CN115975328B - 一种高生物基含量鞋底橡胶材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种高生物基含量鞋底橡胶材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115975328B CN115975328B CN202211743484.XA CN202211743484A CN115975328B CN 115975328 B CN115975328 B CN 115975328B CN 202211743484 A CN202211743484 A CN 202211743484A CN 115975328 B CN115975328 B CN 115975328B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- rubber
- accelerator
- sole
- rubber material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 114
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 27
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims abstract description 26
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 23
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 22
- -1 itaconic acid ester Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 18
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 16
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 16
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 16
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 15
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 claims description 14
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 14
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 12
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 12
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical compound C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 8
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 claims description 8
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004513 sizing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 abstract description 2
- DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N n-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)cyclohexanamine Chemical compound C1CCCCC1NSC1=NC2=CC=CC=C2S1 DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- REQPQFUJGGOFQL-UHFFFAOYSA-N dimethylcarbamothioyl n,n-dimethylcarbamodithioate Chemical compound CN(C)C(=S)SC(=S)N(C)C REQPQFUJGGOFQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 7
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N vinyl-ethylene Natural products C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- OGVXYCDTRMDYOG-UHFFFAOYSA-N dibutyl 2-methylidenebutanedioate Chemical compound CCCCOC(=O)CC(=C)C(=O)OCCCC OGVXYCDTRMDYOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AUZONCFQVSMFAP-UHFFFAOYSA-N disulfiram Chemical compound CCN(CC)C(=S)SSC(=S)N(CC)CC AUZONCFQVSMFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylguanidine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=N)NC1=CC=CC=C1 OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFWCPLGXFMSUCW-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyl carbamimidothioate;hydron;dichloride Chemical compound Cl.Cl.CN(C)CCCSC(N)=N DFWCPLGXFMSUCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUZICZZQJDLXJN-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-4-hydroxybutanoate Chemical compound OCC(N)CC(O)=O BUZICZZQJDLXJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 206010063385 Intellectualisation Diseases 0.000 description 1
- OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine Chemical compound C1=CC(NC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 239000004826 Synthetic adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N dibenzothiazol-2-yl disulfide Chemical compound C1=CC=C2SC(SSC=3SC4=CC=CC=C4N=3)=NC2=C1 AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- OFHMODDLBXETIK-UHFFFAOYSA-N methyl 2,3-dichloropropanoate Chemical compound COC(=O)C(Cl)CCl OFHMODDLBXETIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003557 thiazoles Chemical class 0.000 description 1
- QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N triethoxysilane Chemical compound CCO[SiH](OCC)OCC QQQSFSZALRVCSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供了一种高生物基含量鞋底橡胶材料及其制备方法和应用，该橡胶材料由以下质量份计的成分制成：100份生胶；40.5～62份补强填充剂；10～15份植物纤维；5.5～14份活化剂；5～15份增塑剂；0.5～2份防老剂；2.5～6份环保促进剂；1～3份硫化剂；所述生胶由40～60份衣康酸酯橡胶和40～60份天然橡胶组成。本发明其主胶料使用以生物质资源合成的环保型生物基衣康酸酯橡胶材料，同时使用取自天然材料及安全环保的填料、助剂，制备具有高生物基含量的鞋底橡胶材料，从而降低了对石化原料的依赖；且其加工工艺简单，加工性能优良，制得的橡胶材料作为鞋底制品，机械性能优异、尤其具有突出的抗湿滑性能。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体的涉及一种高生物基含量鞋底橡胶材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着人们生活质量的提高，消费理念的更新，追求健康、安全的消费产品成为生活中的一种时尚，鞋底制品也在不断突破传统材料和制备技术，轻量化、功能化、智能化及其环保化已成为今后发展的必然趋势。目前，市场上的鞋用原材料包括塑料、合成弹性体、合成纤维和胶黏剂等，由于多来源于石化资源，在生产和加工过程中容易产生污染性的副产物，对环境的影响较大；且过度依赖石化原料而产生大量的温室气体，使温室效应引发的全球暖化问题愈趋严重。除此之外，过度依赖不可再生的石化资源，使得石油产物具有不可再生性，成本较高。
为此，申请公布号为CN104945817A的中国专利文献公开了一种衣康酸酯/丁二烯共聚物型生物工程橡胶的制备方法，其中介绍了生物基衣康酸酯橡胶。其所用原料不依赖于石化资源，主要通过可再生的生物资源来制备，单体容易获得，且具有良好的环境稳定性和良好的加工性，如用于制备高性能绿色轮胎。可见，在天然橡胶资源逐渐减少的情况下，充分利用采用生物质资源合成的衣康酸酯橡胶，对全球经济社会的可持续发展具有重要意义。
除了环保性，对于用作鞋底的橡胶材料，其功能性需求也越来越高。其中，抗湿滑性能是指鞋底对地面的防滑效果或抓地力，直接决定鞋穿着时的安全与否。尤其在湿滑、结冰的路面上行走，更需提高鞋底橡胶材料的防滑性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是，提供一种高生物基含量鞋底橡胶材料及其制备方法和应用，本发明所述的鞋底橡胶材料具有高生物基含量，并且机械性能优异，尤其具有突出的抗湿滑性能。
本发明提供一种高生物基含量鞋底橡胶材料，其由以下质量份计的成分制成：
100份的生胶；
40.5～62份的补强填充剂；
10～15份的植物纤维；
5.5～14份的活化剂；
5～15份的增塑剂；
0.5～2份的防老剂：
2.5～6份的环保促进剂；
1～3份的硫化剂；
所述生胶由衣康酸酯橡胶和天然橡胶组成，其中衣康酸酯橡胶40～60份，天然橡胶40～60份。
