CN114015149A - 一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料及其制备方法；基于猫掌垫的特殊结构出发进行仿生科技点设计，采用了高弹高支撑性的发泡粒子为主，搭配减震柔韧性的发泡粒子为辅进行同步发泡，两种不同功能的发泡粒子经过二次模压工艺发泡获得了一种海岛立体空间结构分布的发泡鞋底材料；这种海岛立体空间结构的发泡鞋底集减震性、高弹性、柔软性和支撑性于一体，在不同的运动状态下能够自适应地发挥不同的功能，弹跳时其中的高弹粒子能够提供高的能量回馈，落地时其中的缓震粒子能够以多点承受的方式自适应地分散冲击力，达到减震抗冲的效果，智能响应运动需求。

Description

一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋底材料技术领域，更具体地说，是涉及一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料及其制备方法。
背景技术
众所周知，篮球是一项剧烈运动，篮球运动中不断的起动、急停、起跳和迅速的左右移动等动作使得篮球鞋需要有很好的耐久性，支撑性，稳定性，回弹性和良好的减震作用。其中回弹性越好，篮球运动员在弹跳时高度就越高，更有利于争抢篮板或者投篮，但跳得越高，下落过程中产生的重力势能越大，重力势能转化成冲击能，最终脚部受到的反冲击力就越大，对脚踝和膝盖的压力与伤害就越大。因此减震性能好的篮球鞋，它可以在你落地时减少地面对你双脚的冲击力，从而起到保护作用。所以，消费者需要的篮球运动鞋不仅要有高的回弹性，同时还需要优异的减震性。
目前市面上的篮球鞋难以满足高回弹的同时还具备优异的减震性，比如nike的气垫篮球运动鞋虽然减震效果很好，但是回弹性不高，而且比重大，不满足轻量化的需求。其他品牌的篮球鞋的中底基本是靠单一发泡倍率的发泡材料组成，如EVA基发泡材料、TPU爆米花、尼龙弹性体物理发泡、TPEE物理发泡等等，这些单一发泡倍率的中底材料或是满足高弹性或是满足减震性，难以兼具二者。
现有技术中，专利CN107997296A公开了一种多密度耐用弹性减震发泡中底，由橡塑发泡骨架、高弹前掌和吸能减震后跟通过刷胶模压组合而成；需要将造粒后的橡塑发泡骨架组分材料、高弹前掌组分材料和吸能减震后跟组分材料分别注射到相应模具中下发泡成胚，得到骨架发泡胚、前掌发泡胚和后跟发泡胚；再进行照射贴合：将三种发泡胚分别刷UV处理剂，经过UV照射，刷聚氨酯胶烘干，贴合，从而将三种发泡胚贴合；最后再进行二次成型：将贴合好的发泡胚放在二次成型模具中模压，然后冷却，出模成型。但是，该技术方案加工工序多，制备成本高，不适用于实际生产。
专利CN112602986A公开了一种基于猫脚垫仿生的抗冲击鞋底结构，所述基底与跖骨、跟骨对应的位置分别嵌有基于猫脚垫仿生的面对称立体结构；所述立体结构完全嵌在所述基底内，且所述立体结构的底面与所述基底的上表面齐平；所述立体结构包括中心体、将所述中心体完全包覆在内的中间层以及将所述中间层完全包覆在内的表层；其中，所述中心体内设置有上下两层均匀分布的多个椭球状的空心隔室，每个空心隔室的长轴与所述立体结构的底面相互垂直，下层空心隔室的球心在所述立体结构底面的投影位于上层空心隔室在所述立体结构底面的投影的间隙处；所述基底的材料与所述表层的材料相同，为聚氨酯材料、热塑性橡胶材料和聚氯乙烯材料中的任意一种；所述中间层的材料为硅胶材料；所述中心体的材料为聚酯纤维材料、高性能聚苯硫醚纤维材料和生物质聚乳酸纤维材料中的任意一种；每个空心隔室内填充有剪切增稠液或剪切增稠凝胶。但是，该技术方案整体形状、组成材料、各层厚度、空心隔室内流体类型以及空心隔室的形状、数量和尺寸等设计过于复杂，量产控制难度大，而且鞋底结构中包括多层材料，如表层材料-聚氨酯材料、热塑性橡胶材料、聚氯乙烯材料，中间层材料-硅胶，中间体材料-聚酯纤维材料、高性能聚苯硫醚纤维材料、生物质聚乳酸纤维材料，和空心隔室填充物剪切增稠凝胶、剪切增稠液等，势必造成鞋底的重量大，难以满足轻量化的需求。
专利CN109385111A公开了一种高弹、减震、轻便的EVA发泡鞋底材料，其组分及质量配比为：包括塑胶粒735035％～40％，塑胶粒747032％～37％，弹性体10％～15％，滑石粉10％～15％，硬脂加工助剂0.4％～0.5％，氧化锌1.1％～1.2％，发泡剂AC2.6％～2.7％，架桥剂DCP0.5％～0.6％。但是，该高弹减震的EVA发泡鞋底材料，基本是使用单一的配方，或是高弹，或是减震，因为从微观原理上分析高弹和减震是相互矛盾的，因此单一的配方难以兼具高弹和减震双重性能。
综上，开发一款兼具高弹性和减震性能的双密度发泡中底材料势在必行。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料及其制备方法，本发明提供的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料集减震性、高弹性、柔软性和支撑性于一体，在不同的运动状态下能够自适应地发挥不同的功能，弹跳时其中的高弹粒子能够提供高的能量回馈，落地时其中的缓震粒子能够以多点承受的方式自适应地分散冲击力，达到减震抗冲的效果，智能响应运动需求。
