CN113061295B - 一种耐热鞋底及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及鞋底制备领域，具体公开了一种鞋底及其制备工艺。一种耐热鞋底，其特征在于，包括以下原料：丁苯橡胶、硅橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂、交联剂、混合料；其制备方法为：S1、对氧化铝、绢云母分别进行研磨、分筛，得到超细氧化铝和超细绢云母，将两者混合得到混合料；S2、将丁苯橡胶、硅橡胶同时加入开炼机进行塑炼，得到胶料；S3、往胶料内加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂、交联剂和混合料，然后在开炼机上进行混炼，薄通、出片，得到混炼胶；S4、室温停放冷却混炼胶后在平板硫化机中模压成型。本申请的产品具有提高鞋底的耐热性的优点。

Description

一种耐热鞋底及其制备工艺
技术领域
本申请涉及鞋底制备领域，更具体地说，它涉及一种耐热鞋底及其制备工艺。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对衣着品质的要求越来越高。鞋底材料作为鞋子的重要组成部分，其质量和功能越来越受到重视。鞋底材料大体可划分为天然材料和合成材料两种，目前的主流研究方向大多集中在合成材料上，而合成材料又可细分为许多种类，如：橡胶材料、EVA材料、树脂材料等。
目前相关技术中，鞋底一般包括以下重量份的成分：PVC树脂80～100份、环氧化天然橡胶20～30份、肉桂提取物2～6份、氧化硅气凝胶2～5份、交联剂2～5份、稳定剂1～3份、润滑剂0.5～2份、增塑剂20～30份、金属盐类稳定剂1～3份、防辐射粉体6～10份、竹纤维超细粉7～14份、无机刚性粒子4～8份、SEBS2～5份。
针对上述中的相关技术，发明人认为某些如火灾等特殊场景，地面温度非常高，鞋底容易因为高温而发生形变、熔融等变化，上述相关技术的鞋底主要改良的是抗菌性能，而在耐热性能上存在缺陷，不能满足高温环境的使用要求，导致高温环境下对穿着者脚的保护性能较低。
发明内容
为了提高鞋底的耐热性，本申请提供一种耐热鞋底及其制备工艺。
第一方面，本申请提供一种耐热鞋底，采用如下的技术方案：
一种耐热鞋底，包括以下重量份数的原料：
丁苯橡胶：63-82份；
硅橡胶：18-32份；
氧化锌：3-7份；
硬脂酸：0.5-1.2份；
防老剂：0.2-0.5份；
偶联剂：1-3份；
交联剂：0.8-3份；
混合料：23-36份，混合料由超细氧化铝和超细绢云母混合而成。
通过采用上述技术方案，丁苯橡胶的耐磨性、耐老化性、耐水性、气密性等优于天然橡胶，硅橡胶在橡胶材料中的耐高、耐低温性能较佳，将两者结合在一起制得的鞋底亦同时具备丁苯橡胶和硅橡胶的特性；氧化铝为一种良好的耐热、耐火材料，绢云母具有良好的抗磨性、耐磨性，同时绢云母也是一种良好的填料，将两者添加到混炼胶内，使制得的鞋底具有耐磨和耐热的效果。
优选的，超细氧化铝与超细绢云母的重量比为1：(2.5-5.5)。
通过采用上述技术方案，混合料中的超细绢云母主要起到填料的作用，混合料的重量份数一定的情况下，需要保持超细绢云母的含量，过少的超细绢云母会影响鞋底整体的结构强度，过少的氧化铝会减弱鞋底的耐热性。
优选的，还包括硼酚醛树脂，硼酚醛树脂的重量份数为12-25份。
通过采用上述技术方案，控制硼酚醛树脂的添加量，超细绢云母可提高硼酚醛树脂的耐热效果。
优选的，硼酚醛树脂与超细绢云母的重量比为1：(1.5-2.2)。
通过采用上述技术方案，由于超细绢云母具有活性羟基基团，其容易与硼酚醛树脂结合，使两者之间形成一种致密的层网状结构，保证了硼酚醛树脂具有良好发泡能力，提高了鞋底的耐热性。
优选的，超细氧化铝的粒径为35-60nm。
通过采用上述技术方案，氧化铝经过研磨分筛后得到超细氧化铝，超细氧化铝可以提高丁苯橡胶和硅橡胶的分散性，使得整体交联程度增大，从而提高鞋底的整体性能，增强了鞋底的耐磨、耐热性。
优选的，超细绢云母的粒径为5-20μm。
通过采用上述技术方案，超细绢云母的粒度在5-20μm内时，可以很好地与丁苯橡胶、硅橡胶结合，从而提高两者的拉伸强度、撕裂强度等性能，使得鞋底的耐磨、耐热性更佳。
优选的，偶联剂为KH-560。
通过采用上述技术方案，使用KH-560做偶联剂，可以增强丁苯橡胶、硅橡胶与其他材料之间的粘结力；对超细绢云母的表面进行处理，改善其机械性能。
