CN114752173A - 一种tpr超轻鞋底及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及鞋垫技术领域，更具体地说，涉及一种TPR超轻鞋底及其制备方法。所述TPR超轻鞋底包括以下原料制备而得：硬料15~20份、橡胶35~45份、增柔剂5~15份、钴粉5~20份、白油8~14份、高发泡剂0.3~0.6份、膨胀剂0.5~1.5份和其他助剂0.3~0.9份，通过上述原料复配制得的TPR超轻鞋底，使得制备的使TPR超轻鞋底内部的孔洞紧密分布，TPR超轻鞋底重量达到0.5~1.0g/cm3，摩擦系数大，在有水和油的表面不易打滑，在油污的环境中使用，磨损率低。

Description

一种TPR超轻鞋底及其制备方法
技术领域
本申请涉及鞋垫技术领域，更具体地说，涉及一种TPR超轻鞋底及其制备方法。
背景技术
鞋底是鞋子质量好坏评判的标准之一，理想的鞋底应具备耐磨、耐水，耐油、耐热、耐压、耐冲击、弹性好、容易适合脚型、定型后不易变型、保温、易吸收湿气等优点。
目前大多数的鞋底都是采用橡胶类合成，以提高鞋底的耐磨性、柔软度、伸延性、结构稳定性以及防水性等，但是橡胶合成的鞋底重量沉、透气性和吸湿性较差，人们穿着体验感差，进而人们采用TPR材料作为原料，经过塑炼，再加上其他配料制成TPR鞋底，这样虽然可以提高鞋底的透气性和吸湿性，同时具有橡胶性能，较耐磨，但这种鞋底在有水或有油的表面会打滑，鞋底止滑效果较差，人们穿上该鞋底存在着安全隐患，故需要改进。
发明内容
为了改善鞋底防滑效果差的问题，本申请提供一种TPR超轻鞋底及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种TPR超轻鞋底，采用如下的技术方案：
一种TPR超轻鞋底，所述TPR超轻鞋底包括以下重量份的原料制备而得：
硬料15～20份
橡胶35～45份
增柔剂5～15份
钴粉5～20份
白油8～14份
高发泡剂0.3～0.6份
膨胀剂0.5～1.5份
其他助剂0.3～0.9份；
所述橡胶为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
通过采用上述技术方案，制得的TPR超轻鞋底具有良好的防滑性能，在有水以及有油的底面不易打滑。橡胶具有优良的拉伸性能，可提高鞋底耐冲击性能，不需要硫化，便于加工，可作为鞋底的主要制备原料。但是，橡胶的防滑性能较差，对此，本申请通过将硬料、增柔剂、钴粉、白油，进行密炼，密炼后得到的混合物再加入高发泡剂、膨胀剂和其他助剂混合制粒，再通过注塑的方式，制得防滑性能好的鞋底，同时还兼备有重量轻、耐磨和柔韧度好等优点。
在密炼的过程中橡胶受到剪切力和摩擦力的作用，橡胶温度上升，粘度下降，增加橡胶在硬料、钴粉和增柔剂表面的湿润性，白油可进一步提高橡胶表面的润湿性，使橡胶与硬料、钴粉、增柔剂表面充分接触混合均匀，同时白油使得钴粉的流动性提高，更容易与橡胶、硬料和增柔剂混合，钴粉均匀分散于橡胶，再注塑形成鞋底时，使得鞋底的表面比较粗糙，摩擦系数增大，以便于防滑。钴粉、硬料和橡胶配合使用，可进一步提高鞋底的强度，使得鞋底不易断裂或变形，但是，硬料和钴粉会使得鞋底的质地较硬，影响人们的穿着舒适度，对此，在密炼的过程中加入增柔剂，使增柔剂与橡胶、硬料和钴粉混合均匀制粒，形成质地比较柔软的母粒，再制备鞋底，看提高鞋底的柔软度，提高人们的穿着舒适度。
制粒过程中加入高发泡剂和膨胀剂制得母粒，母粒再进行注塑过程中，温度升高，高发泡剂和膨胀剂发挥作用，使得鞋底内部产生气泡，且气泡分布均匀，从而减轻鞋底的重量，高发泡剂促进气泡的产生，膨化剂能抑制大气泡的形成，两者联合使用，进而使鞋底内部产生均分布的小气泡。
其他试剂可以为抗氧化剂或抗紫外线剂，抗氧化剂可以提高鞋底的抗氧化能力，抗紫外线剂增强鞋底的抗紫外性能，延长其使用寿命。
优选的，每份所述硬料由以下重量份的组分制备而得：
苯乙烯—丁二烯共聚物20～30份
聚苯乙烯50～60份
增柔剂25～35份
乙烯-醋酸乙烯共聚物1～10份
聚乙烯10～20份白油5～15份。
通过采用上述组分制得的硬料具有良好的相容性、柔韧度和抗冲击性能，同时可提高TPR超轻鞋底的摩擦系数，进一步提高其防滑性能。
乙烯-丁二烯共聚物具有优良的拉伸强度，表面摩擦系数大，可与聚苯乙烯、增柔剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯复配使用，制得硬料可作为填充剂用于制作鞋底，配合钴粉使用，可提高鞋底的硬度和摩擦系数。聚苯乙烯的质地坚硬，熔融时热稳定性和流动性好，所以易于成型加工，便于加工制备硬料，且可增强硬料的强度，从而使得鞋底有较好强度，但是，聚苯乙烯脆性高且易开裂用于制备鞋底容易出现裂痕，故与苯乙烯—丁二烯共聚物共用，乙烯-丁二烯共聚物与聚苯乙烯相容性好，混合使用后既可以提高乙烯-丁二烯共聚物的加工性能，又可以降低聚苯乙烯的脆性，使得鞋底难以产生裂痕。
乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的柔软性、化学稳定性、抗老化性以及抗臭氧性，用于制备硬料，可提高硬料的柔软性、抗老性能以及抗臭氧性能，使鞋底具有较好的柔软性、抗老化性能和抗臭氧性能；聚乙烯聚乙烯具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，用于制备硬料，使得硬料耐低温、耐酸碱，从而使得鞋底具有较好的耐低温和耐酸碱性能；白油可提高硬料中各个组分之间流动性，且与上述组分共存时可作为内部的润滑剂，减少鞋底会出现开裂的可能。
优选的，所述硬料由以下步骤制得：
按照重量份，称取苯乙烯—丁二烯共聚物、聚苯乙烯、增柔剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯和白油混合均匀，熔融挤出，造粒，制得硬料；
所述熔融挤出步骤的温度为160～180℃。
通过采用熔融挤出造粒的方式制得硬料，使得硬料具有更好相容性、摩擦系数、强度、柔韧度、抗老化性、抗臭氧性和耐酸碱性，更易于与制备鞋底原料混合均匀。
可选的，每份所述增柔剂由以下重量份的物料制备而得：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物50～70份白油30～50份。
通过上述物料制得的增柔剂具有较好的增柔作用，且与硬料、钴粉、白油、橡胶的相容性较好，易于与其他原料或组分混合均匀，白油具有优良的润滑性，可减少物质之间的摩擦，但是不能提高物质的柔软度，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为白色疏松柱状固体，柔软度较差，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和白油按照上述重量份进行密炼，使得白油和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物形成增柔剂，增柔剂的质地比较柔软、流动性好、相容性好，尤其是与橡胶和硬料的相容性更好，使得其更容易与硬料和橡胶混合，制得的鞋底质地较为柔软。
优选的，所述增柔剂由以下步骤制得：
按照重量份计，称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和白油混合，密炼，搅拌速度为10～15r/min，搅拌1～2h，制得增柔剂。
通过采用上述技术方案，能进一步使苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和白油混合均匀，制得的增柔剂具有较好的相容性，易于与硬料、钴粉、白油、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物混合均匀。
可选的，所述硬料与所述增柔剂的重量比为(18～20)：(10～15)。
通过采用上述技术方案，进一步优化硬料与增柔剂的用料比，使得TPR超轻鞋底的强度、柔韧度和摩擦系数进一步提高，同时使TPR超轻鞋底的重量更轻。
优选的，所述钴粉的重量份为15～20份。
通过采用上述技术方案，进一步优化钴粉的使用量，使TPR超轻鞋底得强度适中，使TPR超轻鞋底具有更好的抗拉性能和加工性能，若钴粉的重量份超过20份，钴粉的份数增加，鞋底的硬度会明显地提高，同时使得鞋底的拉伸强度降低，进一步使得TPR超轻鞋底质地硬，舒适度差；若钴粉的重量份少于15份，会导致TPR超轻鞋底质较柔软，不易在凹凸不平的路面使用，TPR超轻鞋底质的使用范围受到限制。
优选的，所述高发泡剂为偶氮类发泡剂或亚硝基化合物类发泡剂中的一种。
通过采用上述技术方案，使得鞋底内产生的气泡密集，可进一步减轻鞋底的重量，偶氮类发泡剂产生的气泡均匀、致密性好，可使得TPR超轻鞋底中气泡分布均匀，亚硝基化合物类发泡剂发气量大，发泡效率高，便于TPR超轻鞋底产生气泡，进一步减轻TPR超轻鞋底的重量。
优选的，所述膨胀剂为微球膨胀剂或碳化氢中的一种。
通过采用上述技术方案，微球膨胀剂和碳化氢，可用协助高发泡剂的发泡，使得TPR超轻鞋底具有紧密的气泡，进一步使得TPR超轻鞋底的重量更加轻。
第二方面，本申请提供一种TPR超轻鞋底制备方法，采用如下技术方案：
