一種冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鞋底，提供一種冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底及其生產(chǎn)方法,所述冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底組成包括：天然橡膠、氯丁橡膠、溴化丁基橡膠、納米二氧化硅、塑化劑、防老劑、白煙活性劑、硅烷偶聯(lián)劑、漢麻纖維、聚乙烯蠟、氧化鋅、硫磺、硫化促進(jìn)劑，通過選擇合理優(yōu)化的主體橡膠組成及配合劑，使操作簡(jiǎn)單易行，易于工業(yè)化生產(chǎn)，制備得到的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，在雪地、霜凍冰面、干冰面、濕冰面的路面界面上具有很好的防滑效果，綜合性能穩(wěn)定，保障穿著者不會(huì)因冰面濕滑而滑倒，有很好的市場(chǎng)前景。
【專利說明】一種冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鞋底，特別涉及一種冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 英國(guó)的健康與安全執(zhí)行委員會(huì)報(bào)告稱滑倒和絆倒加起來大約占非致命嚴(yán)重?fù)p傷 的三分之一，在整個(gè)英國(guó)，每年總共有至少35000例停工3天以上的這類傷患（平均每三分 鐘就有一例嚴(yán)重滑倒事故），占總?cè)丝诘谋壤^萬分之五。解決一件滑倒事故造成的輕微 傷索賠所需的費(fèi)用可能要至少幾千歐元，而重傷所需的解決費(fèi)用就幾乎沒有上限了。英國(guó) 不可能是唯一有這些傷亡率的國(guó)家，其實(shí)全世界的情況大致相似，中國(guó)也不例外。同時(shí)，滑 倒事故嚴(yán)重影響鞋類的品牌形象，越來越多的消費(fèi)者和生產(chǎn)廠商將注意力集中到增加鞋底 止滑性能上，尤其是寒冷地區(qū)的冰面動(dòng)態(tài)止滑。
[0003] 在許多情況下，滑倒的原因是人行走在濕滑的路面界面上，鞋底和路面界面之間 沒有足夠的摩擦力，導(dǎo)致滑倒、摔倒事故的發(fā)生。根據(jù)已有的研究報(bào)道，增加鞋底和路面界 面之間摩擦力的方法主要分為三種：1，鞋底紋路防滑，良好的鞋底紋路設(shè)計(jì)要素包括使接 觸地面程度最大化的柔軟、曲折性的結(jié)構(gòu)，光滑、平坦的穿著表面和各個(gè)方面的優(yōu)異設(shè)計(jì)， 但止滑紋路的鞋底在潮濕、積雪、結(jié)冰等路面的止滑效果不明顯。2,鞋底著力部位加裝止滑 材料，在鞋底上安裝若干金屬防滑釘、嵌入碳化硅等高硬度顆粒、或者在鞋底著力部位粘貼 止滑片，確實(shí)能增加鞋底與冰面之間的摩擦力，但是底部堅(jiān)硬且受力不均勻，影響鞋的舒適 性，同時(shí)，防滑材料通過安裝或者粘合在鞋底上，防滑材料容易松動(dòng)、磨損甚至脫落。3,鞋底 材料整體防滑性能的優(yōu)化，這是最理想的解決辦法，也是最難解決的辦法，通過增大鞋底材 料與介質(zhì)的相互作用力，從根本上解決問題。濕滑的路面界面上容易形成一層液膜，物理上 將鞋底和路面表面相互隔離，因此發(fā)生打滑，但是當(dāng)選擇強(qiáng)極性橡膠作為鞋底主體材料時(shí)， 提高了鞋底的極性，與濕滑表面的水等極性物質(zhì)產(chǎn)生氫鍵等分子間相互作用力，從而增加 摩擦力，顯著提升鞋底的防滑性能。