本发明提供了一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料，由高弹粒料和减震粒料制备而成，所述高弹粒料的含量为60wt％～80wt％；
所述高弹粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE5～20份，OBC5～20份，SEBS0～20份，SBBS0～20份，EPDM0～10份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂2.5～3份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，钛白粉2～4份；
所述减震粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE10～30份，溴化丁基橡胶5～20份，SOE0～20份，SBC0～20份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂3.5～4份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，色粒0.5～1.5份。
优选的，所述EVA的VA含量为18％～30％；所述POE的结晶度≤20％；所述OBC的硬度为60A～75A；所述SEBS的苯乙烯含量低于35％；所述SBBS的苯乙烯含量低于20％；所述EPDM的结晶度≤4％。
优选的，所述过氧化物交联剂选自过氧化二异丙苯和/或1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
优选的，所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺、膨胀微球和4,4-氧代二苯磺酰肼中的一种或多种。
优选的，所述SOE的Tg为5℃～20℃；所述SBC为非氢化的苯乙烯-异戊二烯-乙烯支化异戊二烯-苯乙烯共聚物。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将EVA、POE、OBC、SEBS、SBBS和EPDM混合，待温度升至75℃～85℃之间，倒入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌和钛白粉混合，待温度升至85℃～95℃之间，倒入氧化物交联剂和发泡剂混合，待温度升至100℃～105℃之间，得到第一混合料，再经造粒，得到高弹粒料；
b)将EVA、POE、溴化丁基橡胶、SOE和和SBC混合，待温度升至75℃～85℃之间，倒入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌和色粒混合，待温度升至85℃～95℃之间，倒入氧化物交联剂和发泡剂混合，待温度升至100℃～105℃之间，得到第二混合料，再经造粒，得到减震粒料；
c)将步骤b)得到的减震粒料分散在步骤a)得到的高弹粒料中，进行发泡，得到半成品；
d)将步骤c)得到的半成品静置后，进行模压，得到海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料；
所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
优选的，所述造粒的过程在造粒机中进行；所述造粒机的第一区温度为74℃～76℃，第二区温度为79℃～81℃，第三区温度为84℃～86℃，第四区温度为89℃～91℃，螺杆转速为30r/min～60r/min，切料转速为10r/min～25r/min，造粒时间为每5kg粒子5min～10min。
优选的，步骤c)中所述发泡的温度为170℃～180℃，时间为620s～700s。
优选的，步骤d)中所述静置的时间为20h～30h。
优选的，步骤d)中所述模压的过程具体为：
将静置后的半成品压入平板模压模具内，依次经热压和冷却，完成成品模压；
所述热压的温度为170℃～180℃，时间为400s～450s；所述冷却的水温为20℃～30℃，时间为400s～450s。
