一种高耐磨减震eva鞋底材料及其制备方法和应用
技术领域
1.本申请涉及鞋底加工技术领域，更具体地说，它涉及一种高耐磨减震eva鞋底材料及其制备方法和应用。
背景技术：
2.随着社会的进步和人们生活水平的提高，鞋底加工行业也得到了快速的发展，eva为乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物，其由乙烯单体与醋酸乙烯酯单体共聚而成的热塑性弹性体，其中包含了醋酸乙烯酯柔性链段以及乙烯结晶链段，其具有弹性好、质量轻、舒适度好的优点，并被广泛的应用于鞋底的加工和生产。
3.但是eva作为原料用于鞋底生产时，申请人发现，随着eva中醋酸乙烯酯含量的增加，eva的弹性逐渐增加，并表现出良好的减震效果，但是耐磨性会明显降低，因此，急需研究一种高耐磨的减震eva鞋底材料，以满足市场需求。
技术实现要素：
4.为了提高eva鞋底的耐磨性，本申请提供一种高耐磨减震eva鞋底材料及其制备方法和应用。
5.第一方面，本申请提供一种高耐磨减震eva鞋底材料，采用如下的技术方案：一种高耐磨减震eva鞋底材料，其由包括以下重量百分数的原料制成，eva46
‑
61％、氯磺化聚乙烯橡胶10
‑
19％、发泡剂2.5
‑
4.5％、交联剂1
‑
1.8％、炭黑2
‑
4％、偶联剂改性白炭黑5.5
‑
8.5％、石墨烯微片4.5
‑
6.5％、硅酮聚合物3.5
‑
6％、相容剂1.5
‑
2.5％、硅烷偶联剂0.2
‑
0.6％、硬脂酸0.3
‑
0.7％、氧化锌1
‑
2.5％、硬脂酸锌0.5
‑
2.5％。
6.通过采用上述技术方案，本申请的eva鞋底材料具有良好的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度，拉伸强度为20.2
‑
24.3mpa，断裂伸长率为523
‑
549％，撕裂强度为12.1
‑
15.8kn/m，同时还具有较低的din耐磨体积，din耐磨体积为61.5
‑
68.5mm3，并表现出良好的耐磨性，满足市场需求。
7.炭黑为无定形碳，白炭黑为x
‑
射线无定形硅酸和硅酸盐，两者均具有较大的比表面积，也具有良好的补强作用，但是白炭黑表面具有较多的活性基团，且容易发生团聚，利用偶联剂对白炭黑进行改性，并使偶联剂包覆在白炭黑的表面，不仅提高了白炭黑的分散性，而且还提高了白炭黑和原料之间的相容性，通过炭黑、偶联剂改性白炭黑之间的协同作用，其能够进入eva的内部，并形成交联网络结构，有效的增加eva鞋底材料的耐磨性。
8.石墨烯微片为单层片状结构，且各片层之间的作用力较小，硅酮聚合物具有良好的疏水性，通过硅酮聚合物、石墨烯微片之间的协同作用，能够对原料起到润滑的效果，并提高炭黑、偶联剂改性白炭黑于原料内的分散效果，而且还能够有效的降低eva鞋底材料的摩擦系数，同时结合炭黑、偶联剂改性白炭黑之间的协同作用，还能够有效的降低eva鞋底材料的din耐磨体积，提高eva鞋底材料的使用年限。
9.相容剂、硅烷偶联剂能够起到良好的相容效果，并结合交联剂之间的协同作用，能
够有效的增加界面之间的结合强度，同时还能够增加炭黑、偶联剂改性白炭黑、石墨烯微片、氧化锌分散的稳定性，并提高炭黑、偶联剂改性白炭黑、石墨烯微片、氧化锌于eva鞋底材料的作用，也提高eva鞋底材料的性能。
10.硬脂酸、硬脂酸锌能够促进发泡剂的分解，氧化锌能够有效的降低发泡剂的分解温度，并通过硬脂酸、氧化锌、硬脂酸锌之间的协同作用，使发泡剂具有使用稳定、简便的优点，并提高eva鞋底材料生产的稳定性。
11.本申请中，通过原料之间的协同作用，不仅提高了eva鞋底材料的弹性，具有较高的减震效果，而且还具有较高的耐磨性，提高了eva鞋底材料的性能，满足市场需求。
12.可选的，所述偶联剂改性白炭黑采用以下方法制备：在无水乙醇中加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，然后静置处理1
‑
2h，之后加入白炭黑，超声分散1
‑
2h，加热升温至50
‑
60℃，搅拌处理5
‑
7h，过滤、洗涤、冷冻干燥，得到偶联剂改性白炭黑；且，偶联剂改性白炭黑制备中使用的硅烷偶联剂和eva鞋底材料原料中的硅烷偶联剂相同。
13.通过采用上述技术方案，采用无水乙醇，以及超声分散，能够有效的使白炭黑分散在无水乙醇中，并使硅烷偶联剂包覆在白炭黑的表面，提高硅烷偶联剂对白炭黑包覆的均匀性，同时由于偶联剂改性白炭黑的制备方法中使用硅烷偶联剂和eva鞋底材料原料中的硅烷偶联剂相同，能够有效的增加偶联剂改性白炭黑和原料的相容性和界面结合强度，并提高eva鞋底材料的性能。
14.可选的，无水乙醇、硅烷偶联剂、白炭黑的重量配比为(30
‑
35):(0.3
‑
0.5):(1
‑
3)。
15.通过采用上述技术方案，对无水乙醇、硅烷偶联剂、白炭黑的重量配比进行优化，提高偶联剂改性白炭黑的原料之间的相容性，并提高偶联剂改性白炭黑的性能。
16.可选的，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
17.可选的，所述交联剂为1,4
‑
双叔丁基过氧异丙基苯。
18.通过采用上述技术方案，对发泡剂、交联剂进行优化，提高eva鞋底材料的性能。
