CN108192162A - 一种运动鞋底用耐磨橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种运动鞋底用耐磨橡胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种运动鞋底用耐磨橡胶，以质量份计，包括顺丁橡胶50‑80份、环氧天然橡胶10‑30份、氢化丁腈橡胶5‑20份、均匀剂1‑2份、硅烷偶联剂2‑5份、补强剂25‑65份、锌氧粉2‑5、聚乙二醇2‑5份、硬脂酸锌0.5‑2份、硫化剂1.5‑2份、促进剂1.6‑2.1份、增粘剂0.5‑2份、软化油2‑5份、防老剂1‑3份和石蜡0.5‑1份。本发明同时还提供一种上述运动鞋底用耐磨橡胶的制备方法。本发明的技术方案制作的运动鞋底用耐磨橡胶鞋底，具有普通橡胶鞋底所无法比拟的超耐磨性能，并具有良好的耐候性和耐折性能等多种性能，制备方法的生产过程简单，适合广泛应用。

Description

一种运动鞋底用耐磨橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种运动鞋底用耐磨橡胶及其制备方法。
背景技术
运动鞋由于其特殊的用途，要求其鞋底橡胶具有耐磨性能、良好的耐折性能及耐候性。目前的运动鞋底用耐磨橡胶虽然具有一定的耐磨性能，但存在许多不足，弹性、耐候性能差，运动鞋底在反复的弹跳、奔跑过程中，鞋底很快磨损，同时在较为恶劣环境下鞋底材料容易老化失去弹力，此外，目前的运动鞋底用耐磨橡胶收缩性较大、出片不平整、出片厚度不易控制，在后段硫化过程中，因材料的气密性强，流动性差，收缩性大，排气不良等因素，次品率较多，影响生产效率。因此，现有的运动鞋底用耐磨橡胶及其制备方法仍待进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种具有超耐磨性能、良好的耐候性和耐折性能等多种性能的运动鞋底用耐磨橡胶及其制备方法。
一种运动鞋底用耐磨橡胶，以质量份计，包括顺丁橡胶50-80份、环氧天然橡胶10-30 份、氢化丁腈橡胶5-20份、均匀剂1-2份、硅烷偶联剂2-5份、补强剂25-65份、锌氧粉2-5、聚乙二醇2-5份、硬脂酸锌0.5-2份、硫化剂1.5-2份、促进剂1.6-2.1份、增粘剂0.5-2份、软化油2-5份、防老剂1-3份和石蜡0.5-1份。
优选地，所述硅烷偶联剂为双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物。
优选地，所述补强剂为白炭黑和纳米氧化铝混合物，其中白炭黑为20-50份，纳米氧化铝为5-15份。
优选地，所述硫化剂为硫磺。
优选地，所述促进剂为噻唑类、秋兰姆类和二硫代氨基甲酸盐类混合类促进剂。
优选地，所述增粘剂为水性增粘树脂。
优选地，所述软化油为石蜡基橡胶软化油。
优选地，所述防老剂为二叔丁基对甲酚。
本发明同时提供一种运动鞋底用耐磨橡胶的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份称取以下成分：顺丁橡胶50-80份，环氧天然橡胶10-30份，氢化丁腈橡胶5-20份，均匀剂1-2份，硅烷偶联剂2-5份，补强剂25-65份，锌氧粉2-5，聚乙二醇2-5份，硬脂酸锌0.5-2份，增粘剂0.5-2份，软化油2-5份，防老剂1-3 份，石蜡0.5-1份；
2)将将步骤1)中称取好的所有成分进行混炼，混炼的时间为7-9分钟，温度为120-140℃；
3)将步骤2)中得到的混合物取出冷却；
4)按质量份称取以下成分：硫化剂1.5-2份和促进剂1.6-2.1份；
5)将步骤4)中称取好的所有成分和步骤3)中冷却后的物料进行混炼，混炼的时间为3-5分钟，温度为50-70℃
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：
