一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶及其制备方法转让专利

申请号 : CN202210808243.2

文献号 : CN114874514B

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发明人 : 谢秉政冯玲玲裴登峰郭凯焘唐新乔史民强代丽娟

申请人 : 比音勒芬服饰股份有限公司

摘要 :

本发明公开了一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶及其制备方法,鞋底用橡胶按照重量份数计算,包括以下成分:聚丁二烯橡胶60份、热塑型弹性体SBS 32‑48份、改性硼镁石复合颗粒26‑35份、萜酚树脂1.5‑3.6份、硅烷偶联剂0.2‑0.8份、防老剂1.2‑1.8份、硫磺2.3‑4.6份和促进剂1.1‑1.6份。本发明制备得到的基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶不仅具有耐磨防滑性,还具有轻质、弹性强的优点,此外,在耐老化方面也得到了较好的改进。

权利要求 :

1.一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,其特征在于,按照重量份数计算,包括以下成分:聚丁二烯橡胶60份、热塑型弹性体SBS 32‑48份、改性硼镁石复合颗粒26‑35份、萜酚树脂1.5‑3.6份、硅烷偶联剂0.2‑0.8份、防老剂1.2‑1.8份、硫磺2.3‑4.6份和促进剂1.1‑1.6份;

所述改性硼镁石复合颗粒的制备方法包括:

第一步,使用顺丁烯二酸酐依次经过Diels‑Alder反应、酰化反应以及缩合反应,制备得到改性剂;

第二步,使用乙烯基三甲氧基硅烷对纳米硼镁石活化处理,得到纳米活化硼镁石;

第三步,使用改性剂对1,2‑聚丁二烯改性,同时加入纳米活化硼镁石,得到改性硼镁石复合颗粒;

所述第一步中,改性剂的制备方法为:

S1,称取顺丁烯二酸酐与呋喃混合于装有丙酮的反应容器中,室温下充分搅拌16‑24h后,过滤出固体并使用丙酮冲洗至少三次,干燥后,得到化合物A;

S2,称取化合物A与乙醇混合至反应容器内,将烧瓶置于冰水浴中,充分搅拌后,滴加2‑羟基乙胺至烧瓶内,再次充分搅拌后,撤去冰水浴并组装上冷凝回流装置,升温至65‑85℃,搅拌处理18‑36h,降温至室温后,将烧瓶密封并置于0‑4℃的条件下避光保存6‑10h,然后过滤出固体并使用0‑4℃的乙醇清洗,干燥后,得到化合物B;

S3,称取化合物B、4‑二甲氨基吡啶和二氯甲烷混合至反应容器内,将反应容器内充入氮气替换出空气,并将反应容器置于冰水浴条件下搅拌0.5‑1h,然后滴加2‑氨基乙酰氯,滴加后在冰水浴条件下搅拌0.5‑1h后,撤去冰水浴,在室温下继续搅拌反应8‑12h,之后使用饱和的小苏打水和纯化水依次洗涤,萃取合并有机相,干燥除去溶剂,得到化合物C;

S4,将化合物C与甲苯混合后,置于回流冷凝装置内,在氮气的保护下,升温至100‑120℃,搅拌处理3‑6h后,除去溶剂,于35‑45℃条件下干燥,得到改性剂;

所述第二步中,纳米活化硼镁石的制备方法为:

称取纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水混合,于45‑55℃下搅拌4‑6h后,过滤除去液体,干燥后,得到纳米活化硼镁石;

所述第三步中,改性硼镁石复合颗粒的制备方法为:

P1,称取改性剂、乙酰苯胺混合于甲苯中,搅拌至均匀后,形成改性剂溶液;

P2,称取1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石与甲苯混合至反应容器内,升温至70‑80℃,搅拌至均匀后,滴加改性剂溶液,再次搅拌均匀,加入引发剂偶氮二异丁腈,保温反应3‑5h后,使用无水甲醇沉淀,减压干燥,得到改性硼镁石复合颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,其特征在于,所述热塑型弹性体SBS的数均分子量为18000‑20000,所述改性硼镁石复合颗粒的粒径为400‑

600μm,所述萜酚树脂的软化点为125‑150℃。

3.根据权利要求1所述的一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,其特征在于,所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH‑792、硅烷偶联剂KH‑550、硅烷偶联剂KH‑560中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,其特征在于,所述防老剂为防老剂TMQ、防老剂MB、防老剂DNP中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,其特征在于,所述促进剂为促进剂M或促进剂TETD。

