CN117050517A - 一种弹性复合材料及其制备方法和应用、混合动力鞋底 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种弹性复合材料及其制备方法和应用、混合动力鞋底，涉及鞋材制造技术领域。本发明提供的弹性复合材料，按质量份数计，制备原料包括：改性尼龙40～50份、异戊二烯橡胶20～30份、三元乙丙橡胶10～20份和二叔丁基过氧化异丙苯0.5～1份；按质量分数计，所述改性尼龙的制备原料为：尼龙弹性体80～90％、乙烯‑甲基丙烯酸共聚树脂10～20％和硬脂酸0.5～1％。采用本发明所述弹性复合材料制备的混合动力鞋底具有比重量低且抗老化性能优异的优点。
Description
技术领域
本发明属于鞋材制造技术领域，具体涉及一种弹性复合材料及其制备方法和应用、混合动力鞋底。
背景技术
随着健康运动带动消费群体对运动鞋的需求越来越高，不仅需要外观时尚靓丽而且需要轻便舒适，这就对鞋底材料的要求越来越高，轻量化是运动鞋底发展的趋势。现有传统的运动鞋底大部分是橡胶(通常为天然橡胶、丙苯橡胶和/或异戊二烯橡胶)大底粘贴乙烯-醋酸乙烯共聚物中底的组合鞋底，所述组合鞋底存在易老化，且老化后导致鞋底出现吐霜、吐蜡和龟裂的现象，并且密度过大导致组合鞋底穿着存在实重感，影响消费者穿着运动鞋的舒适度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弹性复合材料及其制备方法和应用、混合动力鞋底，采用本发明所述弹性复合材料制备的混合动力鞋底的密度低且抗老化性能优异。
为了实现本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：
一种弹性复合材料，按质量份数计，制备原料包括：改性尼龙40～50份、异戊二烯橡胶20～30份、三元乙丙橡胶10～20份和二叔丁基过氧化异丙苯0.5～1份；
按质量分数计，所述改性尼龙的制备原料为：尼龙弹性体80～90％、乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂10～20％和硬脂酸0.5～1％。
优选地，所述改性尼龙由尼龙弹性体、乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂和硬脂酸经第一混炼得到。
优选地，所述第一混炼在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的主机转速为550～600r/min；所述第一混炼的温度为180～200℃，时间为15～20min。
本发明提供了上述技术方案所述弹性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将改性尼龙、异戊二烯橡胶、三元乙丙橡胶和二叔丁基过氧化异丙苯进行第二混炼，得到所述弹性复合材料。
优选地，所述第二混炼的温度为110～115℃，时间为650～750s。
本发明提供了上述技术方案所述弹性复合材料或上述技术方案所述制备方法制备的弹性复合材料在鞋底中的应用。
本发明还提供了一种混合动力鞋底，由弹性大底和乙烯-醋酸乙烯共聚物中底经粘贴得到；所述弹性大底由上述技术方案所述弹性复合材料或上述技术方案所述制备方法制备的弹性复合材料经成型得到。
优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中底，按质量份数计，制备原料包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物60～65份、聚乙烯辛烯共聚弹性体10～20份、滑石粉5～10份、氧化锌0.5～1份、硬脂酸0.5～0.8份、交联剂0.5～1份和发泡剂2～4份。
优选地，所述粘贴的粘贴剂为聚氨树脂粘贴剂。
优选地，所述成型的温度为175～180℃，时间为200～220s。
本发明提供了一种弹性复合材料，按质量份数计，制备原料包括：改性尼龙40～50份、异戊二烯橡胶20～30份、三元乙丙橡胶10～20份和二叔丁基过氧化异丙苯0.5～1份；按质量分数计，所述改性尼龙的制备原料为：尼龙弹性体80～90％、乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂10～20％和硬脂酸0.5～1％。本发明中异戊二烯橡胶具有良好的原胶强度、基本粘性、抗老化性能和回弹性能；三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，具有高机械强度和优异耐热性、抗拒臭氧老化性和共混性；同时通过将尼龙弹性体和乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂共混改性，得到的改性尼龙具有优异分散性和相容性，本发明通过使用上述制备原料得到具有低比重量且老化性能优异的弹性复合材料。
