CN116114965A - 一种使用橡胶回收颗粒的eva化学发泡鞋底及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种使用橡胶回收颗粒制作的EVA化学发泡鞋底及其制备方法，其包含：57‑62重量份的乙烯醋酸乙烯共聚物、14‑19重量份的烯烃嵌段共聚物、14‑15重量份的热塑性弹性体、10‑10.5重量份的三元乙丙橡胶、10‑14重量份的橡胶回收颗粒、等等，其中，所述乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体、三元乙丙橡胶和橡胶回收颗粒的重量份之和为110重量份，且所述乙烯醋酸乙烯共聚物和烯烃嵌段共聚物的重量份之和为75重量份，并且其中所述橡胶回收颗粒占乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体、三元乙丙橡胶的重量之和的10‑15重量％。本申请所得的EVA化学发泡鞋底在保有一般EVA化学发泡鞋底的性能的同时，回弹性能达60％以上。

Description

一种使用橡胶回收颗粒的EVA化学发泡鞋底及其制备方法
技术领域
本申请涉及制鞋领域。具体地，涉及一种使用橡胶回收颗粒的EVA(即，乙烯醋酸乙烯共聚物)化学发泡鞋底及其制备方法。
背景技术
随着橡胶材料在鞋底制造的应用技术的不断成熟，越来越多的鞋子使用橡胶鞋底。普通的鞋子，棉、麻、皮革等鞋面可以在自然环境中降解，但橡胶却无法实现降解。橡胶无法降解的特性对生态循环的破坏已成为业界的一大难题。
针对以上难题，市面上一些知名运动品牌有推出将橡胶回收颗粒运用于IMEVA(注塑法EVA)化学发泡鞋底，以此对橡胶回收利用，减少碳排放和环境污染。但是该类鞋底的回弹仅50％左右，硬度在55C左右，弹性和舒适度较差无法满足日益增长的消费需求。
因此，本申请人的发明人多年来一直致力于通过配方和加工技术的改进，希望获得了一种既利用了人橡胶回收颗粒又能够使得EVA(即，乙烯醋酸乙烯共聚物)化学发泡鞋底的化学性能得到改良的新工艺和新产品。
发明内容
本发明的目的要解决橡胶回收颗粒运用于IMEVA化学发泡鞋底而导致弹性和舒适度下降的技术难题。本发明在不影响其他物性的同时，产品回弹性能达60％以上，突破市面上同类产品回弹性能的上限并极大增加了鞋底柔软度。
为此，本申请的第一方面提供一种使用橡胶回收颗粒制作的EVA化学发泡鞋底，其包含：
Figure BDA0004022086740000011
Figure BDA0004022086740000021
其中，所述乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体、三元乙丙橡胶和橡胶回收颗粒的重量份之和为110重量份，且所述乙烯醋酸乙烯共聚物和烯烃嵌段共聚物的重量份之和为75重量份，并且其中所述橡胶回收颗粒占乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体、三元乙丙橡胶的重量之和的10-15重量％。
本申请获得的这种使用橡胶回收颗粒产生的IMEVA化学发泡鞋底，在保有一般EVA鞋底基础性能的同时，回弹高达60％以上，硬度42±2C左右，既高弹又柔软，且呈现出一种“满天星”的独特外观效果。本发明比市面上运用橡胶回收颗粒的EVA鞋底具有更优秀的回弹性能和舒适度。
本申请的另一方面是提供一种使用橡胶回收颗粒制备EVA化学发泡鞋底的方法，所述方法包括如下步骤：
1)在108℃-118℃之间调节的密炼机中，投入除偶氮二甲酰胺和双叔丁基过氧化二异丙基苯以外的配方主料和药品，密炼打料后，再添加偶氮二甲酰胺及双叔丁基过氧化二异丙基苯，其中主料为乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体和三元乙丙橡胶；
2)混炼机轮台设定温度82-85℃，将步骤1)卸下的材料反复进行至少2次以上的打厚和打薄操作；
3)在造粒机上进行切割造粒；
4)在射出机台上进行硫化；
5)在烘箱烘干；
6)定型出货。
具体实施方式
