纤维 10-20份；
硫化剂 1-2份；
氧化锌 3-5份；
硬脂酸 1.5-2份；
促进剂 1-3份；
防老剂 1-1.5份；
所述防滑纤维的制备过程如下：
第一步，先将玻璃纤维置于400-500℃下，处理20-30min，降温至室温后将玻璃纤维浸入偶联剂溶液中，温度40-50℃，处理15-25min后过滤，干燥；
第二步，按重量份计，将10-12份酚醛树脂溶于60-80份无水乙醇中，再加入30-40份经过第一步处理的玻璃纤维，搅拌5-10min后过滤，于100-110℃下烘干固化，得到防滑纤维。
通过采用上述技术方案，玻璃纤维的添加，使得鞋底表面形成许多微凸，增大粗糙度，起到优异的防滑效果。
玻璃纤维加入橡胶料前经过改性处理，先经热处理，使纤维充分相变；再经偶联剂处理，表面产生与玻璃纤维有化学键合的活性官能团，以改善玻璃纤维界面粘结性，提高其与酚醛树脂的结合性能；最后经酚醛树脂包覆改性，一方面增加玻璃纤维表面与水分子的相互作用，减小鞋底表面微凸与地面之间的水膜厚度，增加其与湿接触面的面积及摩擦，进而提到鞋底的抗湿滑性能，另一方面酚醛树脂有利于提高橡胶体系的玻璃化转变温度，以提高橡胶鞋底的滞后摩擦性能。
橡胶基料采用天然橡胶和丁苯橡胶复合，一方面橡胶鞋底具有良好的机械性能，满足人们使用需要，另一方面酚醛树脂与该复合基料的相容性好，酚醛改性玻璃纤维不会因相分离而导致橡胶鞋底耐磨性有所下降。
可选的，所述酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂。
通过采用上述技术方案，腰果壳油改性酚醛树脂引入有极性酚羟基、苯环结构及含不饱和双键的碳直链，一方面与橡胶基料的相容性好，另一方面提高体系对湿接触面的润湿性，提高鞋底的抗湿滑性能。
可选的，所述防滑纤维为16-20份。
通过采用上述技术方案，防滑纤维与橡胶基料相容性好的前提下，可采用大填充量，保证其对防滑效果的提升，且不会导致橡胶鞋底其余性能降低。
可选的，所述玻璃纤维的长度为1.5-3mm。
通过采用上述技术方案，玻璃纤维更容易形成若干微凸，提高鞋底防滑性能。
可选的，所述填料包括质量比为10：(1-2)的轻质碳酸钙和白杨木粉。
通过采用上述技术方案，填料中掺加有部分白杨木粉，有利于提高鞋底防滑性能。
可选的，还包括2-3份蓖麻油。
通过采用上述技术方案，蓖麻油的添加有利于提高白杨木粉和橡胶材料的相容性。
可选的，所述硫化剂为硫磺。
通过采用上述技术方案，硫化效果好。
第二方面，本申请提供一种防滑鞋底的生产工艺，采用如下技术方案：
一种防滑鞋底的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一：按配方所需重量份，先将天然橡胶和丁苯橡胶分别投入开炼机，升温至50-60℃，塑炼6-8min；
步骤二：将经过S1塑炼的天然橡胶和丁苯橡胶混合均匀，加热至50-60℃，混炼10-15min，得到母胶；
步骤三：将上述母胶、填料、防滑纤维、氧化锌、硬脂酸和防老剂混合，升温至70-80℃，继续混炼10-15min，得到混炼胶；
步骤四：将上述混炼胶、硫化剂和促进剂混合均匀，进行硫化，温度140-160℃，硫化8-10min，得到鞋材；
步骤五：将上述鞋材经模压成型，得到防滑鞋底。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用酚醛树脂改性玻璃纤维以作为防滑纤维加入橡胶鞋底配方中，减小鞋底表面微凸与地面之间的水膜厚度，增加其与湿接触面的面积及摩擦，进而提到鞋底的抗湿滑性能；
