CN108299708B - 一种超轻超耐磨橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种超轻超耐磨橡胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超轻超耐磨橡胶，以质量份计，包括聚烯烃弹性体30‑45份、聚丁二烯橡胶20‑40份、烯烃嵌段共聚物12‑20份、聚异戊二烯橡胶10‑20份、填充剂3‑5份、氧化锌1‑2份、硬脂酸0.6‑1份、耐磨剂4‑7份、交联助剂0.4‑0.8份、交联剂0.1‑1份和发泡剂0.5‑1份。本发明同时还提供一种上述超轻超耐磨橡胶的制备方法。本发明的技术方案制作的超轻超耐磨橡胶，具有质轻、耐磨、良好的回弹性和止滑等多种性能，制备方法的生产过程简单，适合广泛应用。

Description

一种超轻超耐磨橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种超轻超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，要求其鞋底橡胶质量轻和耐磨。目前鞋底常采用橡胶，其虽然可以实现较轻的比重，但耐磨性差，弹性不佳，柔感差，止滑效果不理想，且在生产过程中需要烘箱定型，成品大小难以控制，同时难以实现橡胶模内发泡的多样结构、多配色生产。因此，现有的超轻超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，提供一种超轻超耐磨橡胶及其制备方法，该橡胶同时具备较佳的柔感弹性和止滑性。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超轻超耐磨橡胶，以质量份计，包括聚烯烃弹性体30-45份、聚丁二烯橡胶20-40份、烯烃嵌段共聚物12-20份、聚异戊二烯橡胶10-20份、填充剂3-5份、氧化锌1-2份、硬脂酸0.6-1份、耐磨剂4-7份、交联助剂0.4-0.8份、交联剂0.1-1份和发泡剂0.5-1份。
进一步地，所述的聚烯烃弹性体型号为LC170、LC175、LC565、LC670中的一种或几种。
进一步地，所述聚丁二烯橡胶型号为VCR412和/或VCR617。
进一步地，所述的烯烃嵌段共聚物型号为OBC9107。
进一步地，所述聚异戊二烯橡胶型号为SKI-3S、IR-2200、SVR3L中的一种或几种。
进一步地，所述氧化锌中氧化锌含量大于等于95％，氧化锌的比表面积大于等于45。
进一步地，所述发泡剂型号为F-78K、F-105、F-48模内发泡剂的一种或几种。
本发明同时提供一种超轻超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：聚丁二烯橡胶20-40份和聚异戊二烯橡胶10-20份；2)将步骤1)中称取好的所有成分进行共混后混炼塑薄两次，膜的厚度为1-2mm；3)将步骤2)中得到的混合物混炼均匀后卷成圆筒状；4)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体30-45份、烯烃嵌段共聚物20-40份、填充剂3-5份、氧化锌1-2份、硬脂酸0.6-1份、耐磨剂4-7份、交联助剂0.4-0.8份；5)将步骤4)中称取好的所有成分和步骤3)中得到的混合物进行混炼；6)按质量份称取以下成分：交联剂0.1-1份和发泡剂0.5-1份；7)将步骤6)中称取好的所有成分加入步骤5)混合后的物料中进行混炼；8)将步骤7)中得到的混合物进行造粒，得到复合橡胶。
进一步地，步骤2)中混炼的时间为10-15分钟，温度为60-70℃。
进一步地，步骤7)中混炼的时间为8-10分钟，温度为115-120℃
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：