一种TPR超轻鞋底制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按照重量份计，称取硬料、橡胶、增柔剂、钴粉和白油混合均匀后，密炼0.5～1h，制得混合料；
按照重量份计，称取高发泡剂、膨胀剂和其他助剂加入混合料中，搅拌15～30min，挤出，造粒，切粒，制得母粒；
将母粒熔融、注塑、冷却成型、取出，制得TPR超轻鞋底，熔融温度为160～190℃。
通过采用上述技术方案，使得上述各种原料能充分混合均匀，使TPR超轻鞋底内部的孔洞紧密分布，TPR超轻鞋底重量达到0.5～1.0g/cm3，摩擦系数大，在有水和油的地面不易打滑，防滑性能好，在油污的环境中使用，磨损率低，不易损坏。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请通过采用硬料、橡胶、增柔剂、钴粉、白油、高发泡剂、膨胀剂和其他助剂复配使用，使得制备的使TPR超轻鞋底内部的孔洞紧密分布，TPR超轻鞋底重量达到0.5～1.0g/cm3，摩擦系数大，在有水和油的地面不易打滑，在油污的环境中使用，磨损率低，不易损坏。
2、本申请通过苯乙烯—丁二烯共聚物、聚苯乙烯、增柔剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯和白油复配使用制得硬料，该硬料具有更好相容性、强度、柔韧度、抗老化性、抗臭氧性和耐酸碱性，用于制备TPR超轻鞋底，可提高TPR超轻鞋底的强度、柔韧度、抗老化性、抗臭氧性和耐酸碱性。
3、本申请通过采用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和白油复配使用制得增柔剂，增柔剂具有较好的相容性和摩擦系数，易于与其他原料或组分混合均匀，用于制备TPR超轻鞋底，可增加TPR超轻鞋底的摩擦系数，减少TPR超轻鞋底打滑的可能。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。本申请中使用到的原料均可市售获得，部分原料的来源和型号，如表1所示：
表1为部分原料的来源和型号
Figure BDA0003613303570000051
增柔剂制备例1～3
制备例1
一种增柔剂，由如下方法制得：
称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5Kg和白油3Kg混合均匀，密炼，搅拌速度为10r/min，搅拌1h，制得增柔剂。
制备例2
一种增柔剂，由如下方法制得：
称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物6Kg和白油4Kg混合均匀，密炼，搅拌速度为13r/min，搅拌1.5h，制得增柔剂。
制备例3
一种增柔剂，由如下方法制得：
称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物7Kg和白油5Kg混合均匀，密炼，搅拌速度为15r/min，搅拌2h，制得增柔剂。
制备例1～3中各物料的用量，如表2所示：
表2苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与白油的用量
Figure BDA0003613303570000061
硬料的制备4～6
制备例4
一种硬料，由如下方法制得：
称取苯乙烯—丁二烯共聚物2Kg、聚苯乙烯3Kg、增柔剂2.5Kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1Kg、聚乙烯1Kg和白油0.5Kg混合均匀，熔融挤出，造粒，制得硬料；
所述熔融挤出步骤的温度为160℃。
制备例5
一种硬料，由如下方法制得：
称取苯乙烯—丁二烯共聚物2.5Kg、聚苯乙烯5.5Kg、增柔剂3Kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.5Kg、聚乙烯1.5Kg和白油1Kg混合均匀，熔融挤出，造粒，制得硬料；
所述熔融挤出步骤的温度为170℃。
制备例6
一种硬料，由如下方法制得：
称取苯乙烯—丁二烯共聚物3Kg、聚苯乙烯6Kg、增柔剂3.5Kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物1Kg、聚乙烯2Kg和白油1.5Kg混合均匀，熔融挤出，造粒，制得硬料；
所述熔融挤出步骤的温度为180℃。
制备例4～6中不同之处在于：上述组分的用量不同以及增柔剂的来源不同，如表3所示：
表3硬料组分的种类及用量
