本发明涉及鞋垫材料领域，具体涉及一种多功能发泡鞋垫及其制备方法。
背景技术
通常，鞋垫是插入于鞋子的内侧而与脚接触的部件，不仅提高了对鞋子的穿戴感，还能吸收及缓和向脚施加的冲击。随着人们生活水平的提高和健康环保意识的增强，人们对鞋垫的要求也逐渐从柔软舒适、吸湿透气、防风防雨等扩展到防霉防蛀、杀菌除臭、保健无毒等方面。尤其在夏天和运动后，由于汗液分泌量剧增，微生物高速繁殖，大量分解汗液中的有机物而产生恶臭，长此以往甚至导致脚臭、脚癣、脚气等一系列脚部疾病，直接影响着人们的身心健康。
目前通过在鞋垫上添加抗菌材料的方法主要有(1)在鞋垫上设置药物层，通过药物杀菌，大多数使用了对人体有害的化学消毒剂，而且药物容易在使用一段时间后就失效；(2)利用物质庞大的表面积及其所固有的高表面能对周围物质产生强大的吸附力，如活性炭等，但这种物理吸附容易因吸附饱和而失效，且只能简单除臭，无法杀灭鞋内滋生的细菌、真菌。这些方式都很难起到真正的灭菌除臭、抑制细菌滋生的作用。
因此，为了更好地满足人们的要求，需要研制出一种灭菌除臭效果优异、吸湿透气效果优异的新型鞋垫。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种具有抗菌除臭功能的多功能发泡鞋垫，不仅具有长期灭菌除臭、抑制细菌滋生的作用，还具有优异的吸湿透气性，穿戴舒适，能够使脚始终保持清爽状态。
本发明提供的多功能发泡鞋垫，按重量份计，包括如下原料组分：天然橡胶100份、萜烯树脂15～17份、黄麻纤维15～17份、贝壳粉10～12份、滑石粉13～15份、玉石粉19～22份、坡缕石8～10份、北投石粉7～9份、桑白皮6～8份、辣木树根3～5份、硅藻土14～16份、偶联剂7～8份、偶氮二甲酰胺3～4份、纳米氧化锌3～5份、硬脂酸1～2份、硫磺2～2.5份、促进剂1～1.5份、防老剂1.5～2份；
进一步，按重量份计，包括如下原料组分：天然橡胶100份、萜烯树脂16份、黄麻纤维16份、贝壳粉11份、滑石粉14份、玉石粉20份、坡缕石9份、北投石粉8份、桑白皮7份、辣木树根4份、硅藻土15份、偶联剂7份、偶氮二甲酰胺4份、纳米氧化锌4份、硬脂酸1份、硫磺2.5份、促进剂1份、防老剂2份；
进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550与硅烷偶联剂kh-560按质量比为3:2组成的混合物；
进一步，所述促进剂为促进剂cz与促进剂m按质量比为1:1组成的混合物；
进一步，所述防老剂为防老剂nbc与防老剂rd按质量比为1:3组成的混合物。
本发明还公开了一种用于该多功能发泡鞋垫的制备方法，包括如下步骤：
(1)取干燥的桑白皮和辣木树根与贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、北投石粉、硅藻土混匀后,粉碎成粒度为1000目以上的粉末，制得混合物ⅰ，备用；
(2)将黄麻纤维撕成单根并剪成长度为3～5mm，备用；
(3)采用薄通塑炼法将天然橡胶投入辊距为1mm以下，辊温为45℃的开炼机中，塑炼薄通5～7遍，然后将所得胶料投入辊距为8～10mm的开炼机中压炼2min后，依次加入硬脂酸、纳米氧化锌、偶氮二甲酰胺、促进剂、防老剂、萜烯树脂和偶联剂，加完后混炼3～5min，再加入混合物ⅰ，混炼5～7min后，加入硫磺，混炼3～5min，再然后加入处理后的黄麻纤维，混炼5～7min，之后调整辊距为1mm以下，塑炼薄通5～7遍，最后调整辊距为10mm出片，自然冷却至室温后，放置8小时以上，制得混炼胶片；
(4)将混炼胶片沿圧延方向冲裁成与模具大小相对应大小的成型胶片，备用；
(5)在模具中放置用于粘接在鞋垫上的纤维面料，并在纤维面料上铺设成型胶片，然后在热压温度为155～165℃时，以8～10mpa的压力进行热压发泡，时间为10～11min，自然冷却后得到所述多功能发泡鞋垫。
本发明的有益效果：