第二方面，本申请提供一种耐热鞋底的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐热鞋底，包括以下步骤：
S1、对氧化铝、绢云母分别进行研磨、分筛，得到超细氧化铝和超细绢云母，将两者混合得到混合料；
S2、将丁苯橡胶、硅橡胶同时加入开炼机，控制辊距为1.5-2.0mm、辊温40-55摄氏度，进行塑炼，得到胶料；
S3、往胶料内加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂、交联剂和混合料，然后在辊距3.5-4.5mm、辊温50-75摄氏度上的开炼机上进行混炼，薄通、出片，得到混炼胶；
S4、室温停放冷却混炼胶18-26小时后在平板硫化机中模压成型。
通过采用上述技术方案，首先将氧化铝、绢云母分别研磨，然后将混合料、胶料等材料一同进行混炼，停放、硫化后得到鞋底；另外，经过研磨之后的氧化铝和绢云母与胶料等材料结合后，可以使胶料具有一个更好的分散性，进一步增强鞋底的性能。
优选的，在S3中，胶料内还加入有硼酚醛树脂，硼酚醛树脂的重量份数为12-25份，硼酚醛树脂与氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂、交联剂和混合料共同混炼。
通过采用上述技术方案，硼酚醛树脂具有良好的耐热性，将硼酚醛树脂添加至与胶料反应，从而提高鞋底的耐热性。
优选的，在S2中，对混合料进行1200-1500摄氏度的煅烧，煅烧时间为100-180分钟。
通过采用上述技术方案，超细氧化铝与超细绢云母在高温煅烧下，一部分结合生成莫来石，莫来石具有耐高温、强度高、导热系数小等优点，其与胶料、其他成分结合，可以有效加强鞋底的耐热性和耐磨性。
综上，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用了将研磨后的超细氧化铝、超细绢云母与胶料等材料一同混炼的制备工艺，由于超细氧化铝具有良好的耐热、耐火性能，超细绢云母具有良好的抗磨、耐磨性，且研磨后的两者可以提高胶料等的分散性，从而提高了鞋底的耐热、耐磨性。
2、超细绢云母具有活性羟基基团，其容易硼酚醛树脂结合，使两者之间形成一种致密的层网状结构，保证了硼酚醛树脂具有良好发泡能力，提高了鞋底的耐热性。
3、超细氧化铝与超细绢云母在高温煅烧下，一部分结合生成莫来石，莫来石具有耐高温、强度高、导热系数小等优点，其与胶料、其他成分结合，可以有效加强鞋底的耐热性和耐磨性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
表1-实施例和对比例中原料的来源和型号
Figure BDA0002994631950000031
Figure BDA0002994631950000041
实施例
实施例1-3
一种耐热鞋底的制备工艺，由以下步骤制备而成：
S1、对氧化铝、绢云母分别进行研磨、分筛，得到粒径为35-60nm的超细氧化铝和粒径为5-20μm超细绢云母，将两者混合得到混合料。
S2、将丁苯橡胶、硅橡胶同时加入开炼机，辊距、辊温参照表2，进行塑炼，得到胶料。
S3、往胶料内加入如表2所示含量的氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂、交联剂和混合料，然后在开炼机上进行混炼，辊距、辊温参照表2，薄通、出片，得到混炼胶。
S4、室温停放冷却混炼胶，具体停放时间参照表2，完成停放后在平板硫化机中模压成型。
表2-实施例1-3中的组分及含量
Figure BDA0002994631950000042
Figure BDA0002994631950000051
实施例4
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：超细氧化铝的粒径为20-30nm。
实施例5
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：超细氧化铝的粒径为75-90nm。
实施例6
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：超细绢云母的粒径为35-50μm。
实施例7
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：超细绢云母的粒径为0.5-15μm。
实施例8
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：超细氧化铝与超细绢云母的重量比为1：2.5。
