CN103554561A

CN103554561A - 高硬度、耐极寒鞋底材料及其制备方法

Info

Publication number: CN103554561A
Application number: CN201310540202.0A
Authority: CN
Inventors: 周川泉; 田吉; 晋齐怀; 石银平; 陈松雄; 杜江; 安廷飞
Original assignee: Jihua 3537 Shoe Making Co Ltd
Current assignee: Jihua 3537 Shoe Making Co Ltd
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明公开了一种高硬度、耐极寒鞋底材料，按照重量份计算，包括天然橡胶，顺丁胶，硫化剂，高苯乙烯，硫化促进剂，硫化活性剂，防老剂，软化剂以及填充补强剂。本发明对胶料配方及制备工艺进行了改进，通过对天然橡胶与合成橡胶以及塑料进行了合理的比例混用，克服了天然橡胶在本身性能上的缺陷，达到了橡胶鞋底对特殊环境的功能要求，筛选出了一种适合用于生产本发明制作高硬度、耐极寒鞋底的胶料，采用该胶料生产出来的鞋底，在抗湿滑、抗曲折、和耐寒性能、硬度等多项功能上都达到了比较好的效果，制作过程也并不复杂，给高硬度、耐极寒的功能型鞋底制作提供了有价值的参考。

Description

高硬度、耐极寒鞋底材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶加工领域，特别是一种高硬度、耐极寒鞋底材料及其制备方法。

背景技术

由于近年来户外运动、探险运动等活动的兴起，以及地区条件差异等，适应极端恶劣的低温环境的需要，对鞋类的某些特殊功能提出了新的要求。而目前普通价位的户外产品只能满足一般寒冷程度的需求，在极端寒冷的条件下，对鞋底的耐寒性能、硬度等性能要求更高。然而，之前的雪地登山运动鞋制造工艺复杂，材料价格很高，往往市场价格是普通鞋类的十几倍甚至几十倍，很难满足普通消费者的需求。因此，寻找一种便宜的材料制作具备特殊性能的鞋底在当下具有一定的经济价值。

根据目前胶鞋行业已掌握的技术来看，主要还是使用天然橡胶为主体材料进行鞋底的制作。由于天然橡胶本身具备的特性——冷硬性，在环境温度极低的情况下，用天然橡胶制作的鞋底极易产生鞋底断裂等事故；为了确保鞋底在寒冷的雪地里行走具有足够的稳定性、安全性和舒适性，对鞋底的耐寒、硬度等性能提出了更高的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高硬度、耐极寒鞋底材料及其制备方法，它能满足在寒冷环境下的使用要求，并且保证具有较好的硬度，以克服现有技术的不足。

本发明的是这样实现的：高硬度、耐极寒鞋底材料，按照重量份计算，包括天然橡胶30～90份，顺丁胶10～70份，硫化剂1～3份，高苯乙烯20～40份，硫化促进剂1～5份，硫化活性剂3～5份，防老剂1～2份，软化剂5～15份以及填充补强剂30～70份。

更优选的方案是，按照重量份计算，包括天然橡胶60份，顺丁胶40份，硫化剂2份，高苯乙烯30份，硫化促进剂4.1份，硫化活性剂5份，防老剂1.8份，软化剂11份以及填充补强剂58份。

硫化剂为硫磺、每4.1份硫化促进剂由促进剂CBS 1.6份、促进剂DM1.8份以及促进剂D0 .7份组成；每5份硫化活性剂由硬脂酸2份和纳米氧化锌3份组成；防老剂为防老剂CD；软化剂为46#机械油、填充补强剂为炭黑N220。

高硬度、耐极寒鞋底材料的制备方法，按上述的重量份数取各组分，操作步骤如下：

（1）塑炼：将天然橡胶与高苯乙烯一起塑炼，使其威氏可塑度达到0.53～0.58，得塑炼胶；

（2）母炼：取一半塑炼胶与50份填充补强剂及顺丁胶一起混炼，制得母炼胶；

（3）混炼：将剩余的塑炼胶与母炼胶、硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂、防老剂、软化剂及剩余的填充补强剂一起投入密炼机压炼2分钟，混合后在90～100℃下密炼3～3.5分钟排料，即得到耐极寒鞋底胶料。

步骤1）中所述的塑炼是，取天然橡胶在密炼机上塑炼4分30秒-4分50秒后再加入全部的高苯乙烯，继续炼制9-11分钟即出胶；密炼机条件为：密炼室温度90～120℃，密炼室压力0.2Mpa，密炼机转子转速为1440r/min。