由本发明实施例结果可知，由本发明所述弹性复合材料制备的混合动力鞋底的密度为0.85～0.95g/cm3，具有低密度的优点，且本发明制备的混合动力鞋底抗臭氧老化性能优异。
具体实施方式
本发明提供了一种弹性复合材料，按质量份数计，制备原料包括：改性尼龙40～50份、异戊二烯橡胶20～30份、三元乙丙橡胶10～20份和二叔丁基过氧化异丙苯0.5～1份；
按质量分数计，所述改性尼龙的制备原料为：尼龙弹性体80～90％、乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂10～20％和硬脂酸0.5～1％。
在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料均优选为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中，按质量份数计，所述弹性复合材料的制备原料包括改性尼龙40～50份，优选为45份。在本发明中，按质量分数计，所述改性尼龙的制备原料为：尼龙弹性体80～90％、乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂10～20％和硬脂酸0.5～1％。在本发明中，所述改性尼龙的制备原料包括尼龙弹性体80～90％，优选为85％。在本发明中，所述尼龙弹性体(PEBA)的熔点优选为200～240℃。本发明所述尼龙弹性体优选为PA12，来源于德国赢创工业集团。在本发明中，所述改性尼龙的制备原料包括乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂10～20％，优选为15％。在本发明中，所述乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂(EMAA)优选为ET530H，来源于日本JPC公司。在本发明中，所述乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂作为相容剂，具有提高尼龙弹性体分散性和相容性的作用。在本发明中，所述改性尼龙的制备原料包括硬脂酸0.5～1％，优选为0.8％。本发明中，所述硬脂酸优选来源于浙江六和公司。在本发明中，硬脂酸具有润滑机械和加工过程中防止焦化的作用。
本发明将尼龙弹性体、乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂、硬脂酸进行第一混炼，得到改性尼龙。在本发明中，所述第一混炼优选在双螺杆挤出机中进行；所述双螺杆挤出机的主机转速优选为550～600r/min。在本发明中，所述双螺杆挤出机优选为科倍隆双螺杆挤出机STS-65。在本发明中，所述第一混炼的温度优选为180～200℃，时间优选为15～20min。
在本发明中，所述改性尼龙的熔点优选＜120℃，更优选为110～115℃。本发明所述改性尼龙的熔点低，可用射出工艺生产，具有减少生产工序、降低成本和节省原料的作用。
在本发明中，按质量份数计，所述弹性复合材料的制备原料包括异戊二烯橡胶20～30份，优选为25份。在本发明中，所述异戊二烯橡胶(IR)优选为IR80，来源于新疆天利石化股份有限公司。在本发明中，异戊二烯橡胶具有提高复合材料粘性、抗老化性和回弹性的作用。
在本发明中，按质量份数计，所述弹性复合材料的制备原料包括三元乙丙橡胶10～20份，优选为15份。在本发明中，所述三元乙丙橡胶优选为中石化三井弹性体EPDM9090M。在本发明中，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度优选为20～80，更优选为60。在本发明中，所述三元乙丙橡胶中乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的质量比优选为45～50:40～45:7.5～9.5，更优选为45:41:7.5。本发明所述三元乙丙橡胶具有提高弹性复合材料机械强度、耐热性、抗拒臭氧老化性能的作用，同时能够三元乙丙橡胶具有良好的共混性，具有提高各原料分散性和相容性的作用。
