CN101121800B - 抗静电鞋底材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗静电鞋底材料及其制造方法，针对现有鞋底材料抗静电系数无法达到国际标准的问题而发明，包括以下重量份的原料：羟基化聚丙烯76.5～93.5份、聚烯烃弹性体13.5～16.5份、架桥剂4.32～5.28份、架桥助剂1.44～1.76份、碳酸钙9～11份、活性锌氧粉1.8～2.2份、发泡剂1.18～1.32份、抗静电剂9～11份。同时还提出了一种全新的抗静电鞋底制造方法。本发明提出了一种抗静电鞋底材料及其制造方法，制成的抗静电鞋底材料电阻值为1.0*106～1.0*107Ω，在与地面摩擦时不留痕。
Description
技术领域
本发明涉及一种鞋底材料及其制造方法，特别是指一种抗静电鞋底材料及其制造方法。
背景技术
护士作为一种特殊行业，护士专用鞋需要简单、舒适、外观朴素、鞋材柔软刚挺且不易变形。除了上述的物理特性之外，还必须具有防滑、抗静电、不留痕的功能。
现有护士专用鞋的鞋底材主要包括以下几种：
1、以丙烯腈含量为36％～40％的NBR为基材，添加配合剂，经硫化成型的抗静电鞋底。这种鞋底的外部不会因静电荷积累过度引起火花放电，并能避免250V以下的电器设备偶然引起的对人体的伤害，同时以丙烯腈含量为36％～40％的NBR为基材，抗静电效果比其他橡胶材料更好，能够接近抗静电鞋底所需的电阻值(5*105～1*107Ω)。但是这种方法存在以下缺点：
(1)NBR作为热固型橡胶之一，在大批量生产时从配料到混炼、开炼、出片模压成型的制造工艺非常繁复，成品率低，蝉联受到限制，且制造规范严格，易造成大量的不合格品。
(2)这种产品的抗静电剂是采用导电炭黑，以配合NBR的物理、化学性能。在使用时，这种产品抗静电剂随着温度和时间的改变其电阻值也会发生改变。同时，制成品质只能是黑色，产品外观效果很差。
(3)这种产品制造时在平板硫化台上进行模压加硫，而这种产品随着硫化温度的提高，电阻性下降，导电性也趋向提高。以这种方法制成的鞋底材料，其抗静电功能的持久性不佳。
(4)这种产品经过测试，密度大于1.10，硬度为65±2，防滑系数为干式≥1.2、湿式≥0.45，电阻为1.0*106Ω，在与地板摩擦时会有留痕现象，造成地板被污染且有碍观瞻。
2、微孔发泡聚氨酯鞋底：这种鞋底以聚氨酯为基材，而聚氨酯由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有聚氨基甲酸酯键段重复结构单元的聚合物，具有重量轻、耐磨性能好的特点和着色效果好、颜色鲜艳亮丽的优点。但是，这种鞋底具有以下缺点：
(1)以雨滴型聚氨酯为基材制成的微孔发泡鞋底的护士专用鞋或类似防护安全鞋底，只能以如德国DESMA公司生产的全自动注射成型生产线进行PU鞋底的生产，鞋底的聚氨酯本身密度大(比重0.30～0.33)，易水解和变黄，同时与鞋体的贴合处所用的处理剂和接着剂的电器性能难以选择，会产生脱胶、断底的问题。
(2)这种鞋底存在易断裂、脱胶，耐化学性差，抗静电指标不理想，弹性介于橡胶与塑胶之间但刚性不足，防滑性能也不能达到国际标准。
(3)这种鞋底的抗静电性具有一定难度，如以采用外涂静电剂的方法，但抗静电剂为水溶性，经过水洗或潮湿环境后会产生水解断裂或失去抗静电效果；如果内加抗静电剂，由于聚氨酯的极性高，抗静电剂需要与聚氨酯有一定的互溶性，才不会产生离析分层。
发明内容
针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的是提出一种抗静电鞋底材料及其制造方法，在提高鞋底材料抗静电性的同时，能够提高鞋底材料的防滑效果且质量轻、柔软刚挺、不易变形、不留痕、不易断裂。
为了达到上述目的，本发明提出一种抗静电鞋底材料，包括以下重量份的材料：
羟基化聚丙烯 76.5～93.5份 聚烯烃弹性体 13.5～16.5份
架桥剂 4.32～5.28份 架桥助剂 1.44～1.76份
碳酸钙 9～11份 活性锌氧粉 1.8～2.2份
发泡剂 1.18～1.32份 抗静电剂 9～11份。
其中，所述的防滑鞋底材料包括以下重量份的材料：