步骤2）中所述母炼是指，是将1/2的塑炼胶与50份填充补强剂及顺丁胶一起投入密炼机压炼2分钟左右，再投剩余的塑炼胶、促进剂、活性剂、防老剂、软化剂及剩余的填充补强剂，混合后在90～100℃密炼3分～3分30秒即可排料。

为了验证本发明的技术效果，进行了以下试验：

本发明是经过了发明人多次的实验得出的，经筛选后将具有代表性的试验数据及耐寒鞋的主要检测指标的对比实验数据归纳整理，汇总如下：

Figure 2013105402020100002DEST_PATH_IMAGE001

注：表1物理性能检测条件依照GB/T 2941-91，检测温度为零下40℃；屈折检测方法依照 GB/T 13934-92 ，试样形状：矩形、试验频率：8.3±0.28Hz(500±20r/min)。

表2 天然橡胶与顺丁橡胶合用耐寒及防滑试验

注：表2物理性能检测条件依照GB/T 2941-91，检测温度为零下40℃；屈折检测方法依照 GB/T 13934-92 ，试样形状：矩形、试验频率：8.3±0.28Hz(500±20r/min)。

表2的试验数据表明，当纯粹以天然橡胶作为骨架材料制作鞋底时，有较为优异的抗湿滑性能，但因为天然橡胶及其制品具有冷硬性，这种鞋底在低温环境时存在较大的隐患，可能会产生鞋底与鞋身脱落的危险，还可能会在更低温度环境时穿用过程中产生断裂等事故。当与一定量的顺丁胶并用以后，在抗湿滑性能上有一定的牺牲，硬度也约有下降，但耐寒性能却得到了很大的提高，这也弥补了合成橡胶在抗湿滑性能上的不足。

因为雪地鞋靴有时可能需要装冰爪类物品，这对鞋底的硬度的要求极高。为了满足雪地鞋靴的高硬度，并且对耐寒性能极高的功能性要求，我们在表2所用配方中添加了一种塑料-高苯乙烯。对添加比例做如下试验：

表3 天然橡胶与顺丁橡胶合用并加入塑料（高苯乙烯）耐寒及防滑试验

Figure 2013105402020100002DEST_PATH_IMAGE003

Figure 2013105402020100002DEST_PATH_IMAGE004

注：表3物理性能检测条件依照GB/T 2941-91，检测温度为零下40℃；屈折检测方法依照 GB/T 13934-92 ，试样形状：矩形、试验频率：8.3±0.28Hz(500±20r/min)。

此方法已通过多次重复试验，试验数据表明本试验重现性较好，该方法是有效的。

通过以上对比试验的试验数表明：如表2所列的配方中，天然橡胶为60份，顺丁胶为40份的这一组试验结果较为理想。试验数据还表明，加入高苯乙烯对并用橡胶鞋底的抗湿滑性能及抗曲折性能有一定的影响，但此并用配方受影响最大的是鞋底的硬度，鞋底硬度几乎随着高苯乙烯的加入量的增加程直线上升。但对抗湿滑性能及抗曲折性能也有一定的影响，在天然橡胶与合成橡胶的并用配方中加入30份左右的高苯乙烯较为合适。这样不仅在保证有比较优异的抗湿滑性能和抗曲折性能，还能提供比较高的硬度，从很大程度上满足了胶鞋在极端恶劣的寒冷环境的功能要求。并且以低廉的***格，达到高端雪地运动鞋靴产品的物理性能。

因此，根据以上试验数据，我们优选出一组综合性能比较突出的配方数据：按质量比计算，它是由天然橡胶60份、顺丁胶40份、硫磺2.0份；高苯乙烯30份；硫化促进剂4.1份；活性剂5.0份；防老剂1.8份；软化剂11.0份；填充补强剂58份制备而成。制作对功能性要求极高的高硬度、耐极寒鞋底。将此胶料在模具温度为145～155℃、模具压力为15～17Mpa条件下保压410秒左右硫化成型，即可制得一种高硬度、耐极寒的鞋底。