优选地，所述补强填充剂为白炭黑和硅烷偶联剂Si-69组成，其中白炭黑40～60份；硅烷偶联剂Si-690.5～2份。
优选地，所述活化剂由氧化锌、硬脂酸和聚乙二醇组成，其中氧化锌3～7份，硬脂酸0.5～2份，聚乙二醇2～5份。
优选地，所述增塑剂为棕榈油；所述硫化剂优选为硫磺。
优选地，所述防老剂为石蜡；所述环保促进剂优选为胺类促进剂、噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂中的一种或多种。
优选地，所述环保促进剂由胺类促进剂、噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂组成，其中胺类促进剂0.5～1.5份；噻唑类促进剂1.5～3.5份；秋兰姆类促进剂0.5～1份。
优选地，所述高生物基含量鞋底橡胶材料的拉伸强度为17～19MPa。
本发明提供如前所述的高生物基含量鞋底橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
按质量配比，将生胶、补强填充剂、植物纤维、活化剂、防老剂和增塑剂混炼，时间可为6～10分钟，温度优选为135～155℃；
将所述混炼后的材料冷却，使其与环保促进剂、硫化剂进行二次混炼，得到混炼胶；
将所述混炼胶进行硫化，得到所述的高生物基含量鞋底橡胶材料。
优选地，所述硫化的时间为5～10分钟，温度为150～175℃。
此外，本发明提供如前所述的高生物基含量鞋底橡胶材料在制备鞋子中的应用。
与现有技术相比，本发明采用以生物质资源制备的生物基衣康酸酯橡胶作为主胶料，配以较低含量的天然橡胶，优选使用取自天然材料及环保型的填料、促进剂，从而降低对石化原料的依赖，有利于环境保护，满足绿色低碳的环保要求；同时，本发明制备高生物基含量鞋底橡胶材料的配方中，采用环保的植物纤维，以及防老剂等橡胶原料及其比例控制，可有效改善鞋底材料的耐磨性能。本发明制备的鞋底橡胶材料的机械性能优异，具有良好的力学强度，尤其具备突出的抗湿滑性，利于鞋子穿着的安全性等。
此外，本发明整个加工工艺简单，对设备要求低，加工性能优良，适合广泛使用。
具体实施方式
下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本发明提供了一种高生物基含量鞋底橡胶材料，其由以下质量份计的成分制成：
100份的生胶；
40.5～62份的补强填充剂；
10～15份的植物纤维；
5.5～14份的活化剂；
5～15份的增塑剂；
0.5～2份的防老剂；
2.5～6份的环保促进剂；
1～3份的硫化剂；
所述生胶由衣康酸酯橡胶和天然橡胶组成，其中衣康酸酯橡胶40～60份，天然橡胶40～60份。
本发明实施例中其主胶料使用以生物质资源合成的环保型生物基衣康酸酯橡胶材料，同时使用取自天然材料及安全环保的填料、助剂，制备具有高生物基含量的鞋底橡胶材料，从而降低了对石化原料的依赖，有利于节能减碳；且其加工工艺简单，加工性能优良，对设备要求低，制得的橡胶复合材料作为鞋底制品，机械性能优异、尤其具有突出的抗湿滑性能。
本发明所述的衣康酸酯橡胶为衣康酸二正丁酯单体与丁二烯单体通过低温乳液聚合得到的共聚物；各单体纯度分别为：衣康酸二正丁酯含量大于99.0％，丁二烯含量大于99.5％，可采用市售或自行制备获得；所得衣康酸酯橡胶数均分子量为22万～100万，重均分子量为71万～200万。本发明以可再生的生物质资源制备的生物基衣康酸酯橡胶，作为主胶料替代部分天然橡胶，进而得到高生物基含量的鞋底橡胶材料，环保性好。
在本发明中，作为100质量份基准，所述的生胶由衣康酸酯橡胶和天然橡胶组成，其中衣康酸酯橡胶40～60份，天然橡胶40～60份；进一步的，衣康酸酯橡胶60份，天然橡胶40份；天然橡胶牌号可为CV60、TSR20。
本发明所述的鞋底橡胶材料制备原料包括：40.5～62质量份的补强填充剂；作为优选，所述补强填充剂为白炭黑和硅烷偶联剂Si-69组成，不仅安全环保，而且利于补强等。所述白炭黑主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶等，粒径分布为10～40nm，比表面积分布为100～400m2/g；具体可为40～60份、优选42～58份。硅烷偶联剂Si-69的化学名为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物，质量份优选为0.5～2份。
并且，本发明还采用一定比例的天然材料植物纤维为填料，更为环保，且对强度、耐磨等性能有利。植物纤维如麻纤维，竹纤维，纤维长度范围为10～40mm；质量份为10～15份。
在本发明的鞋底橡胶材料配方中，活化剂5.5～14质量份；增塑剂5～15份。所述活化剂优选由氧化锌、硬脂酸和聚乙二醇组成，进一步优选氧化锌(ZnO)3～7份，硬脂酸0.5～2份，聚乙二醇2～5份；一般地，聚乙二醇分子量分布范围为3600～4400。具体的优选方案中，氧化锌5份，硬脂酸1份，聚乙二醇4份。
所述增塑剂主要是加工油，优选为来自植物的棕榈油；棕榈油取自天然材料，替代化学增塑油，进一步提高了配方中生物基含量等。所述的棕榈油可采用市售，纯度≥99.0％。
在本发明的具体实施例中，所述硫化剂可为硫磺。所述防老剂优选为石蜡，在鞋材配方中相对更为环保(胍类促进剂D与防老剂4010NA、防老剂RD在近年来不建议在鞋材配方中使用)。本发明实施例该配方中可包括：防老剂0.5～2份；环保促进剂2.5～6份；硫化剂1～3份。
本发明还采用了环保型的硫化促进剂(简称促进剂)，大多为有机类，优选为胺类促进剂、噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂中的一种或多种。其中，胺类促进剂如ACT(叔胺复合体)；噻唑类：M(2-硫醇基苯并噻唑)、DM(二硫化二苯并噻唑)、CBS(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)等，优选促进剂CBS；秋兰姆类：TMTD(二硫化四甲基秋兰姆)、TMTM(一硫化四甲基秋兰姆)、TETD(二硫化四乙基秋兰姆)、DPTT(六硫化双五亚甲基秋兰姆)，优选TMTM。作为优选，所述环保促进剂由胺类促进剂(ACT)、噻唑类促进剂(CBS)和秋兰姆类促进剂(TMTM)组成，促进剂ACT：0.5～1.5份；促进剂CBS：1.5～3.5份；促进剂TMTM：0.5～1份。