2、本申请中优选采用腰果壳油改性酚醛树脂作为改性树脂，并以NR/SBR胶作为基料，提高两者的相容性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
本申请的实施例采用如下原料：
天然橡胶为泰国3号烟片胶；丁苯橡胶牌号为YH-815，购买自巴陵石化；促进剂为等质量比混合的促进剂CZ和促进剂DM；防老剂为防老剂RD；酚醛树脂牌号为RS-518，购买自石家庄丰联精细化工有限公司；玻璃纤维的直径为20μm且长度为5mm，购买自灵寿县硕隆矿产品加工厂；白杨木粉粒径为40目，购买自灵寿县嘉源矿产品加工厂。
制备例1：
防滑纤维的制备过程如下：
第一步，先将玻璃纤维置于400℃下，处理30min，降温至室温后将玻璃纤维浸入1wt%的KH570水溶液中，温度40℃，处理25min后过滤，干燥；
第二步，按重量份计，将1kg酚醛树脂溶于6kg无水乙醇中，再加入3kg经过第一步处理的玻璃纤维，搅拌5min后过滤，于100℃下烘干固化，得到防滑纤维。
制备例2：
防滑纤维的制备过程如下：
第一步，先将玻璃纤维置于500℃下，处理20min，降温至室温后将玻璃纤维浸入1wt%的KH570水溶液中，温度50℃，处理15min后过滤，干燥；
第二步，按重量份计，将1.2kg酚醛树脂溶8kg无水乙醇中，再加入4kg经过第一步处理的玻璃纤维，搅拌10min后过滤，于110℃下烘干固化，得到防滑纤维。
制备例3：
防滑纤维的制备过程如下：
第一步，先将玻璃纤维置于450℃下，处理25min，降温至室温后将玻璃纤维浸入1wt%的KH570水溶液中，温度45℃，处理20min后过滤，干燥；
第二步，按重量份计，将1.1kg酚醛树脂溶于7kg无水乙醇中，再加入3.5kg经过第一步处理的玻璃纤维，搅拌8min后过滤，于105℃下烘干固化，得到防滑纤维。
实施例1：
一种防滑鞋底的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一：先将6kg天然橡胶和3kg丁苯橡胶分别投入开炼机，升温至50℃，塑炼6min；
步骤二：将经过S1塑炼的天然橡胶和丁苯橡胶混合均匀，加热至50℃，混炼10min，得到母胶；
步骤三：将上述母胶、3kg轻质碳酸钙、1kg制备例1制得的防滑纤维、0.3kg氧化锌、0.15kg硬脂酸和0.1kg防老剂混合，升温至70℃，继续混炼10min，得到混炼胶；
步骤四：将上述混炼胶、0.1kg硫磺和0.1kg促进剂混合均匀，进行硫化，温度140℃，硫化8min，得到鞋材；
步骤五：将上述鞋材经模压成型，得到防滑鞋底。
实施例2：
一种防滑鞋底的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一：先将7kg天然橡胶和4kg丁苯橡胶分别投入开炼机，升温至60℃，塑炼8min；
步骤二：将经过S1塑炼的天然橡胶和丁苯橡胶混合均匀，加热至60℃，混炼15min，得到母胶；
步骤三：将上述母胶、5kg轻质碳酸钙、1.5kg制备例2制得的防滑纤维、0.5kg氧化锌、0.2kg硬脂酸和0.15kg防老剂混合，升温至80℃，继续混炼15min，得到混炼胶；
步骤四：将上述混炼胶、0.2kg硫磺和0.3kg促进剂混合均匀，进行硫化，温度160℃，硫化10min，得到鞋材；
步骤五：将上述鞋材经模压成型，得到防滑鞋底。
实施例3：
一种防滑鞋底的生产工艺，包括如下步骤：
步骤一：先将6.5kg天然橡胶和3.5kg丁苯橡胶分别投入开炼机，升温至55℃，塑炼7min；
