一种环保橡塑纤鞋底材料及其制备方法与流程

本发明属于废旧高分子材料回收利用领域，涉及鞋底材料制备，具体涉及一种环保橡塑纤耐磨鞋底材料及其制备方法。

背景技术：

1、橡塑织物整芯阻燃输送带是煤矿井下输送煤炭的主要工具。废旧橡塑织物整芯阻燃输送带(简称fr-pvg)的基本成分为橡胶、pvc和涤棉纤维，使用过程基本未改变材料性能，回收价值高，但属难再生高分子复合材料，传统技术难实现绿色再生利用，只能通过填埋或焚烧处理，既引发重大环境问题，又极大浪费资源和能源。如何绿色高效高值规模化回收利用fr-pvg是社会关注、尚未解决且亟待解决的痛点难题。

2、橡胶、pvc不仅是橡塑织物整芯阻燃输送带的原料之一，也是鞋底材料最主要的原料，通常，在橡胶及pvc中加入填料来增强鞋底的耐磨性、强度、抗紫外、抗老化等性能；但是在橡塑织物整芯阻燃输送带中，因为要保证带体阻燃性和抗静电性，在胶料中加入了大量阻燃剂，从而牺牲了输送带的物理机械性能和耐磨性；

3、如果将fr-pvg作为鞋底材料之一，可以使fr-pvg有效再利用，不用再将fr-pvg进行填埋或者焚烧，可以保护环境，节约成本；因此，如何将耐磨性不佳的fr-pvg制成具有优异耐磨性的鞋底材料，成为亟待解决的问题。

4、专利cn109111550a公开了一种鞋底回收再生橡胶粉的制备方法，通过将废旧橡胶鞋底清洗回收后，送至粉碎机粉碎至10-20目，用强磁除铁机去除其中铁屑杂质，得废旧橡胶颗粒，制备成再生橡胶粉；专利cn116728863a公开了一种废鞋底回收加工工艺，将废鞋底包括经硫化工艺后不合格的橡胶鞋底和不合格的eva鞋底，将橡胶废鞋底和eva废鞋底分别经粉碎机粉碎，粉碎成颗粒状或粉末状，再进行加工；但是上述两篇专利对废旧橡胶的处理均未提高橡胶的耐磨性，使得制成的鞋底材料耐磨性不佳。

5、因此，还没有一种鞋底材料和制备方法，使用fr-pvg为材料，制备出环保、耐磨性能好的鞋底材料。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决如何有效利用fr-pvg，使耐磨填料较好的与fr-pvg粉末混合，减小fr-pvg中残留的阻燃剂对耐磨填料分散性的影响，从而制备出环保、耐磨性能好的鞋底材料，实现fr-pvg的绿色回收和利用，而提出一种环保橡塑纤鞋底材料及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种环保橡塑纤鞋底材料，按重量份的组分组成为：

4、fr-pvg粉末50-60份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物30-40份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、白炭黑6-8份、环保增塑剂12-16份、环氧大豆油6-10份、钙锌复合稳定剂3-5份、偶联剂3-5份、pe蜡1份。

5、进一步的，fr-pvg粉末是由废旧橡塑织物整芯阻燃输送带粉碎而成，粒径60目。

6、进一步的，环保增塑剂是偏苯三酸三辛酯、邻苯二甲酸二壬酯和对苯二甲酸二辛脂中的任一种；

7、进一步的，偶联剂是γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和钛酸酯偶联剂中的任一种。

8、进一步的，一种环保橡塑纤鞋底材料，还包括丁苯橡胶25-30份、天然橡胶3-5份、反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶9-12份、二环戊二烯16-20份、纳米二氧化硅13-14份、氧化锌3份、硫磺1份、促进剂dm 0.6份、促进剂cz 1份、防老剂40201份、硬脂酸1份；

9、进一步的，偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。

10、进一步的，一种环保橡塑纤鞋底材料的制备方法，包括以下步骤：

11、将fr-pvg粉末和白炭黑投入捏合机中加热搅拌，并喷洒偶联剂，得到表面改性处理的fr-pvg/白炭黑共混物；

12、将上述表面改性处理的fr-pvg/白炭黑共混物与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、环保增塑剂、环氧大豆油、钙锌复合稳定剂和pe蜡一起加入密炼机中混炼，得到环保橡塑纤耐磨鞋底材料预塑化料。

13、进一步的，fr-pvg粉末的制备步骤为：将fr-pvg清理干净，切制成200cm2大小的块状fr-pvg，将块状fr-pvg粉碎，得到粒径60目的fr-pvg粉末。