羟基化聚丙烯 85份 聚烯烃弹性体 15份
架桥剂 4.8份 架桥助剂 1.6份
碳酸钙 10份 活性锌氧粉 2份
发泡剂 1.2份 抗静电剂 9～11份。
其中，所述防滑鞋底材料还包括染色剂2～4份。
其中，所述的聚丙烯含羟基15％，含丙稀结构单体单元85％。
其中，所述的聚烯烃弹性体含亚乙基40％，含丁烯结构单体单元60％。
其中，所述架桥剂为二(叔丁基过氧化异丙基)苯。
其中，所述的抗静电剂为所述的防静电剂为聚乙烯醇。
其中，所述架桥助剂为三烯丙基异氰尿酸酯。
同时，本发明还提出一种抗静电鞋底材料的制造方法，包括：
(1)将羟基化聚丙烯、聚烯烃弹性体、架桥剂、架桥助剂、碳酸钙、活性锌氧粉、发泡剂、抗静电剂充分混合；
(2)将步骤(1)所得混合物在128℃下进行密炼混合13分钟；
(3)将步骤(2)所得混合物密炼混合后的混合物进行开炼再混合，并进行束薄，束薄层厚度为1～1.2毫米；
(4)将步骤(3)所得混合物在95℃下造料颗粒；
(5)将步骤(4)所得颗粒冷却到35℃以下混合胶粒；
(6)将混合胶粒在65℃下除湿干燥2小时后，在105℃挤出送料；
(7)在185℃下使用模具定型；
(8)进行硫化定型。
其中，步骤(1)中所述的聚丙烯含羟基15％，含丙稀85％；所述的聚烯烃弹性体含亚乙基40％，含丁烯60％；所述架桥剂为二(叔丁基过氧化异丙基)苯；所述架桥助剂为三烯丙基异氰尿酸酯。
本发明提出了一种抗静电鞋底材料及其制造方法，依照本发明提出的配方和方法制成的抗静电鞋底材料，比重为0.18～0.20，硬度48～52，柔软且富有刚挺性，撕裂强度大于25N/cm，永久压缩变形不大于30％，放花性能在干燥环境的防滑系数≥1.2、在潮湿环境的防滑吸收≥0.5，电阻值为1.0*106～1.0*107Ω，在与地面摩擦时不留痕，明显优于现有鞋底材料。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明。
本发明提出一种抗静电鞋底材料，包括以下重量份的材料：
羟基化聚丙烯 76.5～93.5份 聚烯烃弹性体 13.5～16.5份
架桥剂 4.32～5.28份 架桥助剂 1.44～1.76份
碳酸钙 9～11份 活性锌氧粉 1.8～2.2份
发泡剂 1.18～1.32份 抗静电剂 9～11份。
其中，所述防滑鞋底材料还包括染色剂2～4份。
其中，所述的聚丙烯含羟基15％，含丙稀结构单体单元85％。
其中，所述的聚烯烃弹性体含亚乙基40％，含丁烯结构单体单元60％。
其中，所述架桥剂为二(叔丁基过氧化异丙基)苯。
其中，所述的抗静电剂为所述的防静电剂为聚乙烯醇。
其中，所述架桥助剂为三烯丙基异氰尿酸酯。
在本发明优选实施例中，羟基化聚丙烯采用美国EXXON公司的VM1100，聚烯烃弹性体采用美国DDE公司的ENR7467，架桥剂采用德国AKZO NOBEL公司的14s-f1，架桥助剂采用美国Cyanate公司的TAIC。VM1100是含丙稀结构单体单元85％的聚烯弹性体，具有优越的弹性，经拉伸后回弹性接近百分之百，是一种完全接近橡胶应力应变定义的弹性体，在长期拉伸动作下产生的永久性形变小于15％。VM1100能够与以茂金属为触媒合成的聚烯弹性体(POE，如ENR7467)接著性良好，很容易结合在一起。同时两者的熔流值、粘度熔点、分子结构非常相似，能够增加制成品的物理性能。将VM1100与ENR7467按85∶15的比例混合后，通过机械共混原理制造工艺，在高温度高压力高剪切的作用下，改变其分子结构，能够提高自粘性，提高防滑细数。而制成品又能保持VM1100的柔软、弹性、硬度、比重以及最大拉伸强度。
