阅读说明：本技术 一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法 (Preparation method of light wear-resistant plastic sole material ) 是由 申乾成 申辉 黄振 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及新材料加工技术领域,公开了一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法,通过对塑胶合成特征以及复合纳米填料性能的研究,从整体结构解决现有塑胶材质的鞋底耐磨性差的问题,将制备得到的纳米材料通过共发泡形式添加至塑胶材料中,与塑胶界面结合,提高复合材料鞋底的综合性能,制备得到的鞋底材料密度低至45-48千克/立方米,拉伸强度提高至7.3-7.6MPa,弯曲强度提高至16-18MPa,动摩擦系数为0.34-0.36；制备得到的鞋底材料为多孔发泡结构,具有耐磨减震性,纳米填料的添加,增强了鞋底的耐磨性,并使得塑胶材料内部结合力提高,主要表现在力学强度的提升,具有较高的弹性恢复能力,更加耐用,提高塑胶鞋底的使用寿命。(The invention relates to the technical field of new material processing, and discloses a preparation method of a light wear-resistant plastic sole material, which solves the problem of poor wear resistance of the sole of the existing plastic material from an integral structure through the research on the synthetic characteristics of plastic and the performance of a composite nano filler, adds the prepared nano material into the plastic material in a co-foaming manner, combines with a plastic interface, and improves the comprehensive performance of the composite material sole, wherein the density of the prepared sole material is as low as 45-48 kg/cubic meter, the tensile strength is improved to 7.3-7.6MPa, the bending strength is improved to 16-18MPa, and the dynamic friction coefficient is 0.34-0.36; the prepared sole material is of a porous foaming structure and has wear resistance and shock absorption, the addition of the nano filler enhances the wear resistance of the sole, the internal bonding force of the plastic material is improved, the mechanical strength is mainly improved, the elastic recovery capability is higher, the durability is higher, and the service life of the plastic sole is prolonged.)

一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法

技术领域

本发明属于新材料加工技术领域，具体涉及一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法。

背景技术

塑胶的定义：主要由碳、氧、氢和氮及其他有机或无机元素所构成，成品为固体，在制造过程中是熔融状的液体，因此可以机加热使其熔化、加压力使其流动、冷却使其固化，而形成各种形状，此庞大而变化多端的材料族群称为塑胶。随着塑胶工业的飞速发展和塑胶性能的不断提高，塑胶件得到了更为广泛的应用。而不是仅仅限制在工业金属零件替代上，生活中随处可见的是塑胶材料的生活用品。

随着产业技术的升级，塑胶产品不再停留在低端性能需求上。更高品质的塑胶材料才能满足人们对于强度高、质轻、稳定性高的要求。然而由于橡胶材质固有性质的限制，使得产品的质量得不到有效提高。在制鞋领域中的体现较为明显，塑胶的透气性差，厚重，耐磨性差，严重影响了塑胶鞋的舒适感和使用寿命。因此，对于塑胶作为鞋底加工材料的使用必须要进行性能改进，以提高其舒适度以及使用寿命，这对于发挥塑胶材料在制鞋领域的优势性能和环境保护具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法，具有较高的弹性恢复能力，更加耐用，提高塑胶鞋底的使用寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法，其优选方案为，将制备得到的复合纳米填料通过共发泡形式添加至塑胶材料中，与塑胶界面结合，提高复合材料鞋底的综合性能；

首先，制备复合纳米填料：称取2.1-2.2毫摩正硅酸乙酯，置于烧杯中，向烧杯中加入75-80毫升摩尔浓度为1.4-1.6摩尔/升的氨水溶液中，磁力搅拌60-70分钟，转移至恒温水浴锅中，升温至65-70℃，滴加1.0-1.5毫升乙酸乙酯，搅拌均匀，将混合液转移至密闭恒温箱中，设定温度为60-65℃，保温老化48-50小时，冷却至30-35℃，得到凝胶态产物，转移至坩埚中，送入马弗炉中煅烧，升温至550-600℃，保温煅烧1.5-2.0小时，随炉自然冷却至室温，得到煅烧产物与纳米二硫化钼按照7-8:1的比例混合，研磨15-20分钟，得到的粉末置于烧杯中，加入4-5倍体积的无水乙醇，同时滴加质量分数占粉末质量40-45%的硅烷偶联剂，超声分散30-40分钟，将分散物转移至球磨罐中，进行球磨，转速为300-400转/分钟，球磨40-45分钟，球磨结束后进行离心分离，得到固体产物置于恒温鼓风干燥箱中进行干燥，干燥温度为60-70℃，干燥时间为12-15小时，即得所述复合纳米填料。所述硅烷偶联剂为KH-560；制备得到的复合纳米填料粒径大小在25-30纳米之间。制备得到的纳米填料纯度高，粒径小，在塑胶中的分散性好，与塑胶键合强度高，具有优异的补强性能。