6.一种权利要求1~5任意之一所述的基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,称取聚丁二烯橡胶、热塑型弹性体SBS混合至密炼机内,均匀化之后,得到第一混合料;

步骤2,将称取的改性硼镁石复合颗粒、萜酚树脂、防老剂和硅烷偶联剂依次加入混炼机内,再加入第一混合料,混炼均匀,得到第二混合料;

步骤3,向第二混合料中再加入称取的硫磺和促进剂,混炼均匀后,置于硫化设备上进行硫化,即得到基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶。

说明书 :

一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及橡胶弹性体领域,具体涉及一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶及其制备方法。

背景技术

[0002] 鞋底材料是鞋的重要组成部分,鞋底材料的优劣不仅决定着一双鞋子的性能,更会影响穿着者的舒适度。随着生活水平和健身意识的提高,人们对于鞋底材料的性能要求越来越注重,不但要求鞋底防滑、耐磨,而且要具有轻质、柔软舒适等多种附加功能或适用于特定的目的。橡胶由于具有相对较好的耐磨性能,成为目前大多数鞋的鞋底材料。然而,橡胶鞋底虽然具有较好的耐磨和防滑性能,但是由于添加了大量的补强剂和填充剂,导致橡胶密度过大,鞋底穿起来很重;另外橡胶鞋底的弹性并不是很好,且很容易老化,导致鞋子越穿越硬,脚感较差。