19.可选的，所述相容剂为乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
20.可选的，所述硅烷偶联剂为γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
21.通过采用上述技术方案，乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物能够起到良好的相容效果，并结合交联剂之间的协同作用，能够有效的增加界面之间的结合强度，并结合γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，通过两者之间的协同作用，增加原料的分散性和相容性，提高eva鞋底材料的性能。
22.可选的，所述eva中醋酸乙烯酯的含量为50％。
23.通过采用上述技术方案，随着eva中醋酸乙烯酯含量的增加，eva的弹性增加，对eva中醋酸乙烯酯的含量进行优化，有效提高eva鞋底材料的弹性，并提高其减震效果。
24.第二方面，本申请提供一种高耐磨减震eva鞋底材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种高耐磨减震eva鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：s1、将发泡剂进行烘干处理，然后加入氧化锌、硬脂酸锌混合均匀，室温静置处理6
‑
7h，得到预混料；
s2、在温度为60
‑
70℃的条件下，将eva、氯磺化聚乙烯橡胶、交联剂、炭黑、偶联剂改性白炭黑、石墨烯微片、硅酮聚合物、相容剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、预混料混合均匀，然后升温至90
‑
95℃，进行密炼，密炼时间为15
‑
25min，之后进行开炼、造粒，室温静置处理20
‑
24h，得到半成品；s3、将半成品放入发泡模具内，模压成型，合模压力为15
‑
25mpa，然后连同发泡模具一起升温至180
‑
190℃，硫化处理8
‑
15min，降温，室温静置处理20
‑
24h，得到eva鞋底材料。
25.通过采用上述技术方案，不仅具有制备简便、稳定的优点，而且由于发泡剂具有较强的吸水性，首先对发泡剂进行干燥，降低水分对eva鞋底材料的影响，并利用氧化锌、硬脂酸锌之间的协同作用，对发泡剂进行预活化，能够使发泡剂的分解温度降低到170℃，并减少发泡剂的使用量，还减少eva鞋底材料的加工时间。
26.第三方面，本申请提供一种高耐磨减震eva鞋底材料的应用，采用如下的技术方案：一种高耐磨减震eva鞋底材料于鞋底中的应用。
27.通过采用上述技术方案，便于eva鞋底材料的应用和工业化生产。
28.综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请的高耐磨减震eva鞋底材料，通过炭黑、偶联剂改性白炭黑之间的协同作用，其能够进入eva的内部，并形成交联网络结构，结合硅酮聚合物、石墨烯微片，不仅降低eva鞋底材料的摩擦系数，而且还能够有效的提高炭黑、偶联剂改性白炭黑的分散性，并降低eva鞋底材料的din耐磨体积，提高eva鞋底材料的耐磨性。
29.2、在eva鞋底材料中加入相容剂、硅烷偶联剂，并结合交联剂之间的协同作用，能够有效的增加界面之间的结合强度，而且还能够增加炭黑、偶联剂改性白炭黑、石墨烯微片、氧化锌分散的稳定性，提高eva鞋底材料的性能。
30.3、本申请的高耐磨减震eva鞋底材料的制备方法，不仅制备简便、便于控制，而且还对发泡剂进行干燥，降低水分对eva鞋底材料的影响，并利用氧化锌、硬脂酸锌之间的协同作用，对发泡剂进行预活化，能够使发泡剂的分解温度降低到170℃，并减少发泡剂的使用量，便于eva鞋底材料的大批量生产。
具体实施方式
31.以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
32.制备例制备例1一种偶联剂改性白炭黑，其采用以下方法制备：在60kg无水乙醇中加入0.6kg硅烷偶联剂，搅拌均匀，然后静置处理1h，之后加入2kg白炭黑，即无水乙醇、硅烷偶联剂、白炭黑的重量配比为30:0.3:1，超声分散1h，加热升温至50℃，搅拌处理7h，过滤，然后利用水洗涤三次，之后经过冷冻干燥，得到偶联剂改性白炭黑。
33.其中，硅烷偶联剂为γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，且选自广州市皓成化工科技有限公司；白炭黑为白炭黑sp30s，且选自深圳市吉田化工有限公司。
34.制备例2一种偶联剂改性白炭黑，其采用以下方法制备：在66kg无水乙醇中加入0.8kg硅烷偶联剂，搅拌均匀，然后静置处理1.5h，之后加入4kg白炭黑，即无水乙醇、硅烷偶联剂、白炭黑的重量配比为33:0.4:2，超声分散1.5h，加热升温至55℃，搅拌处理6h，过滤，然后利用水洗涤三次，之后经过冷冻干燥，得到偶联剂改性白炭黑。
35.其中，硅烷偶联剂为γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，且选自广州市皓成化工科技有限公司；白炭黑为白炭黑sp30s，且选自深圳市吉田化工有限公司。
