一种鞋底材料及其制备方法

1.一种鞋底材料，其特征在于主要由以下重量份的原料配制而成：
TPU 50～100份；PVC 10～50份；增塑剂10～30份；稳定剂3～6份；相容剂2～
20份；交联剂0～1份；填料0～50份；润滑剂0～1份；上述相容剂为氯化聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种鞋底材料，其特征在于：上述PVC为牌号为SG-5型，黏数为118～107ml/g，K值为68～66，平均聚合度为1135～981的树脂粉。
3.根据权利要求1所述的一种鞋底材料，其特征在于：上述TPU为聚酯型TPU或聚醚型TPU，上述TPU的硬度为75度～95度。
4.根据权利要求1所述的一种鞋底材料，其特征在于：上述增塑剂为脂肪酸丁酯和柠檬酸三乙酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种鞋底材料，其特征在于：上述稳定剂为钙锌复合稳定剂和硬脂酸钡的混合物，上述稳定剂的最佳重量份为6份，且上述钙锌复合稳定剂与上述硬脂酸钡的重量比为2∶1。
6.根据权利要求1所述的一种鞋底材料，其特征在于：上述相容剂的最佳重量份为4份。
7.根据权利要求1所述的一种鞋底材料，其特征在于：上述交联剂为过氧化二异丙苯，且上述交联剂的最佳重量份为0.6份；上述填料包括滑石粉、白炭黑、超白超细碳酸钙、纳米活性碳酸钙和表面 处理碳酸钙中的一种，且上述填料的最佳重量份为20～30份；上述润滑剂为硬脂酸、PE蜡、硬脂酸钙、聚乙烯醇中的一种或两种。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的鞋底材料的制备方法，其特征在于通过如下步骤实现：
(1)称取上述重量份原料；
(2)将步骤(1)中称取的上述TPU投入真空干燥箱内干燥，干燥温度为50～80℃，干燥时间为5～8小时，得到TPU粒子；
(3)预塑化：将步骤(1)中称取的上述PVC、上述增塑剂、上述稳定剂、上述相容剂、上述交联剂、上述填料、上述润滑剂投入高混机内高速捏合，得到预塑化的PVC混合物；
(4)将步骤(3)的预塑化的PVC混合物和步骤(2)的TPU粒子投入高混机内高速混合
5分钟，得到TPU/PVC共混物；
(5)将步骤(4)的TPU/PVC共混物投入双螺杆挤出机内挤出造粒，得到鞋底材料。
9.权利要求8所述的一种鞋底材料的制备方法，其特征在于：上述步骤(3)中：先将上述PVC加入高速混合机中进行高速捏合4-6分钟，待温度达到55-65℃时，将稳定剂、相容剂、交联剂、填料、润滑剂投入高速混合机内高速捏合，待温度达到75-85℃时将加入增塑剂投入高速混合机内，当温度达到100-110℃时出料，得到PVC预塑混合物。.
10.权利要求8所述的一种鞋底材料的制备方法，其特征在于：上述步骤(5)包括：挤出的温度为150℃～230℃。

一种鞋底材料及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及材料领域，特别涉及一种鞋底材料及其制备方法。\n背景技术\n[0002] 热塑性聚氨酯弹性体(TPU)作为一种集橡胶的高弹性与塑料的成型加工性于一体的特殊材料，综合性能十分优异；与其它热塑性弹性体相比，TPU具有强度高，韧性好，耐磨，耐寒，耐油，耐酸碱，耐水解，耐老化，耐气候、抗紫外线、环保等优异性能，广泛应用于工业、汽车制造业、制鞋业、电线和电缆等领域，但TPU也存在着加工温度范围窄，成型加工困难，生产成本高，硬度调节困难，耐热性较差等缺陷，这些缺陷限制了TPU的进一步推广应用，则通过改性改善TPU的物理性能来提高加工性并降低原材料成本已势在必行。\n[0003] PVC是常见的工程塑料之一，它是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，应用广泛，虽具有热塑性，不溶于水、汽油和乙醇，耐腐性强，质量轻，强度高的特点；但也存在热稳定性差、缺口冲击强度低、熔体粘度大等缺陷。\n[0004] 我国是世界第一产鞋大国，年产鞋约50亿双，占全球鞋产量的42％。