耐腐蚀抗撕裂鞋底材料及其制备方法和运动鞋
阅读说明：本技术 耐腐蚀抗撕裂鞋底材料及其制备方法和运动鞋 (Corrosion-resistant tear-resistant sole material, preparation method thereof and sports shoes ) 是由 李坚戈 李秉仲 李少仲 于 2021-07-22 设计创作，主要内容包括：本申请涉及鞋业制造领域,具体公开了一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料及其制备方法和运动鞋。一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料由包括如下重量份的原料制得：聚氨酯弹性体橡胶100～200份、聚酰胺酸0.4～4份、聚苯硫醚0.1～2份、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物0.5～1份、松香酯0.5～0.7份、交联剂1～2份。本申请制得的耐腐蚀抗撕裂鞋底材料具备较好的耐腐蚀、抗撕裂性能和耐磨损性能,能够长期与受化学试剂污染的地面接触。(The application relates to the field of shoe industry manufacturing, and particularly discloses a corrosion-resistant tear-resistant sole material, a preparation method thereof and sports shoes. The corrosion-resistant tear-resistant sole material is prepared from the following raw materials in parts by weight: 100-200 parts of polyurethane elastomer rubber, 0.4-4 parts of polyamide acid, 0.1-2 parts of polyphenylene sulfide, 0.5-1 part of ethylene-methyl acrylate-glycidyl methacrylate random terpolymer, 0.5-0.7 part of rosin ester and 1-2 parts of cross-linking agent. The corrosion-resistant tear-resistant sole material prepared by the application has better corrosion resistance, tear resistance and abrasion resistance, and can be contacted with the ground polluted by chemical reagents for a long time.)
技术领域
本申请涉及鞋业制造
技术领域
，更具体地说，它涉及一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料及其制备方法和运动鞋。背景技术
运动鞋具备穿着舒适的特性，且运动鞋的设计时尚，受到广大消费者的喜爱，因此，在实验室工作的女性常常会选择穿运动鞋。但由于运动鞋的鞋底直接与粗糙污浊的地面接触，而实验过程中会发生实验试剂碎裂，经过打扫后地面上仍然会残留有部分实验试剂以及尖锐废弃物，易导致运动鞋受到试剂腐蚀和磨损，出现破洞，运动鞋的鞋底无法对人体起到保护作用。
相关技术中，早期鞋底材料由天然橡胶制成，天然橡胶不具备较好的耐腐蚀性能，长期与含有腐蚀性液体的实验室地面接触，易被腐蚀，产生破洞。后期采用微孔发泡技术制备聚氨酯材质的鞋底，聚氨酯材质本身具有一定的耐酸碱性能，但聚氨酯鞋底中有少量微孔，地面上的腐蚀性液体与鞋底接触，腐蚀性液体通过毛细作用，进入鞋底，逐渐腐蚀鞋底，导致运动鞋的硬度下降，耐腐蚀和抗撕裂性能降低。
针对上述相关技术，本申请人认为亟需开发一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料，使由此材料制备而成的鞋子具备较好的耐腐蚀性能和抗撕裂性能，使用寿命长久。
发明内容
为了提高鞋底材料的耐腐蚀性能和抗撕裂性能，本申请提供一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料及其制备方法和运动鞋。
第一方面，本申请提供的一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料，采用如下的技术方案：
一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料，由包括如下重量份的原料制得：
本申请中聚苯硫醚在聚酰胺酸、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物和松香酯的作用下，能够与聚氨酯弹性体橡胶充分相容：聚酰胺酸中含有多羧基、多酰胺基和多活泼氢，乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物中含有大量的羟基和羧基、松香酯中含有刚性苯环和羟基，三者对促进聚氨酯弹性体橡胶与聚苯硫醚相容起到协同作用，聚苯硫醚、聚酰胺酸、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、松香酯和聚氨酯弹性体橡胶在交联剂的作用下形成互穿网络，使得鞋底材料的撕裂路径崎岖，从而提高鞋底材料的抗撕裂强度；
