一种用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫及其制备方法与流程

本发明涉及一种用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫及其制备方法，属于高吸水性树脂的应用领域。

背景技术：

在负重行军中，脚泡的产生与足底负荷过重、鞋子的大小不合适、鞋内异物、走路姿势不正确、鞋内潮湿等因素有关。其中，足底负荷过重和鞋内潮湿是最重要原因。鞋底汗湿导致足底表皮软化，加之足掌长时间着力和摩擦，使局部组织液渗出而形成脚泡。自20世纪70年代开始，我军就十分重视脚泡的预防和治疗工作。早期负重行军中脚泡的防治措施主要有两种方法：（1）行军途中作穿破脚泡处理；（2）采用煤油防治脚泡。前者刺破脚泡后行走时疼痛更剧烈，容易污染引起化脓，恢复更慢。后者由于煤油具有一定的毒性，且脚泡破溃时，煤油会刺激局部，引起疼痛。20世纪90年代，我军开始采用在每日上、下午行军前，在足底涂抹行军粉、行军膏、肥皂，以及贴胶布等方法防治脚泡。这些方法的主要目的是通过降低足底与袜子之间的摩擦，防止脚泡的发生。虽然这种方法廉价易得，但是由于行军时间延长，这些办法也无法从根本上防治脚泡。21世纪以来，越来越多的军人将具有高吸水性能的卫生巾用作防治脚泡的新方法。他们将卫生巾贴在鞋垫的表面，由于卫生巾具有吸汗容量高、吸汗速度快、吸附的汗液不易流失等特点，负重行军中脚底出现的汗液会被卫生巾迅速吸收，足底表皮不易软化，在一定程度上起到防止脚泡产生的效果。但是，卫生巾贴在鞋垫表面不美观，损形象，同时行军时耐用性和舒适性也较差。因此，研制一种吸汗容量高、吸汗速度快、保汗性能好，且美观、耐用的鞋垫是防治高强度负重行军出现脚泡的关键。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫及其制备方法，该鞋垫具有吸汗容量高、吸汗速率快和保汗性能好等优点，且美观、耐用，可以解决长期困扰我军在高强度负重行军过程中产生脚泡这一突出难题，同时在民用方面（如：运动员训练、登山旅游）也有一定应用前景。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫，包括鞋垫本体，所述鞋垫本体由上至下依次设置有织物层、透气透汗层、缓冲吸水层，所述透气透汗层上、下侧面分别与织物层、缓冲吸水层相连接，所述透气透汗层上均布有细孔，所述缓冲吸水层上设置有若干盲孔，所述盲孔呈蜂窝状排列，所述盲孔内填充抗压耐盐高吸水性树脂；

所述织物层为具有优异吸湿性的细旦丙纶纤维织物层，透气透汗层为薄片eva发泡层，缓冲吸水层为加厚eva发泡层，所述缓冲吸水层比透气透汗层厚；

所述盲孔由模具热压发泡成型在缓冲吸水层上，所述盲孔包括大盲孔、小盲孔，所述大盲孔分布于缓冲吸水层对应脚心和脚趾部位的区域，所述小盲孔分布于缓冲吸水层其他区域；所述大盲孔的孔径大于小盲孔的孔径，所述小盲孔的孔径大于细孔的孔径；

所述细孔的孔径为0.05-0.2mm；

所述透气透汗层上、下侧面分别与织物层、缓冲吸水层经eva胶水胶粘。

一种用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫的制备方法，具体包括以下步骤：

1）将100geva、5~20g发泡剂和0.1~0.5g交联剂加入高速混合机中，在室温下混合3~10min，将混合料利用密炼机进行混炼得到混炼料，混炼温度为100~140℃，混炼时间为10~30min；

2）将步骤1）制备的混炼料装入出片机加工成所需的鞋垫本体胚，将本体胚放入成型模具进行热压发泡成型，成型温度为160~180℃，成型压力为15~20mpa，成型时间为10~20min，经冷却定型，得到所需的鞋垫透气透汗层和具有盲孔的缓冲吸水层的eva发泡材料；

3）将细旦丙纶纤维织物裁成鞋垫形状，然后利用eva胶水将其贴合在透气透汗层上，使用打孔机将贴合好的织物层和透气透汗层进行打孔，使透气透汗层均匀布满直径为0.05~0.2mm的细孔；

4）将2~5g抗压耐盐高吸水性树脂填入缓冲吸水层盲孔，使用eva胶水将透气透汗层和缓冲吸水层贴合，即得到用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫。

所述eva中醋酸乙烯的含量为10~22wt%。

所述发泡剂为偶氮二甲酰胺（ac发泡剂）、4,4'-氧代双苯磺酰肼（obsh发泡剂）或n,n-二亚硝基五亚甲基四胺（h发泡剂）。

所述交联剂为过氧化二异丙苯（dcp）或双叔丁基过氧化二异丙基苯（bibp）。

所述抗压耐盐高吸水性树脂为自制的表面经过交联强化改性的丙烯酸钠-丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸钠-n-羟甲基丙烯酰胺共聚物或丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟丙酯共聚物。