本发明提供了一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料，由高弹粒料和减震粒料制备而成，所述高弹粒料的含量为60wt％～80wt％；所述高弹粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE5～20份，OBC5～20份，SEBS0～20份，SBBS0～20份，EPDM0～10份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂2.5～3份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，钛白粉2～4份；所述减震粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE10～30份，溴化丁基橡胶5～20份，SOE0～20份，SBC0～20份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂3.5～4份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，色粒0.5～1.5份。与现有技术相比，本发明基于猫掌垫的特殊结构出发进行仿生科技点设计，采用了高弹高支撑性的发泡粒子为主，搭配减震柔韧性的发泡粒子为辅进行同步发泡，两种不同功能的发泡粒子经过二次模压工艺发泡获得了一种海岛立体空间结构分布的发泡鞋底材料；这种海岛立体空间结构的发泡鞋底集减震性、高弹性、柔软性和支撑性于一体，在不同的运动状态下能够自适应地发挥不同的功能，弹跳时其中的高弹粒子能够提供高的能量回馈，落地时其中的缓震粒子能够以多点承受的方式自适应地分散冲击力，达到减震抗冲的效果，智能响应运动需求。
同时，该发泡鞋底材料用于篮球鞋，既满足弹跳时的高弹需求，又满足弹跳落地时的减震需求，具有很高的市场竞争力和广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例提供的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料的制备方法的流程图；
图2为比较例4的效果图；
图3为实施例3的效果图；
图4为实施例2的效果图；
图5为实施例1的效果图；
图6为比较例3的效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料，由高弹粒料和减震粒料制备而成，所述高弹粒料的含量为60wt％～80wt％；
所述高弹粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE5～20份，OBC5～20份，SEBS0～20份，SBBS0～20份，EPDM0～10份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂2.5～3份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，钛白粉2～4份；
所述减震粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE10～30份，溴化丁基橡胶5～20份，SOE0～20份，SBC0～20份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂3.5～4份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，色粒0.5～1.5份。
本发明的设计灵感来源于猫科动物的脚，猫相对于其他动物来说，从一定高度上落下，更不容易受伤，这取决于猫咪身上的特殊构造，一方面：无论初始下落时猫咪处于何种姿势，在下落的过程中它都可以利用敏锐的平衡感和柔韧性，来扭转自己的身体，总能四肢先着地，然后依靠关节弯曲的方式，缓解掉落下来的冲击力。这个现象在学术上就被称为猫的“翻正反射”的自我保护机制。另一方面：通过生物力学实验室研究人员对猫脚运动解剖结构及运动分析发现，猫之所以以脚掌着地是因为猫掌是由骨爪、趾垫、肉垫组成，猫的每只脚掌下生有很厚的肉垫，猫的前爪有5个脚趾，后爪有4个脚趾，所以总共有18个脚趾，每个脚趾下又生有小的趾垫。肉垫和趾垫由进化表皮组成，表面有一层密集柔软的结缔组织，这种趾垫和肉垫有三种作用，即可减震、缓冲以及利于制动，本发明就是通过模仿猫掌脚底趾垫来完成运动鞋的缓冲减震。
本发明通过模拟猫掌的生理构造，在原有的EVA基高弹性中底配方中同时引入高减震性发泡粒子，高弹粒子和减震粒子在MD模具内进行同步发泡，高弹粒子与减震粒子的比例优选为60％～80％：40％～20％，最终发泡后的鞋底中减震粒子以不规则岛相的形式分布于海相的高弹粒子中，高弹粒子的密度、硬度大于减震粒子，贡献高弹性、支撑性，而减震粒子的密度、硬度低，贡献减震性、缓冲性和柔韧性，从而获得了一种集减震性、高弹性、柔软性和支撑性于一体的海岛立体空间结构分布的发泡鞋底。这种海岛结构多功能的发泡鞋底材料，能够在不同的运动状态下能够自适应地发挥不同的功能，弹跳时具备高的能量回馈，落地时能自适应地分散冲击力，既满足弹跳时的高弹需求，又满足弹跳落地时的抗冲需求，而且海岛结构中不同功能发泡粒子制作成不同颜色，使得海相与岛相两种功能的粒子在外观上以不同色彩展现，让消费者能够更直观感受不同功能材料在鞋底上的海岛分布。因此，在篮球鞋市场具有很高的竞争力和应用前景，在行业内属于首创。
在本发明中，所述海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料由高弹粒料和减震粒料制备而成，其中，所述高弹粒料的含量为60wt％～80wt％，对应的所述减震粒料的含量为40wt％～20wt％。
