本发明涉及一种鞋材，特别是涉及一种阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材及其制备方法。
背景技术：
：EPDM橡胶(乙烯丙烯二烯烃M类橡胶)是具广泛应用范围的弹性体，中文名为三元乙丙橡胶。E是乙烯，P是丙烯，D是二烯烃，仅占1％～2％，即约200个主链碳原子才有一个到两个带有双键的第三单体，它有三种类型即直链烷烃1,4-已二烯、DCPD双环戊二烯、ENB亚乙基降冰片烯，M是在ASTM标准D-1418中的分类。EPDM橡胶基本上是一种饱和的高聚物，耐老化性能非常好、耐天候性好、电绝缘性能优良、耐化学腐蚀性好、冲击弹性较好。其最主要缺点是硫化速度慢；与其它不饱和橡胶并用难，自粘和互粘性都很差，故加工性能不太好。从20世纪50年代末，60年代初开发成功以来，世界上又出现了多种改性乙丙橡胶和热塑性乙丙橡胶(如EPDM/PE)，从而为EPDM的广泛应用提供了众多的品种和品级。改性EPDM主要是将EPDM进行溴化、氯化、磺化、顺酐化、马来酸酐化、有机硅改性、尼龙改性等,还有接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。多年来，采用共混、共聚、填充、接枝、增强和分子复合等手段，获得了许多综合性能好的高分子材料，从而扩大了乙丙橡胶应用范围。根据EPDM的性能特点，其主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘几个领域，如用于轮胎的浅色胎侧、耐热运输带、电缆、电线、防腐衬里、密封垫圈、建筑防水片材、门窗密封条、家用电器配件、塑料改性、鞋材等。公开号为CN102329460A、公开日为2012.01.25、申请人为吴江市信许塑料鞋用配套有限公司的中国专利申请公开了“一种透气鞋底材料及其制备方法”，该透气鞋底材料的组分和重量份数如下：三元乙丙橡胶88份；碳黑20份；石油蜡22份；聚苯乙烯36份；天然3L橡胶67份；氧化镁8份；钙锌盐11份；该透气鞋底材料的制备方法包括如下步骤：将上述原料按比例混合后放入密炼机密炼，然后将密炼后的混合物经造粒机造粒，得到颗粒，将颗粒放入水槽冷却，然后在室温下干燥。该发明的材料使鞋底在不影响应有的弹性、硬度和其它性能的前提下，大幅提高鞋底的透气性；无毒无污染，安全环保。然而，该鞋底材料还存在一定的缺陷：其阻燃性较差，抗磨性也不佳。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材及其制备方法，制备出的鞋材具有很好的阻燃性和抗磨性。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材的制备方法，其步骤如下：(1)将磷化硼、氧化钐、氧化铝、二氧化硅分别置于烘箱中，110℃下干燥5小时，取出后混合均匀得到混合粉，将混合粉加入内衬材料为PTFE的不锈钢球磨罐中，再加入无水乙醇，采用氧化锆球为球磨介质，在300转/分转速下球磨30小时，得到混合浆料，将混合浆料置于旋转蒸发器中干燥至恒重，取出后研磨，转入冷等静压机中80MPa压力下模压成型，然后放入硅钼棒电炉中热压烧结，以15℃/分的升温速度升温至1500℃，在1500℃、20MPa条件下保温保压2小时，然后随炉温冷却至室温，得到复合陶瓷粉；(2)将乙烯基三乙氧基硅烷加入甲苯中，超声搅拌30分钟得到改性溶液，将步骤(1)得到的复合陶瓷粉加入改性溶液中，通氮气，加热至80℃后500转/分速度下搅拌3小时，取出后用甲苯作为溶剂索氏提取48小时，然后用去离子水反复洗涤，置于真空干燥机中干燥至恒重，取出后研磨，过150