CN1357452A - 高分子弹性－塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种高分子弹性－塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法。按照橡胶成分100重量份,高分子合成树脂类材料15－300重量份,皮革纤维或粉末0－250重量份,用于橡胶制品的补强及填充材料50－150重量份和橡胶硫化助剂5－15重量份的比例,将各原料在80℃－100℃条件下混炼并使其成为厚度为0.6－5毫米的片材中间体后,将片材以平面接触方式叠置成厚度为30－160毫米的层叠体,于温度145℃－175℃和10－15兆帕/平方厘米压力条件下硫化处理15－100分钟,将硫化处理后的材料体以贯通至少两个叠层片材的方式切割成所需厚度的板片状材料。

Description

高分子弹性-塑性共混物嵌层结构 片材料的制造方法

技术领域

本发明涉及的是一种由高分子弹性-塑性共混物材料制成的具有嵌层结构形式的板片材料的制造方法，具体讲是一种含有橡胶成分、高分子合成树脂类材料或还再包含有皮革纤维或皮革粉末类成分的复合材料、以嵌层形式交联成整体结构的板片材料，虽可优先并适合作为鞋用的包跟表层材料，但并非仅限于此而同样可适用于工业配件、工业或民用的塑胶板及鞋用材料等领域。

背景技术

具有弹性和/或塑性物性性能的板片状材料在工业及民用等许多领域中都有着广泛的用途，特别对于能具有仿真皮革的质感和/或具有以不同色彩层状镶嵌形式的板片材料，更能具有许多特殊的用途和应用需求。以目前包覆于皮鞋鞋跟外表层的包跟皮为例，其通常都由具有横向、斜向的单色或不同装饰效果和目的的条状嵌层结构形式的板片材料制成。传统形式的这类鞋用包跟皮，在材质上可有真皮类和合成材料类两种。前者多为以天然的猪、牛革为原料，后者则多为以橡胶或橡塑等为原料；在制造方法上基本都是先将所用的单片状材料的表面砂磨并涂以粘合剂后，层叠冷粘后，再以垂直于层叠片材平面的方向切割成所需厚度和/或形状的板片状材料。以这种方法制成的板片材料的外观虽可显现有一定的嵌层状条纹，但整体为单一的色彩，特别是其各条纹层间的粘合联接仅在各相邻嵌条层间的细窄边缘部位，因此各嵌条层间的抗撕裂性能差成为其难以克服和亟待解决的问题。

针对上述情况，本发明将提供一种由高分子弹性-塑性共混物组成的具有嵌层结构形式的板片材料的制造方法，并使其所得到的板片材料虽可优先和适合作为鞋用包跟皮使用，且同样也可适用于工业配件、工业或民用的塑胶板及鞋用材料等多种领域。

发明内容

本发明所说的高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，是按照橡胶成分100重量份，高分子合成树脂类材料15-300重量份，皮革纤维或皮革粉末0-250重量份，补强及填充材料50-150重量份和橡胶硫化助剂5-15重量份的比例，将各原料在80℃-100℃条件下混炼后使其成为厚度为0.6-5毫米的片材中间体，将片材中间体以平面接触方式叠置成厚度为30-160毫米的层叠体，于温度145℃-175℃和压力10-15兆帕/平方厘米的条件下硫化处理15-100分钟，再将硫化处理后的材料体以贯通至少两个叠层片材的方式切割成所需厚度的板片材料。其中，硫化处理前由各片材中间体叠置成的该层叠体的形状，根据使用的需要既可以为立方体或长方体形式，也可以弧状体或其它特定形状体的形式，硫化定型后再切割成的板片材料即可具有所需要的特定形状和/或形式。