在本发明中，所述高弹粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE5～20份，OBC5～20份，SEBS0～20份，SBBS0～20份，EPDM0～10份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂2.5～3份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，钛白粉2～4份；
优选为：
EVA40～60份，POE10～20份，OBC10份，SEBS0～20份，SBBS0～20份，EPDM0～10份，过氧化物交联剂0.5份，发泡剂2.5～3份，氧化锌1.2份，硬脂酸1份，硬脂酸锌1份，钛白粉3份。本发明对上述组分的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售来源即可。
在本发明中，所述EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的VA(醋酸乙烯)含量优选为18％～30％；优选品种有：EVA7350M、EVA7470M。
在本发明中，所述POE(乙烯-丁烯无规共聚物或乙烯-辛烯无规共聚物)优选为结晶度≤20％的牌号；优选品种有：POE8180、POE8150、POE7467。
在本发明中，所述OBC(乙烯-辛烯嵌段共聚物)优选为硬度为60A～75A的牌号；优选品种有：OBC9107。
在本发明中，所述SEBS(氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)优选为苯乙烯含量低于35％的牌号；优选品种有：SEBSYH688(S＝13％)。
在本发明中，所述SBBS(氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)优选为苯乙烯含量低于20％的牌号；优选品种有：SBBSJ1083(S＝20％)。
在本发明中，所述EPDM(乙烯-丙稀-共轭二烯烃三元共聚物)优选为结晶度≤4％的牌号；优选品种有：EPDM5565。
在本发明中，所述过氧化物交联剂优选选自过氧化二异丙苯(DCP)和/或1,4-双叔丁基过氧异丙基苯(BIBP)，更优选为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯(BIBP)。
在本发明中，所述发泡剂优选选自偶氮二甲酰胺、膨胀微球和4,4-氧代二苯磺酰肼中的一种或多种，更优选为偶氮二甲酰胺；优选品种有：AC3000H。
在本发明中，所述氧化锌的优选品种有：ZnO997。
在本发明中，所述硬脂酸的优选品种有：硬脂酸1801。
在本发明中，所述钛白粉的优选品种有：钛白粉R103。
在本发明中，所述减震粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE10～30份，溴化丁基橡胶5～20份，SOE0～20份，SBC0～20份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂3.5～4份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，色粒0.5～1.5份；
优选为：
EVA40～60份，POE10～20份，溴化丁基橡胶15～20份，SOE15～20份，SBC0～20份，过氧化物交联剂0.5份，发泡剂3.5～4份，氧化锌1.2份，硬脂酸1份，硬脂酸锌1份，色粒1份。
在本发明中，所述EVA、POE、过氧化物交联剂、发泡剂、氧化锌、硬脂酸和硬脂酸锌与上述技术方案中的相同，在此不再赘述。
在本发明中，所述溴化丁基橡胶的优选品种有：BIIRX2。
在本发明中，所述SOE(苯乙烯-丁二烯-乙烯支化丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)优选为Tg为5℃～20℃的牌号；优选品种有：SOEL609。
在本发明中，所述SBC(苯乙烯-异戊二烯-乙烯支化异戊二烯)优选为非氢化的苯乙烯-异戊二烯-乙烯支化异戊二烯-苯乙烯共聚物；优选品种有：HYBRAR5127。
在本发明中，所述色粒优选为黄色粒。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将EVA、POE、OBC、SEBS、SBBS和EPDM混合，待温度升至75℃～85℃之间，倒入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌和钛白粉混合，待温度升至85℃～95℃之间，倒入氧化物交联剂和发泡剂混合，待温度升至100℃～105℃之间，得到第一混合料，再经造粒，得到高弹粒料；