目筛，得到改性陶瓷粉；(3)将开炼机的辊筒温度设为110℃，然后将EPDM、POE、EVA加入开炼机混合均匀，将开炼机的辊筒温度降为40℃，加入填料、发泡剂、交联剂、润滑剂、软化油、促进剂、硫磺、硬脂酸、氧化锌以及步骤(2)得到的改性陶瓷粉，混炼6分钟后得到混合料，薄通4次后取出，转入平板硫化机中，170℃、11MPa压力下硫化16分钟，冷却至室温后得到阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材。优选地，本发明所述步骤(1)中，磷化硼、氧化钐、氧化铝、二氧化硅的重量比为90:1:4:5，混合粉、无水乙醇、氧化锆球的重量比为3:2:6。优选地，本发明所述步骤(2)中，乙烯基三乙氧基硅烷的用量为复合陶瓷粉重量的10％。优选地，本发明所述步骤(3)中，按重量份数计，EPDM60-66份，POE12份，EVA8份，填料8-14份，发泡剂3-4份，交联剂1-2份，润滑剂2-3份，润滑油5-10份，促进剂2-4份，硫磺3份，硬脂酸2份，氧化锌3份，改性陶瓷粉8-10份。优选地，本发明所述步骤(3)中，填料为煅烧陶土。优选地，本发明所述步骤(3)中，发泡剂为偶氮二甲酰胺。优选地，本发明所述步骤(3)中，交联剂为DBPH。优选地，本发明所述步骤(3)中，润滑剂为氯化石蜡。优选地，本发明所述步骤(3)中，软化油为白油。优选地，本发明所述步骤(3)中，促进剂为促进剂DM。上述制备方法所制备得到的阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：磷化硼的阻燃性能非常好，不过其力学性能不佳，氧化铝则具有较高的硬度以及较好的耐磨性和力学性能，本发明将磷化硼、氧化铝通过混合、球磨、模压后热压烧结制得了阻燃性能、力学性能、耐磨性能俱佳的复合陶瓷粉，同时还掺入了氧化钐、二氧化硅，氧化钐提高了复合陶瓷粉的体积密度、致密性，二氧化硅起到的是烧结助剂的作用，提高了复合陶瓷粉的致密度，然后通过乙烯基三乙氧基硅烷A151对其进行表面改性，A151与复合陶瓷粉表面的羟基、氨基等基团化学键合，并形成了包覆层，A151分子链中的烷基与EPDM的大分子链之间的亲和性较好，可形成架桥偶联作用，改善了复合陶瓷粉与EPDM之间的相容性，使得复合陶瓷粉能均匀分散于EPDM基体中，从而大大提高发泡鞋材的阻燃性和抗磨性。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。实施例1按照以下步骤制备阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材：(1)将重量比为90:1:4:5的磷化硼、氧化钐、氧化铝、二氧化硅分别置于烘箱中，110℃下干燥5小时，取出后混合均匀得到混合粉，将混合粉加入内衬材料为PTFE的不锈钢球磨罐中，再加入无水乙醇，采用氧化锆球为球磨介质，混合粉、无水乙醇、氧化锆球的重量比为3:2:6，在300转/分转速下球磨30小时，得到混合浆料，将混合浆料置于旋转蒸发器中干燥至恒重，取出后研磨，转入冷等静压机中80MPa压力下模压成型，然后放入硅钼棒电炉中热压烧结，以15℃/分的升温速度升温至1500℃，在1500℃、20MPa条件下保温保压2小时，然后随炉温冷却至室温，得到复合陶瓷粉；(2)将乙烯基三乙氧基硅烷加入甲苯中，超声搅拌30分钟得到改性溶液，将步骤(1)得到的复合陶瓷粉加入改性溶液中，乙烯基三乙氧基硅烷的用量为复合陶瓷粉重量的10％，通氮气，加热至80℃后500转/分速度下搅拌3小时，取出后用甲苯作为溶剂索氏提取48小时，然后用去离子水反复洗涤，置于真空干燥机中干燥