在本发明中，按质量份数计，所述弹性复合材料的制备原料包括二叔丁基过氧化异丙苯0.5～1份，优选为0.6～0.8份。在本发明中，所述二叔丁基过氧化异丙苯(BIBP)优选为14S-FL，来源于诺里昂化学品(宁波)有限公司。在本发明中，所述二叔丁基过氧化异丙苯作为架桥交联剂和催化剂，具有提高弹性复合材料拉伸强度和橡胶熟化的作用。
本发明提供了上述技术方案所述弹性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将改性尼龙、异戊二烯橡胶、三元乙丙橡胶和二叔丁基过氧化异丙苯进行第二混炼，得到所述弹性复合材料。
本发明将改性尼龙、异戊二烯橡胶、三元乙丙橡胶和二叔丁基过氧化异丙苯进行第二混炼，得到所述弹性复合材料。在本发明中，所述第二混炼的温度优选为110～115℃，时间优选为650～750s。本发明对所述第第二混炼的设备没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混炼设备即可。
在本发明中，第二混炼还包括将第二混炼后产物进行造粒，得到所述弹性复合材料。本发明所述造粒优选在造粒机中进行，所述造粒机优选为聚诚造粒机。本发明对所述造粒的条件没有特殊限定，采用本领域常规造粒条件即可。
本发明提供了上述技术方案所述弹性复合材料或上述技术方案所述制备方法制备的弹性复合材料在鞋底中的应用。
本发明还提供了一种混合动力鞋底，由弹性大底和乙烯-醋酸乙烯共聚物中底经粘贴得到；所述弹性大底由上述技术方案所述弹性复合材料或上述技术方案所述制备方法制备的弹性复合材料经成型得到。
在本发明中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中底，按质量份数计，制备原料优选包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物60～65份、聚乙烯辛烯共聚弹性体10～20份、滑石粉5～10份、氧化锌0.5～1份、硬脂酸0.5～0.8份、交联剂0.5～1份和发泡剂2～4份。
在本发明中，所述粘贴的粘贴剂优选为聚氨树脂粘贴剂，所述聚氨树脂粘贴剂优选为270H，来源于福建冠宝新材料科技有限公司；更优选为829F，来源于广东远东高分子科技有限公司。
在本发明中，所述成型优选在射出成型机进行一次成型。在本发明中，所述成型的温度优选为175～180℃，时间优选为200～220s。在本发明中，所述射出成型机优选为世创射出成型机。
在本发明中，所述成型后还包括将成型的弹性大底进行修毛边整理。本发明对所述修毛边整理的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的弹性复合材料和混合动力鞋底进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明以下实施例、应用例以及对比例中所用制备原料来源及参数如下：
尼龙弹性体：PA12，来源于德国赢创工业集团；
乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂：ET530H，来源于日本JPC公司；
硬脂酸：来源于浙江六和公司；
二叔丁基过氧化异丙苯：14S-FL，来源于诺里昂化学品(宁波)有限公司；
异戊二烯橡胶：IR80，新疆天利石化股份有限公司；
三元乙丙橡胶：中石化三井弹性体EPDM9090M；
粘贴剂：270H，来源于福建冠宝新材料科技有限公司。
乙烯-醋酸乙烯共聚物：EVA7470，来源于台塑集团；
聚乙烯辛烯共聚弹性体：POE8150，来源于陶氏化学；
滑石粉：来源于辽宁艾海滑石有限公司；
氧化锌：白石牌氧化锌，来源于上海京华化工厂有限公司；
交联剂：二叔丁基过氧化异丙苯，14S-FL，来源于诺里昂化学品(宁波)有限公司；
发泡剂：AC3000，福建锦浪精细化工有限公司；
天然橡胶：来源于马来西亚；
丁苯橡胶：SBR1502，来源于山东齐鲁公司；
丁二烯：BR9000，来源于新疆独山子公司；
白炭黑：来源福建金沙公司；
促进剂(DM·TS)、防老剂(MB)和硫磺(ZS80)均来源于福建艾伯特公司。
实施例1
称取80kg尼龙弹性体、20kg乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂和0.5kg硬脂酸置于双螺杆挤出机中，在180℃、600r/min条件下混炼20min，得到改性尼龙；
称取上述40kg改性尼龙、20kg异戊二烯橡胶、20kg三元乙丙橡胶和0.5kg二叔丁基过氧化异丙苯置于混炼机中，在110℃条件下混炼750s，将混炼后物料置于造粒机中进行造粒，得到弹性复合材料。
实施例2
