CN114292455B - 一种防滑鞋用橡胶片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种鞋用橡胶片的领域，公开了一种防滑鞋用橡胶片，由包括如下重量份的组分制成：60‑80份溶聚丁苯橡胶；30‑40份填料；1‑2份硅烷偶联剂；1‑3份抗氧剂；1‑2份硬脂酸；3‑5份氧化锌；1‑2份硫化剂；1‑2份促进剂；1‑2份防老剂；20‑30份钛铝合金；所述钛铝合金的粒度为100‑200目。本申请的鞋用橡胶片具有良好的防滑能力。

Description

一种防滑鞋用橡胶片及其制备方法

技术领域

本申请涉及鞋用橡胶片的技术领域，尤其是涉及一种防滑鞋用橡胶片及其制备方法。

背景技术

鞋子是用于保护足部、便于行走的穿着物，通常由皮革、布帛和胶皮等材料制成。随着科技的发展和人们生活水平的提高，大家对于鞋子的性能需求也在不断提升。鞋子包括鞋面和鞋底，鞋底是鞋子的重要组成部分，用于与地面进行接触。

目前，市场上的鞋子具有一定的防滑能力，但遇到下雨天、路面湿滑时，鞋底的防滑能力不够，行人很容易滑倒。

发明内容

为了提高鞋底的防滑能力，本申请提供一种防滑鞋用橡胶片及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种防滑鞋用橡胶片采用如下的技术方案：

一种防滑鞋用橡胶片，有包括如下重量份的组分制成：60-80份溶聚丁苯橡胶；30-40份填料；1-2份硅烷偶联剂；1-3份抗氧剂；1-2份硬脂酸；3-5份氧化锌；1-2份硫化剂；1-2份促进剂；1-2份防老剂；20-30份钛铝合金；所述钛铝合金的粒度为100-200目。

通过采用上述技术方案，鞋用橡胶片中采用溶聚丁苯橡胶作为基体材料，溶聚丁苯橡胶具有非常优良的防滑性能。在原料体系中加入钛铝合金，一方面，钛铝合金在鞋用橡胶片的表面形成微凸，增大鞋用橡胶片表面的粗糙度，起到优良的防滑效果；另一方面，钛铝合金的硬度大、耐磨性能高，使得鞋用橡胶片具有一定的耐磨性能。此外，钛铝合金的粒度为100-200目，这一颗粒度使得钛铝合金能够均匀地分散在溶聚丁苯橡胶中。

可选的，所述钛铝合金经过如下表面改性处理：先使用CO₂激光对钛铝合金表面进行改性处理，激光功率为2-5KW，再分别用THF溶剂和3-5wt％的盐酸溶液清洗钛铝合金表面。

通过采用上述技术方案，CO₂激光具有较强的穿透能力，可使钛铝合金产生相变硬化，从而增加钛铝合金的硬度，使得鞋用橡胶片的耐磨性能提高。此外，THF溶剂可以清除其表面的油污、盐酸溶液能够清洗钛铝合金表面的杂质，使得钛铝合金与溶聚丁苯橡胶的结合能力更强，在一定程度上保证钛铝合金的作用效果。

可选的，所述钛铝合金上包覆一层聚脲。

通过采用上述技术方案，聚脲分子中的脲键具有较高的表面活性，易于粘附在钛铝合金颗粒表面，同时聚脲的脲键会与溶聚丁苯橡胶分子中的不饱和双键发生化学键合，从而提高钛铝合金与溶聚丁苯橡胶之间的结合能力。

可选的，所述填料为白炭黑。

通过采用上述技术方案，白炭黑分子中存在表面羟基，使其与溶聚丁苯橡胶的相容性差，则白炭黑聚集体会与溶聚丁苯橡胶基体分离而露出表面，导致橡胶表面模量高，从而提高鞋用橡胶片的防滑性能。