[0004] 專利CN 101899176 B以丙烯腈含量為41%的丁腈橡膠為主體、配合強(qiáng)極性的溴化 丁基橡膠和聚氯乙烯樹脂，硫化得到防滑鞋底，改善了鞋底與接觸面的電荷吸附力，測(cè)試結(jié) 果表明該鞋底在光滑界面上的摩擦系數(shù)明顯提升，防滑、防油效果明顯。專利CN 102964645 A以丙烯腈含量為33%的丁腈橡膠、溴化丁基橡膠為止滑主體橡膠，配合順丁橡膠、天然橡 膠增強(qiáng)鞋底的綜合物理性能，在冰水面、青苔面有較好的止滑效果。以上兩件專利都使用 強(qiáng)極性的丁腈橡膠提升止滑性能，丁腈橡膠的性能受丙烯腈含量影響，隨著丙烯腈含量增 力口，極性增大、拉伸強(qiáng)度、耐油性、氣密性提高，但彈性、耐寒性降低，但是丁腈橡膠的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度（Tg)逐漸增大。差示掃描量熱儀（DSC)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，丙烯氰含量為41. 5%、33%的 丁腈橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別是-13度、-27度（請(qǐng)看附圖1)，玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)分別是-5 至-25度、-12至-40度。聚合物的特性是在Tg溫度以下是硬而脆的，在Tg溫度以上，聚 合物才是富有彈性的橡膠態(tài)，因此丁腈橡膠的耐低溫性能差，41. 5%、33%的丁腈橡膠分別適 合-5、-12度以上的溫度使用，否則材料變硬變脆導(dǎo)致力學(xué)性能變差，容易斷裂，導(dǎo)致安全 事故的發(fā)生。而冰面止滑橡膠鞋底，往往是在-10度以下的環(huán)境中使用，所以這兩篇專利的 止滑鞋底在0度或0度以上會(huì)具有優(yōu)良止滑性能，但不適合-10度以下環(huán)境的使用，使用環(huán) 境很局限。
[0005] 專利CN 103497382 A報(bào)道了一種防滑鞋底橡膠組合物，以強(qiáng)極性的氯丁橡膠為主 體橡膠，配合順丁橡膠進(jìn)行硫化，利用短纖維改變鞋底材料的結(jié)構(gòu)分布，增強(qiáng)止滑效果，結(jié) 果表明有較好的濕式止滑性能。但是順丁橡膠在-5度即迅速結(jié)晶（請(qǐng)看附圖1)，結(jié)晶速 率和結(jié)晶度隨橡膠分子量的變化而變化，這種特性決定了順丁橡膠不適合在-5至-25度使 用，限制了它作為冰面止滑橡膠的使用。
[0006] 漢麻纖維來自漢麻植物莖的皮層和韌皮部，是漢麻莖機(jī)械組織的一部分，主要成 分是纖維素，以及半纖維素、果膠、木質(zhì)素等。漢麻纖維具有較高的比強(qiáng)度和比模量等力學(xué) 性能，耐磨性能好，適合于作為復(fù)合材料中的增強(qiáng)纖維應(yīng)用；漢麻纖維也是一種使用后能夠 自行生物降解的植物纖維，是可再生、可循環(huán)的生物資源；漢麻纖維分子中含有大量的極性 親水基團(tuán)，表面為多羥基結(jié)構(gòu)的極性親水性物質(zhì)，與水接觸時(shí)易與水分子結(jié)合吸附水分子， 另外由于漢麻纖維的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，纖維中心有較大的空腔，縱向有許多與之相連的裂隙和孔 洞，使纖維具有較多的毛細(xì)管道，能夠迅速轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散周圍的水分；漢麻纖維特殊的多孔結(jié) 構(gòu)和很強(qiáng)的吸附能力，纖維中含有多種活性酚類物質(zhì)、有機(jī)酸和有機(jī)鹽，這些物質(zhì)對(duì)多種細(xì) 菌有著滅殺和抑制作用，使?jié)h麻纖維具有一定的抑菌、抗菌、驅(qū)蟲等性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服現(xiàn)有專利技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種新配方設(shè)計(jì)，制造出 一種冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，可極大地增強(qiáng)鞋底在雪地、霜凍冰面、干冰面、濕冰面的路面 界面上的防滑效果，保障穿著者不會(huì)因冰面濕滑而滑倒，且提出了制作該冰面動(dòng)態(tài)止滑橡 膠鞋底的生產(chǎn)方法。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，其組 成按重量份數(shù)表示為： 天然橡膠 20份 氯丁橡膠 40 - 80份 溴化丁基橡膠 10 - 40份 納米二氧化硅 5 - 35份 塑化劑 5 - 12份 防老劑 0. 