一种用于拖鞋中底的改性乳胶材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种用于拖鞋中底的改性乳胶材料及其制备方法 (Modified latex material for slipper insole and preparation method thereof ) 是由 李怿 于 2021-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于拖鞋中底的改性乳胶材料及其制备方法,特点是由以下原料及其重量份数组成：脱糖天然乳胶60-80份,丁苯胶乳20-40份,苯并异噻唑啉-3-酮8-12份,氧化剂6-10份,硫磺3-12份,蓖麻油5-10份,天然树脂5-9份,硫化促进剂3-8份,防老剂3-6份,光稳定剂0.2-5份,油酸钾0.3-2份,氢氧化钠0.8-1份,长链烷季铵盐类抗菌剂3-5份和起泡剂1-2份,其制备方法为在脱糖天然乳胶中加入上述各成分后,再注模蒸汽硫化放入含苯并异噻唑啉-3-酮抗菌剂水溶液的水槽中沥滤得到产品,优点是抗菌性好、支撑回弹力强。(The invention discloses a modified latex material for a slipper insole and a preparation method thereof, and is characterized by comprising the following raw materials in parts by weight: 60-80 parts of desugarized natural latex, 20-40 parts of styrene-butadiene latex, 8-12 parts of benzisothiazolin-3-one, 6-10 parts of oxidizing agent, 3-12 parts of sulfur, 5-10 parts of castor oil, 5-9 parts of natural resin, 3-8 parts of vulcanization accelerator, 3-6 parts of anti-aging agent, 0.2-5 parts of light stabilizer, 0.3-2 parts of potassium oleate, 0.8-1 part of sodium hydroxide, 3-5 parts of long-chain alkyl quaternary ammonium salt antibacterial agent and 1-2 parts of foaming agent.)
技术领域
本发明涉及一种改性乳胶材料，尤其是涉及一种用于拖鞋中底的改性乳胶材料及其制备方法。
背景技术
市面上的拖鞋存在两个显著缺陷：易脚臭；不塌陷的弹性不好，弹性好的易塌陷；其中易脚臭是由下列各个原因共同作用而形成，1.潮湿环境：脚掌是个多汗的环境，总共约有25万多个汗腺，一天可以分泌将近500毫升的汗水，汗液里除含水分、盐分外，还含有乳酸及尿素。当水分含量高的时候非常有利于细菌及霉菌的大量滋生繁殖。2.闷热密闭空间：拖鞋本身材质透气性不佳，由于水分的增高，皮肤表面的pH值会升高到7左右，会放出二氧化碳气体，这样的环境最适合脚底某些细菌的生长。3.细菌繁殖：因为一、二项因素的加成作用，加之拖鞋因材质、结构等因素或不能清洗或无法清洗干净，细菌滋长较快，老旧角质在汗水的浸润下脱落在纤维中，会变成细菌所需的营养来源，促进细菌的增生繁殖，造成足部皮肤细菌的迅速成长，这些细菌可以分解皮肤的角质蛋白，及脚汗中的尿素、乳酸成分，形成含有臭味的各种代谢物：(1)乳酪短杆菌可将角质蛋白中的成分甲硫氨酸分解形成甲基硫醇，这种代谢物的气味和乳酪发酵的味道很像。(2)皮脂中的脂肪成分被金黄色葡萄球菌分解形成短链脂肪酸。(3)汗水中的尿素被细菌分解成氨。这几种味道混在一起，并紧紧的闷在不透气的拖鞋中，就会形成难闻的脚臭。
为提升拖鞋的舒适度，中底普遍会采用海绵填充的方法，增加穿着的弹性和柔软度，最常用到的海绵是：聚氨酯泡沫塑料海绵、聚氯乙烯泡沫塑料海绵等；聚氨酯泡沫塑料海绵、聚氯乙烯泡沫塑料海绵在使用过程中有着共性的问题，此类中底填充易支撑力不够，短期使用易塌陷，使用寿命短；同时不环保，每年世界产生上百亿双拖鞋，而此类化工海绵废料是无法直接抛向大自然的，也短期内无法自然降解；而拖鞋多采取燃烧的方式处理聚氨酯泡沫塑料海绵、聚氯乙烯泡沫塑料海绵废料，则燃烧产生的有毒气体，如：一氧化碳、氰化氢、甲醛等对环境和人体都会造成很恶劣的影响，甚至会发生中毒死亡。
