一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料及其制备方法，属于高分子复合泡沫材料领域。所述鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料由以下原料制成：乙烯‑醋酸乙烯共聚物、复合耐磨防滑剂、发泡剂AC、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌、过氧化二异丙苯，所述复合耐磨防滑剂为氧化石墨烯改性的脱硫灰。本发明专利技术制备的耐磨防滑防滑鞋用泡沫复合材料，配方科学合理，工艺流程简单实用，采用氧化石墨烯改性的脱硫灰作为复合耐磨防滑剂，添加量少，与基体相容性好，容易分散，耐磨防滑效果优异、并且具有优异的力学性能。同时也为今后为开发新型复合耐磨防滑剂提供了新的思路与探索，并在实际应用中具有巨大的社会经济效益。

Environmental friendly wear-resistant antiskid foam composite material for shoes and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子复合泡沫材料领域，具体涉及一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料及其制备方法。
技术介绍
EVA泡沫复合材料由于具有密度小、缓冲减震能力强、耐低温性等优点，被广泛运用于鞋材、建筑、包装等领域。由于EVA材料同绝大多数高分子塑料一样在发泡后导致其耐磨防滑性能降低。如此之高的磨耗将严重制约了其在一些耐磨防滑性要求较高的鞋用材料方面的应用。由于磨耗作用，严重时可能产生产品失效。因此研究出具有耐磨防滑防滑鞋用泡沫复合材料对其在鞋材领域具有重要的应用价值。普通粉煤灰是由电厂锅炉排出的烟灰直接经过多级旋风除尘器而收集下的烟灰，其收尘工艺。第一级除尘收集到的粉煤灰最粗，一般发电厂称为一电厂灰；从一级除尘器排出的飞灰进入第二级除尘器，收集的灰比较细一些，称为二电厂灰；第三级除尘器收集的灰最细，一般情况下是一级粉煤灰。如电厂锅炉排出的烟灰粗细混合排放，即为原状灰。经过三级除尘后的烟尘原来是直接通过烟囱排向大气，这部分烟气里含有极细的粉煤灰颗粒、二氧化碳、二氧化硫等物质，会污染空气。近几年来，环保对工厂排出的废气有越来越高的要求，限制废气中二氧化硫含量。因此目前电厂普遍采用石灰水或石灰粉，通过高雾化喷头喷入除硫塔，与进入密封塔内的150℃高温烟气接触，中和二氧化硫，生成脱硫灰——以亚硫酸钙、硫酸钙为主、含有少量粉煤灰飞灰和氢氧化钙、碳酸钙的混合物。脱硫灰中上述各组分比例不固定。排硫塔排出的灰就是脱硫灰（脱硫石膏）。石墨烯是一种二维片层状碳质材料，是碳原子在同一平面上以六角蜂窝形紧密堆积而成的。石墨烯新奇的结构、优良的电学、热学、力学、光学等性能，使其自发现之日就得到研究人员的关注。氧化石墨烯相比于二维的石墨烯，既保留了二维石墨烯本身优异的机械性能等性能外，又很大程度地增加了与基体的接触面积，拓展了其空间应用。另外，由于氧化石墨烯表面富含含氧官能团的结构特点，可以提高无机填料之间的相容性，分散性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料及其制备方法，本专利技术配方科学合理，工艺流程简单实用，并且针对EVA具有很小的密度，耐磨防滑性能差，通过采用新型复合耐磨防滑剂，使生产出的鞋用泡沫复合材料具有优异的耐磨防滑性能及良好的力学性能，具有很大的应用前景和产生巨大的社会经济效益。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种耐磨防滑EVA泡沫复合材料，原料组成按重量份数计为：乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）95-100份、复合耐磨防滑剂1-10份、发泡剂AC2.5-3份、硬脂酸0.4份、硬脂酸锌0.5份、氧化锌0.7份、过氧化二异丙苯0.9份；所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯酯基体的含量为23%-26%。所述复合耐磨防滑剂为氧化石墨烯改性的脱硫灰。所述的氧化石墨烯改性脱硫灰是通过氧化石墨烯作为模板制备的，脱硫灰是煤电工厂烟囱产生的粉煤灰，具体包括以下步骤：1）氧化石墨烯模板的制备：将1g膨胀石墨溶于23mL浓硫酸中，放置在磁力搅拌器中进行搅拌，待其均匀分散后缓慢加入3g高锰酸钾和1g硝酸钠，在一小时内加完；再反应2小时后，开始升温至98℃，当溶液体系变得浓稠时依次滴加44ml去离子水，5ml5wt%过氧化氢溶液，用5wt%盐酸滴定至溶液中不再产生气泡即为反应结束；将制备的氧化石墨烯用去离子水清洗，离心，冻干；2）氧化石墨烯包覆脱硫灰纳米材料的制备：将步骤1）制得的200mg氧化石墨烯加入烧瓶中，加入去离子水超声、搅拌；将10ml无水乙醇加入烧瓶中，向其中加入400mg对氨基苯磺酸钠，在水浴锅中80℃下搅拌12h；向上述溶液中加入2g脱硫灰后，继续搅拌24h后将得到的溶液过滤、洗净、干燥得到氧化石墨烯改性的脱硫灰。一种制备如上所述的耐磨防滑鞋用泡沫复合材料的方法，包括以下步骤：1）将EVA、复合耐磨防滑剂、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌、过氧化二异丙苯和发泡剂AC混合均匀后置于预热好的密炼机中，加热温度为110-120℃，转速20rpm条件下密炼；2）将步骤1）所得混合物迅速转移到开炼机中混炼10-20min后，将物料压制成3-5mm薄片；3）根据模具的体积大小称取一定质量的由步骤2）制得的片材（片材的质量为模具体积数量值的1.2倍），置于预热好的平板硫化机模腔内，在12MPa、175℃下模压发泡300s冷却后经二次油压12MPa、175℃下模压300s，水冷400s即得到鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料。