CN110372932A - 特种鞋用具有优异性能的新型大底材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，按重量份计，包括如下原料组分：1号烟片胶10～20份、丁苯橡胶30～40份、聚丁二烯橡胶15～25份、氟橡胶10～15份、聚氨酯15～20份、聚四氟乙烯5～10份、氯磺化聚乙烯5～10份、改性玄武岩纤维15～20份、漂珠15～20份、氧化钇10～15份、滑石粉5～10份、古马隆树脂5～10份、硫磺1.5～2.5份、氧化锌3～3.5份、硬脂酸0.5～1份、防老剂4010 0.8～1份、防老剂RD 0.8～1份、促进剂M 1.5～1.7份、促进剂TMTD 0.3～0.5份、硅烷偶联剂1～1.5份、塑解剂0.1～0.2份。本发明制得的大底材料具有相当优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、稳定性能和高韧性，非常适合特种鞋使用。

Description

特种鞋用具有优异性能的新型大底材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及鞋底材料技术领域，具体涉及一种特种鞋用具有优异性能的新型大底材料及其制备方法。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对于防护鞋的品质、舒适度、卫生性、使用安全性提出了更高的要求，尤其是对于一些需要在恶劣的工作环境进行作业的特殊工种，例如消防、户外救援、危险作业等等，他们对于防护鞋的要求更高，这些工种采用的防护鞋的鞋底需要比普通防护鞋的鞋底，具有更加优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、稳定性能和高韧性等。

因此，为了更好地适应特殊工种的恶劣工作环境，起到更好地防护作用，需要研制出一种新型的大底材料，使其具有优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、稳定性能和高韧性等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、稳定性能和高韧性的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，同时提供了其制备方法。

本发明提供的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，按重量份计，包括如下原料组分：1号烟片胶10～20份、丁苯橡胶30～40份、聚丁二烯橡胶15～25份、氟橡胶10～15份、聚氨酯15～20份、聚四氟乙烯5～10份、氯磺化聚乙烯5～10份、改性玄武岩纤维15～20份、漂珠15～20份、氧化钇10～15份、滑石粉5～10份、古马隆树脂5～10份、硫磺1.5～2.5份、氧化锌3～3.5份、硬脂酸0.5～1份、防老剂4010 0.8～1份、防老剂RD 0.8～1份、促进剂M 1.5～1.7份、促进剂TMTD 0.3～0.5份、硅烷偶联剂1～1.5份、塑解剂0.1～0.2份。

进一步，按重量份计，包括如下原料组分：1号烟片胶15份、丁苯橡胶35份、聚丁二烯橡胶20份、氟橡胶12份、聚氨酯18份、聚四氟乙烯8份、氯磺化聚乙烯7份、改性玄武岩纤维17份、漂珠18份、氧化钇13份、滑石粉7份、古马隆树脂8份、硫磺2份、氧化锌3份、硬脂酸1份、防老剂4010 0.9份、防老剂RD 0.9份、促进剂M 1.7份、促进剂TMTD 0.3份、硅烷偶联剂1.2份、塑解剂0.1份。

进一步，所述改性玄武岩纤维的制备方法，包括如下步骤：先取长度为4～6mm的玄武岩纤维置于浓硫酸中，并将该浓硫酸升温至60℃，浸泡玄武岩纤维2h，之后取出纤维，用去离子水清洗纤维至清洗液为中性，将清洗后的纤维烘干，然后将烘干的纤维置于镧元素含量为0.5％的稀土溶液中，浸泡2h，再将所得纤维取出并烘干，即为改性玄武岩纤维。

进一步，按重量百分比，所述稀土溶液的原料包括：乙醇92.5％、柠檬酸3％、尿素3％、硝酸1％、氯化镧0.5％。

进一步，所述漂珠的粒径为300～500目。

本发明还公开了一种用于所述的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将1号烟片胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、氟橡胶、聚氨酯、聚四氟乙烯和氯磺化聚乙烯切碎后，混匀，制得混合物A；

