高弹耐疲劳发泡鞋材及其制造方法与流程

文档序号:16204912发布日期:2018-12-08 06:58阅读:426来源:国知局
本发明涉及一种鞋材,尤其是涉及高弹耐疲劳发泡鞋材及其制造方法,该鞋材区别于传统的eva发泡鞋材,所使用的eva比例明显降低,解决了鞋材耐疲劳性能差的缺点。
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随着中国生活水平的提高,运动时尚还是时尚运动是国内诸多运动品牌长期争论的一个话题,也是吸引消费者穿上运动装备,走出户外健身的宣传广告。但是,广告归广告,近几年来,适当的运动、健身确实成为我们身边的一种时尚。因此,国人对运动装备的渴望在增加,对运动装备的品质、品味要求在提升。如:2017年阿迪在大中华地区销售收入增加29%,增长率超过国内任何运动品牌;国内龙头运动品牌安踏2017增长率也为25.1%,旗下高端品牌fila表现抢眼增长超过50%,运营额贡献率超过20%;由此看来,国内外中高端运动产品增长空间较大,而低端产品随着消费者生活水平的提高呈逐年下滑的趋势。作为鞋材运用领域的研发工作者,把握运动鞋材发展趋势,研发出切合市场脉搏的新型鞋材,是我们的责任。高弹耐疲劳发泡鞋材是依据目前及未来人民的生活消费习惯而专门研发的,这些年人民的穿着习惯是以休闲运动及时尚于一体,既简约又舒适,这要求我们的运动鞋更加时尚有品位,如近几年卖得很火的fila定位为“时尚新贵”,特步定位为“运动时尚”。前些年的发泡鞋材是以pe、eva、poe、epdm等为主体,这些材料主链结构是pe,pe有一个不能客服的缺点,当发泡体受到压力、冲击时,刚性的表皮层会起皱,耐疲劳性、耐持久性比较差,直接影响视觉外观;高弹耐疲劳发泡鞋材在选材上跨出传统的思维定式,同时不但要解决耐疲劳的问题,其他综合性能都进行升级,以满足市场的需求。关于高弹耐疲劳发泡鞋材类似的鞋材有不少报道。陈永华、吴孝义等在中国专利cn103194017a中公开了抗皱eva发泡鞋材及其制造方法。它包括:所述抗皱eva发泡鞋材的原料组成如下:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物-1、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物-2、聚烯烃嵌段式共聚物、乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺和色母粒。将过氧化二异丙苯和偶氮发泡剂混合后待用,另将其余原料混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼,使物料混合均匀后再加入过氧化二异丙苯和偶氮发泡剂的混合物,进行第二阶段密炼,得到密炼好的混合料,在滚轮机上进行打薄;将滚轮机混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒;将造粒后的粒料按设定的倍率配好经注塑机注入鞋模中成型;将成型的鞋底经恒温箱定型成发泡型材成品。周建永、康明辉等在中国专利cn205813714u中公开了一种超轻高弹鞋底及其该鞋底的童鞋。它包括:本实用新型公开一种超轻高弹鞋底及具该鞋底的童鞋,鞋底由轻质eva材料制成,包括鞋底本体、缓冲凹槽、支撑凸筋及稳定凸片,稳定凸片向上凸起设在鞋底后部的内外两侧边缘;缓冲凹槽对应设在鞋底本体底面的宽度方向中部且前后延伸至鞋底本体的前后部,缓冲凹槽外围的鞋底本体底面构成一闭环型支撑凸台;支撑凸筋沿鞋底本体前后方向间隔设置有多个,各支撑凸筋的一端与缓冲凹槽相接,另一端经支撑凸台向上延伸至鞋底本体的侧面顶端。本实用新型重量很轻,31码的单只成品鞋重量仅为110g左右,受力承重下缓冲凹槽和支撑凸台的极佳变形能力赋予鞋底优异的减震性能和高能量回归值,稳定凸片发生聚拢变形实现对脚跟的定心稳定,穿着轻便舒适。而关于高弹抗疲劳发泡鞋材至今未见报道。技术实现要素:本发明的目的是提供一种适合于时尚、休闲、运动、舒适、耐疲劳的高弹耐疲劳发泡鞋材及其制造方法。所述高弹耐疲劳发泡鞋材的原料按质量百分比的组成为:混炼型聚氨酯弹性体(mpu)22%~55%,热塑性硫化橡胶(tpv)10%~30%,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)10%~20%,烯烃嵌段共聚物(obcs)10%~16%,耐磨剂5%~8%,滑石粉2%~8%,硬脂酸锌0.5%~1.0%,氧化锌0.6%~1.2%,二-(叔丁基过氧异丙基)苯(bipb)0.5%~0.8%,偶氮二甲酰胺1.5%~2.5%,色母粒2%~3%;总质量为100%。