b)将EVA、POE、溴化丁基橡胶、SOE和和SBC混合，待温度升至75℃～85℃之间，倒入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌和色粒混合，待温度升至85℃～95℃之间，倒入氧化物交联剂和发泡剂混合，待温度升至100℃～105℃之间，得到第二混合料，再经造粒，得到减震粒料；
c)将步骤b)得到的减震粒料分散在步骤a)得到的高弹粒料中，进行发泡，得到半成品；
d)将步骤c)得到的半成品静置后，进行模压，得到海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料；
所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
本发明提供的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料适用于二次模压成型(MD工艺)进行制备；MD工艺实施步骤的流程图参见图1所示；具体步骤包括：称料、混炼、造粒、小发泡和二次模压成型。
在本发明中，所述步骤a)和步骤b)实际上涵盖称料、混炼和造粒过程；所述称料的过程具体来说：依据高弹、减震两种组成的配方的用量，分别将交联剂和发泡剂为第一组称好；将氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌、钛白粉或色粒为第二组称好；剩下的料为第三组称好。
然后进行混炼过程：对于高弹粒料，即步骤a)将EVA、POE、OBC、SEBS、SBBS和EPDM(上述第三组料)混合，待温度升至75℃～85℃之间，倒入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌和钛白粉(上述第二组料)混合，待温度升至85℃～95℃之间，倒入氧化物交联剂和发泡剂(上述第三组料)混合，待温度升至100℃～105℃之间，得到第一混合料。在本发明中，上述混炼的过程优选在密练机内进行。
再经造粒，得到高弹粒料。在本发明中，所述造粒的过程优选在造粒机中进行；所述造粒机的第一区温度优选为74℃～76℃，更优选为75℃，第二区温度优选为79℃～81℃，更优选为80℃，第三区温度优选为84℃～86℃，更优选为85℃，第四区温度优选为89℃～91℃，更优选为90℃；所述造粒机的螺杆转速优选为30r/min～60r/min，更优选为40r/min～50r/min；所述造粒机的切料转速优选为10r/min～25r/min，更优选为15r/min～20r/min；所述造粒的时间优选为每5kg粒子5min～10min，更优选为8min。
对于减震粒料，即步骤b)将EVA、POE、溴化丁基橡胶、SOE和和SBC(上述第三组料)混合，待温度升至75℃～85℃之间，倒入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌和色粒(上述第二组料)混合，待温度升至85℃～95℃之间，倒入氧化物交联剂和发泡剂(上述第三组料)混合，待温度升至100℃～105℃之间，得到第二混合料。在本发明中，上述混炼的过程优选在密练机内进行。
再经造粒，得到减震粒料。在本发明中，所述造粒的过程优选在造粒机中进行；所述造粒机的第一区温度优选为74℃～76℃，更优选为75℃，第二区温度优选为79℃～81℃，更优选为80℃，第三区温度优选为84℃～86℃，更优选为85℃，第四区温度优选为89℃～91℃，更优选为90℃；所述造粒机的螺杆转速优选为30r/min～60r/min，更优选为40r/min～50r/min；所述造粒机的切料转速优选为10r/min～25r/min，更优选为15r/min～20r/min；所述造粒的时间优选为每5kg粒子5min～10min，更优选为8min。
之后，本发明将步骤b)得到的减震粒料分散在步骤a)得到的高弹粒料中，进行发泡，即小发泡过程，得到半成品。在本发明中，所述发泡的过程优选在平板模压小发泡模具内进行；所述发泡的温度优选为170℃～180℃，更优选为175℃；所述发泡的时间优选为620s～700s，更优选为660s。
最后，本发明将步骤c)得到的半成品静置后，进行模压，得到海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料。在本发明中，所述静置的时间优选为20h～30h，更优选为24h。
在本发明中，所述模压的过程优选具体为：
将静置后的半成品压入平板模压模具内，依次经热压和冷却，完成成品模压。在本发明中，所述热压的温度优选为170℃～180℃，更优选为175℃；所述热压的时间优选为400s～450s，更优选为420s；所述冷却的水温优选为20℃～30℃，更优选为25℃；所述冷却的时间优选为400s～450s，更优选为420s。
本发明提供了一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料及其制备方法，该技术方案具有如下有益效果：
(1)与现有的EVA篮球鞋发泡中底材料相比，本发明提供的海岛结构多功能发泡鞋底材料，是行业内首次采用猫掌垫的特殊结构为启发点，从仿生的角度进行科技点设计，获得了高弹减震效果具佳的效果，因此在行业内属于首创。