我国传统的鞋底材料主要以橡胶和EVA为主，橡胶虽具有良好的耐磨性能，但质量太重，且成本过高，因而越来越不受欢迎。EVA虽质量轻，但耐磨性能一般。近年来，我国聚氨酯鞋底的发展速度很快，年增长率在12％以上，但品种单调，基本局限于皮鞋鞋底和运动鞋鞋底，且价格较高，一般只应用于高档鞋材。因而开发一种耐磨性好，质量轻，生产成本较低的鞋底材料成为了许多高校和企业所追求的目标。\n[0005] 本发明选择TPU与PVC共混，制得TPU/PVC合金弹性体，就能很好的满足上述鞋底材质要求，既保持了TPU的各种优良特性，又降低了材料的成本，使之成为良好的鞋底材料，且目前还没有发现有关TPU与PVC共混制成鞋底材料的报道。\n发明内容\n[0006] 本发明的目的在于提供一种耐磨性好，生产成本较低的鞋底材料及其制备方法。\n[0007] 为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种鞋底材料，主要由以下重量份的原料配制而成：\n[0008] TPU 50～100份；PVC 10～50份；增塑剂10～30份；稳定剂3～6份；相容剂\n2～20份；交联剂0～1份；填料0～50份；润滑剂0～1份；上述相容剂为氯化聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐中的一种。\n[0009] 上述PVC为牌号为SG-5型，黏数为118～107ml/g，K值为68～66，平均聚合度为1135～981的树脂粉。\n[0010] 上述TPU为聚酯型TPU或聚醚型TPU，上述TPU的硬度为75度～95度。\n[0011] 上述增塑剂为脂肪酸丁酯和柠檬酸三乙酯中的一种。\n[0012] 上述稳定剂为钙锌复合稳定剂和硬脂酸钡的混合物，上述稳定剂的最佳重量份为\n6份，且上述钙锌复合稳定剂与上述硬脂酸钡的重量比为2∶1。\n[0013] 上述相容剂的最佳重量份为4份。\n[0014] 上述交联剂为过氧化二异丙苯，且上述交联剂的最佳重量份为0.6份；\n[0015] 上述填料包括滑石粉、白炭黑、超白超细碳酸钙、纳米活性碳酸钙和表面处理碳酸钙中的一种，且上述填料的最佳重量份为20～30份；上述润滑剂为硬脂酸、PE蜡、硬脂酸钙、聚乙烯醇中的一种或两种。\n[0016] 一种鞋底材料的制备方法，通过如下步骤实现：\n[0017] (1)称取上述重量份原料；\n[0018] (2)将步骤(1)中称取的上述TPU投入真空干燥箱内干燥，干燥温度为50～80℃，干燥时间为5～8小时，得到TPU粒子；\n[0019] (3)预塑化：将步骤(1)中称取的上述PVC、上述增塑剂、上述稳定剂、上述相容剂、上述交联剂、上述填料、上述润滑剂投入高混机内高速捏合，得到预塑化的PVC混合物；\n[0020] (4)将步骤(3)的预塑化的PVC混合物和步骤(2)的TPU粒子投入高混机内高速混合6-7分钟，得到共混物；\n[0021] (5)将步骤(4)的共混物投入双螺杆挤出机内挤出造粒，得到鞋底材料。\n[0022] 上述步骤(3)中：先将PVC加入高速混合机中高速捏合5分钟，去除PVC中的少量水份，待温度达到60℃时，将稳定剂、相容剂、交联剂、填料、润滑剂投入高速混合机内高速捏合，待温度达到80℃时将增塑剂投入高速混合机内高速捏合，待温度达到105℃时出料，得到PVC预塑混合物；\n[0023] 上述步骤(5)包括：挤出的温度为150℃～230℃。\n[0024] 采用上述技术方案后，由于主原料为TPU，辅助原料为PVC，相容剂为氯化聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐中的一种，其中氯化聚乙烯的分子链中的大量极性氯原子可以和TPU分子结构中的氨基的氢原子形成氢键，使二者之间具有一定的相容性，且氯化聚乙烯的溶解度参数介于TPU和PVC之间；同时，乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐中的酸酐基团会与TPU中的酯基发生化学反应，可增强聚合物介面之间的相容性；则加入氯化聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐中的其中一种即可提高TPU与PVC的共混物的相容性，解决了现有技术中以TPU为主料，PVC为辅料的共混物的相容性差的问题，这样利用TPU和PVC的优异特性使本发明的鞋底材料具有耐磨性好，生产成本较低的优点。