实施例9
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：超细氧化铝与超细绢云母的重量比为1：5.5。
实施例10
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：在S3中，胶料内还加入有12kg硼酚醛树脂，硼酚醛树脂与氧化锌、硬脂酸、对苯二胺、KH-560、DCP交联剂和混合料共同混炼。
实施例11
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：在S3中，胶料内还加入有25kg硼酚醛树脂，硼酚醛树脂与氧化锌、硬脂酸、对苯二胺、KH-560、DCP交联剂和混合料共同混炼。
实施例12
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：在S3中，胶料内还加入有18kg硼酚醛树脂，硼酚醛树脂与氧化锌、硬脂酸、对苯二胺、KH-560、DCP交联剂和混合料共同混炼。
实施例13
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例11的区别在于：硼酚醛树脂与超细绢云母的重量比为1：1.5，在本实施例中，硼酚醛树脂的重量为19.2kg，超细绢云母的重量为28.8kg。
实施例14
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例11的区别在于：硼酚醛树脂与超细绢云母的重量比为1：1.8，在本实施例中，硼酚醛树脂的重量为16kg，超细绢云母的重量为28.8kg。
实施例15
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例11的区别在于：硼酚醛树脂与超细绢云母的重量比为1：2.2，在本实施例中，硼酚醛树脂的重量为13.1kg，超细绢云母的重量为28.8kg。
实施例16
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：在S2中，对混合料进行1200摄氏度的煅烧，煅烧时间为180分钟。
实施例17
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：在S2中，对混合料进行1350摄氏度的煅烧，煅烧时间为120分钟。
实施例18
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：在S2中，对混合料进行1500摄氏度的煅烧，煅烧时间为100分钟。
实施例19
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例17的区别在于：在S3中，胶料内还加入有13.1kg硼酚醛树脂，硼酚醛树脂与超细绢云母的重量比为1：1.8，硼酚醛树脂与氧化锌、硬脂酸、对苯二胺、KH-560、DCP交联剂和混合料共同混炼。
对比例
对比例1
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：混合料中的超细绢云母替换为炭黑。
对比例2
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例3的区别在于：混合料中的超细氧化铝替换为炭黑。
对比例3
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例17的区别在于：混合料中的超细绢云母替换为炭黑。
对比例4
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例17的区别在于：混合料中的超细氧化铝替换为氧化镁。
对比例5
一种耐热鞋底的制备工艺，与实施例17的区别在于：混合料中的超细绢云母替换为炭黑，超细氧化铝替换为氧化镁。
性能检测试验
耐磨性测定：采用NBS耐磨耗法，按照美国标准ASTM-D1630检测，检测实施例1-19和对比例1-5中的试样的磨耗次数。
耐热性测定：根据GB-T3512-2014《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》，对实施例1-19和对比例1-5中的试样在175摄氏度、96小时的条件下进行耐热空气老化性能的检测。
表3-实施例1-3和对比例1-2的试验检测数据汇总
Figure BDA0002994631950000071