可选的，所述白炭黑经过如下改性处理：将白炭黑浸入丙酸液体中，保持1-2h，然后将白炭黑过滤后进行干燥，得到改性白炭黑。

通过采用上述技术方案，经过丙酸改性处理后，白炭黑表面羟基与丙酸发生化学键合，从而在白炭黑分子中引入疏水基团，提高白炭黑与溶聚丁苯橡胶之间结合的稳定性。

可选的，所述防老剂包括邻苯三酚和二甲基二硫代氨基甲酸锌，所述邻苯三酚和二甲基二硫代氨基甲酸锌的质量比为1:2-3。

通过采用上述技术方案，二甲基二硫代氨基甲酸锌可以降低原料体系中氢过氧化物的浓度，减少氢过氧化物分解产生的自由基。邻苯三酚中的羟基可以捕捉过氧和烷氧自由基，降低自由基的浓度。二甲基二硫代氨基甲酸锌和邻苯三酚协同作用，共同降低橡胶体系中的自由基浓度，从而使得鞋用橡胶片具有良好的抗老化能力。

可选的，所述邻苯三酚经过改性处理，步骤如下：按重量份计，将4-5份邻苯三酚加入氢氧化钠溶液中充分混合，然后加入1-2份马来酸酐进行反应，反应时间1-1.5h，然后将混合溶液倒入盐酸与冰的混合体系中冷却结晶，然后过滤，得到固体滤物后，冲洗并干燥，得到改性邻苯三酚。

通过采用上述技术方案，邻苯三酚中的部分羟基与马来酸酐发生酯化反应，使得邻苯三酚分子中引入疏水性基团，能够增加邻苯三酚与橡胶体系的相容性。

第二方面，本申请提供一种防滑鞋用橡胶片的制备方法采用如下技术方案：包括如下步骤：

S1塑炼：将溶聚丁苯橡胶投入开炼机中，升温至60-70℃，塑炼10-12min，得到塑炼胶；

S2混炼：将上述塑炼胶、填料、硅烷偶联剂、抗氧剂、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；

S3硫化：将上述混炼胶、硫化剂、促进剂和钛铝合金混合，进行硫化，温度为160-180℃，硫化时间为18-20min，得到鞋用橡胶材料；

S4裁切：将上述鞋用橡胶材料裁切成型，即得到防滑鞋用橡胶片。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.鞋用橡胶片的原料中加入钛铝合金，一方面，钛铝合金在鞋用橡胶片的表面形成微凸，增大鞋用橡胶片表面的粗糙度，起到优良的防滑效果；另一方面，钛铝合金的硬度大、耐磨性能高，使得鞋用橡胶片具有一定的耐磨性能；此外，钛铝合金的粒度为100-200目，这一颗粒度使得钛铝合金能够均匀地分散在溶聚丁苯橡胶中；

2.聚脲分子中的脲键具有较高的表面活性，易于粘附在钛铝合金颗粒表面，同时聚脲的脲键会与溶聚丁苯橡胶分子中的不饱和双键发生化学键合，从而提高钛铝合金与溶聚丁苯橡胶之间的结合能力；

3.经过丙酸改性处理后，白炭黑表面羟基与丙酸发生化学键合，从而使白炭黑分子中引入疏水基团，提高白炭黑与溶聚丁苯橡胶之间结合的稳定性。

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。

本申请实施例采用如下原料：

溶聚丁苯橡胶的型号为1500，购买自江苏润丰合成科技有限公司。

炭黑的型号为M570，购买自东莞市长河化工有限公司。

钛铝合金的纯度为3N-6N，购买自聊城经济技术开发区祥庆化学品有限公司。

天然橡胶的型号为3L，购买自东莞市富豪橡胶贸易有限公司。

聚脲的型号为zcjn-08，购买自山东紫创新材料科技有限公司。

白炭黑的型号为R972，购买自沈阳鑫茂发精细化工原料有限公司。

实施例

实施例1：

一种防滑鞋用橡胶片，原料组分如表1所示。

一种防滑鞋用橡胶片的制备方法，包括以下步骤：

S1塑炼：将溶聚丁苯橡胶投入开炼机中，升温至60℃，塑炼10min，得到塑炼胶；

S2混炼：将上述塑炼胶、炭黑、乙烯基三乙氧基硅烷、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、氧化锌、硬脂酸和二甲基二硫代氨基甲酸锌混合，升温至70℃，继续混炼10min，得到混炼胶；