本发明中采用天然橡胶作为鞋垫的基础材料，搭配适量的萜烯树脂、黄麻纤维、贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、北投石粉、桑白皮、辣木树根、硅藻土等原料组分，通过添加合适的偶联剂、发泡剂、促进剂、防老剂等助剂，再经过特定的制备工艺，能够使各原料组分实现较好的融合，从而充分发挥各原料组分之间的相互协同作用，达到协同增效的效果，制备出具有优异的抗菌除臭功能的发泡鞋垫，同时使其具有优良的吸汗透气性，能够长期抑制细菌滋生，使脚始终保持清爽状态。其中，贝壳粉、滑石粉、玉石粉、桑白皮、辣木树根、硅藻土、纳米氧化锌均具有优异的抑菌杀菌作用，北投石粉能够释放负离子，有利于杀灭细菌，它们协同后能够更好地抑制细菌滋生，起到灭菌的作用，而贝壳粉、坡缕石、硅藻土、黄麻纤维具有优异的吸附功能，能够吸附汗液及浊气，防止因各种细菌、霉菌导致脚气、湿疹、恶臭等，从而能够使脚始终保持清爽状态；纳米氧化锌、硬脂酸协同偶氮二甲酰胺作用，能够更好地完成发泡，确保鞋垫具有很好地透气性和舒适性，也便于鞋垫内的杀菌成分更好地发挥作用；纳米氧化锌还能够与促进剂相互协同，共同作为硫化促进剂；采用的滑石粉、硬脂酸、萜烯树脂等能够改善橡胶的加工性能，便于其它组分更好地分散，采用它们协同偶联剂共同作用，能够在各原料组分进行分散的同时实现与橡胶更好地相容，而防老剂能够提高制得鞋垫的使用寿命；贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、硅藻土还可以共同作为填充材料，使鞋垫具有一定的硬度以及结构稳定性。
具体实施方式
本实施例提供的多功能发泡鞋垫，按重量份计，包括如下原料组分：天然橡胶100份、萜烯树脂15～17份、黄麻纤维15～17份、贝壳粉10～12份、滑石粉13～15份、玉石粉19～22份、坡缕石8～10份、北投石粉7～9份、桑白皮6～8份、辣木树根3～5份、硅藻土14～16份、偶联剂7～8份、偶氮二甲酰胺3～4份、纳米氧化锌3～5份、硬脂酸1～2份、硫磺2～2.5份、促进剂1～1.5份、防老剂1.5～2份；
优选地，按重量份计，包括如下原料组分：天然橡胶100份、萜烯树脂16份、黄麻纤维16份、贝壳粉11份、滑石粉14份、玉石粉20份、坡缕石9份、北投石粉8份、桑白皮7份、辣木树根4份、硅藻土15份、偶联剂7份、偶氮二甲酰胺4份、纳米氧化锌4份、硬脂酸1份、硫磺2.5份、促进剂1份、防老剂2份；
本实施例中采用天然橡胶作为鞋垫的基础材料，搭配适量的萜烯树脂、黄麻纤维、贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、北投石粉、桑白皮、辣木树根、硅藻土等原料组分，通过添加合适的偶联剂、发泡剂、促进剂、防老剂等助剂，再经过特定的制备工艺，能够使各原料组分实现较好的融合，从而充分发挥各原料组分之间的相互协同作用，达到协同增效的效果，制备出具有优异的抗菌除臭功能的发泡鞋垫，同时使其具有优良的吸汗透气性，能够长期抑制细菌滋生，使脚始终保持清爽状态。其中，贝壳粉、滑石粉、玉石粉、桑白皮、辣木树根、硅藻土、纳米氧化锌均具有优异的抑菌杀菌作用，北投石粉能够释放负离子，有利于杀灭细菌，它们协同后能够更好地抑制细菌滋生，起到灭菌的作用，而贝壳粉、坡缕石、硅藻土、黄麻纤维具有优异的吸附功能，能够吸附汗液及浊气，防止因各种细菌、霉菌导致脚气、湿疹、恶臭等，从而能够使脚始终保持清爽状态；纳米氧化锌、硬脂酸协同偶氮二甲酰胺作用，能够更好地完成发泡，确保鞋垫具有很好地透气性和舒适性，也便于鞋垫内的杀菌成分更好地发挥作用；纳米氧化锌还能够与促进剂相互协同，共同作为硫化促进剂；采用的滑石粉、硬脂酸、萜烯树脂等能够改善橡胶的加工性能，便于其它组分更好地分散，采用它们协同偶联剂共同作用，能够在各原料组分进行分散的同时实现与橡胶更好地相容，而防老剂能够提高制得鞋垫的使用寿命；贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、硅藻土还可以共同作为填充材料，使鞋垫具有一定的硬度以及结构稳定性。
本实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550与硅烷偶联剂kh-560按质量比为3:2组成的混合物；