(2)与现有的EVA高弹发泡材料或者EVA减震材料相比，本发明提供的海岛结构多功能发泡鞋底材料，采用了高弹性的发泡粒子与减震性的发泡粒子进行同步发泡，高弹粒子的密度、硬度大于减震粒子，贡献高弹性、支撑性，而减震粒子的密度、硬度低，贡献减震性、缓冲性和柔韧性，从而获得了一种集减震性、高弹性、柔软性和支撑性于一体的海岛立体空间结构分布的发泡鞋底材料，功能更丰富更齐全。
(3)与现有的EVA篮球鞋发泡中底材料相比，本发明提供的海岛结构多功能发泡鞋底材料，能够在不同的运动状态下能够自适应地发挥不同的功能，弹跳时具备高的能量回馈，落地时能自适应地分散冲击力，既满足弹跳时的高弹需求，又满足弹跳落地时的抗冲需求，在篮球鞋市场具有很高的竞争力和应用前景。
(4)本发明提供的海岛结构多功能发泡鞋底材料，其海相与岛相两种功能的粒子在外观上以不同色彩展现，让消费者能够更直观感受不同功能材料在鞋底上的海岛分布。
本发明提供了一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料，由高弹粒料和减震粒料制备而成，所述高弹粒料的含量为60wt％～80wt％；所述高弹粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE5～20份，OBC5～20份，SEBS0～20份，SBBS0～20份，EPDM0～10份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂2.5～3份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，钛白粉2～4份；所述减震粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA40～60份，POE10～30份，溴化丁基橡胶5～20份，SOE0～20份，SBC0～20份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂3.5～4份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，色粒0.5～1.5份。与现有技术相比，本发明基于猫掌垫的特殊结构出发进行仿生科技点设计，采用了高弹高支撑性的发泡粒子为主，搭配减震柔韧性的发泡粒子为辅进行同步发泡，两种不同功能的发泡粒子经过二次模压工艺发泡获得了一种海岛立体空间结构分布的发泡鞋底材料；这种海岛立体空间结构的发泡鞋底集减震性、高弹性、柔软性和支撑性于一体，在不同的运动状态下能够自适应地发挥不同的功能，弹跳时其中的高弹粒子能够提供高的能量回馈，落地时其中的缓震粒子能够以多点承受的方式自适应地分散冲击力，达到减震抗冲的效果，智能响应运动需求。
同时，该发泡鞋底材料用于篮球鞋，既满足弹跳时的高弹需求，又满足弹跳落地时的减震需求，具有很高的市场竞争力和广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例及比较例所用的原料性质及来源如下：
EVA7350M：硬度90A，VA含量为18％，结晶度36.5％，Tg＝-18℃，30℃时tanδ＝0.23，台塑公司；
POE8180：硬度63A，结晶度16％，Tg＝-55℃，30℃时tanδ＝0.12，陶氏公司；
OBC9107：硬度60A，结晶度12％，Tg＝-62℃，30℃时tanδ＝0.1，陶氏公司；
EPDM5565：结晶度1％，Tg＝-35℃，30℃时tanδ＝0.16，陶氏公司；
SEBSYH688：硬度43A，S含量13％，Tg＝-65℃，30℃时tanδ＝0.10，巴陵石化；
SBBSJ1083：硬度56A，S含量20％，Tg＝-60℃，30℃时tanδ＝0.11，旭化成公司；
溴化丁基橡胶：品种为BIIRX2；
SOEL609：硬度76A，S含量33％，Tg＝19℃，30℃时tanδ＝0.8，旭化成公司；
HYBRAR5127：硬度84A，S含量20％，Tg＝8℃，30℃时tanδ＝1.2，可乐丽公司；
交联剂：1,4-双叔丁基过氧异丙基苯(BIBP)，过氧化二异丙苯(DCP)，中国石化；
ZnO997：白石牌氧化锌，相对密度为4.42～4.45；
硬脂酸1801：印尼杜库达；
硬脂酸锌：湖州市菱湖新望化学有限公司；
发泡剂AC3000H：杭州海虹精细化工有限公司；
钛白粉R103：金红石型，杜邦公司；
黄色粒：清丰企业集团。
实施例1～12及比较例1～5
(1)具体组成参见表1～4所示。
表1比较例1～5的具体组成数据
Figure BDA0003385040590000121
Figure BDA0003385040590000131
表2实施例1～4的具体组成数据
Figure BDA0003385040590000132
Figure BDA0003385040590000141
表3实施例5～8的具体组成数据
Figure BDA0003385040590000142