在本发明优选实施例中，架桥剂采用德国AKZO NOBEL公司的14s-f1，架桥助剂采用美国Cyanate公司的TAIC。架桥剂与架桥助剂在基材PHR100时的比例为4.8∶1.6。14s-f1的活性氧含量9.45％，分解温度与半衰期为180℃时1分钟，139℃时1小时，119℃时10小时。由于基材使用的材料采用大量聚丙烯单体，半衰期为1分钟，在180℃下在模具内进行交联发泡反映，可在短时间内使过氧化物的分解度达到95％，配合温度为205℃的AC发泡剂，并在锌氧粉的促进作用下，完成架桥发泡成型工程。通过架桥剂的交联反应，聚合物分子链间形成三维网状结构，不仅能够提高耐热性，改善了力学性能，同时能够提高防滑系数。采用TAIC作为架桥助剂，TAIC的熔点为24℃～26℃。由于基材中采用了以丙烯为主的共聚合物，在熔融架桥中聚合物大分子自由基容易发生β裂解而引起链断反应。当大分子自由基有发生β链断而裂解时，有了TAIC的存在，则大分子自由基能快速与架桥助剂形成新的稳定的自由基，再参与反应，可使架桥强度更加提高，制成品的物理机械性能和功能更加卓著。
同时，本优选实施例中，使用10重量份的碳酸钙作为填充补强剂、2重量份的活性锌氧粉作为传热剂，并添加1.2重量份的ODP作为发泡剂。
为了成品颜色，可以添加3～5重量份的染色材料。
其中，主要原材料特性如表1及表2：
表1
本发明还提出一种抗静电鞋底材料的制造方法，包括：
(1)将羟基化聚丙烯、聚烯烃弹性体、架桥剂、架桥助剂、碳酸钙、活性锌氧粉、发泡剂、抗静电剂充分混合；
(2)将步骤(1)所得混合物在128℃下进行密炼混合13分钟；
(3)将步骤(2)所得混合物密炼混合后的混合物进行开炼再混合，并进行束薄，束薄层厚度为1～1.2毫米；
(4)将步骤(3)所得混合物在95℃下造料颗粒；
(5)将步骤(4)所得颗粒冷却到35℃以下混合胶粒；
(6)将混合胶粒在65℃下除湿干燥2小时后，在105℃挤出送料；
(7)在185℃下使用模具定型；
(8)进行硫化定型。
其中，步骤(1)中所述的聚丙烯含羟基15％，含丙稀结构单体单元85％；所述的聚烯烃弹性体含亚乙基40％，含丁烯结构单体单元60％；所述架桥剂为二(叔丁基过氧化异丙基)苯；所述架桥助剂为三烯丙基异氰尿酸酯。
Claims (10)
1.一种抗静电鞋底材料，包括以下重量份的材料：
羟基化聚丙烯 76.5～93.5份 聚烯烃弹性体 13.5～16.5份
架桥剂 4.32～5.28份 架桥助剂 1.44～1.76份
碳酸钙 9～11份 活性锌氧粉 1.8～2.2份
发泡剂 1.18～1.32份 防静电剂 9～11份。
2.根据权利要求1所述的抗静电鞋底材料，包括以下重量份的材料：
羟基化聚丙烯 85份 聚烯烃弹性体 15份
架桥剂 4.8份 架桥助剂 1.6份
碳酸钙 10份 活性锌氧粉 2份
发泡剂 1.2份 防静电剂 10.0份。
3.根据权利要求1或2所述的抗静电鞋底材料，其特征在于，所述抗静电鞋底材料还包括染色剂3～5份。
4.根据权利要求1或2所述的抗静电鞋底材料，其特征在于，所述的羟基化聚丙烯含羟基15％，含丙稀结构单体单元85％。
5.根据权利要求1或2所述的抗静电鞋底材料，其特征在于，所述的聚烯烃弹性体含亚乙基40％，含丁烯结构单体单元60％。
6.根据权利要求1或2所述的抗静电鞋底材料，其特征在于，所述架桥剂为二(叔丁基过氧化异丙基)苯。
7.根据权利要求1或2所述的抗静电鞋底材料，其特征在于，所述的防静电剂为聚乙烯醇。
8.根据权利要求1或2所述的抗静电鞋底材料，其特征在于，所述架桥助剂为三烯丙基异氰尿酸酯。
9.一种如权利要求1所述的抗静电鞋底材料的制造方法，包括：
(1)将羟基化聚丙烯、聚烯烃弹性体、防静电剂、架桥剂、架桥助剂、碳酸钙、活性锌氧粉、发泡剂充分混合；
(2)将步骤(1)所得混合物在128℃下进行密炼混合13分钟；
(3)将步骤(2)所得混合物密炼混合后的混合物进行开炼再混合，并进行束薄，束薄层厚度为1～1.2毫米；
(4)将步骤(3)所得混合物在95℃下造料颗粒；
(5)将步骤(4)所得颗粒冷却到35℃以下混合胶粒；
(6)将混合胶粒在65℃下除湿干燥2小时后，在105℃挤出送料；
(7)在185℃下使用模具定型；
(8)进行硫化定型。
10.根据权利要求9所述的抗静电鞋底材料的制造方法，步骤(1)中所述的羟基化聚丙烯含羟基15％，含丙稀结构单体单元85％；所述的聚烯烃弹性体含亚乙基40％，含丁烯结构单体单元60％；所述架桥剂为二(叔丁基过氧化异丙基)苯；所述架桥助剂为三烯丙基异氰尿酸酯；所述静电防止剂为聚乙烯醇。
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