在本发明上述方法中所用的主要原料是橡胶成分和高分子合成树脂类材料，虽然其均属于高分子类的材料，但在许多物理性能特点上却有着很大的不同。同时采用这两种材料，能使其相互改性，利用其中的高分子材料作为骨架成分，以其所具有的塑型稳定性和橡胶材料交联后所具有的优良弹性进行互补而相得益彰，并同时也克服了其各自性能上的弱点和不足。其中所说原料中的橡胶成分既可以为单一的天然橡胶类材料或是合成橡胶类材料，也可以为同时采用二者相混合形式的原料。同样，所说的高分子合成树脂材料也可为高苯乙烯树脂类材料、高压聚乙烯(LDPE)泡沫类材料、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)泡沫类材料中的至少一种，这些材料一般均可以采用普通塑料及其制品的加工制造过程中所产生的高压聚乙烯泡沫材料或制品的加工边角料，乙烯-醋酸乙烯共聚物泡沫材料或制品的加工边角料等。

特别是，在原料中根据使用领域的需要再加入一定量的皮革纤维(或皮革粉末)，不仅可以调整产品的强度、硬度等物理性能，最显著的特点还在于可以使所得到的产品能具有仿真皮革样的质感。这里所说的皮革纤维(或粉末)，一般均可以采用在皮革及其制品加工过程中打磨皮革所产生的皮革纤维(或粉末)类的废弃料。

本发明制造方法所用的许多原材料都可以直接采用目前的塑料和/或皮革加工制造业中的废弃材料，除其能同样满足本发明制造方法及其制品质量的要求，其显著的优越性还在于可以使塑料和/或皮革制品加工过程中所产生的废弃物能尽量得到充分和有益的利用，有效地减少了相关工业领域的废弃物对环境造成的污染和不利影响，同时也能明显降低本发明方法所制造产品的成本。

本发明上述方法中所涉及的混炼和硫化等操作，一般均可在目前塑料和/或橡胶加工领域中作相应处理时所用的常规设备中进行和完成。如，进行混炼处理时，可以在目前橡胶或塑料生产中进行捏合混炼的炼塑机等常规设备中进行；硫化处理时，可以在目前橡胶制品生产中的常规硫化设备中进行和完成。根据所用设备加工和操作形式的不同，本发明上述方法的具体操作形式也可以相应有所不同。例如，作为一种实例，混炼如采用密闭式炼塑机设备，可以将上述所说的全部原料共同混合后进行混炼操作后，再进行后续的各步处理操作。作为另一种实例，混炼时如采用的是开放式炼塑机设备，则也可以先将上述原料中的橡胶成分，高分子合成树脂材料成分及皮革纤维或皮革粉末混合进行混炼后，再加入所说的补强及填充材料及橡胶硫化助剂，进行其后的硫化处理及后续的操作。

上述混炼处理的条件，可以根据所用原料组成的情况在上述的范围内进行调整。如，增加所用原料中橡胶成分的比例，则混炼的温度可以适当降低；高分子树脂再材料的用量比例增大，则混炼温度可适当提高；增加皮革纤维或皮革粉末的用量，则混炼温度可以适当提高。

上述方法中，虽然对混炼时所用的橡胶成分和高分子合成树脂类材料等原料的颗粒度大小并无特别的要求，允许使用成块状的原料，但如能提高这些原料的颗粒细度，对于减少混炼时间和节约能源，并提高所用原料的混合均匀性和混炼效果，显然是适宜和有利的。例如，经试验表明，使所说原料中的高分子合成树脂类材料成为相当于30-80目筛的细度的颗粒，和/或使所用的皮革纤维(或粉末)也成为相当于30-80目筛细度的纤维或粉粒，对保证混炼效果和所得产品的质量都是能令人满意的。

上述原料中所说的橡胶硫化助剂，可以既可以包括目前传统使用的常规橡胶硫化剂和/或硫化促进剂等助剂，也可以采用新型的硫化材料。例如，作为实例，所说的硫化剂可以采用硫磺或过氧化二异丙苯(DCP)等过氧化物中的至少一种；硫化促进剂一般也可以采用目前常用的氧化锌等。