所述促进剂为促进剂cz与促进剂m按质量比为1:1组成的混合物；
所述防老剂为防老剂nbc与防老剂rd按质量比为1:3组成的混合物；
本实施例中，通过选择合适的偶联剂，能够实现橡胶与其他原料组分之间的良好相容性，使各组分实现更好地融合，有利于更好地发挥各原料组分之间的相互协同效果；而按此配比制备的复合促进剂以及防老剂在橡胶中易分散，可以更好的与其他原料组分实现更好地相互配合，能够更好地实现鞋垫的制备，使鞋垫具有优异的适用性和较长的寿命，同时不会对其他原料组分的功能的发挥产生影响。
本实施例还公开了一种用于该多功能发泡鞋垫的制备方法，包括如下步骤：
(1)取干燥的桑白皮和辣木树根与贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、北投石粉、硅藻土混匀后,粉碎成粒度为1000目以上的粉末，制得混合物ⅰ，备用；
(2)将黄麻纤维撕成单根并剪成长度为3～5mm，备用；
(3)采用薄通塑炼法将天然橡胶投入辊距为1mm以下，辊温为45℃的开炼机中，塑炼薄通5～7遍，然后将所得胶料投入辊距为8～10mm的开炼机中压炼2min后，依次加入硬脂酸、纳米氧化锌、偶氮二甲酰胺、促进剂、防老剂、萜烯树脂和偶联剂，加完后混炼3～5min，再加入混合物ⅰ，混炼5～7min后，加入硫磺，混炼3～5min，再然后加入处理后的黄麻纤维，混炼5～7min，之后调整辊距为1mm以下，塑炼薄通5～7遍，最后调整辊距为10mm出片，自然冷却至室温后，放置8小时以上，制得混炼胶片；
(4)将混炼胶片沿圧延方向冲裁成与模具大小相对应大小的成型胶片，备用；
(5)在模具中放置用于粘接在鞋垫上的纤维面料，并在纤维面料上铺设成型胶片，然后在热压温度为155～165℃时，以8～10mpa的压力进行热压发泡，时间为10～11min，自然冷却后得到所述多功能发泡鞋垫；可根据需要的鞋垫厚度放置成型胶片。
以下为具体实施例：
实施例一
本实施例提供的多功能发泡鞋垫，按重量份计，包括如下原料组分：天然橡胶100份、萜烯树脂17份、黄麻纤维17份、贝壳粉12份、滑石粉15份、玉石粉22份、坡缕石10份、北投石粉9份、桑白皮8份、辣木树根5份、硅藻土16份、偶联剂8份、偶氮二甲酰胺4份、纳米氧化锌5份、硬脂酸2份、硫磺2.5份、促进剂1.5份、防老剂2份；
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550与硅烷偶联剂kh-560按质量比为3:2组成的混合物；
所述促进剂为促进剂cz与促进剂m按质量比为1:1组成的混合物；
所述防老剂为防老剂nbc与防老剂rd按质量比为1:3组成的混合物。
本实施例用于该多功能发泡鞋垫的制备方法，包括如下步骤：
(1)取干燥的桑白皮和辣木树根与贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、北投石粉、硅藻土混匀后,粉碎成粒度为1000目以上的粉末，制得混合物ⅰ，备用；
(2)将黄麻纤维撕成单根并剪成长度为3～5mm，备用；
(3)采用薄通塑炼法将天然橡胶投入辊距为1mm以下，辊温为45℃的开炼机中，塑炼薄通7遍，然后将所得胶料投入辊距为10mm的开炼机中压炼2min后，依次加入硬脂酸、纳米氧化锌、偶氮二甲酰胺、促进剂、防老剂、萜烯树脂和偶联剂，加完后混炼5min，再加入混合物ⅰ，混炼7min后，加入硫磺，混炼5min，再然后加入处理后的黄麻纤维，混炼7min，之后调整辊距为1mm以下，塑炼薄通7遍，最后调整辊距为10mm出片，自然冷却至室温后，放置8小时以上，制得混炼胶片；
(4)将混炼胶片沿圧延方向冲裁成与模具大小相对应大小的成型胶片，备用；
(5)在模具中放置用于粘接在鞋垫上的纤维面料，并在纤维面料上铺设成型胶片，然后在热压温度为165℃时，以8mpa的压力进行热压发泡，时间为11min，自然冷却后得到所述多功能发泡鞋垫；可根据需要的鞋垫厚度放置成型胶片。
实施例二