在本申请中，术语“乙烯醋酸乙烯共聚物”也称作EVA，是指制鞋领域中通常使用的乙烯醋酸乙烯共聚物。在鞋材使用的EVA树脂中，醋酸乙烯质量含量一般在15％～22％。由于EVA树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能，因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。
在本申请中，术语“烯烃嵌段共聚物”是指分子量可以在例如10万以上的烯烃嵌段共聚物”，例如可以是丁二烯-乙烯共聚物，其最优选的实例是陶氏生产的陶氏OBC9107烯烃嵌段共聚物。
在本申请中，术语“热塑性弹性体”是指TPE/TPR，又称人造橡胶或合成橡胶，其实例包括聚烯烃类热塑性弹性体。例如，可以使用聚烯烃弹性体的一个实例是美国陶氏公司以8150售卖的热塑性弹性体。
在本申请中，术语“三元乙丙橡胶”是三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，具有优良的耐候性、耐老化性、耐化学腐蚀性和电绝缘性。在本申请中，三元乙丙橡胶没有特别限制，只要是满足在制鞋领域中的使用即可。例如，其在125℃的门尼粘度范围可以在20到100之间。
在本申请中，术语“橡胶回收颗粒”是指从废旧的橡胶材料中回收的颗粒材料，例如，可以来自轮胎厂或鞋厂的边角料，或来自废旧轮胎或废旧橡胶制品等，比如将鞋厂的橡胶边角料除杂后经切割处理而形成的颗粒材料。对于其粒度和纯度没有特别要求，只要满足制鞋领域的一般原料要求即可。例如，粒度可以是2-3mm。
在本申请中，所述乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体、三元乙丙橡胶总称为“主料”。而除了所述乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体、三元乙丙橡胶和橡胶回收颗粒之外，配方中的其他成分则总称为小料或小料添加剂。
在本申请的一个优选实施方案中，所述使用橡胶回收颗粒制作的EVA化学发泡鞋底的配方包含：
Figure BDA0004022086740000031
Figure BDA0004022086740000041
在本申请的一个优选实施方案中，本申请的制备方法包括如下过程：
1)密炼机设定温度110℃，投入除偶氮二甲酰胺和双叔丁基过氧化二异丙基苯以外的配方主料和药品，密炼打料至温度108℃开始扫粉及清洁四周，密炼打料打至113℃投入偶氮二甲酰胺及双叔丁基过氧化二异丙基苯，降下锺锤-半空转30秒，放下锺锤清洁四周，打至118℃卸料；
2)混炼机轮台设定温度85℃，将步骤一卸下的材料打厚一次(约5mm)打薄一次(约2mm)，打厚一次(约5mm)出料；
3)造粒机设定温度85℃、80℃、80℃、80℃、80℃，料筒及料槽清理干净进行切割造粒；
4)造粒好的料静止至少24小时后，将料粒送达射出机台；
5)射出机台硫化时间设定为:300±20秒，射出机台温度设定为:170±5℃，然后机台将料粒射出至模具硫化，硫化完毕取出；
6)将取出的鞋底放入烘箱，烘箱温度设定100℃，90℃，80℃，70℃，60℃；
7)过完烘箱用铁楦压住定型，静置二十四小时，品检出货。
本发明使用橡胶回收颗粒制作的EVA化学发泡鞋底在大比例(例如10重量份/100份橡胶主料)使用橡胶回收颗粒的情况下，在保有一般EVA化学发泡鞋底的性能的同时，其回弹性能达60％以上，硬度在42±2C，突破市面上同类产品回弹性能的上限并极大增加了鞋底柔软度，并且具备外观橡胶颗粒分散的“满天星”视觉效果。因此，本申请解决了橡胶回收的环保问题，同时还降低了制鞋成本。
本申请的益处在于：
(1)将橡胶回收颗粒运用于EVA化学发泡实现回收利用的同时兼具柔软高弹的效果；
(2)保留一般EVA物性同时兼具“满天星”颗粒状外观。
实施例
下面通过实施例进一步描述本发明，但是这些实施例仅是用于举例说明，而不应当认为本发明仅限于这些实施例。
表1.实施例中所使用的原料的详细情况
Figure BDA0004022086740000051
表2.实施例1-3中分别使用的配方一到三的组成
Figure BDA0004022086740000052
Figure BDA0004022086740000061
表3.实施例中所涉及的性能测试的技术参数
硬度：42±2C(GB/T3903.4-2008)；
密度：≤0.25g/cm3(GB/T533-2008)；