由上述内容还可以明显看出本发明方法与现有技术的一个显著不同点是，目前对橡胶制品进行硫化处理时，被处理制品一般均为厚度少有超过20毫米的薄壁形式，硫化时间也多在10分钟以内。而对于厚度超过30毫米的厚壁形式制品，尚未见到有能保证成功硫化的成熟技术报导。本发明上述方法中进行硫化处理的层叠体的厚度为30-160毫米，属于厚壁或超厚壁的形式。经大量试验表明，根据作硫化处理的层叠体的厚度及其中所含橡胶成分的比例，在本发明上述硫化处理的压力、温度和时间等条件的范围内进行调整，可以取得满意和稳定的硫化处理效果。例如，在一般情况下，随层叠体厚度的增加，硫化处理的压力可相应提高，反之可适当降低；所用的原料中橡胶成分所占比例的增高，硫化处理的时间可适当相应延长，反之则可适当缩短；此外，提高硫化处理的温度，则硫化处理的时间可以相应减少。

大量试验结果表明，在硫化处理后所得到的材料体中，既具有按所需要的形式和/或色彩叠置排列的层次分明的层状结构，交联后的各相邻结构层之间又是一种以高分子合成树脂类材料作为骨架，经橡胶成分间以化学键相互连接成网状的整体结构形式。因而该结构体在性能上可兼具有塑型稳定和弹性优良的特点。根据使用需要，将硫化后的该材料体以贯通至少两个叠层片材的方式切割成板片形式——作为一种实例，例如可采用以正交(垂直)或斜交形式贯通各层叠片材的方式切割，即可得到符合使用需要的板片材料。其外观不仅具有层次分明的结构和/或色彩的嵌层状条纹，且在防水、耐折、耐磨和抗撕裂等性能方面均能显著优于传统以粘合剂粘结所成的嵌层结构材料。根据不同的使用需要，改变和/或调整所用原料中的高分子合成树脂类材料、皮革纤维或皮革粉末原料以及如橡胶制品中常用的补强剂、填充剂等补强及填充材料，都可以使所得板片材料具有符合需要的适当强度、硬度(经试验硬度可达到邵氏A80°～95°)；此外，通过调整原料中皮革纤维或皮革粉末的用量使所得到的板片材料具有不同程度的仿真皮革的质感，还可以提高产品的品质和档次，扩大了应用的领域和范围。

以下将通过若干实施方式的具体实例对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅局限于以下的具体实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均应属于本发明的范围。

附图说明

图1本发明方法所得制品的一种结构形式的示意图。

图2本发明方法所得制品的另一种结构形式的示意图。

具体实施方式

实例1

取天然橡胶40份(均为重量份)，合成丁苯橡胶60份，30份高苯乙烯树脂，橡胶制品常规使用的炭黑、碳酸钙等补强和填充材料65份，硫化助剂氧化锌等11.5份，硫磺2.2份共混后，在常规密闭式橡胶或塑料炼塑机中于85±5℃混炼均匀，并成为厚度为0.6-5毫米的片材中间体出片，将片材中间体以平面接触方式叠置成～120毫米厚的层叠体，于温度145±5℃和压力12兆帕/平方厘米的条件下硫化处理90分钟。将硫化处理后的材料体以与层叠片材的平面垂直并贯通各层叠片材的方式切割成所需厚度的板片材料。经检测，该板片材料制品可具有120-140千克/平方厘米的理想强度和邵氏A90-95°的理想硬度。

其中，硫化处理前将各片材中间体叠置成为立方体或长方体形状的层叠体后再进行硫化处理，由硫化定型后的立方体或长方体形状结构体再切割成的板片材料制品可呈现如图1所示的外观状态；硫化处理前将各片材中间体叠置成弧形体形式的层叠体后再进行硫化处理，由硫化定型后的该弧形体形式的结构体再切割成的板片材料制品则可以表现有如图2所示的外观状态，1和2均为不同的嵌层。