36.制备例3一种偶联剂改性白炭黑，其采用以下方法制备：在70kg无水乙醇中加入1kg硅烷偶联剂，搅拌均匀，然后静置处理2h，之后加入6kg白炭黑，即无水乙醇、硅烷偶联剂、白炭黑的重量配比为35:0.5:3，超声分散2h，加热升温至60℃，搅拌处理5h，过滤，然后利用水洗涤三次，之后经过冷冻干燥，得到偶联剂改性白炭黑。
37.其中，硅烷偶联剂为γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，且选自广州市皓成化工科技有限公司；白炭黑为白炭黑sp30s，且选自深圳市吉田化工有限公司。
38.实施例表1实施例中eva鞋底材料各原料含量(单位：g)原料实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5eva4651.5555961氯磺化聚乙烯橡胶1915.513.512.510发泡剂44.53.532.5交联剂1.81.61.411.2炭黑2.522.943.5偶联剂改性白炭黑8.57.575.56石墨烯微片6.565.54.55硅酮聚合物4.53.555.56相容剂1.52.52.12.2.3硅烷偶联剂0.50.30.40.60.2硬脂酸0.70.60.50.40.3氧化锌2.521.71.51硬脂酸锌22.51.50.51合计100100100100100实施例1一种高耐磨减震eva鞋底材料，其原料配比见表1所示。
39.其中，eva中醋酸乙烯酯的含量为50％，且选自上海巨道化工有限公司；氯磺化聚乙烯橡胶为氯磺化聚乙烯橡胶csm40，且选自深圳市吉田化工有限公司；发泡剂为偶氮二甲酰胺，且选自东莞市精豪高分子材料有限公司；交联剂为1,4
‑
双叔丁基过氧异丙基苯，且选自深圳易普诺化工有限公司；炭黑为炭黑m880，且选自深圳市吉田化工有限公司；石墨烯微
片为石墨烯微片kng
‑
c162，且选自厦门凯纳石墨烯技术有限公司；硅酮聚合物为硅酮聚合物gt300，且选自佛山市宏达丹特化工有限公司；相容剂为乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，且为相容剂ax8900，选自东莞市奥亚塑胶原料有限公司；硅烷偶联剂为γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，且选自广州市皓成化工科技有限公司；偶联剂改性白炭黑采用制备例1得到。
40.一种高耐磨减震eva鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：s1、在温度为65℃的条件下，对发泡剂进行烘干处理，烘干时间为7.5h，然后加入氧化锌、硬脂酸锌混合均匀，室温静置处理6.5h，得到预混料。
41.s2、在温度为65℃的条件下，将eva、氯磺化聚乙烯橡胶、交联剂、炭黑、偶联剂改性白炭黑、石墨烯微片、硅酮聚合物、相容剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、预混料混合均匀，然后升温至95℃进行密炼，密炼时间为20min，之后进行开炼、造粒，室温静置处理22h，得到半成品。
42.s3、将半成品放入发泡模具内模压成型，合模压力为20mpa，然后连同发泡模具一起升温至185℃，硫化处理10min，降温，室温静置处理22h，得到eva鞋底材料。
43.实施例2
‑
5一种高耐磨减震eva鞋底材料，实施例2
‑
5的eva鞋底材料和实施例1的区别之处在于原料配比不同，其原料配比见表1所示。
44.实施例6一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例3的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，偶联剂改性白炭黑采用制备例2得到。
45.实施例7一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例3的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，偶联剂改性白炭黑采用制备例3得到。
46.实施例8一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于制备方法不同。
47.一种高耐磨减震eva鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：s1、在温度为60℃的条件下，对发泡剂进行烘干处理，烘干时间为8h，然后加入氧化锌、硬脂酸锌混合均匀，室温静置处理6h，得到预混料。
48.s2、在温度为60℃的条件下，将eva、氯磺化聚乙烯橡胶、交联剂、炭黑、偶联剂改性白炭黑、石墨烯微片、硅酮聚合物、相容剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、预混料混合均匀，然后升温至90℃进行密炼，密炼时间为25min，之后进行开炼、造粒，室温静置处理20h，得到半成品。
49.s3、将半成品放入发泡模具内模压成型，合模压力为15mpa，然后连同发泡模具一起升温至180℃，硫化处理15min，降温，室温静置处理20h，得到eva鞋底材料。