步骤二：将经过S1塑炼的天然橡胶和丁苯橡胶混合均匀，加热至55℃，混炼12min，得到母胶；
步骤三：将上述母胶、4kg轻质碳酸钙、1.2kg制备例3制得的防滑纤维、0.4kg氧化锌、0.18kg硬脂酸和0.12kg防老剂混合，升温至75℃，继续混炼12min，得到混炼胶；
步骤四：将上述混炼胶、0.15kg硫磺和0.2kg促进剂混合均匀，进行硫化，温度150℃，硫化9min，得到鞋材；
步骤五：将上述鞋材经模压成型，得到防滑鞋底。
实施例4：
与实施例3的区别仅在于，防滑纤维制备过程中的酚醛树脂等质量替换为腰果壳油改性酚醛树脂。腰果壳油改性酚醛树脂的牌号为SL-2201LFP，购买自华奇(中国)化工有限公司。
实施例5：
与实施例4的区别仅在于，防滑纤维的添加量为2kg。
实施例6：
与实施例3的区别仅在于，防滑纤维的添加量为2kg。
实施例7：
与实施例5的区别仅在于，玻璃纤维的长度为3mm。
实施例8：
与实施例5的区别仅在于，玻璃纤维的长度为1.5mm。
实施例9：
与实施例7的区别仅在于，填料等质量替换为轻质碳酸钙和白杨木粉的混合物，轻质碳酸钙和白杨木粉的质量比为10：1。
实施例10：
与实施例7的区别仅在于，填料等质量替换为轻质碳酸钙和白杨木粉的混合物，轻质碳酸钙和白杨木粉的质量比为10：2。
实施例11：
与实施例7的区别仅在于，填料等质量替换为轻质碳酸钙和白杨木粉的混合物，轻质碳酸钙和白杨木粉的质量比为20：3。
实施例12：
与实施例11的区别仅在于，生产工艺步骤三中还添加有0.2kg蓖麻油。
实施例13：
与实施例11的区别仅在于，生产工艺步骤三中还添加有0.3kg蓖麻油。
实施例14：
与实施例11的区别仅在于，生产工艺步骤三中还添加有0.25kg蓖麻油。
实施例15：
与实施例7的区别仅在于，生产工艺步骤三中还添加有0.25kg蓖麻油。。
对比例1:
与实施例3的区别仅在于，防滑纤维等质量替换为未经处理的玻璃纤维。
对比例2：
与实施例3的区别仅在于，不添加防滑纤维。
对比例3：
与实施例3的区别仅在于，丁苯橡胶等质量替换为天然橡胶。
鞋底性能测试：
根据GB/T 3903.6-2017《鞋类整鞋试验方法防滑性能》中记载的方法，测试实施例1-15及对比例1-3的鞋底，试验介面为陶瓷砖介面，湿态界面测试时试验介质使用三级水，测试模式为水平，所得结果记录在表1。
根据GB/T 9867-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法)》中记载的方法测试实施例1-15及对比例1-3的鞋底，测得磨耗值，记录在表1。
表1 鞋底性能测试结果记录表
| 干摩擦 | 湿摩擦 | 磨耗值/mm<sup>3</sup> | |
| 实施例1 | 1.18 | 0.98 | 125 |
| 实施例2 | 1.19 | 1.02 | 133 |
| 实施例3 | 1.20 | 1.01 | 128 |
| 实施例4 | 1.25 | 1.12 | 82 |
| 实施例5 | 1.32 | 1.19 | 85 |
| 实施例6 | 1.21 | 0.99 | 144 |
| 实施例7 | 1.35 | 1.22 | 83 |
| 实施例8 | 1.37 | 1.23 | 86 |
| 实施例9 | 1.42 | 1.30 | 89 |
| 实施例10 | 1.43 | 1.31 | 88 |
| 实施例11 | 1.44 | 1.30 | 89 |
| 实施例12 | 1.49 | 1.34 | 82 |