本专利技术采用氧化石墨烯改性脱硫灰为复合耐磨防滑剂制备出鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料。氧化石墨烯结构中存在大量含氧官能团，如羟基，环氧基团大量存在于氧化石墨烯表面，羧基（—COOH）大量存在在氧化石墨烯的边缘处，因此具有与脱硫灰的主要组成如亚硫酸钙，硫酸钙等无机物表面优异的化学结合能力。此外，氧化石墨烯与EVA基体的相容性也比较好，能均匀分散在基体中，提高EVA基体的力学性能。在现有EVA泡沫材料中，对其补强处理大都是通过滑石粉与白炭黑粉末为主，添加量大才能取得一定效果。氧化石墨烯改性的脱硫灰作为鞋用泡沫复合材料的复合耐磨防滑剂，环境友好，添加量少，耐磨防滑效果明显，成功制备了鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料，同时也为今后为开发新型复合耐磨防滑剂提供了新的思路与探索，并在实际应用中具有巨大的社会经济效益。本专利技术的有益效果在于：本专利技术制备的鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料，配方科学合理，工艺流程简单实用，采用氧化石墨烯改性的脱硫灰作为复合耐磨防滑剂，环境友好，添加量少，与基体相容性好，容易分散，耐磨防滑效果优异、并且具有优异的力学性能。同时也为今后为开发新型复合耐磨防滑剂提供了新的思路与探索，并在实际应用中具有巨大的社会经济效益。附图说明图1为氧化石墨烯改性的脱硫灰的FT-IR光谱图；图2为未改性的脱硫灰的SEM图；图3为氧化石墨烯改性脱硫灰的SEM图；图4为本专利技术制备的鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料的DIN磨耗变化曲线；图5为本专利技术制备的鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料的动摩擦系数变化曲线。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不仅仅限于这些实施例。实施例1一种制备鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料的方法，具体步骤为：1）氧化石墨烯模板的制备：将1g膨胀石墨溶于23mL浓硫酸中，放置在磁力搅拌器中进行搅拌，待其均匀分散后缓慢加入3g高锰酸钾和1g硝酸钠，在一小时内加完；再反应2小时后，开始升温至98℃，当溶液体系变得浓稠时依次滴加44ml去离子水，5ml5wt%过氧化氢溶液，用5wt%盐酸滴定至溶液中不再产生气泡即为反应结束；将制备的氧化石墨烯用去离子水清洗，离心，冻干；2）氧化石墨烯包覆脱硫灰纳米材料的制备：将步骤1）制得的200mg氧化石墨烯加入烧瓶中，加入去离子水超声、搅拌；将10ml无水乙醇加入烧瓶中，向其中加入400mg对氨基苯磺酸钠，在水浴锅中80℃下搅拌12h；向上述溶液中加入2g脱硫灰后，继续搅拌24h后将得到的溶液过滤、洗净、干燥得到氧化石墨烯改性的脱硫灰；3）将100重量份EVA、1重量份氧化石墨烯改性的脱硫灰、0.4重量份硬脂酸、0.5重量份硬脂酸锌、0.7重量份氧化锌、0.9重量份过氧化二异丙苯和2.5重量份AC混合均匀后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料，其特征在于：原料组成按重量份数计为：乙烯‑醋酸乙烯共聚物95‑100份、复合耐磨防滑剂1‑10份、发泡剂AC 2.5‑3份、硬脂酸0.4份、硬脂酸锌0.5份、氧化锌0.7份和过氧化二异丙苯0.9份；所述复合耐磨防滑剂为氧化石墨烯改性的脱硫灰。

【技术特征摘要】
1.一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料，其特征在于：原料组成按重量份数计为：乙烯-醋酸乙烯共聚物95-100份、复合耐磨防滑剂1-10份、发泡剂AC2.5-3份、硬脂酸0.4份、硬脂酸锌0.5份、氧化锌0.7份和过氧化二异丙苯0.9份；所述复合耐磨防滑剂为氧化石墨烯改性的脱硫灰。2.根据权利要求1所述的一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料，其特征在于：所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯酯基体的含量为23wt%-26wt%。3.根据权利要求1所述的一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料，其特征在于：所述的氧化石墨烯改性脱硫灰是通过氧化石墨烯作为模板制备的，脱硫灰是煤电工厂烟囱产生的粉煤灰。4.根据权利要求3所述的一种鞋用环保耐磨防滑泡沫复合材料，其特征在于：所述的氧化石墨烯改性脱硫灰具体的制备方法为：1）氧化石墨烯模板的制备：将1g膨胀石墨溶于23mL浓硫酸中，放置在磁力搅拌器中进行搅拌，待其均匀分散后缓慢加入3g高锰酸钾和1g硝酸钠，在一小时内加完；再反应2小时后，开始升温至98℃，当溶液体系变得浓稠时依次滴加44ml去离子水，5ml5wt%过氧化氢溶液，用5wt%盐酸滴定至溶液中不再产生气泡即为反应结束；将制备的氧化石墨烯用去离子水清洗，离心，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑玉婴，洪贤晟，
申请(专利权)人：福建宸琦新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35