实例2

将实例1中所用的橡胶成分为按顺丁橡胶和丁苯橡胶4∶6比例的全部合成橡胶类成分，其余原料及处理条件和方法同实例1，所得产品的性能与实例1的相仿。

实例3

将实例1的原理组成中的高苯乙烯树脂减为25份，并加入30-60份相当于30-80目筛细度的皮革纤维(或粉末)，按实例1的方式共混后进行混炼及后续处理，所得的板片材料具有明显的仿真皮革质感，硬度达邵氏A95-98°。高苯乙烯树脂成分的减少可有效地低降制品成本。

实例4～6

分别采用上述实例1～3的原料，先将橡胶成分原料、高苯乙烯树脂类原料及皮革纤维(皮革粉末)混合后，按相应条件在常规的开放式橡胶或塑料炼塑机中进行混炼，然后再加入橡胶制品的常规补强剂和填充剂和硫化及硫化助剂混合后，进行硫化处理。所得产品的性能与相应实例1～3的产品相仿。

实例7

取天然橡胶100份，240份粉碎至相当于30-80目筛细度的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)泡沫制品的加工边角料颗粒，炭黑和碳酸钙等补强及填充材料100份，氧化锌等6份，过氧化二异丙苯(DCP)1.2份共混后，在常规密闭式橡胶或塑料炼塑机中于95±5℃混炼均匀，并成为厚度为0.6-5毫米的片材中间体出片，将片材中间体以平面接触方式叠置成～60毫米厚的层叠体，于温度165±5℃和压力12兆帕/平方厘米的条件下硫化处理45分钟。将硫化处理后的材料体以与层叠片材的平面垂直的方式切割成所需厚度的板片材料。经检测，所得板片的强度达100千克/平方厘米，硬度为邵氏A90°。

实例8

将实例7原料中的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)泡沫边角料替换为高压聚乙烯(LDPE)泡沫制品的加工边角料，其余原料及操作条件保持不变。所得产品的性能与实例7的相仿。

实例9～10

在上述实例7和实例8的原料中分别均再加入10-30份相当于30-80目筛细度的皮革粉末，其余操作方法不变，所得制品的仿真皮革质感明显增强，且硬度均相应可提高至邵氏A90°，同时还可抑制残留于泡沫边角料中AC发孔剂发孔。

此外，上述实例7～实例10中的混炼操作也可按实例4～6的方式在在常规开放式橡胶或塑料炼塑机中进行，对所得产品的性能无明显影响。

实例11

取再生橡胶100份(以复活橡胶烃计)，100份块状或被粉碎至相当于30-80目筛细度的LDPE或EVA泡沫制品的加工边角料中的至少一种，炭黑和碳酸钙等补强及填充材料70份，氧化锌8份，硫磺2份共混后，在常规的密闭式橡胶或塑料炼塑机中于90±5℃混炼均匀，并成为厚度为0.6-5毫米的片材中间体出片，将片材中间体以平面接触方式叠置成160毫米厚的层叠体，于温度145±5℃和压力15兆帕/平方厘米的条件下硫化处理90分钟。将硫化处理后的材料体以与层叠片材的平面垂直的方式切割成所需厚度的板片材料。经检测，所得板片材料的强度可达80-100千克/平方厘米，硬度可达邵氏A80-82°。

实例12～13

将实例11所用原料中的LDPE或EVA类高分子树脂材料的总用量减少为80份，同样操作条件下所得制品的硬度则下降为邵氏A75°。相反，将实例11所用原料中的LDPE或EVA类高分子树脂材料的总用量增大至120份，所得制品的强度保持不变，则硬度可提高至邵氏A85-87°。

实例14～16

在上述实例11～实例13的原料中分别均再加入30-60份相当于30-80目筛细度的皮革纤维或皮革粉末，操作方法基本保持不变，所得制品的仿真皮革质感明显增强，且硬度均可相应明显提高至邵氏A90-95°。