所述耐磨剂可采用用于塑胶发泡的耐磨剂,该耐磨剂是以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)为载体的硅氧烷母粒;该耐磨剂按质量百分比的组成为硅氧烷50%,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)为45%,滑石粉为4%,硬脂酸为1%。所述耐磨剂可选用厦门联合信诺有限公司生产的适合于塑胶发泡的耐磨剂。所述色母粒可选用市场适合于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)发泡,以eva为载体的色母粒均能满足本发明对颜色的要求。所述高弹耐疲劳发泡鞋材的制造方法,包括以下步骤:1)对热塑性硫化橡胶与环烷油按1︰1充油后造粒,以降低热塑性硫化橡胶的软化点利于后段加工;在步骤1)中,所述充油后造粒可经过180℃的双螺杆造粒机造粒。2)将二-(叔丁基过氧异丙基)苯和偶氮二甲酰胺混合后待用,另将其余原料热塑性硫化橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、烯烃嵌段共聚物、耐磨剂、滑石粉、硬脂酸锌、氧化锌和色母粒混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼,使物料混合均匀,待温度达到110~115℃时,再加入二-(叔丁基过氧异丙基)苯和偶氮二甲酰胺的混合物,再次启动密炼机进行第二阶段密炼,直到温度升高到120~125℃时,所有原料混合得到密炼好的混合料;在步骤2)中,所述第一阶段密炼的时间可为8~10min;所述第二阶段密炼的时间可为3~5min。3)将步骤2)得到的密炼好的混合料在滚轮机上打薄2遍,再打厚2遍;在步骤3)中,所述打薄时出片厚度可为1~2mm;所述打厚时出片厚度可为5~8mm。4)将滚轮机混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒,得粒料;在步骤4)中,所述粒料的长度可为3~5mm。5)造好的粒料静置后,将粒料注入模具,加硫,成型,得试片;在步骤5)中,所述静置的时间可为24h;所述粒料注入模具可将粒料用射出机注入发泡倍率实验模具,所述模具的规格可为:长250mm×宽150mm×高10mm;模具的温度可为180±3℃,加硫的时间可为450±30s。6)将步骤5)中所得的试片经过恒温箱流程,待冷却后,测试长度值,并计算平均发泡倍率;在步骤6)中,所述测试长度值可用直尺测试试片的横向长度值和纵向长度值;所述发泡倍率可控制在:140%±2%。7)经过发泡倍率确认好的料粒,按设定的发泡倍率配好经电脑数控注塑机注入鞋模中,成型,得鞋底;在步骤7)中,所述鞋模的温度可为180±3℃,加硫的时间可为360±20s,可依据型体龙骨厚度调整加硫时间。8)将步骤7)中所得的鞋底经恒温箱定型,将恒温箱定型的鞋底经qc检验、表面处理、物性抽测、包装入库、出货或待与橡胶大底合成组合底,得高弹耐疲劳发泡鞋材。在步骤8)中,所述恒温箱定型的流程条件可为:温度85℃-80℃-70℃-60℃-40℃,转数120r/min,恒温箱长度为8~10m。经试验,本发明所制备的高弹耐疲劳发泡鞋材的主要物性包括:硬度:50±3c;密度:≤0.3g/cm3;弹性(疲劳前):≥60%;弹性(疲劳后):≥55%;din耐磨≤100mm3;压缩歪:≤30%;热收缩:≤2.0%(70℃*40min);耐疲劳等级:≥4级(注:5级为没变化)耐疲劳测试为:测试片规格为长20cm×宽20cm×厚2cm,用3kg圆柱型重锤,在10cm高度自由落下,敲打4万次后,再测试其弹性及依据鞋材表面变化判定定其耐疲劳等级。本发明以高弹性体现鞋材的舒适性,以耐疲劳性以体现其穿着外观保持长期的稳定性,是一双集休闲、运动、时尚于一体的完美级鞋材。本发明所述高弹耐疲劳发泡鞋材是依据现目前及未来鞋材市场流行及发展趋势而研发的,切合市场脉搏的新型鞋材。近年来人民的穿着习惯是更加休闲运动及时尚于一体,既简约又舒适,这要求运动鞋更加时尚有品位,以满足走步、慢跑、休闲,适合绝大多数人健身的运动科目。同时,高弹耐疲劳发泡鞋材在选材上跨出传统的思维定式,不但要解决耐疲劳的问题,而且其他综合性能都进行升级,以满足市场的需求。具体实施方式以下实施例将采用市场公开的验材料进行试验对本发明作进一步的说明。