| 实施例13 | 1.48 | 1.34 | 81 |
| 实施例14 | 1.50 | 1.35 | 81 |
| 实施例15 | 1.34 | 1.21 | 82 |
| 对比例1 | 1.16 | 0.85 | 115 |
| 对比例2 | 0.83 | 0.48 | 122 |
| 对比例3 | 1.12 | 0.93 | 137 |
从表1可以看出：
1、实施例1-3及对比例1的测试数据对比可得，玻璃纤维经过改性处理，其显著提升鞋底的抗湿滑性能，而耐磨性略有下降；
2、实施例1-3及对比例2的测试数据对比可得，防滑纤维的添加有助于提高鞋底的防滑性能；
3、实施例1-3及对比例3的测试数据对比可得，胶料采用NR/SBR复合胶，有利于与防滑纤维相容，进而提高防滑纤维的作用效果并减小其与耐磨性的负面影响；
4、实施例3和实施例4的测试数据对比可得，酚醛树脂选用腰果壳油改性酚醛树脂有利于提高防滑纤维与胶料的相容性，且对鞋底的抗湿滑性能提升尤为显著；
5、实施例4-6的测试数据对比可得，在防滑纤维与胶料相容性较好的情况下，防滑纤维添加量增大有利于提高其作用效果；
6、实施例5及实施例7和8的测试数据对比可得，玻璃纤维选择1.5-3mm的长度，有利于提高其防滑作用效果；
7、实施例7及实施例9-11的测试数据对比可得，白杨木粉作为填料的一部分添加，有利于提高鞋底的防滑性能；
8、实施例11及实施例12-15的测试数据对比可得，蓖麻油单独添加对鞋底性能影响小，而对白杨木粉起到相容剂作用，提高白杨木粉与胶料的相容性，进而提高鞋底的综合性能。
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 (3)
1.一种防滑鞋底，其特征在于，包括如下重量份的组分：
天然橡胶 60-70份；
丁苯橡胶 30-40份；
填料 30-50份；
防滑纤维 16-20份；
硫化剂 1-2份；
氧化锌 3-5份；
硬脂酸 1.5-2份；
促进剂 1-3份；
防老剂 1-1.5份；
蓖麻油 2-3份；
所述防滑纤维的制备过程如下：
第一步，先将长度为1.5-3mm的玻璃纤维置于400-500℃下，处理20-30min，降温至室温后将玻璃纤维浸入偶联剂溶液中，温度40-50℃，处理15-25min后过滤，干燥；
第二步，按重量份计，将10-12份腰果壳油改性酚醛树脂溶于60-80份无水乙醇中，再加入30-40份经过第一步处理的玻璃纤维，搅拌5-10min后过滤，于100-110℃下烘干固化，得到防滑纤维；
所述填料包括质量比为10：(1-2)的轻质碳酸钙和白杨木粉。
2.根据权利要求1所述的一种防滑鞋底，其特征在于：所述硫化剂为硫磺。
3.一种权利要求1或2所述的防滑鞋底的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：按配方所需重量份，先将天然橡胶和丁苯橡胶分别投入开炼机，升温至50-60℃，塑炼6-8min；
步骤二：将经过S1塑炼的天然橡胶和丁苯橡胶混合均匀，加热至50-60℃，混炼10-15min，得到母胶；
步骤三：将上述母胶、填料、防滑纤维、氧化锌、硬脂酸和防老剂混合，升温至70-80℃，继续混炼10-15min，得到混炼胶；
步骤四：将上述混炼胶、硫化剂和促进剂混合均匀，进行硫化，温度140-160℃，硫化8-10min，得到鞋材；
步骤五：将上述鞋材经模压成型，得到防滑鞋底。
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