塑胶鞋底材料制备，包括以下步骤：

按照重量份计：将丁二烯30-35份、丙烯腈28-30份、甲基丙烯酰胺11-13份、甲基丙烯酸叔丁酯2.0-2.4份、甲基丙烯酸镁0.3-0.4份、偶氮二异丁腈0.4-0.6份、氮氮-二甲基甲酰胺0.7-0.9份、偶氮二甲酰胺3.5-4.0份，置于反应釜中，在400-500转/分钟下搅拌混合1-2小时，然后升温至55-60℃，密封反应36-40小时，向得到的预聚合反应液中加入制备得到的纳米填料，添加量占预聚合反应液质量的0.022-0.024%，升温至60-70℃，超声搅拌40-45分钟，所述超声功率为1000W-1200W，转移至发泡工装中，置于电热恒温鼓风干燥箱中进行发泡，发泡温度控制在150-160℃，发泡时间为20-24分钟，冷却至80-90℃后，置于模具中，升温至120-130℃，加压保温热处理70-80分钟，压力为2.0-2.2MPa，自然冷却至室温即可。

本发明制备得到的塑胶鞋底材料为多孔发泡结构，具有耐磨减震性，纳米填料的添加，增强了鞋底的耐磨性，并使得塑胶材料内部结合力提高，主要表现在力学强度的提升，具有较高的弹性恢复能力，更加耐用，提高塑胶鞋底的使用寿命。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决塑胶鞋底耐磨性差，使用寿命短的问题，本发明提供了一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法，通过对塑胶合成特征以及复合纳米填料性能的研究，从整体结构解决现有塑胶材质的鞋底耐磨性差的问题，将制备得到的纳米材料通过共发泡形式添加至塑胶材料中，与塑胶界面结合，提高复合材料鞋底的综合性能，制备得到的鞋底材料密度低至45-48千克/立方米，拉伸强度提高至7.3-7.6MPa，弯曲强度提高至16-18MPa，动摩擦系数为0.34-0.36；制备得到的鞋底材料为多孔发泡结构，具有耐磨减震性，纳米填料的添加，增强了鞋底的耐磨性，并使得塑胶材料内部结合力提高，主要表现在力学强度的提升，具有较高的弹性恢复能力，更加耐用，提高塑胶鞋底的使用寿命；本发明能够显著提高塑胶鞋底的耐磨性能，解决现有塑胶改性方法复杂，耐磨性能得不到有效提高的问题，应用前景好，经济效益和社会效益较显著提高。本发明有效解决了塑胶鞋底耐磨性差，使用寿命短的问题，具有低成本、低能耗、高性能的特点，大大提高了塑胶鞋的使用寿命，有助于塑胶产品各方面性能的均衡改善，能够实现促进塑胶鞋制造行业发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于塑胶材料的应用研究具有较高价值，显著促进塑胶工业领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。

实施例1

一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法，其优选方案为，将制备得到的复合纳米填料通过共发泡形式添加至塑胶材料中，与塑胶界面结合，提高复合材料鞋底的综合性能；

塑胶鞋底材料制备，具体包括以下步骤：

按照重量份计：将丁二烯30份、丙烯腈28份、甲基丙烯酰胺11份、甲基丙烯酸叔丁酯2.0份、甲基丙烯酸镁0.3份、偶氮二异丁腈0.4份、氮氮-二甲基甲酰胺0.7份、偶氮二甲酰胺3.5份，置于反应釜中，在400转/分钟下搅拌混合1小时，然后升温至55℃，密封反应36小时，向得到的预聚合反应液中加入制备得到的纳米填料，添加量占预聚合反应液质量的0.022%，升温至60℃，超声搅拌40分钟，所述超声功率为1000W，转移至发泡工装中，置于电热恒温鼓风干燥箱中进行发泡，发泡温度控制在150℃，发泡时间为20钟，冷却至80℃后，置于模具中，升温至120℃，加压保温热处理70分钟，压力为2.0MPa，自然冷却至室温即可。

所述复合纳米填料的制备方法为：称取2.1毫摩正硅酸乙酯，置于烧杯中，向烧杯中加入75毫升摩尔浓度为1.4摩尔/升的氨水溶液中，磁力搅拌60分钟，转移至恒温水浴锅中，升温至65℃，滴加1.0毫升乙酸乙酯，搅拌均匀，将混合液转移至密闭恒温箱中，设定温度为60℃，保温老化4小时，冷却至30℃，得到凝胶态产物，转移至坩埚中，送入马弗炉中煅烧，升温至550℃，保温煅烧1.5小时，随炉自然冷却至室温，得到煅烧产物与纳米二硫化钼按照7:1的比例混合，研磨15分钟，得到的粉末置于烧杯中，加入4倍体积的无水乙醇，同时滴加质量分数占粉末质量40%的硅烷偶联剂，超声分散30分钟，将分散物转移至球磨罐中，进行球磨，转速为300转/分钟，球磨40分钟，球磨结束后进行离心分离，得到固体产物置于恒温鼓风干燥箱中进行干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为12小时，即得所述复合纳米填料。所述硅烷偶联剂为KH-560。

实施例2

一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法，其优选方案为，将制备得到的复合纳米填料通过共发泡形式添加至塑胶材料中，与塑胶界面结合，提高复合材料鞋底的综合性能；