实施例采用的原材料中,混炼型聚氨酯弹性体(mpu)采用广州顺力聚氨酯科技有限公司的e1097聚醚混炼型聚氨酯橡胶,该材料具有高弹性、高耐磨性、优异的耐水解和耐老化性能,同时具有很低的压缩永久变形,使得具有优异的耐疲劳性;热塑性硫化橡胶(tpv)采用中石化巴陵石化生产的产品,热塑性硫化橡胶是高度硫化的三元乙丙橡胶epdm微粒分散在连续聚丙烯pp相中组成的高分子弹性体材料,tpv有优异的抗老化性能和良好的耐候、耐热性能,优异的抗永久变形性能,优异的抗张强度、高韧性和高回弹性;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可采用美国杜邦公司生产的eva40l-03,其va含量为40%,熔融指数mi为3g/10min,该evava含量为40%其性能已经接近橡胶,发泡板材具有胶感强、韧性好、耐持久性好等优点;聚烯烃嵌段式共聚物可采用美国陶氏公司生产的obcs9107,obcs9107硬度软,弹性好,最主要的性能是熔点高、分子量大,发泡后的鞋材热收缩好,可以补强其他弹性体mpu、tpv、eva40l-03发泡板材热收缩差的不足;耐磨剂可采用市场的有机硅类耐磨剂;二-(叔丁基过氧异丙基)苯(bipb)可选用天津阿克苏诺贝尔过氧化物有限公司生产的产品;偶氮二甲酰胺可采用泉州锦浪公司生产的ac-6000;其余化工材料及色母粒均为市场常用之产品。在试验配方中采用广州顺力聚氨酯科技有限公司的e1097聚醚混炼型聚氨酯橡胶,热塑性硫化橡胶(tpv)采用中石化巴陵石化生产的产品,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可采用美国杜邦公司生产的eva40l-03三种材料都具有以下特点:弹性好、抗永久变形性能好、耐疲劳好,但是相对来讲热收缩较大,尺寸稳定性较差;因此为了平衡尺寸稳定性的问题,配方中引入美国陶氏公司生产的聚烯烃嵌段式共聚物obcs9107,obcs9107的抗永久变形性能也非常优秀,甚至不输给其他三种材料,而它在本发明最突出的贡献却是尺寸稳定性。obcs9107软化点温度为119℃左右,在热收缩测试环境下(70℃*40min)还未开始软化,本身几乎不变形,支撑了发泡板材形态的稳定性。所述高弹耐疲劳发泡鞋材实施例的原料按质量百分比的组成为:混炼型聚氨酯弹性体(mpu)22%~55%,热塑性硫化橡胶(tpv)10%~30%,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)10%~20%,烯烃嵌段共聚物(obcs)10%~16%,耐磨剂5%~8%,滑石粉2%~8%,硬脂酸锌0.5%~1.0%,氧化锌0.6%~1.2%,二-(叔丁基过氧异丙基)苯(bipb)0.5%~0.8%,偶氮二甲酰胺1.5%~2.5%,色母粒2%~3%;总质量为100%。所述耐磨剂采用用于塑胶发泡的耐磨剂,该耐磨剂是以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)为载体的硅氧烷母粒;该耐磨剂按质量百分比的组成为硅氧烷50%,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)为45%,滑石粉为4%,硬脂酸为1%。所述耐磨剂可选用厦门联合信诺有限公司生产的适合于塑胶发泡的耐磨剂。所述色母粒选用市场适合于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)发泡,以eva为载体的色母粒均能满足本发明对颜色的要求。所述高弹耐疲劳发泡鞋材的制造方法,包括以下步骤:1)对热塑性硫化橡胶与环烷油按1︰1进行充油后造粒,以降低热塑性硫化橡胶的软化点利于后段加工;所述充油后造粒经过180℃的双螺杆造粒机造粒。2)将二-(叔丁基过氧异丙基)苯和偶氮二甲酰胺混合后待用,另将其余原料热塑性硫化橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、烯烃嵌段共聚物、耐磨剂、滑石粉、硬脂酸锌、氧化锌和色母粒混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼,使物料混合均匀,待温度达到110~115℃时,再加入二-(叔丁基过氧异丙基)苯和偶氮二甲酰胺的混合物,再次启动密炼机进行第二阶段密炼,直到温度升高到120~125℃时,所有原料混合得到密炼好的混合料;所述第一阶段密炼的时间为8~10min;所述第二阶段密炼的时间为3~5min。3)将步骤2)得到的密炼好的混合料在滚轮机上打薄2遍,再打厚2遍;所述打薄时出片厚度为1~2mm;所述打厚时出片厚度为5~8mm。4)将滚轮机混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒,得粒料;所述粒料的长度为3~5mm。