同时，本发明提供了如前所述的高生物基含量鞋底橡胶材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
按质量配比，将生胶、补强填充剂、植物纤维、活化剂、防老剂和增塑剂混炼，时间可为6～10分钟，温度优选为135～155℃；
将所述混炼后的材料冷却，使其与环保促进剂、硫化剂进行二次混炼，得到混炼胶；
将所述混炼胶进行硫化，得到所述的高生物基含量鞋底橡胶材料。
各原料成分、配比如前所述；本发明一些实施例具体制备步骤如下：
(1)将衣康酸酯橡胶、天然橡胶、白炭黑、硅烷偶联剂、植物纤维、氧化锌、硬脂酸、石蜡、聚乙二醇、棕榈油进行混炼，时间6～10分钟，温度135～155℃；
(2)使步骤(1)经混炼后的材料冷却，冷却后的材料温度小于70℃；
(3)使步骤(2)经冷却的物料、促进剂ACT、促进剂CBS、促进剂TMTM、硫磺进行二次混炼，时间1～3分钟，温度95～105℃，得到混炼胶；
(4)将步骤(3)所制得的混炼胶停放16～24h后，将混炼胶用硫化仪硫化，可制得硫化胶试样，其为高生物基含量鞋底橡胶材料。其中，所述硫化的时间可为5～10分钟，硫化温度优选为150～175℃。
在本发明实施例中，所述的高生物基含量鞋底橡胶材料的拉伸强度可在17MPa以上，如为17～19MPa；硬度65～69邵尔A。此外，本发明还提供了如前所述的高生物基含量鞋底橡胶材料在制备鞋子中的应用。
本发明实施例通过在配方中，增加生胶体系中生物基衣康酸酯橡胶的并用比例，填料体系中添加取自植物的棕榈油作为加工油及使用植物纤维，提高了橡胶鞋底材料的生物基含量，满足高生物基含量的要求；且使用鞋材材料中适用的环保型的填料，有利于节能减碳，促进可持续发展。本发明在生胶体系中使用以可再生原料合成的衣康酸酯橡胶替代大自然中逐渐减少的天然橡胶资源，衣康酸酯橡胶含量增加，使鞋材具有优异的防滑性能，且在配方中使用植物纤维，又显著改善其耐磨性能。再者，本发明所述的生物基衣康酸酯橡胶具有较好的环境稳定性和良好的加工性，配以其他生胶及填料后的复合材料仍具备加工工艺简单，加工性能优良的特点，可以被广泛使用，利于工业规模化推广。
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。以下实施例中，衣康酸酯橡胶：自行制备，数均分子量为22万～32万，重均分子量为65万～90万；天然橡胶：市售，牌号为CV60，重均分子量为40万～60万均可；白炭黑：市售，粒径分布为10～40nm，比表面积分布为100～400m2/g；植物纤维：市售，纤维长度为10～40mm；棕榈油：市售，纯度≥99.0％；聚乙二醇：市售；分子量为3600～4400。
实施例1
一种高生物基含量鞋底橡胶材料，以质量份计含有以下成分原料：衣康酸酯橡胶60份，天然橡胶40份，白炭黑55份，硅烷偶联剂Si-692份，植物纤维10份，氧化锌5份，硬脂酸1份，石蜡1份，聚乙二醇4份，棕榈油5份，促进剂ACT 1份，促进剂CBS 3.0份，促进剂TMTM0.5份，硫磺2份。
一种高生物基含量鞋底橡胶材料的制备方法，该制备方法的步骤如下：
(1)将衣康酸酯橡胶、天然橡胶、白炭黑、硅烷偶联剂、植物纤维、氧化锌、硬脂酸、石蜡、聚乙二醇、棕榈油进行混炼，时间6～10分钟，温度140～150℃；
(2)使步骤(1)经混炼后的材料冷却，冷却后的材料温度小于70℃；
(3)使步骤(2)经冷却的物料、促进剂ACT、促进剂CBS、促进剂TMTM、硫磺进行二次混炼，时间1～3分钟，温度100～105℃，得到混炼胶；
(4)将步骤(3)所制得的混炼胶停放18h后，将混炼胶用硫化仪硫化，制得硫化胶试样。硫化时间为8min；硫化温度为165℃。
实施例2：
一种高生物基含量鞋底橡胶材料，以质量份计含有以下成分：衣康酸酯橡胶60份，天然橡胶40份，白炭黑50份，硅烷偶联剂Si-69 1.5份，植物纤维11份，氧化锌5份，硬脂酸1份，石蜡1份，聚乙二醇4份，棕榈油8份，促进剂ACT 1份，促进剂CBS 2.5份，促进剂TMTM 0.5份，硫磺2份。
按照与实施例1相同的方法制备高生物基鞋底材料。
实施例3：
一种高生物基含量鞋底橡胶材料，以质量份计含有以下成分：衣康酸酯橡胶60份，天然橡胶40份，白炭黑45份，硅烷偶联剂Si-69 1份，植物纤维12份，氧化锌5份，硬脂酸1份，石蜡1份，聚乙二醇4份，棕榈油10份，促进剂ACT 1份，促进剂CBS 2.0份，促进剂TMTM 0.5份，硫磺2份。
按照与实施例1相同的方法制备高生物基鞋底材料。
实施例4：
一种高生物基含量鞋底橡胶材料，以质量份计含有以下成分：衣康酸酯橡胶60份，天然橡胶40份，白炭黑55份，硅烷偶联剂Si-69 1份，植物纤维14份，氧化锌5份，硬脂酸1份，石蜡1份，聚乙二醇4份，棕榈油12份，促进剂ACT 1份，促进剂CBS 2.5份，促进剂TMTM 0.5份，硫磺1.5份。
按照与实施例1相同的方法制备高生物基鞋底材料。
实施例5：
一种高生物基含量鞋底橡胶材料，以质量份计含有以下成分：衣康酸酯橡胶60份，天然橡胶40份，白炭黑55份，硅烷偶联剂Si-69 1份，植物纤维15份，氧化锌5份，硬脂酸1份，石蜡1份，聚乙二醇4份，棕榈油15份，促进剂ACT 1份，促进剂CBS 2.5份，促进剂TMTM 0.5份，硫磺2.5份。
按照与实施例1相同的方法制备高生物基鞋底材料。
对比例1：
一种鞋底材料，以质量份计含有以下成分：衣康酸酯橡胶20份，天然橡胶80份，白炭黑55份，硅烷偶联剂Si-692份，氧化锌5份，硬脂酸1份，石蜡1份，聚乙二醇4份，环烷油10份，促进剂ACT 1份，促进剂CBS 3.0份，促进剂TMTM 0.5份，硫磺2份；