14、进一步的，捏合机中搅拌速度为340-350转/分钟，所述偶联剂开始喷洒温度为40℃-50℃，偶联剂喷洒完成后继续加热搅拌，加热至105℃-110℃继续搅拌18-20分钟。

15、进一步的，密炼机转子速度40-50转/分钟，所述密炼机混炼温度为165℃-170℃，所述密炼机混炼时间为18-20分钟。

16、进一步的，预塑化料经过双锥螺杆挤出造粒机组，在螺杆转速30-40转/分钟、温度165℃-170℃的温度下挤出造粒，得到环保橡塑纤耐磨鞋底材料粒料，将所述粒料通过注塑或模压，得到环保橡塑纤耐磨鞋底。

17、进一步的，一种环保橡塑纤鞋底材料的制备方法，包括以下步骤：

18、将天然橡胶、丁苯橡胶和反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶在双辊开炼机上充分塑炼，混合均匀后加入硬脂酸、钙锌复合稳定剂和环氧大豆油，加入纳米二氧化硅，分散均匀后加入氧化锌、促进剂和防老剂，得到塑炼母炼胶加入白炭黑，分散均匀后加入促进剂和防老剂，得到塑炼母炼胶；

19、将fr-pvg粉末、二环戊二烯以及白炭黑投入捏合机中加热搅拌，搅拌速度为340-350转/分钟，加热至40℃-50℃开始喷洒偶联剂，继续加热搅拌，在105℃-110℃的温度下搅拌18-20分钟，得到表面改性处理的fr-pvg/白炭黑共混物；

20、将上述表面改性处理的fr-pvg/白炭黑共混物与塑炼母炼胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、环保增塑剂和pe蜡一起加入密炼机中混炼，密炼机转子速度40-50转/分钟，在165℃-170℃温度下混炼18-20分钟，然后加入硫磺，继续混炼1-2分钟，得到环保橡塑纤耐磨鞋底材料预塑化料；

21、将上述预塑化料经过双锥螺杆挤出造粒机组，在螺杆转速30-40转/分钟、温度165℃-170℃的温度下挤出造粒，得到环保橡塑纤耐磨鞋底材料粒料；

22、将上述粒料通过注塑或模压，得到环保橡塑纤耐磨鞋底。

23、本发明的有益效果：

24、(1)利用废旧橡塑织物整芯阻燃输送带(fr-pvg)为基体制备环保橡塑纤耐磨鞋底材料，避免了因处理fr-pvg而产生环境污染问题，实现了fr-pvg的绿色回收和高价值利用，创新了我国废旧橡塑织物整芯阻燃输送带高值高效绿色回收利用的新途径。

25、(2)制备的环保橡塑纤耐磨鞋底材料强度高，耐磨性能好，物理性能优于hg/t3082-2022《橡胶鞋底》要求，比现有技术生产的橡塑鞋底有更好的耐穿性能，生产成本低，可重复利用。

26、(3)本发明通过在混炼之前增加以天然橡胶、丁苯橡胶为基底的塑炼母炼胶，在塑炼母炼胶中加入tbir(反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶)提升白炭黑在橡胶基底中的分散性，增加橡胶基底的交联密度，以提高产品鞋底材料的耐磨性能；fr-pvg的原料中含有橡胶，以天然橡胶、丁苯橡胶为基底的塑炼母炼胶可以很好的与fr-pvg粉末混炼，提高了sbs(丁苯橡胶)和fr-pvg粉末之间的相容性；将白炭黑分别加入塑炼母炼胶和fr-pvg粉末中，使白炭黑在tbir的作用下减小平均粒径，增加在预混料中分散性，在偶联剂的作用下使白炭黑表面活性硅羟基变为疏水性，增加在fr-pvg粉末中的分散性，再将塑炼母炼胶和fr-pvg粉末混炼，使白炭黑在tbir、偶联剂的作用下进一步提升在预塑化料中的分散性，进一步提升鞋底材料的耐磨性。

27、(4)本发明通过将sio2(白炭黑)、fr-pvg粉末以及dcpd(二环戊二烯)共混并喷洒偶联剂进行表面改性，提升了sio2在fr-pvg粉末和dcpd中的分散性，同时dcpd与fr-pvg粉末中含有的大量阻燃剂混合、表面接引，降低阻燃剂的活性，增加阻燃剂的分散性，从而降低阻燃剂对材料的影响，提高了材料的聚合度和交联密度，提升了材料的韧性、强度以及耐磨性。