50.实施例9一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于制备方法不同。
51.一种高耐磨减震eva鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：s1、在温度为70℃的条件下，对发泡剂进行烘干处理，烘干时间为7h，然后加入氧化锌、硬脂酸锌混合均匀，室温静置处理7h，得到预混料。
52.s2、在温度为70℃的条件下，将eva、氯磺化聚乙烯橡胶、交联剂、炭黑、偶联剂改性白炭黑、石墨烯微片、硅酮聚合物、相容剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、预混料混合均匀，然后升温
至95℃进行密炼，密炼时间为15min，之后进行开炼、造粒，室温静置处理24h，得到半成品。
53.s3、将半成品放入发泡模具内模压成型，合模压力为25mpa，然后连同发泡模具一起升温至190℃，硫化处理8min，降温，室温静置处理24h，得到eva鞋底材料。
54.对比例对比例1一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，用等量的eva替换炭黑。
55.对比例2一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，用等量的eva替换偶联剂改性白炭黑。
56.对比例3一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，用等量的白炭黑替换偶联剂改性白炭黑。
57.对比例4一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，用等量的eva替换石墨烯微片。
58.对比例5一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，用等量的eva替换硅酮聚合物。
59.对比例6一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，用等量的eva替换炭黑、偶联剂改性白炭黑、石墨烯微片、硅酮聚合物。
60.对比例7一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，用等量的eva替换相容剂。
61.对比例8一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，用等量的eva替换硅烷偶联剂。
62.对比例9一种高耐磨减震eva鞋底材料，其和实施例6的区别之处在于，eva鞋底材料的原料中，用等量的eva替换相容剂、硅烷偶联剂。
63.性能检测试验对实施例1
‑
9和对比例1
‑
9得到的eva鞋底材料制备试样，并进行下述性能检测，检测结果如表2所示。
64.其中，依据iso37
‑
2005对试样进行拉伸强度、断裂伸长率的检测；依据iso34
‑1‑
2010对试样进行裤形的撕裂强度；依据iso4649
‑
2010对din对试样进行耐磨体积的检测。
65.表2检测结果
检测项目拉伸强度/(mpa)断裂伸长率/(％)撕裂强度/(kn/m)din耐磨体积/(mm3)实施例121.352913.268.5
实施例220.252312.566.4实施例323.154214.764.5实施例422.553713.467.5实施例521.853112.166.3实施例624.355315.861.5实施例723.654915.362.8实施例824.155115.761.8实施例924.254915.561.7对比例116.458611.284.2对比例218.356110.395.6对比例319.851310.983.7对比例419.957311.575.5对比例519.356211.971.3对比例614.25948.4135对比例718.546310.969.7对比例819.750311.468.9对比例915.344810.168.5
从表2中可以看出，本申请的eva鞋底材料，通过原料之间的协同作用，使其具有良好的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度，拉伸强度为20.2
‑
24.3mpa，断裂伸长率为523
‑
549％，撕裂强度为12.1
‑
15.8kn/m，同时还明显降低了din耐磨体积，din耐磨体积为61.5
‑
68.5mm3，并表现出良好的耐磨性，满足市场需求。
66.通过对实施例6和对比例1
‑
6进行比较，由此可以看出，在eva鞋底材料的原料中加入炭黑、偶联剂改性白炭黑、石墨烯微片、硅酮聚合物，并通过其之间的协同作用，明显提高了eva鞋底材料的拉伸强度和撕裂强度，并降低了din耐磨体积，提高了eva鞋底材料的耐磨性。
67.通过对实施例6和对比例7
‑
9进行比较，由此可以看出，在eva鞋底材料的原料中加入相容剂、硅烷偶联剂，并通过其之间的协同作用，明显提高了eva鞋底材料的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度，提高了eva鞋底材料的力学性能。
68.本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。