(2)将混合物A和塑解剂一并投入辊距为0.5mm以下，辊温为50～55℃的开炼机中，塑炼薄通10～12遍，然后将所得物料投入辊距为4～6mm的开炼机中，包辊塑炼3～5min后，下料，并放置4～6h；

(3)将步骤(2)所得物料投入密炼机中，然后加入古马隆树脂、氧化锌、硬脂酸、防老剂4010、防老剂RD、促进剂M和促进剂TMTD，加完后在50～55℃条件下，混合密炼5～6min，再加入改性玄武岩纤维、漂珠、氧化钇、滑石粉和硅烷偶联剂，加完后在120～125℃条件下，混合密炼6～8min，混合密炼结束后排料至开炼机中，加入硫磺，在70～80℃条件下混炼4～5min，最后调整辊距为5mm出片，自然冷却至室温后，放置6～8h；

(4)将步骤(3)中所得的物料放入鞋模中，在145～160℃温度下，硫化成型。

本发明的有益效果：

本发明提供的大底材料在进行组分的筛选时，充分考虑了各组分之间的协同配合，通过提供合理的配比以及搭配特定的制备方法，使组分间不仅能够很好的相容，还能够实现功能上的协同增效，使最终制得的大底材料具有相当优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、稳定性能和高韧性，非常适合特种鞋使用。

本发明制备大底材料所采用的复合胶料均具有优异的性能，其中，丁苯橡胶具有优异的耐磨、耐热和耐老化性能，聚丁二烯橡胶具有优异的耐低温性、耐磨性和高弹性，氟橡胶具有优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐老化性，聚氨酯具有优异的稳定性、耐磨性、耐低温性和耐老化性，聚四氟乙烯具有优异的耐高低温性、耐腐蚀性、耐磨性和耐候性，氯磺化聚乙烯具有优异的耐高低温性、耐老化性能、耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性，将它们按照特定的配比关系进行复配后，各胶料之间能够实现很好的相容，而利用硅烷偶联剂的处理，能够使加入的改性玄武岩纤维、漂珠、氧化钇、滑石粉等改性组分以及古马隆树脂、硫磺、氧化锌、硬脂酸、防老剂、促进剂和塑解剂等助剂也能够与复合胶料之间实现较好的相容，这里加入的改性玄武岩纤维是通过采用特定浓度的含镧稀土溶液对具有高强度、高耐腐蚀、优异耐高温性和绝缘性的玄武岩纤维进行改性制得的，在玄武岩纤维的表面吸附了大量的镧元素和更多的含氧活性有机基团，增强了玄武岩纤维与复合胶料之间的结合强度，大大提高了复合胶料的韧性以及力学强度，改善了复合材料的耐磨性，镧元素的引入还有助于改善复合胶料的硫化特性和加工安全性，还能够阻碍氧化过程的进行，提高复合胶料的耐老化性能，而且特定量的改性玄武岩纤维的加入，能够形成稳定的网络结构，阻碍橡胶的溶胀，有助于提高复合材料的耐腐蚀性，漂珠的加入可以提高复合胶料的刚强度，改善材料的稳定性和绝缘性，提高复合材料的耐热性和耐磨性，氧化钇的加入能够改善复合胶料的拉伸强度、耐磨性以及耐腐蚀性，滑石粉的加入能够改善材料的强度和稳定性等，古马隆树脂的加入，能够发挥增塑和增粘的作用，改善复合胶料的加工性、电绝缘性、耐老化性、耐热性和耐腐蚀性等，而其它助剂的加入，有助于改善复合胶料的耐老化性以及加工性等。通过加入特定用量的改性组分、加工助剂与特别配置的复合胶料实现较好的相容复配，能够充分发挥各组分之间的协同配合作用，达到协同增效的目的，最终制备出具有优异力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、稳定性能和高韧性等优点的大底材料。

具体实施方式

以下为具体实施例：

实施例一

本实施例提供一种特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，按重量份计，包括如下原料组分：1号烟片胶15份、丁苯橡胶35份、聚丁二烯橡胶20份、氟橡胶12份、聚氨酯18份、聚四氟乙烯8份、氯磺化聚乙烯7份、改性玄武岩纤维17份、漂珠(300～500目)18份、氧化钇13份、滑石粉7份、古马隆树脂8份、硫磺2份、氧化锌3份、硬脂酸1份、防老剂4010 0.9份、防老剂RD 0.9份、促进剂M 1.7份、促进剂TMTD 0.3份、硅烷偶联剂1.2份、塑解剂(塑解剂SJ-103)0.1份。