表4实施例8～12的具体组成数据
Figure BDA0003385040590000143
Figure BDA0003385040590000151
(2)具体制备方法：
采用二次模压成型(MD工艺)进行制备，流程图参见图1所示；具体包括以下步骤：
称料：依据高弹、减震两种组成的配方的用量，分别将交联剂和发泡剂为第一组称好；将氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌、钛白粉或黄色粒为第二组称好；剩下的料为第三组称好。
混练：首先将第三组料倒入密练机内，并打开机器，待温度升到75℃～85℃之间，倒入第二组料；待温度升到85℃～95℃之间，倒入第三组料；待温度升至100℃～105℃之间，将混好的料倒出。
造粒：将混好的料倒入造粒机中，第一、二、三、四区温度分别调为：75℃、80℃，85℃，90℃；并将螺杆转速调至40r/min～50r/min，将切料转速调至15r/min～20r/min，造粒时间为每5kg粒子8min，分别得到高弹粒料和减震粒料。
小发泡：将造好的高弹粒料和减震粒料按照表1～4中的比例倒入平板模压小发泡模具内，减震粒料不规则地分散在高弹粒料中，完成第一次发泡，发泡温度为：175℃；发泡时间为：660s。
模压：将小发泡发好的半成品静置冷却24h后，将小发泡半成品压入平板模压模具内，依次经热压和冷却，完成成品模压；热压温度为：175℃；热压时间为：420s；冷却水温为：25℃；冷却时间为：420s，得到海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料。
部分样品效果图参见图2～6所示；其中，图2为比较例4的效果图(45％减震粒子)，图3为实施例3的效果图(40％减震粒子)，图4为实施例2的效果图(30％减震粒子)，图5为实施例1的效果图(20％减震粒子)，图6为比较例3的效果图(15％减震粒子)。
(3)性能数据：
参见表5～7所示。
表5比较例1～5的力学性能数据
Figure BDA0003385040590000161
表6实施例1～6的力学性能数据
Figure BDA0003385040590000171
表7实施例7～12的力学性能数据
Figure BDA0003385040590000172
Figure BDA0003385040590000181
注：发泡样品砸玻璃实验：将长宽高＝20cm*10cm*5mm的玻璃放置在平整的瓷砖地面上，制作长宽高＝20cm*10cm*12.5mm的发泡试片样品若干，将试片下放置在玻璃上，将2kg的钢球固定从1米的高度下落到试片上，记录玻璃第1～10次钢球下落后的破碎情况。
(4)结论：
①从比较例1、2的测试结果看出：高弹配方虽然回弹高，但是落球冲击力大，减震性能差，在同等测试条件下砸玻璃，玻璃发生破碎，若单独使用不能满足篮球鞋的减震需求；减震配方虽然落球冲击力小，减震性能优异，在同等测试条件下砸玻璃，玻璃不破碎，但是回弹性能差，单独使用不能满足篮球鞋中底的回弹需求。
②从比较例3、4、5和实施例1、2、3的测试数据对比看出：高弹粒子和减震粒子以不同比例进行共同发泡，最终鞋底的性能也不同。比较例3中当高弹粒子：减震粒子为85：15时，减震性能虽然有所提升，但是落球冲击力和减震G值还比较大，而且砸玻璃第一次也发生了破碎；随着减震粒子的比例增加(实施例1～3)，回弹性能和减震性能得到了一个平衡，不仅回弹率>60％，落球冲击力<6.6KN，减震G值<12.0，且第一次砸玻璃不会破碎(高弹粒子：减震粒子＝80：20时，在第8次砸玻璃时发生了破碎，高弹粒子：减震粒子＝70：30或60：40时，可以满足砸玻璃10次不破碎)；随着减震粒子的比例逐渐增加至45％或者60％时，虽然减震性能更佳，但是回弹率≤52％，不满足篮球鞋的高弹需求。因此，本发明的高弹粒子：减震粒子的配比优选为：80％～60％：40％～20％。
③从实施例4、5、6的测试数据可以看出，通过调整两种粒子的发泡倍率，得到了不同密度和硬度的发泡粒子，密度越小，硬度越低的配方其减震性能越优异。说明越柔软的粒子其减震抗冲能力越好，与仿生猫掌肉垫的缓冲作用的结果类似，说明本发明从猫掌肉垫仿生的角度进行科技设计的思路是正确的。
④从实施例子4～12的测试数据可以看出：选定高弹粒子：减震粒子的配比优选为60％：40％的情况下，对高弹粒子和减震粒子中不同聚合物的种类及组分比例进行对比，发现两者的密度比为0.20～0.23：0.13～0.17、硬度比为49～55：40～47的范围内，基本都可以满足回弹率≥56％、落球冲击力<4.5KN、减震G值≤11.8，且经过10次砸玻璃的测试后，玻璃都不会发生破碎，完全符合篮球鞋的高弹减震需求。
⑤从实施例1～12的测试数据可以看出：高弹粒子的硬度、密度大于减震粒子的硬度、密度，高弹粒子在最终发泡的鞋底中贡献的时候回弹性和支撑性，而减震粒子贡献的时候减震抗冲性和柔软性，通过两种粒子的合理搭配，可以获得集减震性、高弹性、柔软性和支撑性于一体发泡鞋底材料。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料，由高弹粒料和减震粒料制备而成，所述高弹粒料的含量为60wt％～80wt％；