5 - 2份 白煙活性劑 2 - 5份 娃燒偶聯(lián)劑 1 _ 3份 漢麻纖維 2 - 12份 聚乙烯蠟 1-4份 氧化鋅 2 - 8份 硫磺 1 - 4份 硫化促進(jìn)劑 1 - 4份 進(jìn)一步的是，各組分的重量份數(shù)優(yōu)選的如下示： 天然橡膠 20份 氯丁橡膠 55-70份 溴化丁基橡膠 15-25份 納米二氧化硅 5-10份 塑化劑 8-10份 防老劑 1-1. 5份 白煙活性劑 4-5份 硅烷偶聯(lián)劑 1. 5-2份 漢麻纖維 7-8份 聚乙烯蠟 1-4份 氧化鋅 2 - 8份 硫磺 2-3份 硫化促進(jìn)劑 2-3份。
[0009] 進(jìn)一步的是：所述塑化劑至少是白礦油、環(huán)烷油、鄰苯二甲酸二辛酯（D0P)、癸 二酸二辛酯（DOS)、己二酸二辛酯（D0A)、乙?；鶛幟仕崛□ィˋTBC)或檸檬酸三正丁酯 (TBC)中的一種。
[0010] 進(jìn)一步的是：所述的娃燒偶聯(lián)劑是雙-(-二乙氧基娃基丙基）四硫化物或 雙-[g_(二乙氧基娃）丙基]_二硫化物。
[0011] 進(jìn)一步的是：所述硫化促進(jìn)劑至少選自促進(jìn)劑TMTM、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑 M、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑NA-22、促進(jìn)劑DBTU、促進(jìn)劑NS中的一種，進(jìn)一步可以優(yōu)選為促進(jìn)劑DM 和或促進(jìn)劑DBTU。
[0012] 一種制備前述冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底的生產(chǎn)方法，首先按照配方比例稱量天然 橡膠、氯丁橡膠、溴化丁基橡膠、納米二氧化硅、塑化劑、防老劑、白煙活性劑、硅烷偶聯(lián)劑、 漢麻纖維、聚乙烯蠟；然后將除氧化鋅、硫磺、硫化促進(jìn)劑以外的膠料放入密煉機(jī)中密煉， 105-125度排膠，室溫放置24小時(shí)，然后在雙輥開煉機(jī)上混煉，并加入準(zhǔn)確稱量的氧化鋅、 硫磺、硫化促進(jìn)劑，混煉均勻后，以均勻片狀出片，最后將物料裁成鞋底形狀放入橡膠鞋模 中硫化成型，即得到冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底。
[0013] 通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：所述冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底對(duì)比 現(xiàn)有技術(shù)：1、選擇玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更低的基體橡膠，擴(kuò)展了止滑橡膠鞋底的使用溫度范圍， 并能保持較好的綜合性能，尤其是止滑性能；2、本發(fā)明使用具有較高的比強(qiáng)度和比模量等 力學(xué)性能、使用后能自行生物降解、具有抑菌抗菌性能的漢麻纖維，既可作復(fù)合材料中的增 強(qiáng)纖維，又能提高材料的抗?jié)窕阅?，還具有一定的抑菌抗菌性能；3、本發(fā)明使用少量填 料納米二氧化硅、添加環(huán)保型塑化劑，削弱了聚合物分子鏈間的應(yīng)力，降低了材料的加工溫 度，同時(shí)增加了材料的柔韌性，提高了鞋底的舒適性。綜前所述，所述冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋 底，在雪地、霜凍冰面、干冰面、濕冰面的路面界面上具有很好的防滑效果，綜合性能穩(wěn)定， 保障穿著者不會(huì)因冰面濕滑而滑倒，有很好的市場(chǎng)前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是丁腈橡膠3250、3365以及順丁橡膠BR9000的差示掃描量熱儀（DSC)測(cè)試 數(shù)據(jù)。