Figure BDA0003613303570000071
实施例
实施例1
一种TPR超轻鞋底，由以下方法制备而得：
称取来自制备例4中的硬料1.5Kg、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3.5Kg、来自制备例1的增柔剂0.5Kg、钴粉0.5Kg和白油0.8Kg混合均匀，密炼0.5h，制得混合料；
称取高发泡剂(2，2′-偶氮二异丁腈)0.03Kg、膨胀剂(碳化氢)0.05Kg和其他助剂(抗氧化剂)0.03Kg加入混合料中，搅拌15min，挤出，造粒，切粒，制得母粒；
再将母粒加入注塑机中熔融，熔融温度为160℃，再从注射口注射到模具中冷却成型，取出，制得鞋底。
实施例2
一种TPR超轻鞋底，由以下方法制备而得：
称取硬料来自制备例5中的1.75Kg、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物4Kg、来自制备例2的增柔剂1Kg、钴粉1.5Kg和白油1.2Kg混合均匀，密炼0.45h，制得混合料；
称取高发泡剂(2，2′-偶氮二异丁腈)0.05Kg、膨胀剂(微球膨胀剂)0.1Kg和其他助剂(抗氧化剂)0.07Kg加入混合料中，搅拌20min，挤出，造粒，切粒，制得母粒；
再将母粒加入注塑机中熔融，熔融温度为175℃，再从注射口注射到模具中冷却成型，取出，制得鞋底。
实施例3
一种TPR超轻鞋底，由以下方法制备而得：
称取硬料来自制备例6中的2Kg、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物4.5Kg、来自制备例3的增柔剂1.5Kg、钴粉2Kg和白油1.4Kg混合均匀，密炼1h，制得混合料；
称取高发泡剂(2，2′-偶氮二异丁腈)0.06Kg、膨胀剂(微球膨胀剂)0.07Kg和其他助剂(抗氧化剂)0.09Kg加入混合料中，搅拌30min，挤出，造粒，切粒，制得母粒；
再将母粒加入注塑机中熔融，熔融温度为190℃，再从注射口注射到模具中冷却成型，取出，制得鞋底。
实施例4
本实施例4与实施例3不同之处在于：使用等量的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物代替苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其余的步骤、原料及用量均与实施例3一致。
实施例5
一种TPR超轻鞋底，由以下方法制备而得：
称取硬料来自制备例6中的2Kg、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物4.5Kg、来自制备例3的增柔剂1.2Kg、钴粉1.3Kg和白油1.4Kg混合均匀，密炼1h，制得混合料；
称取高发泡剂(2，2′-偶氮二异丁腈)0.06Kg、膨胀剂(微球膨胀剂)0.07Kg和其他助剂(抗氧化剂)0.09Kg加入混合料中，搅拌30min，挤出，造粒，切粒，制得母粒；
再将母粒加入注塑机中熔融，熔融温度为190℃，再从注射口注射到模具中冷却成型，取出，制得鞋底。
实施例1～5中原料的种类、用量以及来源，如表4所示：
表4TPR超轻鞋底原料的种类及用量
Figure BDA0003613303570000081
Figure BDA0003613303570000091
对比例
对比例1
一种TPR超轻鞋底
本对比例与实施例5的不同之处在于：用等量的碳酸钙代替钴粉，其余用料和用量均与实施例5一致。
对比例2
一种TPR超轻鞋底
本对比例与实施例5的不同之处在于：用等量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物代替增柔剂，其余用料和用量均与实施例5一致。
对比例3
一种TPR超轻鞋底
本对比例与实施例5的不同之处在于：用等量的苯乙烯—丁二烯共聚物代替等量的硬料，其余用料和用量均与实施例5一致。
对比例4
一种TPR超轻鞋底
本对比例与实施例5的不同之处在于：用等量的聚苯乙烯代替等量的硬料，其余用料和用量均与实施例5一致。
性能检测试验
对上述实施例1～5与对比例1～4制得的鞋底进行防滑测试、磨损率以及拉伸性能。
检测方法/试验方法防滑测试：将上述实施例1～5和对比例1～4制得的鞋底，制作成同一款鞋子，再将每只鞋子进行称重，再用填充物填充于鞋子，使得每只鞋子的重量一致，再将鞋子分别放置于倾斜地砖的顶端，倾斜角度为45°(以水平面为准)，鞋子从顶端滑落，在倾斜地砖表面有水情况试验，用直尺量出鞋子滑落的距离，滑落3次，取平均值。擦干鞋底的水分，在倾斜地砖表面有油情况试验，用直尺量出鞋子滑落的距离，滑落3次，取平均值。