采用上述的运动鞋底用超轻超耐磨橡胶配方后可获得理想的原料功能组合，该配方采用聚烯烃弹性体、烯烃嵌段共聚物和聚异戊二烯橡胶混炼，得到由橡胶和烯烃嵌段共聚物呈两相分离的聚合物混合物，橡胶和烯烃嵌段共聚物分别成分散相态和连续相态，加入聚丁二烯橡胶进行接枝可克服橡胶和烯烃嵌段共聚物相容性差的问题，提高了混合物的分散性，共混改性后还可以提供相对普通橡胶更低的比重，如此，复合材料既有橡胶的高弹性、较佳的抗撕裂强度和止滑性，也具有烯烃嵌段共聚物的密度小、质量轻等特点，保证了复合材料的良好的物理性能，使其具有超耐磨、高弹性、止滑效果佳、柔感好、比重小等物性特点。
具体而言，聚烯烃热塑性弹性体是一类由橡胶和聚烯烃树脂组成的呈两相分离的聚合物混合物，密度小、质量轻、弹性优良、抗撕裂强度性能佳，复合材料的配方中添加聚烯烃热塑性弹性体后，可以使得制成的复合材料具有密度低、质地轻等特性，同时提高复合材料的回弹性。
具体的，聚丁二烯橡胶VCR412和VCR617具有优异的耐磨性、轻比重、抗湿滑性、低生热和较好的耐热氧老化性能，复合材料配方中添加了VCR412和/或VCR617后，可以使制成的复合材料具有高耐磨、低比重、高弹性、良好的止滑性和柔感等特性。且一般的聚丁二烯橡胶容易产生气泡，VCR412和VCR617则无此缺点。
具体的，烯烃嵌段共聚物，相对乙烯-醋酸乙烯共聚物有更优异的回弹性、良好的耐疲劳性、优异的耐候性、更轻的重量，添加到复合材料的配方中后，可调整复合材料的硬度、比重、抗老化和柔感等综合物理性能。
具体的，聚异戊二烯橡胶，具有优异的回弹性、优良的回复性、较佳的柔感、优异的拉伸强度和撕裂强度，添加到复合材料的配方中后，可提高复合材料的拉伸强度、抗撕裂性、耐曲折性及改良材料的综合物理性能。
具体的，交联剂为无味交联剂，减少鞋底的异味及有害物质的产生。
具体的，模内发泡剂精度高、粒径分布均匀，成品富有弹性，对于机械扭曲具有高度的复原性；且耐溶剂性能好，不产生有害气体。
以此技术方案制作的运动鞋的橡胶鞋底，具有普通橡胶配方所无法达到的耐磨性、质轻、高弹性、止滑性、柔感和舒适性，大大降低了运动员体能消耗，并且可持久保持物性。
相应的本发明还提供了一种超轻超耐磨橡胶的制备方法，该复合材料的生产过程简单，时间短，操作条件适宜，得到的橡胶具有质量极轻、耐磨、高弹性、止滑性佳、柔感性和舒适性佳等优越的性能，在得到的橡胶冷却后，再按照相应的重量用橡胶硫化机模压成型，即可得到鞋底成品，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。
实施例一
本发明提供一种超轻超耐磨橡胶，以质量份计，包括聚烯烃弹性体45份、聚丁二烯橡胶20份、烯烃嵌段共聚物20份、聚异戊二烯橡胶20份、填充剂5份、氧化锌1.5份、硬脂酸0.88份、耐磨剂4.5份、交联助剂0.5份、交联剂1份和发泡剂1份。
其中，聚烯烃弹性体型号为LC170；聚丁二烯橡胶型号为VCR412；烯烃嵌段共聚物型号为OBC9107；聚异戊二烯橡胶型号为SVR3L；氧化锌采用纳米活性氧化锌，其中氧化锌含量大于等于95％，氧化锌的比表面积大于等于45；交联剂为无味DCP；发泡剂型号为F-105模内发泡剂。
本发明同时提供一种超轻超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：聚丁二烯橡胶20份和聚异戊二烯橡胶20份；
2)将步骤1)中称取好的所有成分进行投入密炼机共混，随后放入轮机混炼塑薄两次，膜的厚度为1-2mm，其中混炼塑模的时间为10-15分钟，温度为60-70℃；
3)将步骤2)中得到的混合物混炼均匀后卷成圆筒状；
4)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体45份、烯烃嵌段共聚物20份、填充剂5份、氧化锌1.5份、硬脂酸0.88份、耐磨剂4.5份、交联助剂0.5份；