本实施例提供的多功能发泡鞋垫，按重量份计，包括如下原料组分：天然橡胶100份、萜烯树脂15份、黄麻纤维17份、贝壳粉10份、滑石粉15份、玉石粉19份、坡缕石10份、北投石粉7份、桑白皮8份、辣木树根3份、硅藻土14份、偶联剂8份、偶氮二甲酰胺3份、纳米氧化锌5份、硬脂酸1份、硫磺2份、促进剂1.5份、防老剂1.5份；
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550与硅烷偶联剂kh-560按质量比为3:2组成的混合物；
所述促进剂为促进剂cz与促进剂m按质量比为1:1组成的混合物；
所述防老剂为防老剂nbc与防老剂rd按质量比为1:3组成的混合物。
本实施例用于该多功能发泡鞋垫的制备方法，包括如下步骤：
(1)取干燥的桑白皮和辣木树根与贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、北投石粉、硅藻土混匀后,粉碎成粒度为1000目以上的粉末，制得混合物ⅰ，备用；
(2)将黄麻纤维撕成单根并剪成长度为3～5mm，备用；
(3)采用薄通塑炼法将天然橡胶投入辊距为1mm以下，辊温为45℃的开炼机中，塑炼薄通6遍，然后将所得胶料投入辊距为9mm的开炼机中压炼2min后，依次加入硬脂酸、纳米氧化锌、偶氮二甲酰胺、促进剂、防老剂、萜烯树脂和偶联剂，加完后混炼4min，再加入混合物ⅰ，混炼6min后，加入硫磺，混炼4min，再然后加入处理后的黄麻纤维，混炼6min，之后调整辊距为1mm以下，塑炼薄通6遍，最后调整辊距为10mm出片，自然冷却至室温后，放置8小时以上，制得混炼胶片；
(4)将混炼胶片沿圧延方向冲裁成与模具大小相对应大小的成型胶片，备用；
(5)在模具中放置用于粘接在鞋垫上的纤维面料，并在纤维面料上铺设成型胶片，然后在热压温度为160℃时，以10mpa的压力进行热压发泡，时间为10min，自然冷却后得到所述多功能发泡鞋垫；可根据需要的鞋垫厚度放置成型胶片。
实施例三
本实施例提供的多功能发泡鞋垫，按重量份计，包括如下原料组分：天然橡胶100份、萜烯树脂17份、黄麻纤维15份、贝壳粉12份、滑石粉13份、玉石粉22份、坡缕石8份、北投石粉9份、桑白皮6份、辣木树根5份、硅藻土14份、偶联剂8份、偶氮二甲酰胺3份、纳米氧化锌5份、硬脂酸1份、硫磺2.5份、促进剂1份、防老剂2份；
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550与硅烷偶联剂kh-560按质量比为3:2组成的混合物；
所述促进剂为促进剂cz与促进剂m按质量比为1:1组成的混合物；
所述防老剂为防老剂nbc与防老剂rd按质量比为1:3组成的混合物。
本实施例用于该多功能发泡鞋垫的制备方法，包括如下步骤：
(1)取干燥的桑白皮和辣木树根与贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、北投石粉、硅藻土混匀后,粉碎成粒度为1000目以上的粉末，制得混合物ⅰ，备用；
(2)将黄麻纤维撕成单根并剪成长度为3～5mm，备用；
(3)采用薄通塑炼法将天然橡胶投入辊距为1mm以下，辊温为45℃的开炼机中，塑炼薄通6遍，然后将所得胶料投入辊距为10mm的开炼机中压炼2min后，依次加入硬脂酸、纳米氧化锌、偶氮二甲酰胺、促进剂、防老剂、萜烯树脂和偶联剂，加完后混炼5min，再加入混合物ⅰ，混炼7min后，加入硫磺，混炼5min，再然后加入处理后的黄麻纤维，混炼7min，之后调整辊距为1mm以下，塑炼薄通6遍，最后调整辊距为10mm出片，自然冷却至室温后，放置8小时以上，制得混炼胶片；
(4)将混炼胶片沿圧延方向冲裁成与模具大小相对应大小的成型胶片，备用；
(5)在模具中放置用于粘接在鞋垫上的纤维面料，并在纤维面料上铺设成型胶片，然后在热压温度为155℃时，以10mpa的压力进行热压发泡，时间为11min，自然冷却后得到所述多功能发泡鞋垫；可根据需要的鞋垫厚度放置成型胶片。
实施例四