本实施例中，所述改性玄武岩纤维的制备方法，包括如下步骤：先取长度为4～6mm的玄武岩纤维置于浓硫酸中，并将该浓硫酸升温至60℃，浸泡玄武岩纤维2h，之后取出纤维，用去离子水清洗纤维至清洗液为中性，将清洗后的纤维烘干，然后将烘干的纤维置于镧元素含量为0.5％的稀土溶液中，浸泡2h，再将所得纤维取出并烘干，即为改性玄武岩纤维；其中，按重量百分比，所述稀土溶液的原料包括：乙醇92.5％、柠檬酸3％、尿素3％、硝酸1％、氯化镧0.5％。

本实施例中，1号烟片胶为进口烟片胶，本实施例中采用的原料组分均可以通过市场直接购买获取。

本实施例中提供的制备所述的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料的方法，包括如下步骤：

(1)将1号烟片胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、氟橡胶、聚氨酯、聚四氟乙烯和氯磺化聚乙烯切碎后，混匀，制得混合物A；

(2)将混合物A和塑解剂一并投入辊距为0.5mm以下，辊温为50℃的开炼机中，塑炼薄通11遍，然后将所得物料投入辊距为6mm的开炼机中，包辊塑炼3min后，下料，并放置5h；

(3)将步骤(2)所得物料投入密炼机中，然后加入古马隆树脂、氧化锌、硬脂酸、防老剂4010、防老剂RD、促进剂M和促进剂TMTD，加完后在55℃条件下，混合密炼5min，再加入改性玄武岩纤维、漂珠、氧化钇、滑石粉和硅烷偶联剂，加完后在125℃条件下，混合密炼6min，混合密炼结束后排料至开炼机中，加入硫磺，在80℃条件下混炼4min，最后调整辊距为5mm出片，自然冷却至室温后，放置7h；

(4)将步骤(3)中所得的物料放入鞋模中，在155℃温度下，硫化成型。

采用现有测试方法对本实施例制备的大底材料进行性能测试，其拉伸强度为49.5MPa，鞋底磨耗为0.26cm³/1.61km；将制得的大底在23℃下,置于60wt％NaOH溶液中浸泡72h，其拉伸强度变化率为-1.8％；将制得的大底材料在温度为(75±2)℃、相对湿度为75±2％的恒温恒湿箱中放置200h，其外观无裂纹，拉伸强度变化率为-4.3％。

实施例二

本实施例提供一种特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，按重量份计，包括如下原料组分：1号烟片胶10份、丁苯橡胶40份、聚丁二烯橡胶25份、氟橡胶10份、聚氨酯15份、聚四氟乙烯10份、氯磺化聚乙烯5份、改性玄武岩纤维20份、漂珠(300～500目)15份、氧化钇15份、滑石粉5份、古马隆树脂5份、硫磺1.5份、氧化锌3.5份、硬脂酸1份、防老剂4010 1份、防老剂RD 0.8份、促进剂M 1.5份、促进剂TMTD 0.5份、硅烷偶联剂1份、塑解剂(塑解剂SJ-103)0.1份。

本实施例中，所述改性玄武岩纤维的制备方法，包括如下步骤：先取长度为4～6mm的玄武岩纤维置于浓硫酸中，并将该浓硫酸升温至60℃，浸泡玄武岩纤维2h，之后取出纤维，用去离子水清洗纤维至清洗液为中性，将清洗后的纤维烘干，然后将烘干的纤维置于镧元素含量为0.5％的稀土溶液中，浸泡2h，再将所得纤维取出并烘干，即为改性玄武岩纤维；其中，按重量百分比，所述稀土溶液的原料包括：乙醇92.5％、柠檬酸3％、尿素3％、硝酸1％、氯化镧0.5％。