回弹：≥60％(ASTMD2632-2001)；
压缩：≤40％(GB/T10653-2001)；
收缩：≤1.5％(GB/T3903.13-2008)；
抗拉：≥1.5Mpa(GB/T3903.22-2008)；
延伸率：≥260％(GB/T3903.22-2008)；
撕裂强度：≥3.0N/mm(GB/T3903.22-2008)；
国标耐磨：≤14mm(GB/T3903.2-2017)；
实施例1，使用配方一：
1、密炼机设定温度110℃，投入乙烯醋酸乙烯共聚物61.43重量份、烯烃嵌段共聚物14.29重量份、热塑性弹性体14.29重量份、三元乙丙橡胶10.00重量份、橡胶回收颗粒10.00重量份、硬脂酸0.57重量份、硬脂酸锌0.71重量份、氧化锌1.43重量份、滑石粉4.29重量份、耐磨剂7.14重量份，密炼打料至温度108℃开始扫粉及清洁四周，密炼打料打至113℃投入偶氮二甲酰胺2.29重量份及双叔丁基过氧化二异丙基苯0.86重量份，降下锺锤-半空转30秒，放下锺锤清洁四周，打至118℃卸料；
2、混炼机轮台设定温度85℃，将步骤一卸下的材料打厚一次(约5mm)打薄一次(约2mm)，打厚一次(约5mm)出料；
3、造粒机设定温度85℃、80℃、80℃、80℃、80℃，料筒及料槽清理干净进行切割造粒；
4、造粒好的料静止24小时后，将料粒送达射出机台；
5、射出机台硫化时间设定为:300秒，射出机台温度设定为:170℃，然后机台将料粒射出至模具硫化，硫化完毕取出；
6、将取出的鞋底放入烘箱，烘箱温度设定100℃，90℃，80℃，70℃，60℃；
7、过完烘箱用铁楦压住定型，静置二十四小时，品检出货。
测试结果：
硬度：40C；
密度：0.243g/cm3；
回弹：62％；
压缩：34％；
收缩：1.0％；
抗拉：2.0Mpa；
延伸率：260％；
撕裂强度：3.2N/mm；
国标耐磨：13.3mm。
实施例2，使用配方二：
1、密炼机设定温度110℃，投入乙烯醋酸乙烯共聚物57.14重量份、烯烃嵌段共聚物14.29重量份、热塑性弹性体14.29重量份、三元乙丙橡胶10.00重量份、橡胶回收颗粒14.29重量份、硬脂酸0.57重量份、硬脂酸锌0.71重量份、氧化锌1.43重量份、滑石粉4.29重量份、耐磨剂7.14重量份，密炼打料至温度108℃开始扫粉及清洁四周，密炼打料打至113℃投入偶氮二甲酰胺2.29重量份及双叔丁基过氧化二异丙基苯0.86重量份，降下锺锤-半空转30秒，放下锺锤清洁四周，打至118℃卸料；
2、混炼机轮台设定温度85℃，将步骤一卸下的材料打厚一次(约5mm)打薄一次(约2mm)，打厚一次(约5mm)出料；
3、造粒机设定温度85℃、80℃、80℃、80℃、80℃，料筒及料槽清理干净进行切割造粒；
4、造粒好的料静止24小时后，将料粒送达射出机台；
5、射出机台硫化时间设定为:300秒，射出机台温度设定为:170℃，然后机台将料粒射出至模具硫化，硫化完毕取出；
6、将取出的鞋底放入烘箱，烘箱温度设定100℃，90℃，80℃，70℃，60℃；
7、过完烘箱用铁楦压住定型，静置二十四小时，品检出货。
测试结果：
硬度：42C；
密度：0.248g/cm3；
回弹：60％；
压缩：37％；
收缩：1.3％；
抗拉：2.0Mpa；
延伸率：263％；
撕裂强度：3.1N/mm；
国标耐磨：13.5mm。
实施例3，使用配方三：
1、密炼机设定温度110℃，投入乙烯醋酸乙烯共聚物57.14重量份、烯烃嵌段共聚物18.57重量份、热塑性弹性体14.29重量份、三元乙丙橡胶10.00重量份、橡胶回收颗粒10.00重量份、硬脂酸0.57重量份、硬脂酸锌0.71重量份、氧化锌1.43重量份、滑石粉4.29重量份、耐磨剂7.14重量份，密炼打料至温度108℃开始扫粉及清洁四周，密炼打料打至113℃投入偶氮二甲酰胺2.29重量份及双叔丁基过氧化二异丙基苯0.86重量份，降下锺锤-半空转30秒，放下锺锤清洁四周，打至118℃卸料；
2、混炼机轮台设定温度85℃，将步骤一卸下的材料打厚一次(约5mm)打薄一次(约2mm)，打厚一次(约5mm)出料；
3、造粒机设定温度85℃、80℃、80℃、80℃、80℃，料筒及料槽清理干净进行切割造粒；
4、造粒好的料静止24小时后，将料粒送达射出机台；