所述高弹粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA 40～60份，POE 5～20份，OBC 5～20份，SEBS 0～20份，SBBS 0～20份，EPDM 0～10份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂2.5～3份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，钛白粉2～4份；
所述减震粒料由包括以下重量份的组分制备而成：EVA 40～60份，POE 10～30份，溴化丁基橡胶5～20份，SOE 0～20份，SBC 0～20份，过氧化物交联剂0.4～0.6份，发泡剂3.5～4份，氧化锌1～1.5份，硬脂酸0.5～1.5份，硬脂酸锌0.5～1.5份，色粒0.5～1.5份。
2.根据权利要求1所述的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料，其特征在于，所述EVA的VA含量为18％～30％；所述POE的结晶度≤20％；所述OBC的硬度为60A～75A；所述SEBS的苯乙烯含量低于35％；所述SBBS的苯乙烯含量低于20％；所述EPDM的结晶度≤4％。
3.根据权利要求1所述的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料，其特征在于，所述过氧化物交联剂选自过氧化二异丙苯和/或1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
4.根据权利要求1所述的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料，其特征在于，所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺、膨胀微球和4,4-氧代二苯磺酰肼中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料，其特征在于，所述SOE的Tg为5℃～20℃；所述SBC为非氢化的苯乙烯-异戊二烯-乙烯支化异戊二烯-苯乙烯共聚物。
6.一种权利要求1～5任一项所述的海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将EVA、POE、OBC、SEBS、SBBS和EPDM混合，待温度升至75℃～85℃之间，倒入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌和钛白粉混合，待温度升至85℃～95℃之间，倒入氧化物交联剂和发泡剂混合，待温度升至100℃～105℃之间，得到第一混合料，再经造粒，得到高弹粒料；
b)将EVA、POE、溴化丁基橡胶、SOE和和SBC混合，待温度升至75℃～85℃之间，倒入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌和色粒混合，待温度升至85℃～95℃之间，倒入氧化物交联剂和发泡剂混合，待温度升至100℃～105℃之间，得到第二混合料，再经造粒，得到减震粒料；
c)将步骤b)得到的减震粒料分散在步骤a)得到的高弹粒料中，进行发泡，得到半成品；
d)将步骤c)得到的半成品静置后，进行模压，得到海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料；
所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述造粒的过程在造粒机中进行；所述造粒机的第一区温度为74℃～76℃，第二区温度为79℃～81℃，第三区温度为84℃～86℃，第四区温度为89℃～91℃，螺杆转速为30r/min～60r/min，切料转速为10r/min～25r/min，造粒时间为每5kg粒子5min～10min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中所述发泡的温度为170℃～180℃，时间为620s～700s。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤d)中所述静置的时间为20h～30h。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤d)中所述模压的过程具体为：
将静置后的半成品压入平板模压模具内，依次经热压和冷却，完成成品模压；
所述热压的温度为170℃～180℃，时间为400s～450s；所述冷却的水温为20℃～30℃，时间为400s～450s。
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