本发明采用顺丁橡胶作为主材料，顺丁橡胶是仅次于丁苯橡胶的第二大合成橡胶，与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，具有良好的耐磨性能从而使产品也具有良好的耐磨性能；以氢化丁腈橡胶和环氧天然橡胶为辅料，氢化丁腈橡胶是对丁腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体，其具有良好的耐油性能，且其高度饱和的结构赋予其良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀性能，优异的耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能；同时氢化丁腈橡胶还具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特点，使产品具有超止滑性和良好的耐磨性；环氧化天然橡胶是通过环氧化反应改性天然橡胶，橡胶分子链上的部分双键被氧化后而制备的，环氧化以后橡胶大分子的极性增大，分子间作用力增强，因此使环氧天然橡胶既保留有天然橡胶的基本结构和性能特点，又产生了许多独特的性能，主要有：优异的气密性、优良的耐油性、相容性、抗湿滑性、低的滚动阻力及与其它材料间的良好粘合性等。
为改善顺丁橡胶加工性以及抗撕裂性能等综合性能，本发明将顺丁橡胶与具有良好综合性能的环氧天然橡胶和氢化丁腈橡胶并用，从而提高橡胶大料本身的整体性能。
具体地，其中加入的增粘剂，包含水性增粘乳液、水性增粘树脂、水性增粘粉、增粘松香树脂，改性松香树脂等，本案优选采用水性增粘树脂，能使顺丁橡胶、环氧天然橡胶和氢化丁腈橡胶各自的分解更充分，更容易被搅匀、混合。
本发明产品使用的白炭黑和纳米氧化铝做为补强剂可以提高橡胶的耐曲挠性，使之具有良好的曲挠耐疲劳性能，纳米氧化铝具有较大的比表面积和高活性高吸附能力，纳米氧化铝的加入可以与橡胶大分子接触产生强的物理交联作用，形成坚固的交联键，使得交联网络更加完善从而增加橡胶的耐磨性能；但是针对补强剂在加工过程中极易结团、分散不良的现象，本发明使用环保型偶合剂双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物对白炭黑进行改性，并同时使用软化油，使补强剂及粉末配合剂完全浸润、分散，以达到最佳效果。
具体地，本发明产品中使用具有优良抗氧、抗臭氧的防老剂和石蜡，能在胶料表面形成一层腊膜，能够阻止臭氧的渗透，达到良好有防护作用；而加入的硫化剂为硫磺，活性剂为聚乙二醇，以及锌氧粉、硬脂酸，活化了整个的硫化体系，提高了硫化胶的交联密度并提高了硫化胶的耐热老化性能，使硫化胶的疲劳寿命提高，动态性能好。再加入由噻唑类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类的混合促进剂，可缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂的用量和提高橡胶的物理机械性能，更能使其硫化过程更理想。
以此技术方案制作的运动鞋底用耐磨橡胶鞋底，具有普通橡胶鞋底所无法比拟的超耐磨性能，并具有良好的耐候性和耐折性能等多种性能。
相应的本发明还提供了一种运动鞋底用耐磨橡胶的制备方法，该运动鞋底用耐磨橡胶的生产过程简单，只需将各种成分按顺序装入混炼机进行混炼，时间短，操作条件适宜，操作周期短，得到的橡胶具有普通橡胶鞋底所无法比拟的超耐磨性能，并具有良好的耐候性和耐折性能等多种性能，适合于广泛应用。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种运动鞋底用耐磨橡胶，以质量份计，包括顺丁橡胶50-80份、环氧天然橡胶10-30份、氢化丁腈橡胶5-20份、均匀剂1-2份、硅烷偶联剂2-5份、白炭黑20-50份、纳米氧化铝5-15份、锌氧粉2-5、聚乙二醇2-5份、硬脂酸锌0.5-2份、硫磺1.5-2 份、促进剂1.6-2.1份、水性增粘树脂0.5-2份、软化油2-5份、防老剂1-3份和石蜡 0.5-1份。
其中，硅烷偶联剂为双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物。促进剂为噻唑类、秋兰姆类和二硫代氨基甲酸盐类混合类促进剂。软化油为石蜡基橡胶软化油。防老剂为二叔丁基对甲酚增粘剂为水性增粘树脂。
本发明同时提供一种运动鞋底用耐磨橡胶的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份称取以下成分：顺丁橡胶50-80份，环氧天然橡胶10-30份，氢化丁腈橡胶5-20份，均匀剂1-2份，硅烷偶联剂2-5份，白炭黑20-50份，纳米氧化铝5-15 份，锌氧粉2-5，聚乙二醇2-5份，硬脂酸锌0.5-2份，水性增粘树脂0.5-2份，软化油2-5份，防老剂1-3份，石蜡0.5-1份；
