一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶及制备方法技术

本发明专利技术属于鞋底橡胶材料的技术领域，提供了一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶及制备方法。该方法以偶氮二甲酰胺、4,4'‑氧代双苯磺酰肼为发泡剂，并将发泡剂与纳米四氧化三铁、蒙脱土复合，同时在天然橡胶生胶中加入易结晶的杜仲胶，跳模法硫化，在二次硫化时对模具两面施加压力差，使发泡剂产生的气体带动纳米四氧化三铁、蒙脱土向鞋底接地面移动，制得泡孔和耐磨填料呈阶梯分布的鞋底橡胶材料。与传统方法相比，本发明专利技术制备的发泡天然橡胶作为鞋底材料时，不仅显著提高了鞋底的耐磨性能，而且穿着轻便透气，舒适度高。

【技术实现步骤摘要】
一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶及制备方法
本专利技术属于鞋底橡胶材料的
，提供了一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶及制备方法。
技术介绍
发泡橡胶是利用特定的发泡剂来处理橡胶，从而使得橡胶具备特征性能的一种处理手段。这种技术在目前的生产领域应用较为广泛，是现阶段生产工作中最为常见的一种方法。发泡橡胶制品是目前生产领域采用最多的产品之一，其根据孔洞可以分为微孔结构、多孔结构两种，而微孔结构又可以分为单独发泡制品和连续发泡制品。这一技术在目前已经被广泛的应用在各生产行业当中，在体育行业的应用尤为受到重视。发泡橡胶分为天然橡胶发泡制品、异戊二烯发泡制品、SBR发泡制品、乙丙橡胶发泡制品等橡胶发泡底是用天然或人造橡胶制造的橡胶闭孔或开孔发泡材料制造的铺底面料。其中发泡天然橡胶具有弹性优良、抗撕裂性能好、耐老化、耐腐蚀、电绝缘等性能，目前已大量用于球鞋、运动鞋、旅游鞋、解放鞋、休闲鞋等鞋底材料。发泡天然橡胶的制备主要是用固体干胶制造绵胶时，通常是在橡胶中填充人发泡剂和其它助剂在硫化温度下进行化学分解反应，分解出气体，使胶料膨胀发泡，形成微孔橡胶故制得性能良好的微孔橡胶。其用作鞋底材料时，具有减震、轻便、防滑等功效，弹性极佳，能适和于各种运动，但其缺点主要是不耐磨，因此对于耐磨性能的提升，是发泡天然橡胶鞋底材料发展应用的重要研究课题。中国专利技术专利申请号201110149336.0公开了一种发泡橡胶鞋底生产配方及其制备方法,发泡橡胶鞋底是由天然橡胶、硫磺、氧化锌、二氧化硅、再生胶粉、硬脂酸、硫化促进剂、机油、色粉和发泡剂所组成，其配方组成的重量百分比为：天然橡胶40~60份、硫磺0.5~1.5份、氧化锌1~3份、二氧化硅20~40份、再生胶粉1~3份、硬脂酸1~3份、硫化促进剂0.5~3份、机油10~20份、色粉0.1~0.5份、发泡剂4~10份。该方法生产的发泡橡胶鞋底具有耐磨、耐水、耐老化以及生产成本低的特点，鞋底重量轻，减振性能好，舒适度高。该专利技术的缺点是耐磨性能依然不理想，有待提高。中国专利技术专利申请号201210544161.8公开了一种密实/发泡橡胶鞋底及其专用发泡橡胶，由下述重量份的组分制成：天然橡胶60.0~80.0份、氯丁橡胶20.0~40.0份、补强填充剂50.0~100.0份、氧化锌5.0~10份、硫化促进剂1.0~2.5份、硫磺0.5~2.0份、发泡剂0.5~5.0。该专利技术提供的发泡胶具有热稳定好、泡孔均匀、尺寸稳定性好、密度低、柔软、弹性好、阻燃等优点，用于鞋底可以有效减轻重量、提高弹性、增加鞋底舒适性。该专利技术的缺点是发泡橡胶的耐磨性差，无法满足高档运动鞋材料的耐磨要求。综上所述，现有技术中用于运动鞋鞋底材料的发泡天然橡胶，虽然具有减震、轻便、防滑、高弹性、柔软等优点，但因天然橡胶耐磨性较差，尤其是发泡天然橡胶耐磨性进一步下降，无法满足高档鞋鞋底材料的需要，因此开发一种具有高耐磨性能的运动鞋鞋底发泡天然橡胶材料，有着重要的意义。
技术实现思路