所述抗压耐盐高吸水性树脂的制备方法包括如下步骤：

（1）向20-30ml6mol/l氢氧化钠水溶液中依次滴加15-25g丙烯酸、4-10g共聚合单体（丙烯酸羟丙酯、n-羟甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸羟丙酯）、0.03-0.06gn,n’-亚甲基双丙烯酰胺和0.15-0.3g过硫酸铵，搅拌均匀，得到待聚合溶液；

（2）向装有搅拌棒、温度计和球形冷凝管的四口烧瓶中加入80-120ml环己烷、0.3-0.8g司班60，充分搅拌；

（3）将步骤（1）制备的待聚合溶液在30min内滴加到步骤（2）的四口烧瓶中，升温至65-85℃，在氮气保护下，反应2-6小时，反应结束后，快速倒出固液混合物并用乙醇沉降、洗涤、干燥得到丙烯酸钠-丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸钠-n-羟甲基丙烯酰胺共聚物或丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟丙酯共聚物；

（4）在三口瓶中，加入5g制备的共聚物，然后加入50g水，室温搅拌至共聚物将水完全吸收，再将100g水、8-12g硝酸铝、15-25g丙三醇和1-3g甘油三(1,2-环氧)丙醚混合均匀后，加入到三口瓶中，在100-140℃下搅拌2-4小时，过滤，干燥，得到表面经过交联强化改性的丙烯酸钠-丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸钠-n-羟甲基丙烯酰胺共聚物或丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟丙酯共聚物。

本发明的显著优点在于：

本发明以具有优异吸汗功能的细旦丙纶纤维织物作为上层，以均匀布满细孔的较薄eva发泡材料作为中间层，以具有蜂窝状盲孔结构的较厚eva发泡材料作为底层，其中盲孔中填充抗压耐盐高吸水性树脂，将三层材料用eva胶水粘结起来制备得到三层结构应用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫。所制备的单只鞋垫的吸汗容量为126~184g0.9%生理盐水，30kpa压强下，单只鞋垫的吸汗容量为53~71g0.9%生理盐水，同时具有美观、耐用等特点，不仅能够解决长期困扰我军在高强度负重行军过程中产生脚泡这一突出难题，而且在民用方面（如：运动员训练、登山旅游）也有一定应用前景。

附图说明

图1为用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫的构造示意图；

图2为织物层的构造示意图；

图3为透气透汗层的构造示意图；

图4为缓冲吸水层的构造示意图。

图中：

1-织物层；2-透气透汗层；3-细孔；4-小盲孔；5-大盲孔；6-抗压耐盐高吸水性树脂柱；7-缓冲吸水层。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

1）将100g醋酸乙烯含量为10wt%的eva、5g偶氮二甲酰胺和0.1g过氧化二异丙苯加入高速混合机中，在室温下混合3min，将混合料利用密炼机进行混炼得到混炼料，混炼温度为100℃，混炼时间为30min；

2）将步骤1）制备的混炼料装入出片机加工成所需的鞋垫本体胚，将本体胚放入成型模具进行热压发泡成型，成型温度为160℃，成型压力为20mpa，成型时间为20min，经冷却定型，得到所需的鞋垫透气透汗层和具有盲孔的缓冲吸水层的eva发泡材料；

所述盲孔由模具热压发泡成型在缓冲吸水层上，所述盲孔包括大盲孔、小盲孔，所述大盲孔分布于缓冲吸水层对应脚心和脚趾部位的区域，所述小盲孔分布于缓冲吸水层其他区域；所述大盲孔的孔径大于小盲孔的孔径，所述小盲孔的孔径大于细孔的孔径；

3）将细旦丙纶纤维织物裁成鞋垫形状，然后利用eva胶水将其贴合在透气透汗层上，使用打孔机将贴合好的织物层和透气透汗层进行打孔，使透气透汗层均匀布满直径为0.05mm的细孔；

4）将2g自制的表面经过交联强化改性的丙烯酸钠-丙烯酸羟丙酯共聚物填入缓冲吸水层盲孔，使用eva胶水将透气透汗层和缓冲吸水层贴合，即得到用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫。

所述表面经过交联强化改性的丙烯酸钠-丙烯酸羟丙酯共聚物的制备方法包括如下步骤：

（1）向20ml6mol/l氢氧化钠水溶液中依次滴加15g丙烯酸、4g丙烯酸羟丙酯、0.03gn,n’-亚甲基双丙烯酰胺和0.15g过硫酸铵，搅拌均匀，得到待聚合溶液；