本实施例提供的多功能发泡鞋垫，按重量份计，包括如下原料组分：天然橡胶100份、萜烯树脂16份、黄麻纤维16份、贝壳粉11份、滑石粉14份、玉石粉20份、坡缕石9份、北投石粉8份、桑白皮7份、辣木树根4份、硅藻土15份、偶联剂7份、偶氮二甲酰胺4份、纳米氧化锌4份、硬脂酸1份、硫磺2.5份、促进剂1份、防老剂2份；
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550与硅烷偶联剂kh-560按质量比为3:2组成的混合物；
所述促进剂为促进剂cz与促进剂m按质量比为1:1组成的混合物；
所述防老剂为防老剂nbc与防老剂rd按质量比为1:3组成的混合物。
本实施例用于该多功能发泡鞋垫的制备方法，包括如下步骤：
(1)取干燥的桑白皮和辣木树根与贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、北投石粉、硅藻土混匀后,粉碎成粒度为1000目以上的粉末，制得混合物ⅰ，备用；
(2)将黄麻纤维撕成单根并剪成长度为3～5mm，备用；
(3)采用薄通塑炼法将天然橡胶投入辊距为1mm以下，辊温为45℃的开炼机中，塑炼薄通6遍，然后将所得胶料投入辊距为9mm的开炼机中压炼2min后，依次加入硬脂酸、纳米氧化锌、偶氮二甲酰胺、促进剂、防老剂、萜烯树脂和偶联剂，加完后混炼4min，再加入混合物ⅰ，混炼6min后，加入硫磺，混炼4min，再然后加入处理后的黄麻纤维，混炼6min，之后调整辊距为1mm以下，塑炼薄通6遍，最后调整辊距为10mm出片，自然冷却至室温后，放置8小时以上，制得混炼胶片；
(4)将混炼胶片沿圧延方向冲裁成与模具大小相对应大小的成型胶片，备用；
(5)在模具中放置用于粘接在鞋垫上的纤维面料，并在纤维面料上铺设成型胶片，然后在热压温度为165℃时，以8mpa的压力进行热压发泡，时间为10min，自然冷却后得到所述多功能发泡鞋垫；可根据需要的鞋垫厚度放置成型胶片。
实施例五
本实施例提供的多功能发泡鞋垫，按重量份计，包括如下原料组分：天然橡胶100份、萜烯树脂15份、黄麻纤维15份、贝壳粉10份、滑石粉13份、玉石粉19份、坡缕石8份、北投石粉7份、桑白皮6份、辣木树根3份、硅藻土14份、偶联剂7份、偶氮二甲酰胺3份、纳米氧化锌3份、硬脂酸1份、硫磺2份、促进剂1份、防老剂1.5份；
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh-550与硅烷偶联剂kh-560按质量比为3:2组成的混合物；
所述促进剂为促进剂cz与促进剂m按质量比为1:1组成的混合物；
所述防老剂为防老剂nbc与防老剂rd按质量比为1:3组成的混合物。
本实施例用于该多功能发泡鞋垫的制备方法，包括如下步骤：
(1)取干燥的桑白皮和辣木树根与贝壳粉、滑石粉、玉石粉、坡缕石、北投石粉、硅藻土混匀后,粉碎成粒度为1000目以上的粉末，制得混合物ⅰ，备用；
(2)将黄麻纤维撕成单根并剪成长度为3～5mm，备用；
(3)采用薄通塑炼法将天然橡胶投入辊距为1mm以下，辊温为45℃的开炼机中，塑炼薄通5遍，然后将所得胶料投入辊距为8mm的开炼机中压炼2min后，依次加入硬脂酸、纳米氧化锌、偶氮二甲酰胺、促进剂、防老剂、萜烯树脂和偶联剂，加完后混炼3min，再加入混合物ⅰ，混炼5min后，加入硫磺，混炼3min，再然后加入处理后的黄麻纤维，混炼5min，之后调整辊距为1mm以下，塑炼薄通5遍，最后调整辊距为10mm出片，自然冷却至室温后，放置8小时以上，制得混炼胶片；
(4)将混炼胶片沿圧延方向冲裁成与模具大小相对应大小的成型胶片，备用；
(5)在模具中放置用于粘接在鞋垫上的纤维面料，并在纤维面料上铺设成型胶片，然后在热压温度为155℃时，以10mpa的压力进行热压发泡，时间为11min，自然冷却后得到所述多功能发泡鞋垫；可根据需要的鞋垫厚度放置成型胶片。
对实施例一～实施例五制得的鞋垫进行性能测试，结果见下表1：
表1
由表1可知，实施例一～实施例五制得的鞋垫不仅具有高弹性(优秀的压缩永久伸缩率)，还具有优异的抗菌功能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。