同时聚苯硫醚、聚酰胺酸和松香酯中均含有高度刚性结构，能够提高鞋底材料的硬度，降低鞋底材料被尖锐物体刺穿的可能性；而松香酯中含有柔性链段，保证鞋底材料在高硬度的前提下，具有较好的拉伸性能，回弹性能较好，一方面其可吸收的形变能量大，进一步降低其被尖锐物体刺穿的可能性，另一方面能够提高使用者穿戴舒适度；
聚苯硫醚、聚酰胺酸和聚氨酯弹性体橡胶共混改性，聚苯硫醚耐酸耐碱，同时其与有机溶剂之间的亲和性较差，因此，能够改善聚氨酯弹性体橡胶耐腐蚀性能，同时聚苯硫醚能够改善聚氨酯弹性体橡胶的耐热性能，降低聚氨酯弹性体橡胶由于摩擦产生的热能导致氨基甲酸酯基团分解的可能性，使鞋底材料具备较好的耐磨性能；聚酰胺酸能够辅助聚苯硫醚改善聚氨酯弹性体橡胶的耐腐蚀性能。
优选的，所述聚氨酯弹性体橡胶与聚苯硫醚之间的重量比为150:1。
通过采用上述技术方案，聚苯硫醚的掺量在此重量比下，对鞋底材料断裂伸长率几乎无影响，但能够提高鞋底材料的扯断强度和耐腐蚀性能。
优选的，所述聚苯硫醚和聚酰胺酸之间的重量比为1:2。
优选的，所述聚酰胺酸和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物之间的重量比为2:1。
优选的，所述聚酰胺酸和松香酯之间的重量比为10:3。
通过采用上述技术方案，聚酰胺酸和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物和松香酯在此重量比下对聚氨酯弹性体橡胶与聚苯硫醚之间相容促进效果最佳。
优选的，所述松香酯为松香甘油酯和/或松香季戊四醇酯。
通过采用上述技术方案，松香甘油酯和/或松香季戊四醇酯中含有柔性长链，且羟基含量适中，既能够改善鞋底材料的抗撕裂性能，又不对鞋底材料的耐腐蚀性能产生影响。
优选的，所述聚氨酯弹性体橡胶的邵氏硬度为90A～60D。
通过采用上述技术方案，在不影响鞋底材料的拉伸强度的前提下，使得鞋底材料的硬度较高。
本申请中交联剂包括但不限于过氧二异丙苯、铂金硫化剂，其中优选使用过氧二异丙苯。
第二方面，本申请提供一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料的制备方法，包括如下步骤：
称取配方量的聚氨酯弹性体橡胶、聚酰胺酸、聚苯硫醚、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、松香酯和交联剂，将聚氨酯弹性体橡胶、聚酰胺酸、聚苯硫醚、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、松香酯搅拌共混后进行密练，密练结束后，继续加入交联剂进行混练，出片得到耐腐蚀抗撕裂鞋底材料。
通过采用上述技术方案，鞋底材料中各个原料充分混匀，具备良好的耐腐蚀性、抗撕裂性和耐磨性。
第三方面，本申请提供一种运动鞋，采用如下的技术方案：
一种运动鞋，包括鞋底和鞋面，所述鞋底由前述的耐腐蚀抗撕裂鞋底材料经过硫化、定型而成。
通过采用上述技术方案制得的运动鞋具有较好的耐腐蚀、耐磨损和抗撕裂的特性，并具有较好的舒适感，能够长期与含有化学试剂的地面接触，使用寿命长。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请中使用聚酰胺酸、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物和松香酯促进聚苯硫醚与聚氨酯弹性体橡胶之间的相容性，聚苯硫醚耐酸耐碱，同时其与有机溶剂之间的亲附性较差，使得鞋底材料具备较好的耐腐蚀性能；同时乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物和松香酯中含有大量柔性链段，而聚苯硫醚具有较好的刚性，使得鞋底材料能够同时兼顾拉伸性能和硬度的提升。
2、通过调控各个组成之间的配比，使鞋底材料的耐腐蚀性能和抗撕裂性能达到最佳。
3、本申请制得的运动鞋能够具备较好的耐腐蚀、耐磨损和抗撕裂的特性且具有较好的舒适感，长期与受化学试剂污染的地面接触也能够具有较长的使用寿命。
具体实施方式
若无特殊说明，以下实施例和对比例的原料来源均如下表1所示。
实施例
实施例1
一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料，按照如下步骤制得：
称取10kg聚氨酯弹性体橡胶(牌号TPU-S85A)、0.04kg聚酰胺酸、0.01kg聚苯硫醚、0.05kg乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、0.05kg松香甘油酯和0.1kg交联剂过氧化二异丙苯；
将上述聚氨酯弹性体橡胶、聚酰胺酸、聚苯硫醚、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、松香甘油酯投入搅拌机内以300rpm的转速搅拌10min，得到混合料；
将混合料投入至双速密练机内，在1Mpa的炼制压力下炼制10min，在95℃保温翻料透气1min，继续以相同的压力密练8min，在100℃下保温翻料透气50s，继续以相同的压力密练6min，在105℃下保温翻料透气40s，继续以相同的压力密练4min，在110℃下保温翻料透气30s，翻料完成后得到密练胶；
将密练胶转移至开练机内，向密练胶中投入交联剂，混练拉薄至完全均匀，通过出片机出片，出片机的机头温度为70～80℃，口型温度为80～90℃，胶片具有一定厚度(厚度根据实际需求可进行调整)，胶片出片后置于温度为10℃下进行冷却，冷却得到耐腐蚀抗撕裂鞋底材料。
实施例2-12