5)将步骤4)中称取好的所有成分和步骤3)中得到的混合物放入轮机进行混炼；
6)按质量份称取以下成分：交联剂1份和发泡剂1份；
7)将步骤6)中称取好的所有成分加入步骤5)混合后的物料中进行混炼，混炼的时间为8-10分钟，温度为115-120℃；
8)将步骤7)中得到的混合物放入单螺杆挤出机进行造粒，得到复合橡胶。
实施例二
一种超轻超耐磨橡胶，以质量份计，包括聚烯烃弹性体40份、聚丁二烯橡胶35份、烯烃嵌段共聚物12份、聚异戊二烯橡胶10份、填充剂3份、氧化锌2份、硬脂酸1份、耐磨剂7份、交联助剂0.5份、交联剂0.3份和发泡剂0.5份。
其中，聚烯烃弹性体型号为LC175；聚丁二烯橡胶型号为VCR617；烯烃嵌段共聚物型号为OBC9107；聚异戊二烯橡胶型号为SKI-3S；氧化锌采用纳米活性氧化锌，其中氧化锌含量大于等于95％，氧化锌的比表面积大于等于45；交联剂为无味DCP；发泡剂型号为F-78K模内发泡剂。
上述超轻超耐磨橡胶的制备方法，与实施例一基本相同，所不同的是各组份的重量份不同。
实施例三
一种超轻超耐磨橡胶，以质量份计，包括聚烯烃弹性体30份、聚丁二烯橡胶40份、烯烃嵌段共聚物15份、聚异戊二烯橡胶15份、填充剂3份、氧化锌2份、硬脂酸1份、耐磨剂7份、交联助剂0.5份、交联剂0.3份和发泡剂0.8份。
其中，聚烯烃弹性体型号为LC565；聚丁二烯橡胶型号为VCR617；烯烃嵌段共聚物型号为OBC9107；聚异戊二烯橡胶型号为IR-2200；氧化锌采用纳米活性氧化锌，其中氧化锌含量大于等于95％，氧化锌的比表面积大于等于45；交联剂为无味DCP；发泡剂型号为F-48模内发泡剂。
上述超轻超耐磨橡胶的制备方法，与实施例一基本相同，所不同的是各组份的重量份不同。
制得三个实施例之后，我们还分别对三个实施例按照国家标准进行了性能测试，测试结果如下表一。
表一：实施例的性能测试结果
Figure GDF0000015181740000051
Figure GDF0000015181740000061
*表一数据是按国家标准测试方法获得的数据。
由表一数据可知，本发明制得的橡胶，可获得非常理想的密度、耐磨性、高弹性和止滑性，改善了现有橡胶产品质量重、耐磨性差、回弹性差、柔感差等问题，符合国家相关的物理性能标准，这是因为采用上述的运动鞋底用超轻超耐磨橡胶配方后可获得理想的原料功能组合，该配方采用聚烯烃弹性体、烯烃嵌段共聚物和聚异戊二烯橡胶混炼，得到由橡胶和烯烃嵌段共聚物呈两相分离的聚合物混合物，橡胶和烯烃嵌段共聚物分别成分散相态和连续相态，加入聚丁二烯橡胶进行接枝可克服橡胶和烯烃嵌段共聚物相容性差的问题，提高了混合物的分散性，共混改性后还可以提供相对普通橡胶更低的比重，如此，复合材料既有橡胶的高弹性、较佳的抗撕裂强度和止滑性，也具有烯烃嵌段共聚物的密度小、质量轻等特点，保证了复合材料的良好的物理性能，使其具有超耐磨、高弹性、止滑效果佳、柔感好、比重小等物性特点。
具体而言，聚烯烃热塑性弹性体是一类由橡胶和聚烯烃树脂组成的呈两相分离的聚合物混合物，密度小、质量轻、弹性优良、抗撕裂强度性能佳，复合材料的配方中添加聚烯烃热塑性弹性体后，可以使得制成的复合材料具有密度低、质地轻等特性，同时提高复合材料的回弹性。
具体的，聚丁二烯橡胶VCR412和VCR617具有优异的耐磨性、轻比重、抗湿滑性、低生热和较好的耐热氧老化性能，复合材料配方中添加了VCR412和/或VCR617后，可以使制成的复合材料具有高耐磨、低比重、高弹性、良好的止滑性和柔感等特性。且一般的聚丁二烯橡胶容易产生气泡，VCR412和VCR617则无此缺点。
具体的，烯烃嵌段共聚物，相对乙烯-醋酸乙烯共聚物有更优异的回弹性、良好的耐疲劳性、优异的耐候性、更轻的重量，添加到复合材料的配方中后，可调整复合材料的硬度、比重、抗老化和柔感等综合物理性能。