2)将将步骤1)中称取好的所有成分倒入密炼机进行混炼，混炼的时间为7-9分钟，温度为120-140℃；
3)将步骤2)中得到的混合物，出料、出片、冷却；
4)按质量份称取以下成分：硫磺1.5-2份和促进剂1.6-2.1份；
5)将步骤3)中冷却后的物料投入备料台上打热，再与步骤4)中称取好的所有成分进行混炼，混炼的时间为3-5分钟，温度为50-70℃，再出片经硫化成型即得成品。
按照以上的运动鞋底用耐磨橡胶及其制备方法，本发明的运动鞋底用耐磨橡胶可选用不同的配方组合，来满足不同产品的要求，以下实施例示出了多种不同的运动鞋底用耐磨橡胶的配方组合及其制备过程。
表1：运动鞋底用耐磨橡胶配方(份)
其中，硅烷偶联剂为双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，软化油为石蜡基橡胶软化油，防老剂为二叔丁基对甲酚。
其中，实施例1中，步骤2)中的混炼时间为9分钟，温度为120-140℃；步骤5) 中的混炼时间为3分钟，温度为50-70℃；
实施例2中，步骤2)中的混炼时间为7分钟，温度为120-140℃；步骤5)中的混炼时间为5分钟，温度为50-70℃；
实施例3中，步骤2)中的混炼时间为8分钟，温度为120-140℃；步骤5)中的混炼时间为4分钟，温度为50-70℃。
将上述实施例1、2和3所制得的运动鞋底用耐磨橡胶，进行性能检测，同时与现有产品的性能进行对比，结果如下表2。
表2：实施例1-3及现有运动鞋底用耐磨橡胶的性能
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3
硬度(邵尔A) 67 68 67
拉伸强度(MPa) 17 18 17
断裂伸长率(％) 737 745 742
直角撕裂(N/cm) 72 69 70
DIN(mm3) 33 31 35
密度(g/cm3) 1.13 1.14 1.13
耐折性能(mm) 5.1 5.2 5.2
耐水解性能 符合 符合 符合
注：表2数据是按国家标准测试方法获得的数据。
由表2中数据可知，本发明运动鞋底用耐磨橡胶，完美解决现有耐磨橡胶配方的操作性能：操作方便，如材料在出片时的平整性好、收缩性小、并能很好的改善橡胶硫化排气性能等，从而提高的了产品品质及制品效率，降低生产成本；在物理性能方面，耐磨性能方面更为突出，并能坚固很好的耐候能且耐折性能(小于5.2mm)也远小于现有产品，符合国家相关物理性能标准。
本发明采用顺丁橡胶作为主材料，顺丁橡胶是仅次于丁苯橡胶的第二大合成橡胶，与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，具有良好的耐磨性能从而使其产品具有良好的耐磨性能；以氢化丁腈橡胶和环氧天然橡胶为辅料，氢化丁腈橡胶是对丁腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体，其具有良好的耐油性能并且其高度饱和的结构赋予其良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀性能，优异的耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能；同时氢化丁腈橡胶还具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特点，使产品具有超止滑性和良好的耐磨性；环氧化天然橡胶是通过环氧化反应改性天然橡胶，橡胶分子链上的部分双键被氧化后而制备的，环氧化以后橡胶大分子的极性增大，分子间作用力增强，因此使环氧天然橡胶既保留有天然橡胶的基本结构和性能特点，又产生了许多独特的性能，主要有：优异的气密性、优良的耐油性、相容性、抗湿滑性、低的滚动阻力及与其它材料间的良好粘合性等。
为改善顺丁橡胶加工性以及抗撕裂性能等综合性能，本发明将顺丁橡胶与具有良好综合性能的环氧天然橡胶和氢化丁腈橡胶并用，从而提高橡胶大料本身的整体性能。
具体地，其中加入的增粘剂，包含水性增粘乳液、水性增粘树脂、水性增粘粉、增粘松香树脂，改性松香树脂等，本案优选采用水性增粘树脂，能使顺丁橡胶、环氧天然橡胶和氢化丁腈橡胶各自的分解更充分，更容易被搅匀、混合。