在制备塑炼胶时，因为高苯乙烯比较硬，需要在塑炼时投入，有足够的时间与天然橡胶均匀混合。碳黑N220作为填充补强剂，用量比较大，需要较长时间才能完全混合到橡胶中；另外，顺丁胶与天然橡胶并用时的加工性能不是很好，因此也需要在炼制母炼胶时一并投入。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明对胶料配方及制备工艺进行了改进，通过对天然橡胶与合成橡胶以及塑料进行了合理的比例混用，克服了天然橡胶在本身性能上的缺陷，达到了橡胶鞋底对特殊环境的功能要求，筛选出了一种适合用于生产本发明制作高硬度、耐极寒鞋底的胶料，采用该胶料生产出来的鞋底，在抗湿滑、抗曲折、和耐寒性能、硬度等多项功能上都达到了比较好的效果，制作过程也并不复杂，给高硬度、耐极寒的功能型鞋底制作提供了有价值的参考。本发明方法简单，所制作的产品成本低廉，使用效果好。

具体实施方式

本发明的实施例1：高硬度、耐极寒鞋底材料，按照重量份计算，包括天然橡胶60份，顺丁胶40份，硫磺2份，高苯乙烯30份，硫化促进剂4.1份，硫化活性剂5份，防老剂1.8份，软化剂11份以及填充补强剂58份。

（3）混炼：将剩余的塑炼胶与母炼胶、硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂、防老剂、软化剂及8份填充补强剂一起投入密炼机压炼2分钟，混合后在90～100℃下密炼3～3.5分钟排料，即得到耐极寒鞋底胶料。

步骤1）中所述的塑炼是，取天然橡胶在密炼机上塑炼4分30秒-4分50秒后再加入全部的高苯乙烯，继续炼制10分钟左右即出胶；密炼机条件为：密炼室温度90～120℃，密炼室压力0.2Mpa，密炼机转子转速为1440r/min。

步骤2）中所述母炼是指，是将1/2的塑炼胶与填充补强剂及顺丁胶一起投入密炼机压炼2分钟左右，再投剩余的塑炼胶、促进剂、活性剂、防老剂、软化剂及填充补强剂，混合后在90～100℃密炼3分～3分30秒即可排料。

本发明的实施例2：高硬度、耐极寒鞋底材料，按照重量份计算，包括天然橡胶30份，顺丁胶70份，硫化剂1份，高苯乙烯20份，硫化促进剂1份，硫化活性剂3份，防老剂1份，软化剂5份以及填充补强剂70份。

制备方法同实施例1。

本发明的实施例3：高硬度、耐极寒鞋底材料，按照重量份计算，包括天然橡胶90份，顺丁胶10份，硫化剂3份，高苯乙烯40份，硫化促进剂5份，硫化活性剂5份，防老剂2份，软化剂15份以及填充补强剂70份。

制备方法同实施例1。

Claims

1.一种高硬度、耐极寒鞋底材料，其特征在于：按照重量份计算，包括天然橡胶30～90份，顺丁胶10～70份，硫化剂1～3份，高苯乙烯20～40份，硫化促进剂1～5份，硫化活性剂3～5份，防老剂1～2份，软化剂5～15份以及填充补强剂30～70份。

2.根据权利要求1所述的高硬度、耐极寒鞋底材料，其特征在于：按照重量份计算，包括天然橡胶60份，顺丁胶40份，硫化剂2份，高苯乙烯30份，硫化促进剂4.1份，硫化活性剂5份，防老剂1.8份，软化剂11份以及填充补强剂58份。

3.根据权利要求1所述的高硬度、耐极寒鞋底材料，其特征在于：硫化剂为硫磺、每4.1份硫化促进剂由促进剂CBS 1.6份、促进剂DM1.8份以及促进剂D0 .7份组成；每5份硫化活性剂由硬脂酸2份和纳米氧化锌3份组成；防老剂为防老剂CD；软化剂为46#机械油、填充补强剂为炭黑N220。

4.一种如权利要求1所述的高硬度、耐极寒鞋底材料的制备方法，其特征在于：按上述的重量份数取各组分，操作步骤如下：

（2）母炼：取一半塑炼胶与50份填充补强剂及顺丁胶一起混炼，制得母炼胶；

5.根据权利要求4所述的高硬度、耐极寒鞋底材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的塑炼是，取天然橡胶在密炼机上塑炼4分30秒-4分50秒后再加入全部的高苯乙烯，继续炼制9-11分钟即出胶；密炼机条件为：密炼室温度90～120℃，密炼室压力0.2Mpa，密炼机转子转速为1440r/min。

6.根据权利要求4所述的高硬度、耐极寒鞋底材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述母炼是指，是将1/2的塑炼胶与50份填充补强剂及顺丁胶一起投入密炼机压炼2分钟左右，再投剩余的塑炼胶、促进剂、活性剂、防老剂、软化剂及剩余的填充补强剂，混合后在90~100℃密炼3分~3分30秒即可排料。