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016] 實(shí)施例1 : 本實(shí)施例中，冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠由以下組分按重量份組成： 天然橡膠20份、氯丁橡膠60份、溴化丁基橡膠20份、納米二氧化硅10份、塑化劑DOP 8份、防老劑1010 1.2份、白煙活性劑(聚乙二醇PEG4000) 4份、硅烷偶聯(lián)劑Si69 1.6 份、漢麻纖維8份、聚乙烯錯(cuò)2. 5份、氧化鋅4份、硫磺2. 5份、硫化促進(jìn)劑DM 1. 5份、硫化 促進(jìn)劑DBTU 1.0份。
[0017] 除氧化鋅、硫磺、硫化促進(jìn)劑以外的膠料全部放入密煉機(jī)中密煉，120度排膠，室溫 放置24小時(shí)，然后在雙輥開煉機(jī)上混煉，并加入準(zhǔn)確稱量的氧化鋅、硫磺、硫化促進(jìn)劑，混 合均勻后，以均勻片狀出片，最后將物料裁成鞋底形狀放入橡膠鞋模中硫化成型，即得到冰 面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底。
[0018] 上述制備得到的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，在霜凍冰面的止滑系數(shù)是前掌0. 46后 跟0. 46、在干冰面的止滑系數(shù)是前掌0. 48后跟0. 40、在濕冰面的止滑系數(shù)是前掌0. 37后 跟 0? 39。
[0019] 實(shí)施例2: 本實(shí)施例中，冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠的組成、生產(chǎn)方法基本與實(shí)施例1中的生產(chǎn)方法相同， 所不同的是漢麻纖維2份。
[0020] 實(shí)施例3 : 本實(shí)施例中，冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠由以下組分按重量份組成： 天然橡膠20份、氯丁橡膠70份、溴化丁基橡膠10份、納米二氧化硅8份、塑化劑DOA 5 份、塑化劑DOP 5份、防老劑1010 1.5份、白煙活性劑(聚乙二醇PEG4000) 5份、硅烷偶聯(lián) 劑Si69 2份、漢麻纖維7份、聚乙烯蠟3份、氧化鋅5份、硫磺3份、硫化促進(jìn)劑DBTU 2. 5 份。
[0021] 本實(shí)施例中，冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底的生產(chǎn)方法與實(shí)施例1中的生產(chǎn)方法相同。
[0022] 上述制備得到的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，在霜凍冰面的止滑系數(shù)是前掌0. 42后 跟0. 44、在干冰面的止滑系數(shù)是前掌0. 39后跟0. 47、在濕冰面的止滑系數(shù)是前掌0. 34后 跟 0? 34。
[0023] 實(shí)施例4 : 本實(shí)施例中，冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠由以下組分按重量份組成： 天然橡膠20份、氯丁橡膠40份、溴化丁基橡膠40份、納米二氧化硅10份、塑化劑DOP 4份、塑化劑ATBC 4份、防老劑1010 I. 0份、白煙活性劑(聚乙二醇PEG4000) 4份、硅烷 偶聯(lián)劑Si69 1. 5份、漢麻纖維8份、、聚乙烯錯(cuò)2. 2份、氧化鋅4份、硫磺2. 5份、硫化促 進(jìn)劑DM 2. 5份。
[0024] 本實(shí)施例中，冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底的生產(chǎn)方法與實(shí)施例1中的生產(chǎn)方法相同， 所不同的是：在105度排膠。
[0025] 上述制備得到的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，在霜凍冰面的止滑系數(shù)是前掌0. 37后 跟0. 40、在干冰面的止滑系數(shù)是前掌0. 39后跟0. 37、在濕冰面的止滑系數(shù)是前掌0. 30后 跟 0? 31。