\n具体实施方式\n[0025] 以下提供本发明的一些具体实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。\n[0026] 实施例一\n[0027] 本发明的一种鞋底材料，主要由以下重量份的原料配制而成：50重量份的TPU(热塑性聚氨酯弹性体塑胶)，50重量份的PVC(聚氯乙烯)，4重量份的氯化聚乙烯，20重量份的增塑剂，6重量份的稳定剂，0.6重量份的交联剂，0.2重量份的润滑剂，20重量份的填料。\n[0028] 其中TPU为聚醚型，TPU的硬度为75度；PVC为牌号为SG-5型，黏数为118～\n107ml/g，K值为68～66，平均聚合度为1135～981的树脂粉；增塑剂为脂肪酸丁酯；稳定剂为钙锌复合稳定剂和硬脂酸钡的混合物，且钙锌复合稳定剂与硬脂酸钡的重量比为\n2∶1；交联剂为过氧化二异丙苯；润滑剂为PE蜡；填料为表面处理碳酸钙，该表面处理碳酸钙为经硅烷处理过的碳酸钙、经稀土处理过的碳酸钙和经钛酸酯处理过的碳酸钙中的一种，本实施例以表面处理碳酸钙为经钛酸酯处理过和碳酸钙为例。\n[0029] 本实施例原料的制备方法，通过如下步骤实现：\n[0030] (1)称取上述重量份原料；\n[0031] (2)将步骤(1)中称取的TPU投入真空干燥箱内干燥，干燥温度为50～80℃，干燥时间为5～8小时，得到TPU粒子；\n[0032] (3)预塑化：\n[0033] 先将PVC加入高速混合机中高速捏合5分钟，去除PVC中的少量水份，待温度达到\n60℃时，将稳定剂、相容剂、交联剂、填料、润滑剂投入高速混合机内高速捏合，待温度达到\n80℃时将增塑剂投入高速混合机内高速捏合，待温度达到105℃时出料，得到PVC预塑混合物；\n[0034] (4)将步骤(3)的预塑化的PVC混合物和步骤(2)的TPU粒子投入高混机内高速混合5分钟，得到共混物；\n[0035] (5)将步骤(4)的共混物投入双螺杆挤出机内挤出造粒，挤出的温度为150℃～\n230℃。\n[0036] 通过上述步骤所制备的鞋底材料的检测结果数据如表1所示。\n[0037] 表1\n[0038] \n 项目 测试标准 单位 性能\n 邵氏硬度 GB/T531-1992 SHOREA 90\n 拉伸强度 GB/T1040.2-2006 MPa 15\n 断裂伸长率 GB/T1040.2-2006 ％ 680\n[0039] 本发明的有益效果如下：\n[0040] (1)由于增塑剂为脂肪酸丁酯或柠檬酸三乙酯，脂肪酸丁酯或柠檬酸三乙酯都是新型绿色环保塑料增塑剂，无毒无味，与PVC树脂相容性好，增塑效率高；同时，稳定剂为钙锌复合稳定剂和硬脂酸钡的混合物，钙锌复合稳定剂是一种新型的无毒复合稳定剂，其内无含有毒的限制重金属铅、隔等，即本发明的鞋底材料具有无毒，环保的特性；\n[0041] (2)由于PVC与稳定剂、相容剂、交联剂、填料、润滑剂和增塑剂的混合并经预塑化过程后可得到PVC改性剂，即PVC改性剂的加入可改善了TPU的加工性能和阻燃性能，也降低了生产成本；同时填料采用无机填料可进一步降低生产成本；\n[0042] (3)由于相容剂为氯化聚乙烯，其中氯化聚乙烯的分子链中的大量极性氯原子可以和TPU分子结构中的氨基的氢原子形成氢键，使二者之间具有一定的相容性，且氯化聚乙烯的溶解度参数介于TPU和PVC之间；则氯化聚乙烯在TPU和PVC间产生了桥联作用，提高了TPU与PVC的共混物的相容性，解决了现有技术中以TPU为主料，PVC为辅料的共混物的相容性差的问题，这样利用TPU和PVC的优异特性可大大改善鞋底材料的硬度、拉伸强度、断裂伸长率等力学性能；\n[0043] (4)本发明的制备工艺简单、安全，条件易于控制，易于实现工业化和规模化生