一种鞋底材料的制备方法，该制备方法的步骤如下：
(1)将衣康酸酯橡胶、天然橡胶、白炭黑、硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸、石蜡、聚乙二醇、环烷油进行混炼，时间7分钟，温度145℃；
(2)使步骤(1)经混炼后的材料冷却，冷却后的材料温度小于70℃；
(3)使步骤(2)经冷却的物料、促进剂ACT、促进剂CBS、促进剂TMTM、硫磺进行二次混炼，时间2分钟，温度100℃，得到混炼胶；
(4)将步骤(3)所制得的混炼胶停放18h后，将混炼胶用硫化仪硫化，制得硫化胶试样。硫化时间为8min。硫化温度为165℃。
本发明实施例所制备的鞋底橡胶材料的性能对比如下：
表1为本发明案例与对比例制备的鞋底材料的性能测试结果
从实施例可以看出，本配方各实施例生物基原料和/或环保型原料的份数较高，所制得的鞋底材料相比对比例生物基含量较高，满足绿色低碳的环保要求。并且，本发明实施例制备的高生物基含量鞋底橡胶材料机械性能优异，具有良好的力学强度，有效改善鞋底材料的耐磨性能(DIN数据较低，代表耐磨性能较好)，且表现出优异的防滑性能。本发明以可再生的生物质资源制备的生物基衣康酸酯橡胶作为主胶料替代天然橡胶，并采用取自天然材料及安全环保的填料体系，制备抗湿滑性能优异的高生物基含量环保鞋底橡胶材料，是当前可持续发展的趋势，也利于提升鞋子穿着时的安全性。
对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 (8)
1.一种高生物基含量鞋底橡胶材料，其特征在于，由以下质量份计的成分制成：
100份的生胶；
40.5～62份的补强填充剂；
10～15份的植物纤维；
5.5～14份的活化剂；
5～15份的增塑剂；
0.5～2份的防老剂；
2.5～6份的环保促进剂；
1～3份的硫化剂；
所述生胶由衣康酸酯橡胶和天然橡胶组成，其中衣康酸酯橡胶40～60份，天然橡胶40～60份；所述补强填充剂为白炭黑和硅烷偶联剂Si-69组成，其中白炭黑40～60份；硅烷偶联剂Si-69 0.5～2份；所述增塑剂为棕榈油；所述防老剂为石蜡；所述环保促进剂为胺类促进剂、噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的高生物基含量鞋底橡胶材料，其特征在于，所述活化剂由氧化锌、硬脂酸和聚乙二醇组成，其中氧化锌3～7份，硬脂酸0.5～2份，聚乙二醇2～5份。
3.根据权利要求1所述的高生物基含量鞋底橡胶材料，其特征在于，所述硫化剂为硫磺。
4.根据权利要求1所述的高生物基含量鞋底橡胶材料，其特征在于，所述环保促进剂由胺类促进剂、噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂组成，其中胺类促进剂0.5～1.5份；噻唑类促进剂1.5～3.5份；秋兰姆类促进剂0.5～1份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高生物基含量鞋底橡胶材料，其特征在于，所述高生物基含量鞋底橡胶材料的拉伸强度为17～19MPa。
6.根据权利要求1-4任一项所述的高生物基含量鞋底橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按质量配比，将生胶、补强填充剂、植物纤维、活化剂、防老剂和增塑剂混炼，时间可为6～10分钟，温度优选为135～155℃；
将所述混炼后的材料冷却，使其与环保促进剂、硫化剂进行二次混炼，得到混炼胶；
将所述混炼胶进行硫化，得到所述的高生物基含量鞋底橡胶材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述硫化的时间为5～10分钟，温度为150～175℃。
8.根据权利要求1-4任一项所述的高生物基含量鞋底橡胶材料在制备鞋子中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211743484.XA CN115975328B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种高生物基含量鞋底橡胶材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211743484.XA CN115975328B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种高生物基含量鞋底橡胶材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115975328A CN115975328A (zh) | 2023-04-18 |
| CN115975328B true CN115975328B (zh) | 2024-02-13 |
Family
ID=85958497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211743484.XA Active CN115975328B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种高生物基含量鞋底橡胶材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115975328B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102558578A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-07-11 | 北京化工大学 | 一种衣康酸酯/异戊二烯共聚物型生物工程橡胶及其制备方法 |
| CN104725756A (zh) * | 2014-09-06 | 2015-06-24 | 北京化工大学 | 一种衣康酸酯/异戊二烯共聚物型生物基弹性体胎面胶及制备方法 |