S3硫化：将上述混炼胶、硫磺、二硫化二苯并噻唑和钛铝合金混合均匀，进行硫化，温度为160℃，硫化时间为18min，得到鞋用橡胶材料；

S4裁切：将上述鞋用橡胶材料裁切成型，即得到防滑鞋用橡胶片。

实施例2：

S1塑炼：将溶聚丁苯橡胶投入开炼机中，升温至65℃，塑炼11min，得到塑炼胶；

S2混炼：将上述塑炼胶、炭黑、乙烯基三乙氧基硅烷、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、氧化锌、硬脂酸和二甲基二硫代氨基甲酸锌混合，升温至75℃，继续混炼12.5min，得到混炼胶；

S3硫化：将上述混炼胶、硫磺、二硫化二苯并噻唑和钛铝合金混合均匀，进行硫化，温度为170℃，硫化时间为19min，得到鞋用橡胶材料；

S4裁切：将上述鞋用橡胶材料裁切成型，即得到防滑鞋用橡胶片。

实施例3：

S1塑炼：将溶聚丁苯橡胶投入开炼机中，升温至70℃，塑炼12min，得到塑炼胶；

S2混炼：将上述塑炼胶、炭黑、乙烯基三乙氧基硅烷、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、氧化锌、硬脂酸和二甲基二硫代氨基甲酸锌混合，升温至80℃，继续混炼15min，得到混炼胶；

S3硫化：将上述混炼胶、硫磺、二硫化二苯并噻唑和钛铝合金混合均匀，进行硫化，温度为180℃，硫化时间为20min，得到鞋用橡胶材料；

S4裁切：将上述鞋用橡胶材料裁切成型，即得到防滑鞋用橡胶片。

实施例4：

与实施例2的区别在于，钛铝合金经过如下表面改性处理：先使用CO₂激光对钛铝合金表面进行改性处理，激光功率为2.5KW，再分别用THF溶剂和4wt％的盐酸溶液清洗钛铝合金表面。

实施例5：

与实施例4的区别在于：钛铝合金上包覆一层聚脲，包覆方式可以是涂覆，也可以是浸泡。

实施例6：

与实施例5的区别在于：炭黑等质量替换为白炭黑。

实施例7：

与实施例6的区别在于：白炭黑经过如下改性处理：将白炭黑浸入丙酸液体中，保持1-2h，然后将白炭黑过滤后进行干燥，得到改性白炭黑。

实施例8：

与实施例7的区别在于：二甲基二硫代氨基甲酸锌等质量替换为邻苯三酚和二甲基二硫代氨基甲酸锌的混合物，其中邻苯三酚和二甲基二硫代氨基甲酸锌的质量比为1:2.5。

实施例9：

与实施例8的区别在于，邻苯三酚等质量替换为改性邻苯三酚。

改性邻苯三酚的制备过程如下：将4.5kg邻苯三酚加入氢氧化钠溶液中充分混合，然后加入1.5kg马来酸酐进行反应，反应时间1.25h，然后将混合溶液倒入盐酸与冰的混合体系中冷却结晶，然后过滤，得到固体滤物后，冲洗并干燥，得到改性邻苯三酚。

对比例1：

与实施例2的区别在于：S3硫化过程中不加入钛铝合金。

对比例2：

与实施例2的区别在于：溶聚丁苯橡胶等质量替换为天然橡胶。

实施例1-9以及对比例1-2中原料配比如表1所示。

表1原料表

表1-续

鞋用橡胶片性能测试：

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1-9及对比例1-2的鞋用橡胶片，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2。

