[发明专利]一种复合材料耐磨鞋底

说明书

技术领域

本发明涉及鞋底材料技术领域，特别涉及一种复合材料耐磨鞋底。

背景技术

当今社会，生活水平的提升使得户外锻炼与远距离行走逐渐成为颇受欢迎的强身健体方式之一，而运动的安全性与舒适性对制备鞋底用的材料提出了严苛的要求，既要具备高弹性，又需要耐磨防滑且适宜大规模加工制造，从而应对复杂而多变环境中的行走需要。

在众多特性中，鞋底的耐磨性能尤其受到关注，现有测试数据表明，在使用状态下，鞋底接触人脚与鞋底对地面产生的平均压力为0.4～0.7Mpa，而脚步的某些个别部位施加的压力超过1.5Mpa，鞋底承担的摩擦力相当大，且需要在行走中高频、长时间地重复遭受挤压的过程。

目前，运动或登山鞋底多采用发泡橡胶作为原材料制备，申请公布号为CN 102863663A的中国专利公布了高耐磨发泡橡胶鞋，该鞋底的原料按重量份配比：天然橡胶50-70份；丁苯橡胶80-90份；硬脂酸5-10份；颜料10-20份；填充剂30-50份；发泡剂5-10份；发泡助剂2-3份；增塑剂2-5份，此种鞋底材料的制备原理简单、生产成本较低、总体质量较轻，然而，该鞋底材料中的生胶、配合剂与填充剂之间的成分作用机理单一，鞋底的整体强度、硬度与回弹性极其有限，断裂伸长率与干燥状态下的摩擦系数很不理想，难以满足复杂环境中的使用需求。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种复合材料耐磨鞋底。

本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种复合材料耐磨鞋底，所述鞋底按照重量份包括以下原料：

所述填充剂为四针状氧化锌晶须。

通过采用上述技术方案，本发明涉及到的橡胶配方中，生胶的主要原料采用了天然橡胶、丁苯橡胶和极性橡胶，其中，天然橡胶(NR)是以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子结构中存在的不饱和双键赋予天然橡胶很高的化学反应能力，具备出色的机械强度与加工性能，常温下弹性好，耐碱性好，但不耐强酸，目前在全球橡胶用量中占到40％，分布极为广泛；丁苯橡胶的物理机械性能接近天然橡胶，还具备一定的耐磨性、耐热性，可与其他橡胶并用。

在上述混合的橡胶配方中加入了配合剂，包括氧化锌、促进剂、抗氧剂、活性剂、填充剂、硫磺。其中，硫磺作为硫化剂使得橡胶大分子之间交联成网状结构，促进剂的添加能够有效缩短硫磺与橡胶大分子之间的反应速率，加快二者之间的交联反应；抗氧剂可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，使得鞋底材料难以被氧化，更加耐用；活性剂与促进剂具有协同效应，其存在能够增加促进剂的活性，减少促进剂在反应体系中的用量并且缩短硫化反应过程进行的时间；氧化锌的存在一方面可以作为白色胶料的着色剂和填充剂使用，使鞋底不易变色，胶料中加入活性氧化锌，橡胶具有良好的耐磨性、耐撕裂性和弹性，鞋底穿着舒适，抓地力增强，能够满足多变而复杂的行走环境、耐湿滑效果明显，此外，氧化锌还可以作为天然橡胶、合成橡胶的补强剂、活性剂及硫化剂发挥协同作用。

此外，在上述配方中还加入改性白炭黑作为填充结构，白炭黑作为橡胶的补强材料，现有机理表明，当炭黑聚集体进入硫化胶的交联网络之间，而橡胶分子吸附在炭黑粒子表面，二者牢固结合，发挥补强作用，白炭黑作为填充剂，用于制造透明或者不透明的鞋底材料时，可改善橡胶材料的耐磨性，制品的耐撕裂强度以及硬度都会有所提高。

本发明的进一步设置为，所述极性橡胶为氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚醚橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶中的一种或多种复合而成。

通过采用上述技术方案，本发明的生胶配方中加入了极性橡胶，当主链上拥有极性取代基时，极性结构的橡胶相比于非极性橡胶具有更大的分子间作用力，分子间的规整性高，容易进行拉伸结晶，橡胶制品的强度也会随之提高。

本发明的进一步设置为，所述改性白炭黑的制备方法如下：

在通入氮气以及冷凝回流的反应条件下，将甲苯二异氰酸酯和纳米二氧化硅以及适量无水丙酮，在室温下先进行磁力搅拌获得较均匀的分散物，再于适宜条件下反应并降温，经过乙醇离心洗涤、真空干燥，制备经过甲苯二异氰酸酯接枝的改性白炭黑。