根据表3中实施例3和对比例1的检测数据对比可知，使用超细绢云母后，鞋底的拉伸强度的变化、拉断伸长率变化和强度的变化较使用炭黑的鞋底变化小，故实施例3的耐热性优于对比例1。
根据表3中实施例3和对比例2的检测数据对比可知，主要起到耐热效果的材质为超细氧化铝，将超细氧化铝替换为等量的炭黑后，虽然鞋底的耐磨效果增强了，但是其耐热性较差。
表4-实施例3-9的试验检测数据汇总
Figure BDA0002994631950000081
根据表4中实施例3-9的检测数据对比可知，当超细氧化铝与超细绢云母的重量比为1:4时，根据实验数据可知，鞋底的耐热、耐磨效果较优。超细氧化铝粒径范围在35-60nm时，鞋底的耐磨性、耐热性较实施例4-5的效果好。发明人推测，超细氧化铝起到增强作用，使得丁苯橡胶、硅橡胶的分散性细化，改善了两者之间的相容性，从而使其整体交联程度增大，进而增强了鞋底的耐磨、耐热性。
当超细绢云母粒径范围在5-20μm时，鞋底的耐磨性、耐热性较实施例6-7的效果好。发明人推测，超细绢云母加入丁苯橡胶、硅橡胶内混合后，超细绢云母粒径范围在5-20μm时，分散性更好，同时可提高硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和扯断伸长率，所以增强了鞋底的耐磨、耐热性。
表5-实施例3、实施例10-15的试验检测数据汇总
Figure BDA0002994631950000082
Figure BDA0002994631950000091
根据表5中实施例3、实施例10-15的检测数据对比可知，加入硼酚醛树脂后，鞋底的耐热效果得到提高；其中实施例13的综合效果最优。发明人推测，硼酚醛树脂本身具备耐高温、耐热等功能，所以可以提高鞋底耐热性。再往其内添加适量的超细绢云母，由于超细绢云母具有活性羟基基团，容易与硼酚醛树脂结合，其高径厚比的结构使其平行排列、上下重叠，使鞋底内部形成一种致密的层网状结构，保证硼酚醛树脂具有一定发泡能力的同时，延缓了氧气及热量的扩散，提高了鞋底的耐热性。通过限定超细绢云母与硼酚醛树脂的比例，可以限制超细绢云母对硼酚醛树脂发泡的抑制。
表6-实施例3、实施例16-19和对比例3-5的试验检测数据汇总
Figure BDA0002994631950000092
根据表6中实施例17和对比例3-4的检测数据对比可知，实施例17的耐热、耐磨效果均优于对比例3-5。发明人推测，超细氧化铝与超细绢云母在高温煅烧下，一部分结合生成莫来石，莫来石具有耐高温、强度高、导热系数小等优点，生成的莫来石与丁苯橡胶、硅橡胶结合，从而加强鞋底的耐热性和耐磨性，提高了鞋底的性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种耐热鞋底，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
丁苯橡胶：63-82份；
硅橡胶：18-32份；
氧化锌：3-7份；
硬脂酸：0.5-1.2份；
防老剂：0.2-0.5份；
偶联剂：1-3份；
交联剂：0.8-3份；
硼酚醛树脂：12-25份；
混合料：23-36份，混合料由超细氧化铝和超细绢云母混合而成；
超细氧化铝与超细绢云母的重量比为1：（2.5-5.5）；
硼酚醛树脂与超细绢云母的重量比为1：（1.5-2.2）；
超细氧化铝的粒径为35-60nm；
超细绢云母的粒径为5-20μm。
2.根据权利要求1的一种耐热鞋底，其特征在于：偶联剂为KH-560。
3.一种耐热鞋底的制备工艺，基于权利要求1-2任一项所述的一种耐热鞋底，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对氧化铝、绢云母分别进行研磨、分筛，得到超细氧化铝和超细绢云母，将两者混合得到混合料；
S2、将丁苯橡胶、硅橡胶同时加入开炼机，控制辊距为1.5-2.0mm、辊温40-55摄氏度，进行塑炼，得到胶料；
S3、往胶料内加入硼酚醛树脂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、偶联剂、交联剂和混合料，然后在辊距3.5-4.5mm、辊温50-75摄氏度上的开炼机上进行混炼，薄通、出片，得到混炼胶；
S4、室温停放冷却混炼胶18-26小时后在平板硫化机中模压成型。
4.根据权利要求3的一种耐热鞋底的制备工艺，其特征在于：在S2中，对混合料进行1200-1500摄氏度的煅烧，煅烧时间为100-180分钟。
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