本发明产品使用的白炭黑和纳米氧化铝做为补强剂可以提高橡胶的耐曲挠性，使之具有良好的曲挠耐疲劳性能，纳米氧化铝具有较大的比表面积和高活性高吸附能力，纳米氧化铝的加入可以与橡胶大分子接触产生强的物理交联作用，形成坚固的交联键，使得交联网络更加完善从而增加橡胶的耐磨性能；但是针对补强剂在加工过程中极易结团、分散不良的现象，本发明使用环保型偶合剂双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物对白炭黑进行改性，并同时使用软化油，使补强剂及粉末配合剂完全浸润、分散，以达到最佳效果。
具体地，本发明产品中使用具有优良抗氧、抗臭氧的防老剂和石蜡，能在胶料表面形成一层腊膜，能够阻止臭氧的渗透，达到良好有防护作用；而加入的硫化剂为硫磺，活性剂为聚乙二醇，以及锌氧粉、硬脂酸，活化了整个的硫化体系，提高了硫化胶的交联密度并提高了硫化胶的耐热老化性能，使硫化胶的疲劳寿命提高，动态性能好。再加入由噻唑类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类的混合促进剂，可缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂的用量和提高橡胶的物理机械性能，更能使其硫化过程更理想。
以此技术方案制作的运动鞋底用耐磨橡胶鞋底，具有普通橡胶鞋底所无法比拟的超耐磨性能，并具有良好的耐候性和耐折性能等多种性能。
本发明的制备方法，该运动鞋底用耐磨橡胶的生产过程简单，只需将各种成分按顺序装入混炼机进行混炼，时间短，操作条件适宜，操作周期短，得到的橡胶具有普通橡胶鞋底所无法比拟的超耐磨性能，并具有良好的耐候性和耐折性能等多种性能，适合于广泛应用。
上述说明描述了本发明的优选实施例，但应当理解本发明并非局限于上述实施例，且不应看作对其他实施例的排除。通过本发明的启示，本领域技术人员结合公知或现有技术、知识所进行的改动也应视为在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种运动鞋底用耐磨橡胶，其特征在于：以质量份计，包括顺丁橡胶50-80份、环氧天然橡胶10-30份、氢化丁腈橡胶5-20份、均匀剂1-2份、硅烷偶联剂2-5份、补强剂25-65份、锌氧粉2-5、聚乙二醇2-5份、硬脂酸锌0.5-2份、硫化剂1.5-2份、促进剂1.6-2.1份、增粘剂0.5-2份、软化油2-5份、防老剂1-3份和石蜡0.5-1份。
2.如权利要求1所述的一种运动鞋底用耐磨橡胶，其特征在于：所述硅烷偶联剂为双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物。
3.如权利要求1所述的一种运动鞋底用耐磨橡胶，其特征在于：所述补强剂为白炭黑和纳米氧化铝混合物，其中白炭黑为20-50份，纳米氧化铝为5-15份。
4.如权利要求1所述的一种运动鞋底用耐磨橡胶，其特征在于：所述硫化剂为硫磺。
5.如权利要求1所述的一种运动鞋底用耐磨橡胶，其特征在于：所述促进剂为噻唑类、秋兰姆类和二硫代氨基甲酸盐类混合类促进剂。
6.如权利要求1所述的一种运动鞋底用耐磨橡胶，其特征在于：所述增粘剂为水性增粘树脂。
7.如权利要求1所述的一种运动鞋底用耐磨橡胶，其特征在于：所述软化油为石蜡基橡胶软化油。
8.如权利要求1所述的一种运动鞋底用耐磨橡胶，其特征在于：所述防老剂为二叔丁基对甲酚。
9.一种运动鞋底用耐磨橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)按质量份称取以下成分：顺丁橡胶50-80份，环氧天然橡胶10-30份，氢化丁腈橡胶5-20份，均匀剂1-2份，硅烷偶联剂2-5份，补强剂25-65份，锌氧粉2-5，聚乙二醇2-5份，硬脂酸锌0.5-2份，增粘剂0.5-2份，软化油2-5份，防老剂1-3份，石蜡0.5-1份；
2)将将步骤1)中称取好的所有成分进行混炼，混炼的时间为7-9分钟，温度为120-140℃；
3)将步骤2)中得到的混合物取出冷却；
4)按质量份称取以下成分：硫化剂1.5-2份和促进剂1.6-2.1份；5)将步骤4)中称取好的所有成分和步骤3)中冷却后的物料进行混炼，混炼的时间为3-5分钟，温度为50-70℃。
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