| CN104945817A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-30 | 北京化工大学 | 一种衣康酸酯/丁二烯共聚物型生物工程橡胶及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-30 CN CN202211743484.XA patent/CN115975328B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102558578A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-07-11 | 北京化工大学 | 一种衣康酸酯/异戊二烯共聚物型生物工程橡胶及其制备方法 |
| CN104725756A (zh) * | 2014-09-06 | 2015-06-24 | 北京化工大学 | 一种衣康酸酯/异戊二烯共聚物型生物基弹性体胎面胶及制备方法 |
| CN104945817A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-30 | 北京化工大学 | 一种衣康酸酯/丁二烯共聚物型生物工程橡胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 《中国化学工业年鉴》编辑部.中国化学工业年鉴 1999-2000.中国化工信息中心,2000,116页. * |
| 傅政.橡胶材料及工艺学.化学工业出版社,2013,190页. * |
| 广廷洪，汪德涛.密封件使用手册.机械工业出版社,1994,180页. * |
| 徐波，李波.革制品人机工学.中国轻工业出版社,2016,210页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115975328A (zh) | 2023-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3237530B1 (en) | Rubber composition and tire comprising sustainable resources and related methods | |
| CN109181041A (zh) | 一种超轻橡塑鞋底材料及其制备方法 | |
| CN1834140A (zh) | 一种高耐磨型轮胎用胶料及其制备方法 | |
| CN103910944B (zh) | 一种汽车空调管用橡胶扣件及其制备方法 | |
| JP5932952B2 (ja) | ランフラットタイヤ用サイドウォールインサートのゴム組成物及びそれを用いて製造したタイヤ | |
| CN103497428B (zh) | 一种低压缩变形、高弹性的三元乙丙橡胶 | |
| CN105384978A (zh) | 一种环保型工程机械轮胎耐切割胎面胶 | |
| CN101395213A (zh) | 帘布层及/或带束层用橡胶组合物、使用该橡胶组合物的帘布层及/或带束层以及该橡胶组合物的制造方法 | |
| CN111533967B (zh) | 一种橡胶鞋底及其制备方法 | |
| EP2452831A1 (en) | Tire with tread containing carboxylated styrene/butadiene rubber | |
| KR101182208B1 (ko) | 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 | |
| Deng et al. | Research progress on sustainability of key tire materials | |
| CN115975328B (zh) | 一种高生物基含量鞋底橡胶材料及其制备方法和应用 | |
| CN105315525A (zh) | 高抗湿滑和低滚动阻力的轮胎胎面胶料及其制法和应用 | |
| CN116589761A (zh) | 一种环保型鞋底材料及其制备方法 | |
| CN102212199A (zh) | 一种高强度耐老化硫化橡胶制备方法 | |
| JP6046213B2 (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物及びこれから製造されたタイヤ | |
| KR102044887B1 (ko) | 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 | |
| KR20130071620A (ko) | 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 | |
| KR102496613B1 (ko) | 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 | |
| KR101787573B1 (ko) | 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 | |
| CN112094213A (zh) | 一种环保型的非硅烷类偶联剂及其制备方法和橡胶组合物 | |
| KR101709215B1 (ko) | 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 | |
| KR101361709B1 (ko) | 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어 | |
| CN105218886A (zh) | 一种极耐寒高弹性耐磨胶底 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |