一种耐寒耐光NBR鞋底材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种耐寒耐光NBR鞋底材料，按重量份计，由以下组份制成：NBR 100份，增塑剂5～7份，填料10～14份，热稳定剂3～4份，补强剂3～4份，防老剂2～3份，硫化剂1～2份，促进剂1～2份，相容剂5～6份，改性纳米氧化锡7～9份，PPO/PS 9～12份，硬脂酸1～2份，锌氧粉4～5份。本发明还提供了该鞋底材料的制备方法。本发明提供的鞋底材料具有较好的耐寒性和耐光老化性能，使用寿命较长。

权利要求

1.一种耐寒耐光NBR鞋底材料，其特征在于：按重量份计，由以下组份制成：NBR 100份，增塑剂5～7份，碳酸钙或高岭土10～14份，热稳定剂3～4份，补强剂3～4份，防老剂2～3份，硫化剂1～2份，促进剂1～2份，相容剂5～6份，改性纳米氧化锡7～9份，PPO/PS 9～12份，硬脂酸1～2份，锌氧粉4～5份；

其制备方法包括以下步骤：

(1)将纳米氧化锡粉体加入去离子水中，超声分散12分钟制得质量分数为15％的浆液，加入PEG20000后继续超声分散15分钟，移至回流容器中80℃下回流3小时，冷却至室温后出料，过滤后干燥至恒重，研磨后得到改性纳米氧化锡；

(2)将NBR加入开炼机辊筒温度为80℃下塑炼，12分钟后将相容剂、PPO/PS加入开炼机辊筒温度为100℃下混炼，10分钟后加入步骤(1)得到的改性纳米氧化锡继续混炼，9分钟后将辊筒温度调节为80℃、辊距调节为2mm，然后依次加入增塑剂、碳酸钙或高岭土、热稳定剂、补强剂、防老剂、锌氧粉、硬脂酸、促进剂、硫化剂混炼40分钟，得到混炼胶；

(3)将步骤(2)得到的混炼胶置于压延机上压延成胶片，将胶片放入模具中110℃下硫化1小时，取出后用切片机切片，得到耐寒耐光NBR鞋底材料。

2.根据权利要求1所述的一种耐寒耐光NBR鞋底材料，其特征在于：所述增塑剂为DOP。

3.根据权利要求1所述的一种耐寒耐光NBR鞋底材料，其特征在于：所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂。

4.根据权利要求1所述的一种耐寒耐光NBR鞋底材料，其特征在于：所述补强剂为炭黑。

5.根据权利要求1所述的一种耐寒耐光NBR鞋底材料，其特征在于：所述防老剂为防老剂RD。

6.根据权利要求1所述的一种耐寒耐光NBR鞋底材料，其特征在于：所述硫化剂为硫磺。

7.根据权利要求1所述的一种耐寒耐光NBR鞋底材料，其特征在于：所述促进剂为促进剂DZ。

8.根据权利要求1所述的一种耐寒耐光NBR鞋底材料，其特征在于：所述相容剂为SEBS。

说明书

一种耐寒耐光NBR鞋底材料及其制备方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及一种鞋底材料，特别是涉及一种耐寒耐光NBR鞋底材料及其制备方法。背景技术：

[0002] 丁腈橡胶，英文名为Nitrile Butadiene Rubber，简称为NBR，由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得。丁二稀单体可共聚成顺式、反式和1,2-烷基三种不同的链结构。典型的NBR结构中反式占约78％。由于NBR分子链结构中含有氰基，所以其耐油性(如耐矿物油、液体燃料、动植物油和溶剂)优于天然橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶，与其他橡胶相比NBR有更宽域的使用温度。NBR耐化学稳定性好，加工性能良好，随着其结构中的丙烯腈含量的增大其相对密度增大，硫化速度加快，拉伸强度性能提高，但回弹性能下降，耐寒性变差。由于NBR中的氰基容易电场极化，因而介电性能下降，属于半导体橡胶。NBR可以按ACN含量的高低，分为超高、高、中高、中和低丙稀腈5类，生产方式分连续和间歇聚合法两种，连续聚合法通常用于少品种和大生产量生产，消耗低，间歇聚合法适用于多品种和小批量生产，聚合前使用数量少，工程建设消耗高，目前为止,还看不出相互替代的趋势。NBR的耐油性和物理机械性能优异，因此广泛应用于制造各种耐油像胶制品，如O型圈、垫圈、软管以及燃料箱衬胶、印刷滚筒、油罐衬里、绝缘地面塾板、耐油鞋底、硬橡胶零件、织物涂层、管螺纹保护层、泵的叶轮以及电线包皮、胶粘剂、食品包装用薄膜、橡胶手套等领域。

[0003] 例如，公开号为CN102796292A、公开日为2012.11.28、申请人为际华三五三七制鞋有限责任公司的中国专利公开了“高伸长率耐磨型抗油橡胶鞋底及其制备方法”，按照重量份计算，它包括丁腈橡胶65～75份,天然橡胶15～25份、顺丁橡胶8～12份、硫磺1.8～2.0份、硫化促进剂1.5～2.1份、硫化活性剂6～7份、橡胶软化剂15～21份、N330炭黑50～58份及二氧化硅8～12份。该发明通过设计胶鞋鞋底的胶料配方、鞋底橡胶的加工条件和鞋底的硫化工艺,增强了橡胶自身的抗外力能力并提高了橡胶的伸长率，大大提高了外底回弹，从根本上实现耐磨损型抗油性能要求,解决现有胶鞋鞋底抗油能力差、不耐磨、伸长率低的问题,提高了胶鞋鞋底的耐磨性能、抗油性能和使用寿命。不过，该材料仍存在一定的缺陷：耐寒性、耐光老化性能较差，在用于寒冷环境中时容易脆化，在室外使用时容易受到紫外线的光化学降解作用，性能下降比较严重，使用寿命受到了影响。发明内容：

[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种耐寒耐光NBR鞋底材料，具有较好的耐寒性和耐光老化性能，使用寿命较长。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

[0006] 一种耐寒耐光NBR鞋底材料，按重量份计，由以下组份制成：NBR 100份，增塑剂5～7份，填料10～14份，热稳定剂3～4份，补强剂3～4份，防老剂2～3份，硫化剂1～2份，促进剂
1～2份，相容剂5～6份，改性纳米氧化锡7～9份，PPO/PS 9～12份，硬脂酸1～2份，锌氧粉4～5份。

[0007] 优选地，本发明所述增塑剂为DOP。

[0008] 优选地，本发明所述填料为碳酸钙或高岭土。

[0009] 优选地，本发明所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂。

[0010] 优选地，本发明所述补强剂为炭黑。

[0011] 优选地，本发明所述防老剂为防老剂RD。

[0012] 优选地，本发明所述硫化剂为硫磺。

[0013] 优选地，本发明所述促进剂为促进剂DZ。

[0014] 优选地，本发明所述相容剂为SEBS。

[0015] 本发明要解决的另一技术问题是提供上述耐寒耐光NBR鞋底材料的制备方法。

[0016] 为解决上述技术问题，技术方案是：

[0017] 一种耐寒耐光NBR鞋底材料的制备方法，其步骤如下：

[0018] (1)将纳米氧化锡粉体加入去离子水中，超声分散12分钟制得质量分数为15％的浆液，加入PEG20000后继续超声分散15分钟，移至回流容器中80℃下回流3小时，冷却至室温后出料，过滤后干燥至恒重，研磨后得到改性纳米氧化锡；

[0019] (2)将NBR加入开炼机辊筒温度为80℃下塑炼，12分钟后将相容剂、PPO/PS加入开炼机辊筒温度为100℃下混炼，10分钟后加入步骤(1)得到的改性纳米氧化锡继续混炼，9分钟后将辊筒温度调节为80℃、辊距调节为2mm，然后依次加入增塑剂、填料、热稳定剂、补强剂、防老剂、锌氧粉、硬脂酸、促进剂、硫化剂混炼40分钟，得到混炼胶；

[0020] (3)将步骤(2)得到的混炼胶置于压延机上压延成胶片，将胶片放入模具中110℃下硫化1小时，取出后用切片机切片，得到耐寒耐光NBR鞋底材料。

[0021] 由上可见，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0022] (1)PPO是聚苯醚的英文名简写，其脆化温度低至-170℃，具有极好的耐寒性，不过其加工成型比较困难，因此本发明选取PPO/PS合金取代PPO，另外添加了相容剂，在相容剂的相容作用以及PS的协同作用下，PPO/PS与NBR之间形成界面较强的共混，从而大大降低鞋底材料的脆化温度，提高鞋底材料的耐寒性。

[0023] (2)纳米氧化锡具有很好的紫外线吸收能力，可用作紫外线吸收剂，不过其表面呈亲水性，与表面呈疏水性的NBR基体之间的相容性较差，因此本发明通过PEG20000对其进行改性，PEG20000包覆在纳米氧化锡的表面，将其表面的亲水性改变为疏水性，使得纳米氧化锡与NBR基体之间的相容性得到了很大的提高，改性后的纳米氧化锡能很好地分散于NBR基体中，在鞋底材料受到光照时，纳米氧化锡能有效吸收紫外线，大大降低NBR受到的光降解作用，从而大大提高鞋底材料的耐光老化性能。具体实施方式：

[0024] 下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

[0025] 实施例1

[0026] 一种耐寒耐光NBR鞋底材料，按重量份计，由以下组份制成：NBR 100份，DOP 5份，碳酸钙14份，钙锌复合稳定剂3.6份，炭黑3.4份，防老剂RD 2.5份，硫磺1.8份，促进剂DZ 1.6份，相容剂SEBS 5份，改性纳米氧化锡7.5份，PPO/PS 10份，硬脂酸1.5份，锌氧粉4.8份。

[0027] 其制备方法的步骤如下：

[0028] (1)将纳米氧化锡粉体加入去离子水中，超声分散12分钟制得质量分数为15％的浆液，加入PEG20000后继续超声分散15分钟，移至回流容器中80℃下回流3小时，冷却至室温后出料，过滤后干燥至恒重，研磨后得到改性纳米氧化锡；

[0029] (2)将NBR加入开炼机辊筒温度为80℃下塑炼，12分钟后将SEBS、PPO/PS加入开炼机辊筒温度为100℃下混炼，10分钟后加入步骤(1)得到的改性纳米氧化锡继续混炼，9分钟后将辊筒温度调节为80℃、辊距调节为2mm，然后依次加入DOP、碳酸钙、钙锌复合稳定剂、炭黑、防老剂RD、锌氧粉、硬脂酸、促进剂DZ、硫磺混炼40分钟，得到混炼胶；

[0030] (3)将步骤(2)得到的混炼胶置于压延机上压延成胶片，将胶片放入模具中110℃下硫化1小时，取出后用切片机切片，得到耐寒耐光NBR鞋底材料。

[0031] 实施例2

[0032] 一种耐寒耐光NBR鞋底材料，按重量份计，由以下组份制成：NBR 100份，DOP 7份，碳酸钙12份，钙锌复合稳定剂3.2份，炭黑4份，防老剂RD 2.4份，硫磺1.2份，促进剂DZ 1.5份，相容剂SEBS 6份，改性纳米氧化锡8.5份，PPO/PS 9份，硬脂酸1.2份，锌氧粉5份。

[0033] 其制备方法的步骤如下：

[0034] (1)将纳米氧化锡粉体加入去离子水中，超声分散12分钟制得质量分数为15％的浆液，加入PEG20000后继续超声分散15分钟，移至回流容器中80℃下回流3小时，冷却至室温后出料，过滤后干燥至恒重，研磨后得到改性纳米氧化锡；

[0035] (2)将NBR加入开炼机辊筒温度为80℃下塑炼，12分钟后将SEBS、PPO/PS加入开炼机辊筒温度为100℃下混炼，10分钟后加入步骤(1)得到的改性纳米氧化锡继续混炼，9分钟后将辊筒温度调节为80℃、辊距调节为2mm，然后依次加入DOP、碳酸钙、钙锌复合稳定剂、炭黑、防老剂RD、锌氧粉、硬脂酸、促进剂DZ、硫磺混炼40分钟，得到混炼胶；

[0036] (3)将步骤(2)得到的混炼胶置于压延机上压延成胶片，将胶片放入模具中110℃下硫化1小时，取出后用切片机切片，得到耐寒耐光NBR鞋底材料。

[0037] 实施例3

[0038] 一种耐寒耐光NBR鞋底材料，按重量份计，由以下组份制成：NBR 100份，DOP 6.5份，高岭土11份，钙锌复合稳定剂4份，炭黑3份，防老剂RD 1.5份，硫磺1.4份，促进剂DZ 1.4份，相容剂SEBS 5.5份，改性纳米氧化锡8份，PPO/PS 11份，硬脂酸1份，锌氧粉4.2份。

[0039] 其制备方法的步骤如下：

[0040] (1)将纳米氧化锡粉体加入去离子水中，超声分散12分钟制得质量分数为15％的浆液，加入PEG20000后继续超声分散15分钟，移至回流容器中80℃下回流3小时，冷却至室温后出料，过滤后干燥至恒重，研磨后得到改性纳米氧化锡；

[0041] (2)将NBR加入开炼机辊筒温度为80℃下塑炼，12分钟后将SEBS、PPO/PS加入开炼机辊筒温度为100℃下混炼，10分钟后加入步骤(1)得到的改性纳米氧化锡继续混炼，9分钟后将辊筒温度调节为80℃、辊距调节为2mm，然后依次加入DOP、高岭土、钙锌复合稳定剂、炭黑、防老剂RD、氧化锌、硬脂酸、促进剂DZ、硫磺混炼40分钟，得到混炼胶；

[0042] (3)将步骤(2)得到的混炼胶置于压延机上压延成胶片，将胶片放入模具中110℃下硫化1小时，取出后用切片机切片，得到耐寒耐光NBR鞋底材料。

[0043] 实施例4

[0044] 一种耐寒耐光NBR鞋底材料，按重量份计，由以下组份制成：NBR 100份，DOP 5.5份，高岭土12.5份，钙锌复合稳定剂3.3份，炭黑3.2份，防老剂RD 2.7份，硫磺2份，促进剂DZ 1份，相容剂SEBS 5.4份，改性纳米氧化锡7份，PPO/PS 12份，硬脂酸1.8份，锌氧粉4.5份。

[0045] 其制备方法的步骤如下：

[0046] (1)将纳米氧化锡粉体加入去离子水中，超声分散12分钟制得质量分数为15％的浆液，加入PEG20000后继续超声分散15分钟，移至回流容器中80℃下回流3小时，冷却至室温后出料，过滤后干燥至恒重，研磨后得到改性纳米氧化锡；

[0047] (2)将NBR加入开炼机辊筒温度为80℃下塑炼，12分钟后将SEBS、PPO/PS加入开炼机辊筒温度为100℃下混炼，10分钟后加入步骤(1)得到的改性纳米氧化锡继续混炼，9分钟后将辊筒温度调节为80℃、辊距调节为2mm，然后依次加入DOP、高岭土、钙锌复合稳定剂、炭黑、防老剂RD、氧化锌、硬脂酸、促进剂DZ、硫磺混炼40分钟，得到混炼胶；