本实施例中，1号烟片胶为进口烟片胶，本实施例中采用的原料组分均可以通过市场直接购买获取。

本实施例中提供的制备所述的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料的方法，包括如下步骤：

(1)将1号烟片胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、氟橡胶、聚氨酯、聚四氟乙烯和氯磺化聚乙烯切碎后，混匀，制得混合物A；

(2)将混合物A和塑解剂一并投入辊距为0.5mm以下，辊温为50℃的开炼机中，塑炼薄通10遍，然后将所得物料投入辊距为4mm的开炼机中，包辊塑炼5min后，下料，并放置4h；

(3)将步骤(2)所得物料投入密炼机中，然后加入古马隆树脂、氧化锌、硬脂酸、防老剂4010、防老剂RD、促进剂M和促进剂TMTD，加完后在50℃条件下，混合密炼6min，再加入改性玄武岩纤维、漂珠、氧化钇、滑石粉和硅烷偶联剂，加完后在120℃条件下，混合密炼8min，混合密炼结束后排料至开炼机中，加入硫磺，在70℃条件下混炼5min，最后调整辊距为5mm出片，自然冷却至室温后，放置6h；

(4)将步骤(3)中所得的物料放入鞋模中，在145℃温度下，硫化成型。

采用现有测试方法对本实施例制备的大底材料进行性能测试，其拉伸强度为52.3MPa，鞋底磨耗为0.21cm³/1.61km；将制得的大底在23℃下,置于60wt％NaOH溶液中浸泡72h，其拉伸强度变化率为-1.2％；将制得的大底材料在温度为(75±2)℃、相对湿度为75±2％的恒温恒湿箱中放置200h，其外观无裂纹，拉伸强度变化率为-3.3％。

实施例三

本实施例提供一种特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，按重量份计，包括如下原料组分：1号烟片胶20份、丁苯橡胶30份、聚丁二烯橡胶15份、氟橡胶15份、聚氨酯20份、聚四氟乙烯5份、氯磺化聚乙烯10份、改性玄武岩纤维15份、漂珠(300～500目)20份、氧化钇10份、滑石粉10份、古马隆树脂10份、硫磺2.5份、氧化锌3份、硬脂酸0.5份、防老剂4010 0.8份、防老剂RD 1份、促进剂M 1.7份、促进剂TMTD 0.3份、硅烷偶联剂1.5份、塑解剂(塑解剂SJ-103)0.2份。

本实施例中，所述改性玄武岩纤维的制备方法，包括如下步骤：先取长度为4～6mm的玄武岩纤维置于浓硫酸中，并将该浓硫酸升温至60℃，浸泡玄武岩纤维2h，之后取出纤维，用去离子水清洗纤维至清洗液为中性，将清洗后的纤维烘干，然后将烘干的纤维置于镧元素含量为0.5％的稀土溶液中，浸泡2h，再将所得纤维取出并烘干，即为改性玄武岩纤维；其中，按重量百分比，所述稀土溶液的原料包括：乙醇92.5％、柠檬酸3％、尿素3％、硝酸1％、氯化镧0.5％。

本实施例中，1号烟片胶为进口烟片胶，本实施例中采用的原料组分均可以通过市场直接购买获取。

本实施例中提供的制备所述的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料的方法，包括如下步骤：

(1)将1号烟片胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、氟橡胶、聚氨酯、聚四氟乙烯和氯磺化聚乙烯切碎后，混匀，制得混合物A；

(2)将混合物A和塑解剂一并投入辊距为0.5mm以下，辊温为55℃的开炼机中，塑炼薄通12遍，然后将所得物料投入辊距为4mm的开炼机中，包辊塑炼5min后，下料，并放置6h；

(3)将步骤(2)所得物料投入密炼机中，然后加入古马隆树脂、氧化锌、硬脂酸、防老剂4010、防老剂RD、促进剂M和促进剂TMTD，加完后在55℃条件下，混合密炼5min，再加入改性玄武岩纤维、漂珠、氧化钇、滑石粉和硅烷偶联剂，加完后在125℃条件下，混合密炼6min，混合密炼结束后排料至开炼机中，加入硫磺，在80℃条件下混炼4min，最后调整辊距为5mm出片，自然冷却至室温后，放置8h；

