一种具有轻质功能的环保鞋底材料及其制备方法与流程

本发明涉及环保鞋底材料制备，具体涉及一种具有轻质功能的环保鞋底材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚烯烃材料具有良好的化学稳定性、加工性、可塑性等优点，因此在工业和日常生活领域得到广泛应用。随着现代文明的进步、工业化的推进以及对环境保护的重视，功能化和高性能化聚烯烃材料的研发和应用成为学术界和工业界关注的焦点。将极性基团引入非极性聚烯烃主链是聚烯烃功能化的一种有效方法，其中乙烯醋酸乙烯酯共聚物是最为常见、应用最广、已大量工业化的一种功能化聚烯烃材料产品。其由乙烯和醋酸乙烯酯通过共聚合过程最终得到。乙烯醋酸乙烯酯共聚物是很好的环保材料，但由于自身器械性能较弱，使得需要对其进行改性才能使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有轻质功能的环保鞋底材料及其制备方法，解决了现阶段环保鞋底材料的机械性能不高，易出现断裂的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种具有轻质功能的环保鞋底材料的制备方法，具体包括如下步骤：

4、步骤s1：将碳酸亚丙酯多元醇、改性单体和异佛尔酮二异氰酸酯，在转速为120-150r/min，温度为90-95℃的条件下，进行反应3-5h后，加入改性填料继续反应1-1.5h，制得改性树脂；

5、步骤s2：将改性树脂、eva、过氧化二异丙苯和丙酮混合，在转速为150-200r/min的条件下，搅拌10-15h后，蒸馏去除丙酮，将滴入加入螺杆挤出机中，在转速为45-60r/min，温度为170-175℃的条件下，熔融挤出，制得环保鞋底材料。

6、步骤s1所述碳酸亚丙酯多元醇、改性单体、异佛尔酮二异氰酸酯和改性填料的用量比为1mol:1mol:3mol:50g，碳酸亚丙酯多元醇的分子量为2000。

7、步骤s2所述改性树脂、eva和过氧化二异丙苯的质量比为30-50:100:0.1-0.3。

8、进一步，所述改性单体由如下步骤制成：

9、步骤a1：将4,4'-联苯酚和浓硫酸混合，在转速为60-120r/min，温度为20-25℃的条件下，进行搅拌并滴加硝酸溶液，进行反应3-5h后，冰水浴降温，过滤去除滤液，制得中间体1，将中间体1、乙醇和钯碳混合均匀，通入氢气置换空气，在转速为60-80r/min，温度为40-50℃，压强为0.5mpa的条件下，进行反应6-8h，制得中间体2；

10、步骤a2：将中间体2、马来酸酐和丙酮混合均匀，在转速为60-80r/min，温度为55-60℃的条件下，进行反应1-1.5h后，加入三乙胺、醋酸酐和醋酸镍，继续反应2-3h，将产物加入冷水中，过滤去除滤液，将底物溶于dmf中，加入丙烯酰氯和氢氧化钠，在温度为40-50℃的条件下，进行反应3-5h，制得中间体3；

11、步骤a3：将己基甲基二氯硅烷和去离子水混合，在转速为200-300r/min，温度为60-70℃的条件下，搅拌10-15min后，加入浓硫酸和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应4-6h后，调节ph至中性，制得端氢聚硅氧烷，将端氢聚硅氧烷、中间体3和dmf混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为50-60℃的条件下，搅拌并加入氯铂酸，进行反应10-15h后，加入丙烯醇，继续反应6-8h，制得改性单体。

12、进一步，步骤a1所述4,4'-联苯酚、浓硫酸和硝酸溶液的用量比为0.1mol:50ml:15ml，浓硫酸的质量分数为98％，硝酸溶液的质量分数为50％，中间体1、乙醇和钯碳的质量比为20:70:1。

13、进一步，步骤a2所述中间体2、马来酸酐、三乙胺、醋酸酐、醋酸镍、丙烯酰氯和氢氧化钠的用量比为25mmol:50mmol:5ml:12ml:3.5g:50mmol:50mmol。

14、进一步，步骤a3所述己基甲基二氯硅烷、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为2mmol:10ml:1mmol，浓硫酸的用量为己基甲基二氯硅烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的1％，端氢聚硅氧烷、中间体3和丙烯醇的摩尔比为2:1:2，氯铂酸的用量为端氢聚硅氧烷、中间体3和丙烯醇质量和的0.01-0.05％。