此外，上述实例11～实例16各例中的混炼操作也可按实例4～6的方式在在常规开放式橡胶或塑料炼塑机中进行，对所得产品的性能无明显影响。

实例17

取天然橡胶100份，15份高苯乙烯树脂颗粒，150份相当于30-80目筛细度的皮革纤维或皮革粉末，炭黑和碳酸钙等补强及填充材料80份，氧化锌10.7份，硫磺2份，共混后在常规的密闭式橡胶或塑料炼塑机中于85±5℃混炼均匀，并成为厚度为0.6-5毫米的片材中间体出片，将片材中间体以平面接触方式叠置成～30毫米厚的层叠体，于温度165±5℃和压力10兆帕/平方厘米的条件下硫化处理30分钟。将硫化处理后的材料体以与层叠片材的平面垂直的方式切割成所需厚度的板片材料。经检测，所得板片材料的强度可达100千克/平方厘米，硬度为邵氏A95°，抗撕裂性能佳，且真皮革的质感强。

进一步，在本例中减少原料中皮革纤维或皮革粉末的用量，所得制品的物性表现为强度增高，但硬度相应下降；增加原料中皮革纤维或皮革粉末的用量，则所得制品的物性表现为强度下降，但硬度相应提高。但当原料中的皮革纤维或皮革粉末的用量超过300份后，所得制品的强度和硬度等物性表现出明显恶化。

实例18

将上述实例17所用原料中的橡胶成分全部采用为合成丁苯橡胶，其余原料、比例以及操作方法均基本保持不变，所得制品的物性表现基本相当。

Claims (9)

1.高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，其特征在于按照橡胶成分100重量份，高分子合成树脂类材料15-300重量份，皮革纤维或皮革粉末0-250重量份，补强及填充材料50-150重量份和橡胶硫化助剂5-15重量份的比例，将各原料在80℃-100℃条件下混炼后使其成为厚度为0.6-5毫米的片材中间体，将片材中间体以平面接触方式叠置成厚度为30-160毫米的层叠体，于温度145℃-175℃和压力10-15兆帕/平方厘米的条件下硫化处理15-100分钟，再将硫化处理后的材料体以贯通至少两个叠层片材的方式切割成所需厚度的板片材料。

2.如权利要求1所述的高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，其特征在于将所说的全部原料共同混合后的混炼在密闭式炼塑机中进行。

3.如权利要求1所述的高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，其特征在于将所说原料中的橡胶成分，高分子合成树脂材料成分及皮革纤维或皮革粉末混合，在开放式炼塑机中进行混炼后，再加入补强及填充材料和橡胶硫化助剂，进行所说的硫化处理及后续的操作。

4.如权利要求1至3之一所述的高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，其特征在于所说原料中的皮革纤维或皮革粉末为相当于30-80目筛的细度。

5.如权利要求1至3之一所述的高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，其特征在于所说原料中的高分子合成树脂类材料为粉碎至相当于30-80目筛细度的颗粒。

6.如权利要求1至3之一所述的高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，其特征在于所说原料中的橡胶硫化助剂中以硫磺或过氧化物中的至少一种为硫化剂。

7.如权利要求1至3之一所述的高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，其特征在于硫化处理后的材料体以垂直贯通各层叠片材的方式切割成所需的板片材料。

8.如权利要求1至3之一所述的高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，其特征在于所说原料中的高分子合成树脂类材料可为高苯乙烯树脂类材料、高压聚乙烯泡沫类材料、乙烯-醋酸乙烯共聚物泡沫类材料中的至少一种。

9.如权利要求1至3之一所述的高分子弹性-塑性共混物嵌层结构板片材料的制造方法，其特征在于所说原料中的橡胶成分为天然橡胶类材料或合成橡胶类材料中的至少一种。

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