(4)将步骤(3)中所得的物料放入鞋模中，在160℃温度下，硫化成型。

采用现有测试方法对本实施例制备的大底材料进行性能测试，其拉伸强度为51.2MPa，鞋底磨耗为0.23cm³/1.61km；将制得的大底在23℃下,置于60wt％NaOH溶液中浸泡72h，其拉伸强度变化率为-1.6％；将制得的大底材料在温度为(75±2)℃、相对湿度为75±2％的恒温恒湿箱中放置200h，其外观无裂纹，拉伸强度变化率为-3.9％。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，其特征在于：按重量份计，包括如下原料组分：1号烟片胶10～20份、丁苯橡胶30～40份、聚丁二烯橡胶15～25份、氟橡胶10～15份、聚氨酯15～20份、聚四氟乙烯5～10份、氯磺化聚乙烯5～10份、改性玄武岩纤维15～20份、漂珠15～20份、氧化钇10～15份、滑石粉5～10份、古马隆树脂5～10份、硫磺1.5～2.5份、氧化锌3～3.5份、硬脂酸0.5～1份、防老剂4010 0.8～1份、防老剂RD 0.8～1份、促进剂M 1.5～1.7份、促进剂TMTD 0.3～0.5份、硅烷偶联剂1～1.5份、塑解剂0.1～0.2份。

2.根据权利要求1所述的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，其特征在于：按重量份计，包括如下原料组分：1号烟片胶15份、丁苯橡胶35份、聚丁二烯橡胶20份、氟橡胶12份、聚氨酯18份、聚四氟乙烯8份、氯磺化聚乙烯7份、改性玄武岩纤维17份、漂珠18份、氧化钇13份、滑石粉7份、古马隆树脂8份、硫磺2份、氧化锌3份、硬脂酸1份、防老剂4010 0.9份、防老剂RD 0.9份、促进剂M 1.7份、促进剂TMTD 0.3份、硅烷偶联剂1.2份、塑解剂0.1份。

3.根据权利要求1所述的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，其特征在于：所述改性玄武岩纤维的制备方法，包括如下步骤：先取长度为4～6mm的玄武岩纤维置于浓硫酸中，并将该浓硫酸升温至60℃，浸泡玄武岩纤维2h，之后取出纤维，用去离子水清洗纤维至清洗液为中性，将清洗后的纤维烘干，然后将烘干的纤维置于镧元素含量为0.5％的稀土溶液中，浸泡2h，再将所得纤维取出并烘干，即为改性玄武岩纤维。

4.根据权利要求3所述的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，其特征在于：按重量百分比，所述稀土溶液的原料包括：乙醇92.5％、柠檬酸3％、尿素3％、硝酸1％、氯化镧0.5％。

5.根据权利要求1所述的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料，其特征在于：所述漂珠的粒径为300～500目。

6.一种用于权利要求1所述的特种鞋用具有优异性能的新型大底材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将1号烟片胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、氟橡胶、聚氨酯、聚四氟乙烯和氯磺化聚乙烯切碎后，混匀，制得混合物A；

(2)将混合物A和塑解剂一并投入辊距为0.5mm以下，辊温为50～55℃的开炼机中，塑炼薄通10～12遍，然后将所得物料投入辊距为4～6mm的开炼机中，包辊塑炼3～5min后，下料，并放置4～6h；

(3)将步骤(2)所得物料投入密炼机中，然后加入古马隆树脂、氧化锌、硬脂酸、防老剂4010、防老剂RD、促进剂M和促进剂TMTD，加完后在50～55℃条件下，混合密炼5～6min，再加入改性玄武岩纤维、漂珠、氧化钇、滑石粉和硅烷偶联剂，加完后在120～125℃条件下，混合密炼6～8min，混合密炼结束后排料至开炼机中，加入硫磺，在70～80℃条件下混炼4～5min，最后调整辊距为5mm出片，自然冷却至室温后，放置6～8h；

(4)将步骤(3)中所得的物料放入鞋模中，在145～160℃温度下，硫化成型。