可见，现有技术的天然橡胶耐磨性较差，尤其是发泡天然橡胶耐磨性进一步下降，无法满足高档鞋鞋底材料的需要。针对这种情况，本专利技术提出一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶及制备方法，显著提升了鞋底的耐磨性能，并且穿着轻便透气，舒适度高。为实现上述目的，本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶的制备方法，所述高耐磨发泡天然橡胶制备的具体步骤如下：（1）将偶氮二甲酰胺粉末、4,4'-氧代双苯磺酰肼粉末、纳米四氧化三铁粉末分散于水中，加入片层蒙脱土及γ-氨丙基三乙氧基硅烷，磁力搅拌并超声处理，然后冷冻干燥，再研磨成纳米级粉末，制得偶氮二甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼及四氧化三铁插层蒙脱土的复合粉末；（2）在天然橡胶中加入步骤（1）制得的复合粉末，薄通3次，然后加入杜仲胶、氧化锌、增塑剂、促进剂、防老剂，最后加入硫磺，在开炼机上进行塑炼，制得混炼胶；（3）将步骤（2）制得的混炼胶停放2~7d，在平板硫化机上采用跳模法进行发泡及硫化，二次硫化时在模具的一面增加气压，另一面减压，使偶氮二甲酰胺和4,4'-氧代双苯磺酰肼分解产生的气体在橡胶内单向移动，形成阶梯泡孔，并带动四氧化三铁粉末及片层蒙脱土粉末向一面移动，增加鞋底接地面的耐磨性，制得用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶。优选的，步骤（1）所述复合粉末中，偶氮二甲酰胺10~15重量份、4,4'-氧代双苯磺酰肼10~15重量份、四氧化三铁20~30重量份、片层蒙脱土38~59重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1~2重量份。优选的，步骤（2）所述增塑剂为芳烃油、环烷油、石蜡油中的至少一种。优选的，步骤（2）所述促进剂为N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的至少一种。优选的，步骤（2）所述防老剂为N-苯基-β-萘胺、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺中的至少一种。优选的，步骤（2）所述混炼胶中，天然橡胶57~77.5重量份、杜仲胶10~20重量份、复合粉末7~10重量份、氧化锌2~4重量份、增塑剂1~3重量份、促进剂1~3重量份、防老剂0.5~1重量份、硫磺1~2重量份。优选的，步骤（2）所述塑炼的温度为50~60℃，时间为20~30min。优选的，步骤（3）所述跳模法硫化的工艺为，一次硫化的温度为120~130℃，压力为9~11MPa，时间为30~50min，二次硫化的温度为150~160℃，时间为10~20min。优选的，步骤（3）所述二次硫化的加压面和减压面的压力差为0.5~2MPa。本专利技术以纳米四氧化三铁和蒙脱土对发泡天然橡胶进行耐磨改性。纳米四氧化三铁粒子能改变橡胶的磨损形式，当添加量较小时，主要是切削和粘着磨损。添加量增大时，纳米四氧化三铁形成自修复膜，增大转移膜与对磨面的附着力，降低摩擦系数，使磨损表面变得光滑平整，磨损形式转变为疲劳剥落和粘着磨损，从而提高耐磨能力。蒙脱土的加入，一方面降低了橡胶分子链的活动能力和裂纹的扩张能力，使拉伸强度和撕裂强度提高，从而降低橡胶的摩擦系数，另一方面蒙脱土提高了橡胶的硬度，减弱发生粘附摩擦的趋势，从而提高耐磨性。由于纳米四氧化三铁、蒙脱土与天然橡胶的相容性较差，磨损过程中易以两相界面为缺陷引起裂纹扩展，因此采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行改性。进一步的，本专利技术在天然橡胶中加入了适量的杜仲胶。杜仲胶为反式聚异戊二烯，长链分子为有序结构，易聚集而结晶。同时，杜仲胶的分子链上含有双键，可硫化交联。在硫磺使用量较低（1~2wt%）的情况下，杜仲胶在硫化胶中仍具有结晶能力，因此可提高橡胶的耐磨性能。