[0026] 將上述實(shí)施例1?4的數(shù)據(jù)整理后，得到如下表1 (注：按照TM144 :2011方法測(cè) 試，使用英國(guó)SATRA科技公司的STM 603儀器及冰面儀，冰表面溫度-6至-8度）：

【權(quán)利要求】
1. 一種冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，其特征在于：組成包括：天然橡膠、氯丁橡膠、溴化丁 基橡膠、納米二氧化硅、塑化劑、防老劑、白煙活性劑、硅烷偶聯(lián)劑、漢麻纖維、聚乙烯蠟、氧 化鋅、硫磺、硫化促進(jìn)劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，其特征在于：各組分的重量份數(shù)表 示為： 天然橡膠 20份 氯丁橡膠 40 - 80份 溴化丁基橡膠 10 - 40份 納米二氧化硅 5 - 35份 塑化劑 5 - 12份 防老劑 0. 5 - 2份 白煙活性劑 2 -5份 娃燒偶聯(lián)劑 1 _ 3份 漢麻纖維 2 - 12份 聚乙烯蠟 1-4份 氧化鋅 2 - 8份 硫磺 1 - 4份 硫化促進(jìn)劑 1 - 4份。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，其特征在于：各組分的重量份數(shù) 表示為： 天然橡膠 20份 氯丁橡膠 55-70份 溴化丁基橡膠 15-25份 納米二氧化硅 5-10份 塑化劑 8-10份 防老劑 1-1. 5份 白煙活性劑 4-5份 硅烷偶聯(lián)劑 1. 5-2份 漢麻纖維 7-8份 聚乙烯蠟 1-4份 氧化鋅 2 - 8份 硫磺 2-3份 硫化促進(jìn)劑 2-3份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，其特征在于：所述硅烷偶聯(lián)劑 是雙_ ( Y _二乙氧基娃基丙基）四硫化物或雙_[g_ (二乙氧基娃）丙基]_二硫化物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，其特征在于：所述塑化劑至少 包括白礦油、環(huán)烷油、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP)、癸二酸二辛酯（DOS)、己二酸二辛酯（DOA)、 乙酰基檸檬酸三丁酯（ATBC)或檸檬酸三正丁酯（TBC)中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底，其特征在于：所述硫化促進(jìn) 劑至少選自促進(jìn)劑TMTM、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DM、促進(jìn)劑Μ、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑NA-22、促進(jìn)劑 DBTU、促進(jìn)劑NS中的一種。
7. -種制備權(quán)利要求1至6任一所述的冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底的生產(chǎn)方法，其特征在 于：按照配方比例稱量天然橡膠、氯丁橡膠、溴化丁基橡膠、納米二氧化硅、塑化劑、防老劑、 白煙活性劑、硅烷偶聯(lián)劑、漢麻纖維、聚乙烯蠟；將除氧化鋅、硫磺、硫化促進(jìn)劑以外的膠料 放入密煉機(jī)中密煉，105-125度排膠，室溫放置24小時(shí)，然后在雙輥開煉機(jī)上混煉，并加入 準(zhǔn)確稱量的氧化鋅、硫磺、硫化促進(jìn)劑，混煉均勻后，以均勻片狀出片，最后將物料裁成鞋底 形狀放入橡膠鞋模中硫化成型，即得到冰面動(dòng)態(tài)止滑橡膠鞋底。
【文檔編號(hào)】C08L23/28GK104292554SQ201410385334
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】盧鑫, 丁思博, 羅顯發(fā), 曾建偉, 郭彩蓮, 金校紅 申請(qǐng)人:茂泰(福建)鞋材有限公司