[0048] (3)将步骤(2)得到的混炼胶置于压延机上压延成胶片，将胶片放入模具中110℃下硫化1小时，取出后用切片机切片，得到耐寒耐光NBR鞋底材料。

[0049] 实施例5

[0050] 一种耐寒耐光NBR鞋底材料，按重量份计，由以下组份制成：NBR 100份，DOP 6份，高岭土10份，钙锌复合稳定剂3.5份，炭黑3.6份，防老剂RD 2份，硫磺1.4份，促进剂DZ 1.8份，相容剂SEBS 5.7份，改性纳米氧化锡8.8份，PPO/PS 10.5份，硬脂酸2份，锌氧粉4份。

[0051] 其制备方法的步骤如下：

[0052] (1)将纳米氧化锡粉体加入去离子水中，超声分散12分钟制得质量分数为15％的浆液，加入PEG20000后继续超声分散15分钟，移至回流容器中80℃下回流3小时，冷却至室温后出料，过滤后干燥至恒重，研磨后得到改性纳米氧化锡；

[0053] (2)将NBR加入开炼机辊筒温度为80℃下塑炼，12分钟后将SEBS、PPO/PS加入开炼机辊筒温度为100℃下混炼，10分钟后加入步骤(1)得到的改性纳米氧化锡继续混炼，9分钟后将辊筒温度调节为80℃、辊距调节为2mm，然后依次加入DOP、高岭土、钙锌复合稳定剂、炭黑、防老剂RD、氧化锌、硬脂酸、促进剂DZ、硫磺混炼40分钟，得到混炼胶；

[0054] (3)将步骤(2)得到的混炼胶置于压延机上压延成胶片，将胶片放入模具中110℃下硫化1小时，取出后用切片机切片，得到耐寒耐光NBR鞋底材料。

[0055] 实施例6

[0056] 一种耐寒耐光NBR鞋底材料，按重量份计，由以下组份制成：NBR 100份，DOP 6.6份，碳酸钙13份，钙锌复合稳定剂3份，炭黑3.9份，防老剂RD 2.1份，硫磺1份，促进剂DZ 1.2份，相容剂SEBS 5.2份，改性纳米氧化锡9份，PPO/PS 11.5份，硬脂酸1.4份，锌氧粉4.9份。

[0057] 其制备方法的步骤如下：

[0058] (1)将纳米氧化锡粉体加入去离子水中，超声分散12分钟制得质量分数为15％的浆液，加入PEG20000后继续超声分散15分钟，移至回流容器中80℃下回流3小时，冷却至室温后出料，过滤后干燥至恒重，研磨后得到改性纳米氧化锡；

[0059] (2)将NBR加入开炼机辊筒温度为80℃下塑炼，12分钟后将SEBS、PPO/PS加入开炼机辊筒温度为100℃下混炼，10分钟后加入步骤(1)得到的改性纳米氧化锡继续混炼，9分钟后将辊筒温度调节为80℃、辊距调节为2mm，然后依次加入DOP、碳酸钙、钙锌复合稳定剂、炭黑、防老剂RD、氧化锌、硬脂酸、促进剂DZ、硫磺混炼40分钟，得到混炼胶；

[0060] (3)将步骤(2)得到的混炼胶置于压延机上压延成胶片，将胶片放入模具中110℃下硫化1小时，取出后用切片机切片，得到耐寒耐光NBR鞋底材料。

[0061] 经测试，实施例1-6以及对比例的耐寒性以及耐老化性能如下表所示，其中，[0062] 对比例为公开号为CN102796292A的中国专利；

[0063] 耐寒性按照GB/T 5470-2008测试材料的脆化温度，脆化温度越低耐寒性越好；

[0064] 耐老化性能测试过程为：将材料置于紫外灯下4cm处，室温下照射强度为33.3μW/cm2的紫外线，1000小时后测试材料的失重率，失重率越小耐光老化性能越好。

[0065]

[0066] 由上表可见，本发明的脆化温度和失重率均明显低于对比例，耐寒性以及耐老化性能较好。

[0067] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。