称取80kg尼龙弹性体、15kg乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂和0.5kg硬脂酸置于双螺杆挤出机中，在180℃、600r/min条件下混炼20min，得到改性尼龙；
称取上述50kg改性尼龙、20kg异戊二烯橡胶、15kg三元乙丙橡胶和0.5kg二叔丁基过氧化异丙苯置于混炼机中，在110℃条件下混炼650s，将混炼后物料置于造粒机中进行造粒，得到弹性复合材料。
应用例1
称取60kg乙烯-醋酸乙烯共聚物、10kg聚乙烯辛烯共聚弹性体、5kg滑石粉、1kg氧化锌、0.5kg硬脂酸、0.5kg交联剂和2kg发泡剂，在110℃条件混炼12min，造粒后得到弹性材料，将所述弹性材料置于射出成型机中，在180℃条件下成型220s，得到EVA中底；
将实施例1～2所述弹性复合材料置于射出成型机中，在180℃条件下成型220s，得到弹性大底；将上述弹性大底与上述EVA中底采用粘贴剂进行粘贴，得到混合动力鞋底，分别记为样品1和样品2。
对比例1
称取20kg天然橡胶、10kg丁苯橡胶、70kg丁二烯在100℃下混炼12min，得到橡胶材料，将所述橡胶材料炼胶后，与助剂(35kg白炭黑、5kg氧化锌、0.5kg硬脂酸、2kg促进剂、2kg防老剂和2.5kg硫磺)混合后，将所述混合料在硫化成型机中165℃条件下热压180s，得到橡胶大底；将所述橡胶大底和应用例1所述EVA中底采用粘贴剂进行粘贴，得到橡胶鞋底，记为样品3。
测试例
对应用例1和对比例1所述鞋底进行性能测试，测试依据和结果如表1所示。
表1应用例1和对比例1所述鞋底进行性能测试
注：表1中臭氧老化的条件为：臭氧浓度为200pphm，相对湿度为65％，温度为40℃，老化时间为3h；恒温恒温水解老化的条件为：老化时间为72h、温度为70℃，相对湿度为95％。
由表1结果可知，本发明制备的混合动力鞋底的抗臭氧老化效果优异，且密度0.85～0.95g/cm3，穿着轻便；同时相比于常规橡胶鞋底的耐磨性能更优异。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种弹性复合材料，按质量份数计，制备原料包括：改性尼龙40～50份、异戊二烯橡胶20～30份、三元乙丙橡胶10～20份和二叔丁基过氧化异丙苯0.5～1份；
按质量分数计，所述改性尼龙的制备原料为：尼龙弹性体80～90％、乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂10～20％和硬脂酸0.5～1％。
2.根据权利要求1所述弹性复合材料，其特征在于，所述改性尼龙由尼龙弹性体、乙烯-甲基丙烯酸共聚树脂和硬脂酸经第一混炼得到。
3.根据权利要求2所述弹性复合材料，其特征在于，所述第一混炼在双螺杆挤出机中进行，所述双螺杆挤出机的主机转速为550～600r/min；所述第一混炼的温度为180～200℃，时间为15～20min。
4.权利要求1～3任一项所述弹性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将改性尼龙、异戊二烯橡胶、三元乙丙橡胶和二叔丁基过氧化异丙苯进行第二混炼，得到所述弹性复合材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二混炼的温度为110～115℃，时间为650～750s。
6.权利要求1～3任一项所述弹性复合材料或权利求4～5任一项所述制备方法制备的弹性复合材料在鞋底中的应用。
7.一种混合动力鞋底，由弹性大底和乙烯-醋酸乙烯共聚物中底经粘贴得到；所述弹性大底由权利要求1～3任一项所述弹性复合材料或权利要求4～5任一项所述制备方法制备的弹性复合材料经成型得到。
8.根据权利要求7所述混合动力鞋底，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中底，按质量份数计，制备原料包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物60～65份、聚乙烯辛烯共聚弹性体10～20份、滑石粉5～10份、氧化锌0.5～1份、硬脂酸0.5～0.8份、交联剂0.5～1份和发泡剂2～4份。
9.根据权利要求7所述混合动力鞋底，其特征在于，所述粘贴采用的粘贴剂为聚氨树脂粘贴剂。
10.根据权利要求7所述混合动力鞋底，其特征在于，所述成型的温度为175～180℃，时间为200～220s。
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