至恒重，取出后研磨，过150目筛，得到改性陶瓷粉；(3)将开炼机的辊筒温度设为110℃，然后将62重量份EPDM、12重量份POE、8重量份EVA加入开炼机混合均匀，将开炼机的辊筒温度降为40℃，加入8重量份煅烧陶土、3.6重量份偶氮二甲酰胺、1.2重量份DBPH、2.5重量份氯化石蜡、5重量份白油、3.6重量份促进剂DM、3重量份硫磺、2重量份硬脂酸、3重量份氧化锌以及8.8重量份步骤(2)得到的改性陶瓷粉，混炼6分钟后得到混合料，薄通4次后取出，转入平板硫化机中，170℃、11MPa压力下硫化16分钟，冷却至室温后得到阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材。实施例2(1)将重量比为90:1:4:5的磷化硼、氧化钐、氧化铝、二氧化硅分别置于烘箱中，110℃下干燥5小时，取出后混合均匀得到混合粉，将混合粉加入内衬材料为PTFE的不锈钢球磨罐中，再加入无水乙醇，采用氧化锆球为球磨介质，混合粉、无水乙醇、氧化锆球的重量比为3:2:6，在300转/分转速下球磨30小时，得到混合浆料，将混合浆料置于旋转蒸发器中干燥至恒重，取出后研磨，转入冷等静压机中80MPa压力下模压成型，然后放入硅钼棒电炉中热压烧结，以15℃/分的升温速度升温至1500℃，在1500℃、20MPa条件下保温保压2小时，然后随炉温冷却至室温，得到复合陶瓷粉；(2)将乙烯基三乙氧基硅烷加入甲苯中，超声搅拌30分钟得到改性溶液，将步骤(1)得到的复合陶瓷粉加入改性溶液中，乙烯基三乙氧基硅烷的用量为复合陶瓷粉重量的10％，通氮气，加热至80℃后500转/分速度下搅拌3小时，取出后用甲苯作为溶剂索氏提取48小时，然后用去离子水反复洗涤，置于真空干燥机中干燥至恒重，取出后研磨，过150目筛，得到改性陶瓷粉；(3)将开炼机的辊筒温度设为110℃，然后将64重量份EPDM、12重量份POE、8重量份EVA加入开炼机混合均匀，将开炼机的辊筒温度降为40℃，加入10重量份煅烧陶土、3.2重量份偶氮二甲酰胺、1重量份DBPH、2.1重量份氯化石蜡、7重量份白油、4重量份促进剂DM、3重量份硫磺、2重量份硬脂酸、3重量份氧化锌以及9.5重量份步骤(2)得到的改性陶瓷粉，混炼6分钟后得到混合料，薄通4次后取出，转入平板硫化机中，170℃、11MPa压力下硫化16分钟，冷却至室温后得到阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材。实施例3按照以下步骤制备阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材：(1)将重量比为90:1:4:5的磷化硼、氧化钐、氧化铝、二氧化硅分别置于烘箱中，110℃下干燥5小时，取出后混合均匀得到混合粉，将混合粉加入内衬材料为PTFE的不锈钢球磨罐中，再加入无水乙醇，采用氧化锆球为球磨介质，混合粉、无水乙醇、氧化锆球的重量比为3:2:6，在300转/分转速下球磨30小时，得到混合浆料，将混合浆料置于旋转蒸发器中干燥至恒重，取出后研磨，转入冷等静压机中80MPa压力下模压成型，然后放入硅钼棒电炉中热压烧结，以15℃/分的升温速度升温至1500℃，在1500℃、20MPa条件下保温保压2小时，然后随炉温冷却至室温，得到复合陶瓷粉；(2)将乙烯基三乙氧基硅烷加入甲苯中，超声搅拌30分钟得到改性溶液，将步骤(1)得到的复合陶瓷粉加入改性溶液中，乙烯基三乙氧基硅烷的用量为复合陶瓷粉重量的10％，通氮气，加热至80℃后500转/分速度下搅拌3小时，取出后用甲苯作为溶剂索氏提取48小时，然后用去离子水反复洗涤，置于真空干