更进一步的，本专利技术将纳米四氧化三铁和蒙脱土预先与发泡剂（偶氮二甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼）制成复合粉末，在发泡剂受热分解过程中，通过对模具两面施加压力差（鞋底接地面进行减压，另一面进行增压），促使纳米四氧化三铁和蒙脱土随气体向鞋底接地面转移。一方面使发泡橡胶鞋底具有呈阶梯分布的微孔，舒适度增加，另一方面使四氧化三铁和蒙脱土的浓度也呈阶梯分布，鞋底接地面分布较多，增强接地面的耐磨性能。本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶。所述高耐磨发泡天然橡胶是以偶氮二甲酰胺、4,4'本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶的制备方法，其特征在于，所述高耐磨发泡天然橡胶制备的具体步骤如下：（1）将偶氮二甲酰胺粉末、4,4'‑氧代双苯磺酰肼粉末、纳米四氧化三铁粉末分散于水中，加入片层蒙脱土及γ‑氨丙基三乙氧基硅烷，磁力搅拌并超声处理，然后冷冻干燥，再研磨成纳米级粉末，制得偶氮二甲酰胺、4,4'‑氧代双苯磺酰肼及四氧化三铁插层蒙脱土的复合粉末；（2）在天然橡胶中加入步骤（1）制得的复合粉末，薄通3次，然后加入杜仲胶、氧化锌、增塑剂、促进剂、防老剂，最后加入硫磺，在开炼机上进行塑炼，制得混炼胶；（3）将步骤（2）制得的混炼胶停放2~7d，在平板硫化机上采用跳模法进行发泡及硫化，二次硫化时在模具的一面增加气压，另一面减压，使偶氮二甲酰胺和4,4'‑氧代双苯磺酰肼分解产生的气体在橡胶内单向移动，形成阶梯泡孔，并带动四氧化三铁粉末及片层蒙脱土粉末向一面移动，增加鞋底接地面的耐磨性，制得用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶。

【技术特征摘要】
1.一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶的制备方法，其特征在于，所述高耐磨发泡天然橡胶制备的具体步骤如下：（1）将偶氮二甲酰胺粉末、4,4'-氧代双苯磺酰肼粉末、纳米四氧化三铁粉末分散于水中，加入片层蒙脱土及γ-氨丙基三乙氧基硅烷，磁力搅拌并超声处理，然后冷冻干燥，再研磨成纳米级粉末，制得偶氮二甲酰胺、4,4'-氧代双苯磺酰肼及四氧化三铁插层蒙脱土的复合粉末；（2）在天然橡胶中加入步骤（1）制得的复合粉末，薄通3次，然后加入杜仲胶、氧化锌、增塑剂、促进剂、防老剂，最后加入硫磺，在开炼机上进行塑炼，制得混炼胶；（3）将步骤（2）制得的混炼胶停放2~7d，在平板硫化机上采用跳模法进行发泡及硫化，二次硫化时在模具的一面增加气压，另一面减压，使偶氮二甲酰胺和4,4'-氧代双苯磺酰肼分解产生的气体在橡胶内单向移动，形成阶梯泡孔，并带动四氧化三铁粉末及片层蒙脱土粉末向一面移动，增加鞋底接地面的耐磨性，制得用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶。2.根据权利要求1所述一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述复合粉末中，偶氮二甲酰胺10~15重量份、4,4'-氧代双苯磺酰肼10~15重量份、四氧化三铁20~30重量份、片层蒙脱土38~59重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1~2重量份。3.根据权利要求1所述一种用作鞋底材料的高耐磨发泡天然橡胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述增塑剂为芳烃油、环烷油、石蜡油中的至少一种。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡杰，
申请(专利权)人：成都市水泷头化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51