15、进一步，所述改性填料由如下步骤制成：

16、步骤b1：将玄武岩纤维分散在乙醇中，在转速为150-200r/min，温度为60-70℃的条件下，搅拌并加入kh560和去离子水，进行反应2-4h，过滤去除滤液，制得改性玄武岩，将kh550、去离子水和二甲基亚砜中，在转速为200-300r/min，温度为60-70℃的条件下，搅拌10-15h后，加入氟化铵，降温至20-25℃，进行反应20-25h，制得氨基聚倍半硅氧烷；

17、步骤b2：将海藻酸钠分散乙醇中，在转速为150-200r/min，温度为30-40℃的条件下，搅拌并加入高碘酸钠，进行反应6-8h后，加入乙二醇终止反应，过滤去除滤液，将底物分散在dmf中，加入氨基聚倍半硅氧烷，在转速为200-300r/min，温度为20-25℃，ph值为7.5-8的条件下，进行反应20-25h，制得改性剂；

18、步骤b3：将改性玄武岩、改性剂和dmf混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为25-30℃，ph值为11-12的条件下，进行反应4-6h后，过滤去除滤液，将底物分散在甲苯中，加入l-乳酸，在转速为150-200r/min，温度为100-110℃的条件下，进行反应1-1.5h后，加入对甲基苯磺酸和氯化亚锡，升温至160-165℃，在压强为100-200pa的条件下，进行反应4-6h，制得改性填料。

19、进一步，步骤b1所述kh560的用量为玄武岩纤维的3-5％，kh550、去离子水、二甲基亚砜和氟化铵的用量比为3ml:10ml:100ml:0.3g。

20、进一步，步骤b2所述海藻酸钠、乙醇和高碘酸钠的用量比为5g:50ml:3g，底物和氨基聚倍半硅氧烷的质量比为1:5。

21、进一步，步骤b3所述改性玄武岩、改性剂、l-乳酸、对甲基苯磺酸和氯化亚锡的质量比为1:6:50:0.01:0.01。

22、本发明的有益效果：本发明制备的一种具有轻质功能的环保鞋底材料，以碳酸亚丙酯多元醇、改性单体、异佛尔酮二异氰酸酯和改性填料反应，形成聚氨酯树脂，制得改性树脂，将改性树脂与eva在过氧化二异丙苯的作用下，改性树脂侧链的马来酸酐基团与eva分子接枝制得，改性树脂以4,4'-联苯酚在硝酸溶液的作用下，在苯环上接枝硝基，制得中间体1，将中间体1用钯碳还原，使得中间体1上的硝基转变为氨基，制得中间体2，将中间体2和马来酸酐反应，使得马来酸酐开环与中间体2上的氨基反应再闭环，最后加入丙烯酰氯和氢氧化钠，使得丙烯酰氯上的酰氯基与酚羟基反应，制得中间体3，将己基甲基二氯硅烷水解再在浓硫酸的作用下与1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合，形成端氢聚硅氧烷，将端氢聚硅氧烷和中间体3在氯铂酸的作用下si-h和双键反应，形成si-h封端，再加入丙烯醇形成醇羟基封端，制得改性单体，改性单体分子链上含有有机硅链段能够增强聚氨酯链段的机械性能，聚氨酯链段与eva链段接枝形成穿插结构，进而增强环保鞋底的机械性能，改性填料以玄武岩纤维为原料用kh560处理，使得表面接枝环氧基，以kh550为原料进行水解决和，形成氨基聚倍半硅氧烷，将海藻酸钠用高碘酸钠处理，形成多醛基海藻酸钠，再加入氨基聚倍半硅氧烷，在弱碱性条件下，多醛基海藻酸钠上的醛基能够与氨基聚倍半硅氧烷上的氨基反应交联，形成聚倍半硅氧烷包覆海藻酸钠的结构，制得改性剂，将改性玄武岩和改性剂，在碱性条件下处理，使得改性玄武岩上的环氧基还改性剂上剩余的氨基反应，形成玄武岩包覆，玄武岩和聚倍半硅氧烷的笼型空腔能够使材料轻质化，同时进一步提升材料的机械性能。