燥机中干燥至恒重，取出后研磨，过150目筛，得到改性陶瓷粉；(3)将开炼机的辊筒温度设为110℃，然后将66重量份EPDM、12重量份POE、8重量份EVA加入开炼机混合均匀，将开炼机的辊筒温度降为40℃，加入12重量份煅烧陶土、3重量份偶氮二甲酰胺、1.5重量份DBPH、2.8重量份氯化石蜡、9重量份白油、3重量份促进剂DM、3重量份硫磺、2重量份硬脂酸、3重量份氧化锌以及10重量份步骤(2)得到的改性陶瓷粉，混炼6分钟后得到混合料，薄通4次后取出，转入平板硫化机中，170℃、11MPa压力下硫化16分钟，冷却至室温后得到阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材。实施例4按照以下步骤制备阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材：(1)将重量比为90:1:4:5的磷化硼、氧化钐、氧化铝、二氧化硅分别置于烘箱中，110℃下干燥5小时，取出后混合均匀得到混合粉，将混合粉加入内衬材料为PTFE的不锈钢球磨罐中，再加入无水乙醇，采用氧化锆球为球磨介质，混合粉、无水乙醇、氧化锆球的重量比为3:2:6，在300转/分转速下球磨30小时，得到混合浆料，将混合浆料置于旋转蒸发器中干燥至恒重，取出后研磨，转入冷等静压机中80MPa压力下模压成型，然后放入硅钼棒电炉中热压烧结，以15℃/分的升温速度升温至1500℃，在1500℃、20MPa条件下保温保压2小时，然后随炉温冷却至室温，得到复合陶瓷粉；(2)将乙烯基三乙氧基硅烷加入甲苯中，超声搅拌30分钟得到改性溶液，将步骤(1)得到的复合陶瓷粉加入改性溶液中，乙烯基三乙氧基硅烷的用量为复合陶瓷粉重量的10％，通氮气，加热至80℃后500转/分速度下搅拌3小时，取出后用甲苯作为溶剂索氏提取48小时，然后用去离子水反复洗涤，置于真空干燥机中干燥至恒重，取出后研磨，过150目筛，得到改性陶瓷粉；(3)将开炼机的辊筒温度设为110℃，然后将60重量份EPDM、12重量份POE、8重量份EVA加入开炼机混合均匀，将开炼机的辊筒温度降为40℃，加入14重量份煅烧陶土、4重量份偶氮二甲酰胺、1.8重量份DBPH、2重量份氯化石蜡、10重量份白油、2.5重量份促进剂DM、3重量份硫磺、2重量份硬脂酸、3重量份氧化锌以及9重量份步骤(2)得到的改性陶瓷粉，混炼6分钟后得到混合料，薄通4次后取出，转入平板硫化机中，170℃、11MPa压力下硫化16分钟，冷却至室温后得到阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材。实施例5按照以下步骤制备阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材：(1)将重量比为90:1:4:5的磷化硼、氧化钐、氧化铝、二氧化硅分别置于烘箱中，110℃下干燥5小时，取出后混合均匀得到混合粉，将混合粉加入内衬材料为PTFE的不锈钢球磨罐中，再加入无水乙醇，采用氧化锆球为球磨介质，混合粉、无水乙醇、氧化锆球的重量比为3:2:6，在300转/分转速下球磨30小时，得到混合浆料，将混合浆料置于旋转蒸发器中干燥至恒重，取出后研磨，转入冷等静压机中80MPa压力下模压成型，然后放入硅钼棒电炉中热压烧结，以15℃/分的升温速度升温至1500℃，在1500℃、20MPa条件下保温保压2小时，然后随炉温冷却至室温，得到复合陶瓷粉；(2)将乙烯基三乙氧基硅烷加入甲苯中，超声搅拌30分钟得到改性溶液，将步骤(1)得到的复合陶瓷粉加入改性溶液中，乙烯基三乙氧基硅烷的用量为复合陶瓷粉重量的10％