5)造好的粒料静置后,将粒料注入模具,加硫,成型,得试片;所述静置的时间为24h;所述粒料注入模具可将粒料用射出机注入发泡倍率实验模具,所述模具的规格为:长250mm×宽150mm×高10mm;模具的温度为180±3℃,加硫的时间为450±30s。6)将步骤5)中所得的试片经过恒温箱流程,待冷却后,测试长度值,并计算平均发泡倍率;所述测试长度值用直尺测试试片的横向长度值和纵向长度值;所述发泡倍率控制在140%±2%。7)经过发泡倍率确认好的料粒,按设定的发泡倍率配好经电脑数控注塑机注入鞋模中,成型,得鞋底;所述鞋模的温度为180±3℃,加硫的时间为360±20s,依据型体龙骨厚度调整加硫时间。8)将步骤7)中所得的鞋底经恒温箱定型,将恒温箱定型的鞋底经qc检验、表面处理、物性抽测、包装入库、出货或待与橡胶大底合成组合底,得高弹耐疲劳发泡鞋材。所述恒温箱定型的流程条件为:温度85℃-80℃-70℃-60℃-40℃,转数120r/min,恒温箱长度为8~10m。本发明的配方及工艺制成的产品可进行物性测试:将制成的鞋底成品在实验室(23℃)里放置24h后,进行硬度、比重、耐磨、弹性、压缩歪、耐疲劳测试、收缩率等物性的测试,记录这些物性测试值,再将测试结果与设定标准进行比较,依据比较结果对配方进行相应的调整,并得出最佳的配方质量百分比。本发明所述的高弹耐疲劳发泡鞋材配方实施例见表1。表1高弹耐疲劳发泡鞋材的配方范围原料名称质量百分比(%)mpue107922~55tpv10~30eva40l-0310~20obcs910710~16耐磨剂5~8滑石粉2~8硬脂酸锌0.5~1.0氧化锌0.6~1.2bipb0.5~0.8偶氮发泡剂1.5~2.5色母粒2~3按表1配方比例做出样品,并在检测中心测出din耐磨、硬度、比重、弹性、压缩歪、耐疲劳测试、收缩率等物性。以下各表是高弹耐疲劳发泡鞋材配方实施例,各实施例中的数值为质量百分比(%)。以下给出具体实施例。实施例1:配方见表2。表2原料名称质量百分比(%)mpue107922tpv30eva40l-0310obcs910716耐磨剂6滑石粉8硬脂酸锌0.8氧化锌1.2bipb0.5偶氮发泡剂2.5色母粒3实施例2:配方见表3。表3原料名称质量百分比(%)mpue107936tpv15eva40l-0320obcs910710耐磨剂8滑石粉4.5硬脂酸锌0.5氧化锌1.0bipb0.6偶氮发泡剂2.0色母粒2.4实施例3:配方见表4。表4原料名称质量百分比(%)mpue107940tpv10eva40l-0315obcs910716耐磨剂7滑石粉6硬脂酸锌0.7氧化锌0.8bipb0.6偶氮发泡剂1.5色母粒2.4实施例4:配方见表5。表5原料名称质量百分比(%)mpue107942tpv15eva40l-0310obcs910713耐磨剂6滑石粉7硬脂酸锌0.6氧化锌0.9bipb0.5偶氮发泡剂2色母粒3实施例5:配方见表6。表6原料名称质量百分比(%)mpue107930tpv15eva40l-0318obcs910715耐磨剂7滑石粉7.5硬脂酸锌0.8氧化锌0.6bipb0.6偶氮发泡剂2.5色母粒3实施例6:配方见表7。表7原料名称质量百分比(%)mpue107955tpv10eva40l-0310obcs910711耐磨剂5滑石粉2硬脂酸锌1.0氧化锌1.2bipb0.8偶氮发泡剂1.5色母粒2.5为了能更好地说明研究结果,分别改变高弹耐疲劳发泡鞋材配方比例,使其部分原材料不在设定的范围之内,比较例1(见表8)是改变主胶料配比,使其不在设定范围内,比较例2(见表9)是改变助剂类材料,使其不在设定范围之内,并按照表8、9配方作出样品(比较例),并在检测中心按测实施例的要求物性指标测试物性,其结果在表8和9中进行比较。表8原料名称质量百分比(%)mpue107939tpv15eva40l-0325obcs91075耐磨剂5滑石粉5硬脂酸锌0.5氧化锌1.0bipb0.5偶氮发泡剂2色母粒2表9原料名称质量百分比(%)mpue107931tpv25eva40l-0315obcs910712耐磨剂5滑石粉5硬脂酸锌0.7氧化锌1.0bipb1.0偶氮发泡剂1.3色母粒3表10为各实施例和比较例高弹抗疲劳鞋材物性测试结果。表10从以上物性测试结果可明显看出,实施例所有物性均可达到设定的物性指标;而比较例物性不能满足设定要求。由此可见,本发明的高弹耐疲劳发泡鞋材及其制造方法,所设定的物性指标用过实施例的验证均能达到预期目标。当前第1页12
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