塑胶鞋底材料制备，具体包括以下步骤：

按照重量份计：将丁二烯33份、丙烯腈29份、甲基丙烯酰胺12份、甲基丙烯酸叔丁酯2.2份、甲基丙烯酸镁0.35份、偶氮二异丁腈0.5份、氮氮-二甲基甲酰胺0.8份、偶氮二甲酰胺3.8份，置于反应釜中，在450转/分钟下搅拌混合1.5小时，然后升温至58℃，密封反应38小时，向得到的预聚合反应液中加入制备得到的纳米填料，添加量占预聚合反应液质量的0.023%，升温至65℃，超声搅拌42分钟，所述超声功率为1100W，转移至发泡工装中，置于电热恒温鼓风干燥箱中进行发泡，发泡温度控制在155℃，发泡时间为22分钟，冷却至85℃后，置于模具中，升温至125℃，加压保温热处理75分钟，压力为2.1MPa，自然冷却至室温即可。

所述复合纳米填料的制备方法为：称取2.15毫摩正硅酸乙酯，置于烧杯中，向烧杯中加入78毫升摩尔浓度为1.5摩尔/升的氨水溶液中，磁力搅拌65分钟，转移至恒温水浴锅中，升温至68℃，滴加1.2毫升乙酸乙酯，搅拌均匀，将混合液转移至密闭恒温箱中，设定温度为62℃，保温老化49小时，冷却至32℃，得到凝胶态产物，转移至坩埚中，送入马弗炉中煅烧，升温至555℃，保温煅烧1.8小时，随炉自然冷却至室温，得到煅烧产物与纳米二硫化钼按照7.5:1的比例混合，研磨18分钟，得到的粉末置于烧杯中，加入4.5倍体积的无水乙醇，同时滴加质量分数占粉末质量42%的硅烷偶联剂，超声分散35分钟，将分散物转移至球磨罐中，进行球磨，转速为350转/分钟，球磨42分钟，球磨结束后进行离心分离，得到固体产物置于恒温鼓风干燥箱中进行干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为13小时，即得所述复合纳米填料。所述硅烷偶联剂为KH-560。

实施例3

一种轻质耐磨塑胶鞋底材料的制备方法，将制备得到的复合纳米填料通过共发泡形式添加至塑胶材料中，与塑胶界面结合，提高复合材料鞋底的综合性能；

塑胶鞋底材料制备，具体包括以下步骤：

按照重量份计：将丁二烯35份、丙烯腈30份、甲基丙烯酰胺13份、甲基丙烯酸叔丁酯2.4份、甲基丙烯酸镁0.4份、偶氮二异丁腈0.6份、氮氮-二甲基甲酰胺0.9份、偶氮二甲酰胺4.0份，置于反应釜中，在500转/分钟下搅拌混合2小时，然后升温至60℃，密封反应40小时，向得到的预聚合反应液中加入制备得到的纳米填料，添加量占预聚合反应液质量的0.024%，升温至70℃，超声搅拌45分钟，所述超声功率为1200W，转移至发泡工装中，置于电热恒温鼓风干燥箱中进行发泡，发泡温度控制在160℃，发泡时间为24分钟，冷却至90℃后，置于模具中，升温至130℃，加压保温热处理80分钟，压力为2.2MPa，自然冷却至室温即可。

所述复合纳米填料的制备方法为：称取2.2毫摩正硅酸乙酯，置于烧杯中，向烧杯中加入80毫升摩尔浓度为1.6摩尔/升的氨水溶液中，磁力搅拌70分钟，转移至恒温水浴锅中，升温至70℃，滴加1.5毫升乙酸乙酯，搅拌均匀，将混合液转移至密闭恒温箱中，设定温度为65℃，保温老化50小时，冷却至35℃，得到凝胶态产物，转移至坩埚中，送入马弗炉中煅烧，升温至600℃，保温煅烧2.0小时，随炉自然冷却至室温，得到煅烧产物与纳米二硫化钼按照8:1的比例混合，研磨20分钟，得到的粉末置于烧杯中，加入5倍体积的无水乙醇，同时滴加质量分数占粉末质量45%的硅烷偶联剂，超声分散40分钟，将分散物转移至球磨罐中，进行球磨，转速为400转/分钟，球磨45分钟，球磨结束后进行离心分离，得到固体产物置于恒温鼓风干燥箱中进行干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为15小时，即得所述复合纳米填料。所述硅烷偶联剂为KH-560。

将实施例1-3制备得到的鞋底材料密度在45-48千克/立方米范围，动摩擦系数在0.34-0.36范围。

本发明能够显著提高塑胶鞋底的耐磨性能，解决现有塑胶改性方法复杂，耐磨性能得不到有效提高的问题，应用前景好，经济效益和社会效益较显著提高。本发明有效解决了塑胶鞋底耐磨性差，使用寿命短的问题，具有低成本、低能耗、高性能的特点，大大提高了塑胶鞋的使用寿命，有助于塑胶产品各方面性能的均衡改善，能够实现促进塑胶鞋制造行业发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于塑胶材料的应用研究具有较高价值，显著促进塑胶工业领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。