，通氮气，加热至80℃后500转/分速度下搅拌3小时，取出后用甲苯作为溶剂索氏提取48小时，然后用去离子水反复洗涤，置于真空干燥机中干燥至恒重，取出后研磨，过150目筛，得到改性陶瓷粉；(3)将开炼机的辊筒温度设为110℃，然后将63重量份EPDM、12重量份POE、8重量份EVA加入开炼机混合均匀，将开炼机的辊筒温度降为40℃，加入11重量份煅烧陶土、3.5重量份偶氮二甲酰胺、2重量份DBPH、2.7重量份氯化石蜡、8重量份白油、2重量份促进剂DM、3重量份硫磺、2重量份硬脂酸、3重量份氧化锌以及8重量份步骤(2)得到的改性陶瓷粉，混炼6分钟后得到混合料，薄通4次后取出，转入平板硫化机中，170℃、11MPa压力下硫化16分钟，冷却至室温后得到阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材。实施例6按照以下步骤制备阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材：(1)将重量比为90:1:4:5的磷化硼、氧化钐、氧化铝、二氧化硅分别置于烘箱中，110℃下干燥5小时，取出后混合均匀得到混合粉，将混合粉加入内衬材料为PTFE的不锈钢球磨罐中，再加入无水乙醇，采用氧化锆球为球磨介质，混合粉、无水乙醇、氧化锆球的重量比为3:2:6，在300转/分转速下球磨30小时，得到混合浆料，将混合浆料置于旋转蒸发器中干燥至恒重，取出后研磨，转入冷等静压机中80MPa压力下模压成型，然后放入硅钼棒电炉中热压烧结，以15℃/分的升温速度升温至1500℃，在1500℃、20MPa条件下保温保压2小时，然后随炉温冷却至室温，得到复合陶瓷粉；(2)将乙烯基三乙氧基硅烷加入甲苯中，超声搅拌30分钟得到改性溶液，将步骤(1)得到的复合陶瓷粉加入改性溶液中，乙烯基三乙氧基硅烷的用量为复合陶瓷粉重量的10％，通氮气，加热至80℃后500转/分速度下搅拌3小时，取出后用甲苯作为溶剂索氏提取48小时，然后用去离子水反复洗涤，置于真空干燥机中干燥至恒重，取出后研磨，过150目筛，得到改性陶瓷粉；(3)将开炼机的辊筒温度设为110℃，然后将65重量份EPDM、12重量份POE、8重量份EVA加入开炼机混合均匀，将开炼机的辊筒温度降为40℃，加入13重量份煅烧陶土、3.9重量份偶氮二甲酰胺、1.4重量份DBPH、3重量份氯化石蜡、6重量份白油、3.2重量份促进剂DM、3重量份硫磺、2重量份硬脂酸、3重量份氧化锌以及9.6重量份步骤(2)得到的改性陶瓷粉，混炼6分钟后得到混合料，薄通4次后取出，转入平板硫化机中，170℃、11MPa压力下硫化16分钟，冷却至室温后得到阻燃抗磨的EPDM发泡鞋材。经测试，实施例1-6制得的发泡鞋材以及对比例的阻燃性和抗磨性如下表所示，其中，对比例为公开号为CN102329460A的中国专利申请，阻燃性参考ISO5669-2测试各材料的烟密度，烟密度越低表明阻燃性越好；抗磨性参考GB/T25262-2010测试各材料的磨耗体积，磨耗体积越小表明抗磨性越好。实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6对比例烟密度288.4284.9286.6287.5286.7289.3483.2磨耗体积/mm3125117124116113121183由上表可看出，本发明制得的发泡鞋材的烟密度明显低于对比例很多，同时磨耗体积也明显小于对比例很多，表明本发明制得的发泡鞋材具有很好的阻燃性和抗磨性。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页1 2 3