5、射出机台硫化时间设定为:300秒，射出机台温度设定为:170℃，然后机台将料粒射出至模具硫化，硫化完毕取出；
6、将取出的鞋底放入烘箱，烘箱温度设定100℃，90℃，80℃，70℃，60℃；
7、过完烘箱用铁楦压住定型，静置二十四小时，品检出货。
测试结果：
硬度：40C；
密度：0.238g/cm3；
回弹：63％；
压缩：33％；
收缩：1.0％；
抗拉：2.2Mpa；
延伸率：270％；
撕裂强度：3.4N/mm；
国标耐磨：13.1mm。
根据三个实施例的最终测量数值：硬度：42±2C，回弹：≥60％；且三个实施例中橡胶回收颗粒配比均不低于10重量份，我司在回弹性能上的数值已经突破了市面上应用橡胶回收颗粒的EVA鞋底产品的上限，且柔软度和舒适感达到业界顶尖水平。上述材料中乙烯醋酸乙烯共聚物作为主胶料是用来包容橡胶回收颗粒的关键因素，且是实现低硬度的关键，热塑性弹性体和烯烃嵌段共聚物是实现高回弹性能的关键，整体配方的合理搭配是实现产品整体性能的基础和保障。
工业适用性
由于本发明即解决了橡胶回收的环保问题，同时还降低了制鞋成本并获得了良好的回弹性，因此预期本申请具有广泛的工业应用前景。

Claims (8)

1.一种使用橡胶回收颗粒制作的EVA化学发泡鞋底，其包含：
Figure FDA0004022086730000011
其中，所述乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体、三元乙丙橡胶和橡胶回收颗粒的重量份之和为110重量份，且所述乙烯醋酸乙烯共聚物和烯烃嵌段共聚物的重量份之和为75重量份，并且其中所述橡胶回收颗粒占乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体和三元乙丙橡胶的重量之和的10-15重量％。
2.根据权利要求1所述的EVA化学发泡鞋底，其中所述热塑性弹性体选自聚烯烃类热塑性弹性体。
3.根据权利要求1所述的EVA化学发泡鞋底，其中所述EVA化学发泡鞋底的回弹性能达60％以上。
4.根据权利要求1所述的EVA化学发泡鞋底，其中所述橡胶回收颗粒占乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体、三元乙丙橡胶的重量之和的10-12重量％。
5.根据权利要求1所述的EVA化学发泡鞋底，其中所橡胶回收颗粒的粒度为2-3mm。
6.根据权利要求1所述的EVA化学发泡鞋底，其中所述烯烃嵌段共聚物是陶氏生产的陶氏OBC9107烯烃嵌段共聚物。
7.一种制备根据权利要求1-6中任一项所述的EVA化学发泡鞋底的方法，所述方法包括如下步骤：
1)在108℃-118℃之间调节的密炼机中，投入除偶氮二甲酰胺和双叔丁基过氧化二异丙基苯以外的配方主料和药品，密炼打料后，再添加偶氮二甲酰胺及双叔丁基过氧化二异丙基苯，其中主料为乙烯醋酸乙烯共聚物、烯烃嵌段共聚物、热塑性弹性体和三元乙丙橡胶；
2)混炼机轮台设定温度82-85℃，将步骤1)卸下的材料反复进行至少2次以上的打厚和打薄操作；
3)在造粒机上进行切割造粒；
4)在射出机台上进行硫化；
5)在烘箱烘干；
6)定型出货。
8.一种根据权利要求7所述的方法，所述方法各个相应步骤如下：
1)密炼机设定温度110℃，投入除偶氮二甲酰胺和双叔丁基过氧化二异丙基苯以外的配方主料和药品，密炼打料至温度108℃开始扫粉及清洁四周，密炼打料打至113℃投入偶氮二甲酰胺及双叔丁基过氧化二异丙基苯，降下锺锤-半空转30秒，放下锺锤清洁四周，打至118℃卸料；
2)混炼机轮台设定温度85℃，将步骤一卸下的材料打厚一次至约5mm打薄一次至约2mm，再打厚一次至约5mm，然后出料；
3)造粒机设定温度85℃、80℃、80℃、80℃、80℃，料筒及料槽清理干净进行切割造粒，造粒好的料静止至少24小时后，将料粒送达射出机台；
4)射出机台硫化时间设定为:300±20秒，射出机台温度设定为:170±5℃，然后机台将料粒射出至模具硫化，硫化完毕取出；
5)将取出的鞋底放入烘箱，烘箱温度设定100℃，90℃，80℃，70℃，60℃；
6)过完烘箱用铁楦压住定型，静置至少二十四小时，品检出货。
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