一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料，与实施例1的区别点在于组成成分不同，具体组成如下表2所示。
表2.耐腐蚀抗撕裂鞋底材料的组成
实施例13
一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料，与实施例10的区别点在于，使用牌号为TPU-S90A的聚氨酯弹性体橡胶等质量替换牌号为TPU-S85A的聚氨酯弹性体橡胶。
实施例14
一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料，与实施例10的区别点在于，使用牌号为TPU-S60D的聚氨酯弹性体橡胶等质量替换牌号为TPU-S85A的聚氨酯弹性体橡胶。
实施例15
一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料，与实施例10的区别点在于，使用牌号为TPU-S70D的聚氨酯弹性体橡胶等质量替换牌号为TPU-S85A的聚氨酯弹性体橡胶。
实施例16
一种耐腐蚀抗撕裂鞋底材料，与实施例14的区别点在于，使用松香季戊四醇酯等质量替换松香甘油酯。
对比例
对比例1-6
一种鞋底材料，与实施例1的区别点在于，鞋底材料的组成不同，具体组成如下表3所示。
表3.鞋底材料的组成
对比例
TPU-S85A/kg
聚酰胺酸SMW-620/kg
Ryton QA200N/kg
AX8900/kg
松香甘油酯/kg
交联剂/kg
对比例1
10.04
/
0.01
0.05
0.05
0.1
对比例2
10.05
0.04
0.01
0.05
/
0.1
对比例3
10.05
0.04
0.01
/
0.05
0.1
对比例4
10.09
/
0.01
/
0.05
0.1
对比例5
10.09
/
0.01
0.05
/
0.1
对比例6
10.1
0.04
0.01
/
/
0.1
性能检测试验将鞋底材料装在压铸机的塞筒内，再加压下鞋底材料铸入模腔硫化，模具温度为155℃，硫化时间为20min，硫化完成后，自然冷却至室温；将冷却整理过后的鞋底材料放入烘箱内，90℃定型3h，得到运动鞋鞋底；将鞋面胶粘在鞋底边沿处，得到运动鞋。
检测方法性能检测：对实施例1-16和对比例1-6经过硫化、定型而成的鞋底进行检测，根据GB/T528-2009对各项数据进行检测，检测标准如下表4所示：
表4.耐腐蚀性能检测标准
检测结果
表5.抗撕裂性能检测
检测对象
扯断强度/MPa
扯断伸长率/％
硬度/邵尔
检测对象
扯断强度/MPa
扯断伸长率/％
硬度/邵尔
实施例1
10.4
354
90A
实施例12
12.2
421
60D
实施例2
10.5
371
90A
实施例13
12.3
425
70D
实施例3
10.1
366
85A
实施例14
11.9
430
70D
实施例4
10.6
374
60D
实施例15
12.5
403
90D
实施例5
10.1
359
90A
实施例16
12.4
435
70D
实施例6
10.8
379
60D
对比例1
9.1
333
90A
实施例7
10.8
370
60D
对比例2
8.6
322
90A
实施例8
11.1
387
60D
对比例3
8.8
326
90A
实施例9
11.5
399
60D
对比例4
7.1
290
90A
实施例10
12.0
412
60D
对比例5
6.5
279
90A
实施例11
11.9
415
60D
对比例6
6.9
286
90A
表6.耐腐蚀性能和耐磨损性能检测
数据分析
注释：
1、抗撕裂性能由扯断强度、扯断伸长率、和硬度共同决定，扯断强度、扯断伸长率、和硬度越大时，鞋底材料的抗撕裂性能越佳；
2、耐腐蚀性能检测中扯断强度降低的数值以及扯断伸长率变化数值越小，鞋底材料的耐腐蚀性能越好；
3、对比例5制成的运动鞋经过数十万次摩擦后，对比例5的鞋底以出现破损，因此无耐腐蚀性能和耐磨损性能的检测数据。
结合实施例1和对比例1-6并结合表5-6可以看出，对比例1中使用松香甘油酯和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物促进聚苯硫醚和聚酰胺弹性体橡胶之间的相容性；对比例2中使用聚酰胺酸和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物促进聚苯硫醚和聚酰胺弹性体橡胶之间的相容性；对比例3中使用聚酰胺酸和松香甘油酯促进聚苯硫醚和聚酰胺弹性体橡胶之间的相容性；对比例4-6中分别使用聚酰胺酸、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物和松香甘油酯对聚苯硫醚和聚酰胺弹性体橡胶之间的相容性进行改性，上述六种方法对聚苯硫醚和聚酰胺弹性体橡胶之间的相容性的促进效果均不明显，使得鞋底材料的耐腐蚀性能和抗撕裂强度均不佳。
结合实施例1-12并结合表5-6可以看出，当聚酰胺酸的掺量过大和松香甘油酯的掺加量过大时，两者均对鞋底材料的扯断强度影响不大，但对扯断强度降低影响较大，其可能原因为聚酰胺酸中的羧基、松香甘油酯的羧基和羟基对有机试剂具有一定的亲和性，导致有机试剂易浸润鞋底材料表面，造成有机试剂的侵蚀。
结合实施例11、13-15并结合表5-6可以看出，控制聚氨酯弹性体橡胶的硬度在90A～60D之间，能够控制鞋底材料的硬度略微提升但不影响其断裂伸长率。
结合实施例11、16并结合表5-6可以看出，松香季戊四醇酯对聚苯硫醚和聚酰胺弹性体橡胶的促相容效果优于松香甘油酯。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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