根据GB/T 3903.22-2008《鞋类外底试验方法抗张强度和伸长率》中记载的方法，通过测试实施例1-9及对比例1-2在老化处理前和老化处理后的抗张强度变化率来表征鞋用橡胶片的抗老化性能，老化处理过程如下：分别将每个鞋用橡胶片试样在100℃加热12h，所得结果记录在表2。

从表2可以看出：

1、实施例1-3和对比例1的测试数据可得，钛铝合金的加入，能够显著提高鞋用橡胶片的防滑性能。

2、实施例1-3和对比例2的测试数据可得，溶聚丁苯橡胶具有良好的防滑性能。

3、实施例4和实施例2的测试数据可得，钛铝合金经过表面处理后，制得的鞋用橡胶片的防滑性能有所提高。

4、实施例5和实施例4的测试数据可得，钛铝合金表面涂覆聚脲后，制得的鞋用橡胶片的防滑性能有一定程度的提高。

5、实施例6和实施例5的测试数据可得，填料改用白炭黑，鞋用橡胶片的防滑性能有明显的提高。

7、实施例7和实施例6的测试数据可得，白炭黑经过改性处理后，鞋用橡胶片的防滑性能有一定程度的提高。

8、实施例8和实施例7的测试数据可得，使得邻苯三酚和二甲基二硫代氨基甲酸锌共同作为防老剂，能够提高鞋用橡胶片的抗老化能力。

9、实施例9和实施例8的测试数据可得，邻苯三酚经过改性处理后，制得鞋用橡胶片的抗老化性能明显提高。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种防滑鞋用橡胶片，其特征在于：由包括如下重量份的组分制成：60-80份溶聚丁苯橡胶；30-40份填料；1-2份硅烷偶联剂；1-3份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；1-2份硬脂酸；3-5份氧化锌；1-2份硫化剂；1-2份促进剂；1-2份防老剂；20-30份钛铝合金；所述防老剂由邻苯三酚和二甲基二硫代氨基甲酸锌组成，所述钛铝合金的粒度为100-200目，所述钛铝合金经过如下表面改性处理：先使用CO₂激光对钛铝合金表面进行改性处理，激光功率为2-5KW，再分别用THF溶剂和3-5wt%的盐酸溶液清洗钛铝合金表面，所述钛铝合金上包覆一层聚脲。

2.根据权利要求1所述的一种防滑鞋用橡胶片，其特征在于：所述填料为白炭黑。

3.根据权利要求2所述的一种防滑鞋用橡胶片，其特征在于：所述白炭黑经过如下改性处理：将白炭黑浸入丙酸液体中1-2h，然后将白炭黑过滤后进行干燥，得到改性白炭黑。

4.根据权利要求1所述的一种防滑鞋用橡胶片，其特征在于：所述邻苯三酚和二甲基二硫代氨基甲酸锌的质量比为1:2-3。

5.根据权利要求4所述的一种防滑鞋用橡胶片，其特征在于：所述邻苯三酚经过改性处理，步骤如下：按重量份计，将4-5份邻苯三酚加入氢氧化钠溶液中充分混合，然后加入1-2份马来酸酐进行反应，反应时间1-1.5h，然后将混合溶液倒入盐酸与冰的混合体系中冷却结晶，然后过滤，得到固体滤物后，冲洗并干燥，得到改性邻苯三酚。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的防滑鞋用橡胶片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1塑炼：将溶聚丁苯橡胶投入开炼机中，升温至60-70℃，塑炼10-12min，得到塑炼胶；

S2混炼：将上述塑炼胶、填料、硅烷偶联剂、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、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；

S3硫化：将上述混炼胶、硫化剂、促进剂和钛铝合金混合，进行硫化，温度为160-180℃，硫化时间为18-20min，得到鞋用橡胶材料；

S4裁切：将上述鞋用橡胶材料裁切成型，即得到防滑鞋用橡胶片。