（2）向装有搅拌棒、温度计和球形冷凝管的四口烧瓶中加入80ml环己烷、0.3g司班60，充分搅拌；

（3）将步骤（1）制备的待聚合溶液在30min内滴加到步骤（2）的四口烧瓶中，升温至65℃，在氮气保护下，反应2小时，反应结束后，快速倒出固液混合物并用乙醇沉降、洗涤、干燥得到丙烯酸钠-丙烯酸羟丙酯共聚物；

（4）在三口瓶中，加入5g制备的共聚物，然后加入50g水，室温搅拌至共聚物将水完全吸收，再将100g水、8g硝酸铝、15g丙三醇和1g甘油三(1,2-环氧)丙醚混合均匀后，加入到三口瓶中，在100℃下搅拌2小时，过滤，干燥，得到表面经过交联强化改性的丙烯酸钠-丙烯酸羟丙酯共聚物。

所制备的单只鞋垫的吸汗容量为126g0.9%生理盐水，30kpa压强下，单只鞋垫的吸汗容量大于53g0.9%生理盐水。

实施例2

1）将100g醋酸乙烯含量为22wt%的eva、20g4,4'-氧代双苯磺酰肼和0.5g双叔丁基过氧化二异丙基苯加入高速混合机中，在室温下混合10min，将混合料利用密炼机进行混炼得到混炼料，混炼温度为140℃，混炼时间为10min；

2）将步骤1）制备的混炼料装入出片机加工成所需的鞋垫本体胚，将本体胚放入成型模具进行热压发泡成型，成型温度为180℃，成型压力为15mpa，成型时间为10min，经冷却定型，得到所需的鞋垫透气透汗层和具有盲孔的缓冲吸水层的eva发泡材料；

所述盲孔由模具热压发泡成型在缓冲吸水层上，所述盲孔包括大盲孔、小盲孔，所述大盲孔分布于缓冲吸水层对应脚心和脚趾部位的区域，所述小盲孔分布于缓冲吸水层其他区域；所述大盲孔的孔径大于小盲孔的孔径，所述小盲孔的孔径大于细孔的孔径；

3）将细旦丙纶纤维织物裁成鞋垫形状，然后利用eva胶水将其贴合在透气透汗层上，使用打孔机将贴合好的织物层和透气透汗层进行打孔，使透气透汗层均匀布满直径为0.2mm的细孔；

4）将5g自制的表面经过交联强化改性的丙烯酸钠-n-羟甲基丙烯酰胺共聚物填入缓冲吸水层盲孔，使用eva胶水将透气透汗层和缓冲吸水层贴合，即得到用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫。

所述表面经过交联强化改性的丙烯酸钠-n-羟甲基丙烯酰胺共聚物的制备方法包括如下步骤：

（1）向30ml6mol/l氢氧化钠水溶液中依次滴加25g丙烯酸、10gn-羟甲基丙烯酰胺、0.06gn,n’-亚甲基双丙烯酰胺和0.3g过硫酸铵，搅拌均匀，得到待聚合溶液；

（2）向装有搅拌棒、温度计和球形冷凝管的四口烧瓶中加入120ml环己烷、0.8g司班60，充分搅拌；

（3）将步骤（1）制备的待聚合溶液在30min内滴加到步骤（2）的四口烧瓶中，升温至85℃，在氮气保护下，反应6小时，反应结束后，快速倒出固液混合物并用乙醇沉降、洗涤、干燥得到丙烯酸钠-n-羟甲基丙烯酰胺共聚物；

（4）在三口瓶中，加入5g制备的共聚物，然后加入50g水，室温搅拌至共聚物将水完全吸收，再将100g水、12g硝酸铝、25g丙三醇和3g甘油三(1,2-环氧)丙醚混合均匀后，加入到三口瓶中，在140℃下搅拌4小时，过滤，干燥，得到表面经过交联强化改性的丙烯酸钠-n-羟甲基丙烯酰胺共聚物。

所制备的单只鞋垫的吸汗容量为184g0.9%生理盐水，30kpa压强下，单只鞋垫的吸汗容量大于71g0.9%生理盐水。

图2为本发明制备用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫的织物层的构造示意图。图中织物层材料为细旦丙纶纤维织物，该材料具有优异的吸汗透气功能，能够保持足部干爽。

图3为本发明制备用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫的透气透汗层的构造示意图。图中为布满细孔的较薄eva发泡材料，该材料上的细孔一方面起到透汗作用，另一方面可以有效防止颗粒状高吸水性树脂从底层盲孔中漏出。

图4为本发明制备应用于高强度负重行军的防脚泡鞋垫的缓冲吸水层的构造示意图。图中为具有蜂窝状盲孔结构的较厚eva发泡材料，其中盲孔中填充抗压耐盐高吸水性树脂。在较厚eva发泡材料中，蜂窝状盲孔的尺寸与分布应适应鞋垫的受力要求，即脚心和脚趾对鞋垫的作用力小，鞋垫对应脚心和脚趾部位的盲孔尺寸大而集中，鞋垫其余部位的受力较大，则盲孔尺寸小而分散。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同结构的鞋垫不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。