磨损率测试：将上述实施例1～7和对比例1～4制得的鞋底，浸泡于油中，浸泡48h，取出，再采用万能摩擦磨损试验机测试，测试条件为：测试力为30N，转速为250r/min，测试时间30min，计算磨损率，磨损率的计算公式为：磨损率＝(磨损前质量-磨损后质量)/磨损前质量*100％。
拉伸性能测定：参照GB/T 528-92《硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸性能的测定》所规定的测试方法，对各实施例试样进行拉伸强度和扯断伸长率进行测定，试验数据如表5所示：
表5性能检测实验数据
Figure BDA0003613303570000101
Figure BDA0003613303570000111
结合实施例1～5和对比例1～4并结合表5可以看出，实施例1～5中鞋底的密度小于对比例1～4中的密度，说明使用本申请的原料和制备方法制得的TPR超轻鞋底密度小；在倾斜地砖表面有水情况实施例1～5中鞋底滑行的距离小于对比例1～4中鞋底滑行的距离，在倾斜地砖表面有油情况实施例1～5中鞋底滑行的距离小于对比例1～4中鞋底滑行的距离，说明本申请的原料和制备方法制得的TPR超轻鞋底的防滑性能好；实施例1～5中鞋底的磨损率小于对比例1～4中的磨损率，说明本申请的原料和制备方法制得的TPR超轻鞋底的耐磨性能好。
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 (10)

1.一种TPR超轻鞋底，其特征在于，所述TPR超轻鞋底包括以下重量份的原料制备而得：
硬料15~20份
橡胶35~45份
增柔剂5~15份
钴粉5~20份
白油8~14份
高发泡剂0.3~0.6份
膨胀剂0.5~1.5份
其他助剂0.3~0.9份；
所述橡胶为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种TPR超轻鞋底，其特征在于：每份所述硬料由以下重量份的组分制备而得：
苯乙烯—丁二烯共聚物20~30份
聚苯乙烯50~60份
增柔剂25~35份
乙烯-醋酸乙烯共聚物1~10份
聚乙烯10~20份
白油5~15份。
3.根据权利要求2所述的一种TPR超轻鞋底，其特征在于：所述硬料由以下步骤制得：
按照重量份，称取苯乙烯—丁二烯共聚物、聚苯乙烯、增柔剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯和白油混合均匀，熔融挤出，造粒，制得硬料；
所述熔融挤出步骤的温度为160~180℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种TPR超轻鞋底，其特征在于：每份所述增柔剂由以下重量份的物料制备而得：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物50~70份
白油30~50份。
5.根据权利要求4所述的一种TPR超轻鞋底，其特征在于：所述增柔剂由以下步骤制得：
按照重量份计，称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和白油混合，密炼，搅拌速度为10~15r/min，搅拌1~2h，制得增柔剂。
6.根据权利要求1所述的一种TPR超轻鞋底，其特征在于：所述硬料与所述增柔剂的重量比为（18~20）：（10~15）。
7.根据权利要求1所述的一种TPR超轻鞋底，其特征在于：所述钴粉的重量份为15~20份。
8.根据权利要求1所述的一种TPR超轻鞋底，其特征在于：所述高发泡剂为偶氮类发泡剂或亚硝基化合物类发泡剂中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种TPR超轻鞋底，其特征在于：所述膨胀剂为微球膨胀剂或碳化氢中的一种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的TPR超轻鞋底制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
按照重量份计，称取硬料、橡胶、增柔剂、钴粉和白油混合均匀后，密炼0.5~1h ，制得混合料；
按照重量份计，称取高发泡剂、膨胀剂和其他助剂加入混合料中，搅拌15~30min，挤出，造粒，切粒，制得母粒；
将母粒熔融、注塑、冷却成型、取出，制得TPR超轻鞋底，熔融温度为160~190℃。
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