具体的，聚异戊二烯橡胶，具有优异的回弹性、优良的回复性、较佳的柔感、优异的拉伸强度和撕裂强度，添加到复合材料的配方中后，可提高复合材料的拉伸强度、抗撕裂性、耐曲折性及改良材料的综合物理性能。
具体的，交联剂为无味交联剂，减少鞋底的异味及有害物质的产生。
具体的，模内发泡剂精度高、粒径分布均匀，成品富有弹性，对于机械扭曲具有高度的复原性；且耐溶剂性能好，不产生有害气体。
以此技术方案制作的运动鞋的橡胶鞋底，具有普通橡胶配方所无法达到的耐磨性、质轻、高弹性、止滑性、柔感和舒适性，大大降低了运动员体能消耗，并且可持久保持物性。
相应的本发明还提供了一种超轻超耐磨橡胶的制备方法，该复合材料的生产过程简单，时间短，操作条件适宜，得到的橡胶具有质量极轻、耐磨、高弹性、止滑性佳、柔感性和舒适性佳等优越的性能，在得到的橡胶冷却后，再按照相应的重量用橡胶硫化机模压成型，即可得到鞋底成品，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内。

Claims (8)

1.一种超轻超耐磨橡胶，其特征在于：以质量份计，由以下组分组成：聚烯烃弹性体30-45份、聚丁二烯橡胶20-40份、烯烃嵌段共聚物12-20份、聚异戊二烯橡胶10-20份、填充剂3-5份、氧化锌1-2份、硬脂酸0.6-1份、耐磨剂4-7份、交联助剂0.4-0.8份、交联剂0.1-1份和发泡剂0.5-1份；所述聚丁二烯橡胶型号为VCR412和/或VCR617；所述的烯烃嵌段共聚物型号为OBC9107。
2.如权利要求1所述的一种超轻超耐磨橡胶，其特征在于：所述的聚烯烃弹性体型号为LC170、LC175、LC565、LC670中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种超轻超耐磨橡胶，其特征在于：所述聚异戊二烯橡胶型号为SKI-3S、IR-2200、SVR3L中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种超轻超耐磨橡胶，其特征在于：所述氧化锌中氧化锌含量大于等于95％，氧化锌的比表面积大于等于45。
5.如权利要求1所述的一种超轻超耐磨橡胶，其特征在于：所述发泡剂型号为F-78K、F-105、F-48模内发泡剂的一种或几种。
6.一种用于制备权利要求1-5中任一项所述的超轻超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：聚丁二烯橡胶20-40份和聚异戊二烯橡胶10-20份，所述聚丁二烯橡胶型号为VCR412和/或VCR617；
2)将步骤1)中称取好的所有成分进行共混后混炼塑薄两次，膜的厚度为1-2mm；
3)将步骤2)中得到的混合物混炼均匀后卷成圆筒状；
4)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体30-45份、烯烃嵌段共聚物12-20份、填充剂3-5份、氧化锌1-2份、硬脂酸0.6-1份、耐磨剂4-7份、交联助剂0.4-0.8份；所述的烯烃嵌段共聚物型号为OBC9107；
5)将步骤4)中称取好的所有成分和步骤3)中得到的混合物进行混炼；
6)按质量份称取以下成分：交联剂0.1-1份和发泡剂0.5-1份；
7)将步骤6)中称取好的所有成分加入步骤5)混合后的物料中进行混炼；
8)将步骤7)中得到的混合物进行造粒，得到复合橡胶。
7.如权利要求6所述的一种超轻超耐磨橡胶的制备方法，其特征在于：步骤2)中混炼的时间为10-15分钟，温度为60-70℃。
8.如权利要求6所述的一种超轻超耐磨橡胶的制备方法，其特征在于：步骤7)中混炼的时间为8-10分钟，温度为115-120℃。
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