综上所述，目前市面上的拖鞋材质主要是存在以下几个缺点：易臭脚，易塌陷，不环保；所以为了保护环境，推广使用天然可降脂的乳胶作为中底原料填充材质必然成为趋势，但是现有乳胶制品也有几个缺点：1、天然乳胶含0.2-4.5wt％植物蛋白和0.36-4.2wt％糖类等有机养料，能促进细菌、真菌类微生物的增生繁殖；2、市面上现有的乳胶制品回弹性好不塌陷，但受压后没有足够的支撑力，脚后跟和地面硬碰硬，舒适度极差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌性好、支撑回弹力强的用于拖鞋中底的改性乳胶材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于拖鞋中底的改性乳胶材料，由以下原料及其重量份数组成：脱糖天然乳胶60-80份，丁苯胶乳20-40份，苯并异噻唑啉-3-酮8-12份，氧化剂6-10份，硫磺3-12份，蓖麻油5-10份，天然树脂5-9份，硫化促进剂3-8份，防老剂3-6份，光稳定剂0.2-5份，油酸钾0.3-2份，氢氧化钠0.8-1份，长链烷季铵盐类抗菌剂3-5份和起泡剂1-2份。
上述用于拖鞋中底的改性乳胶材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将天然乳胶置于发酵容器中，将发酵液按质量分数5-10％的添加量加入到天然乳胶中搅拌均匀，控制pH值为7.0-7.4，温度为30-40℃，保持4小时，直至pH值下降至6.5，即得到脱糖天然乳胶；细菌脱糖的原理是：在一定温度和pH值下，将含有培养菌的发酵液和天然乳胶混合，使原料中的细菌进行繁殖，依靠其消耗葡萄糖的能力进行消耗脱糖；
(2)在脱糖天然乳胶中加入丁苯乳胶、硫化促进剂、防老剂、油酸钾、硫磺、氢氧化钠、蓖麻油和光稳定剂，熟成24-72小时，然后加入起泡剂起泡混合搅拌，再加入氧化剂和天然树脂，最后加入长链烷基季按基季铵盐，温度控制在10℃，在370-390r/min的搅拌速度下，搅拌2-3小时得到泡沫乳胶凝胶；温度控制在10℃，搅拌速度控制在370-390r/min时，反应可以顺利的进行而不会影响接枝反应的均匀性，且不会引起乳胶的凝固。反应过程中搅拌速度过快过慢都易引起乳胶的凝固，影响反应的进行或影响接枝的均匀性和充分性，因此必须对搅拌速度和温度进行严格控制；
(3)将泡沫乳胶凝胶注模蒸汽硫化，完成脱模后放入水槽中沥滤，用挤压棍筒边喷水边挤压直至除去残留在泡沫乳胶凝胶中的水溶性物质后，将泡沫乳胶凝胶放入含有质量浓度为0.05-0.40％的苯并异噻唑啉-3-酮抗菌剂水溶液的水槽中多次水洗沥滤，然后用离心机脱水，于温度40℃以下通过远红外将泡沫乳胶凝胶干燥，即得到用于拖鞋中底的改性乳胶材料。
所述的发酵液由以下原料组成：双蒸水20-30重量份，RPMI-1640粉末培养基10-15重量份、NaHCO3 8-10重量份、灭菌猪大肠5-8重量份、植物血凝素3-6重量份、卡那霉素100单位/毫升和乳酸链球菌素2-5重量份。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种用于拖鞋中底的改性乳胶材料及其制备方法，通过对天然乳胶进行脱糖改进，然后前期添加长链烷季铵盐改性，后期添加苯并异噻唑啉-3-酮抗菌剂，制备得到的乳胶材料具有抗菌防臭，同时还具有吸湿性强，支撑性强、回弹性好、硬性柔软、耐暴晒等优点。
综上所述，本发明一种用于拖鞋中底的改性乳胶材料及其制备方法，首先增强乳胶材质的吸湿度：脚部干爽会使得大部分菌群没有一个良好滋生的环境，通过将糖类、蛋白质提取杜绝菌群的养分；通过厚度和硬度试验可知，成人(50-100kg)使用时改性乳胶材料制成的鞋中底具有足够的支撑力和弹性，可以扩大改性乳胶在拖鞋中领域的应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
一、具体实施例
实施例1
一种用于拖鞋中底的改性乳胶材料，由以下原料及其重量份数组成：脱糖天然乳胶70份，丁苯胶乳30份，苯并异噻唑啉-3-酮10份，氧化剂8份，硫磺8份，蓖麻油7份，天然树脂7份，硫化促进剂5份，防老剂4份，光稳定剂1份，油酸钾1份，氢氧化钠0.9份，长链烷季铵盐类抗菌剂4份和起泡剂1.5份，其制备方法包括以下步骤：
(1)将天然乳胶置于发酵容器中，将发酵液按质量分数5-10％的添加量加入到天然乳胶中搅拌均匀，控制pH值为7.0-7.4，温度为30-40℃，保持4小时，直至pH值下降至6.5，即得到脱糖天然乳胶；其中发酵液由以下原料组成：双蒸水20-30重量份，RPMI-1640粉末培养基10-15重量份、NaHCO3 8-10重量份、灭菌猪大肠5-8重量份、植物血凝素3-6重量份、卡那霉素100单位/毫升和乳酸链球菌素2-5重量份；
(2)在脱糖天然乳胶中加入丁苯乳胶、硫化促进剂、防老剂、油酸钾、硫磺、氢氧化钠、蓖麻油和光稳定剂，熟成24-72小时，然后加入起泡剂起泡混合搅拌，再加入氧化剂和天然树脂，最后加入长链烷基季按基季铵盐，温度控制在10℃，在370-390r/min的搅拌速度下，搅拌2-3小时得到泡沫乳胶凝胶；
(3)将泡沫乳胶凝胶注模蒸汽硫化，完成脱模后放入水槽中沥滤，用挤压棍筒边喷水边挤压直至除去残留在泡沫乳胶凝胶中的水溶性物质后，将泡沫乳胶凝胶放入含有质量浓度为0.05-0.40％的苯并异噻唑啉-3-酮抗菌剂水溶液的水槽中多次水洗沥滤，然后用离心机脱水，于温度40℃以下通过远红外将泡沫乳胶凝胶干燥，即得到用于拖鞋中底的改性乳胶材料。苯并异噻唑啉-3-酮抗菌剂主是要针对脚部真菌及乳酪短杆菌类有很强的抑制和杀灭作用，但温度过高在后处理中的效果将大大降低；检测该改性乳胶材料的抑菌率如下：对金黄色葡萄球菌的抑菌率为99％，白色念珠菌的抑菌率为92％，大肠杆菌的抑菌率为95％。
实施例2
同上述实施例1，其区别在于：由以下原料及其重量份数组成：脱糖天然乳胶60份，丁苯胶乳20份，苯并异噻唑啉-3-酮8份，氧化剂6份，硫磺3份，蓖麻油5份，天然树脂5份，硫化促进剂3份，防老剂3份，光稳定剂0.2份，油酸钾0.3份，氢氧化钠0.8份，长链烷季铵盐类抗菌剂3份和起泡剂1份。
实施例3
同上述实施例1，其区别在于：由以下原料及其重量份数组成：脱糖天然乳胶80份，丁苯胶乳40份，苯并异噻唑啉-3-酮12份，氧化剂10份，硫磺12份，蓖麻油10份，天然树脂9份，硫化促进剂8份，防老剂6份，光稳定剂5份，油酸钾2份，氢氧化钠1份，长链烷季铵盐类抗菌剂5份和起泡剂2份。
二、改性乳胶材料性能分析
1、试验用材料：常规乳胶片材、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料及本发明材料1cm、2cm若干份；压力检测仪；数显高度同步仪；邵氏硬度器LX-C；湿度器；热电偶温度器；
2、试验环境：常规试验室，室内恒温26℃，每次试验前会测量试品的各项指标是在同一条件下；
3、考虑因素：1)脚部瞬间受力值是多少，所有极限值非常重要，每次试验都会将材料施压到极限值；2)拖鞋需要考虑的吸湿、硬度、静音、耐折、断裂等多指数确定，每次对比性试验，必须是同时或短时间内进行，试验前必须对对比材料进行同步或同一时间内进行同条件测试；
4、考虑到没有缓冲或踩着软但没有支撑力的拖鞋，脚后跟容易和地面硬碰硬，对骨骼、软骨、关节、韧带、肌肉伤害较大，另外脚底的血管和神经组织丰富，所谓“脚底伤，易得病”长期让脚底和坚硬的地面直接碰撞会对健康带来障碍；取值是材料极限施压后脚底高于0.4cm以上，极限施压后不能达到0.4cm的中底材料，是没有缓冲减震作用，视为不合格中底；
5、方法试验：
1)本品与常规乳胶片材、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料的极限施压下的形变塌陷试验，将2cm厚，长宽各5cm的本品、常规乳胶片材、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料，在极限施压680N静默24小时后卸压，结果：本品及常规乳胶片材迅速回弹至原状，而聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料塌陷近2/3左右且30分钟内未能恢复弹性；
2)本品与常规乳胶的压力测试：为提升缓冲和回弹性，材料越厚缓冲越好，但当厚度达到3cm及以上常规乳胶和本品压力达到500N都出现不同程度的扭曲变形，卸压后恢复原状，如果使用到中底中易出现崴脚现象，常规乳胶2cm以内不满足缓冲性能，3cm厚度高易崴脚，不适合中底；本品高度在1.5cm以内极限施压后392N低于4mm，厚度3cm左右也会出现扭曲，应该控制在1.5-2.2cm之间最适合作为拖鞋类中底材料；常规乳胶与本品乳胶试验结果如下表1所示：
表1
由上述表格可知，结论：本品相较于市面上聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料，在1.5-2.2cm之间有明显的柔软回弹性和支撑力，且通过测试能持续回弹不塌陷。
上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。