发明内容

[0003] 针对现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种轻便、柔软且不易老化的基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶及其制备方法。
[0004] 本发明的目的采用以下技术方案来实现:
[0005] 第一方面,本发明提供一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,按照重量份数计算,包括以下成分:
[0006] 聚丁二烯橡胶60份、热塑型弹性体SBS 32‑48份、改性硼镁石复合颗粒26‑35份、萜酚树脂1.5‑3.6份、硅烷偶联剂0.2‑0.8份、防老剂1.2‑1.8份、硫磺2.3‑4.6份和促进剂1.1‑1.6份。
[0007] 优选地,所述热塑型弹性体SBS的数均分子量为18000‑20000。
[0008] 优选地,所述改性硼镁石复合颗粒的粒径为100‑300μm。
[0009] 优选地,所述萜酚树脂的软化点为125‑150℃。
[0010] 优选地,所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH‑792、硅烷偶联剂KH‑550、硅烷偶联剂KH‑560中的一种。
[0011] 优选地,所述防老剂为防老剂TMQ、防老剂MB、防老剂DNP中的一种。
[0012] 优选地,所述促进剂为促进剂M或促进剂TETD。
[0013] 优选地,所述改性硼镁石复合颗粒的制备方法包括:
[0014] 第一步,使用顺丁烯二酸酐依次经过Diels‑Alder反应、酰化反应以及缩合反应,制备得到改性剂;
[0015] 第二步,使用乙烯基三甲氧基硅烷对纳米硼镁石活化处理,得到纳米活化硼镁石;
[0016] 第三步,使用改性剂对1,2‑聚丁二烯改性,同时加入纳米活化硼镁石,得到改性硼镁石复合颗粒。
[0017] 优选地,所述1,2‑聚丁二烯的分子量为1000‑2000。
[0018] 优选地,所述第一步中,改性剂的制备方法为:
[0019] S1,称取顺丁烯二酸酐与呋喃混合于装有丙酮的反应容器中,室温下充分搅拌16‑24h后,过滤出固体并使用丙酮冲洗至少三次,干燥后,得到化合物A;
[0020] 其中,顺丁烯二酸酐、呋喃和丙酮的质量比为2.2‑3.6:3.7‑4.4:100;
[0021] S2,称取化合物A与乙醇混合至反应容器内,将烧瓶置于冰水浴中,充分搅拌后,滴加2‑羟基乙胺至烧瓶内,再次充分搅拌后,撤去冰水浴并组装上冷凝回流装置,升温至65‑85℃,搅拌处理18‑36h,降温至室温后,将烧瓶密封并置于0‑4℃的条件下避光保存6‑10h,然后过滤出固体并使用0‑4℃的乙醇清洗,干燥后,得到化合物B;
[0022] 其中,化合物A、2‑羟基乙胺和乙醇的质量比为1:0.3‑0.6:100;
[0023] S3,称取化合物B、4‑二甲氨基吡啶和二氯甲烷混合至反应容器内,将反应容器内充入氮气替换出空气,并将反应容器置于冰水浴条件下搅拌0.5‑1h,然后滴加2‑氨基乙酰氯,滴加后在冰水浴条件下搅拌0.5‑1h后,撤去冰水浴,在室温下继续搅拌反应8‑12h,之后使用饱和的小苏打水和纯化水依次洗涤,萃取合并有机相,干燥除去溶剂,得到化合物C;
[0024] 其中,化合物B、2‑氨基乙酰氯、4‑二甲氨基吡啶和二氯甲烷的质量比为1:0.7‑0.9:0.06‑0.1:50;
[0025] S4,将化合物C与甲苯混合后,置于回流冷凝装置内,在氮气的保护下,升温至100‑120℃,搅拌处理3‑6h后,除去溶剂,于35‑45℃条件下干燥,得到改性剂;
[0026] 其中,化合物C和甲苯的质量比为1:30‑50。
[0027] 优选地,所述第二步中,纳米活化硼镁石的制备方法为:
[0028] 称取纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水混合,于45‑55℃下搅拌4‑6h后,过滤除去液体,干燥后,得到纳米活化硼镁石;
[0029] 其中,纳米硼镁石的粒径为300‑800nm;纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比为1:0.08‑0.12:10‑20。
[0030] 优选地,所述第三步中,改性硼镁石复合颗粒的制备方法为:
[0031] P1,称取改性剂、乙酰苯胺混合于甲苯中,搅拌至均匀后,形成改性剂溶液;
[0032] 其中,改性剂、乙酰苯胺和甲苯的质量比为1:0.12‑0.16:10;
[0033] P2,称取1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石与甲苯混合至反应容器内,升温至70‑80℃,搅拌至均匀后,滴加改性剂溶液,再次搅拌均匀,加入引发剂偶氮二异丁腈,保温反应3‑5h后,使用无水甲醇沉淀,减压干燥,得到改性硼镁石复合颗粒;
[0034] 其中,引发剂的加入量为1,2‑聚丁二烯质量的2%‑5%;1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石、改性剂溶液和甲苯的质量比为1:1.2‑1.8:3.4‑5.8:18‑22。
[0035] 第二方面,本发明提供一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶的制备方法,包括以下步骤:
[0036] 步骤1,称取聚丁二烯橡胶、热塑型弹性体SBS混合至密炼机内,均匀化之后,得到第一混合料;
[0037] 步骤2,将称取的改性硼镁石复合颗粒、萜酚树脂、防老剂和硅烷偶联剂依次加入混炼剂内,再加入第一混合料,混炼均匀,得到第二混合料;
[0038] 步骤3,向第二混合料中再加入称取的硫磺和促进剂,混炼均匀后,置于硫化设备上进行硫化,即得到基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶。
[0039] 优选地,所述步骤1中,密炼机的温度为100‑120℃,密炼均匀化时间为5‑7min,密炼结束后冷却至室温,得到第一混合料。
[0040] 优选地,所述步骤2中,混炼的温度为80‑120℃,混炼的压强为0.3‑0.5MPa,混炼时间为6‑10min,混炼后冷却得到第二混合料。
[0041] 优选地,所述步骤3中,混炼的温度为80‑100℃,混炼的压强为0.3‑0.5MPa,混炼时间为3‑5min。
[0042] 优选地,所述步骤3中,硫化的温度为155‑165℃,硫化压强为15‑25MPa,硫化时间为3‑6min。
[0043] 本发明的有益效果为:
[0044] 1、本发明制备得到的基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶不仅具有耐磨防滑性,还具有轻质、弹性强的优点,此外,在耐老化方面也得到了较好的改进。
[0045] 2、在本发明中,聚丁二烯橡胶作为鞋底材料的主要原料,是以聚丁二烯橡胶是以丁二烯为单体聚合得到。热塑型弹性体SBS是苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物,具有较好的压缩变形以及回弹性,通过聚丁二烯橡胶和热塑型弹性体SBS配合使用,能够改善聚丁二烯橡胶的回弹性,从而改善鞋底的脚感。
[0046] 3、本发明还加入了自制的改性硼镁石复合颗粒作为填充补强料,用于改善聚丁二烯橡胶和热塑型弹性体SBS配合后的耐老化性不足的缺陷,不仅在鞋子能够保持较好弹性的同时,还使得鞋子的抗撕裂、抗拉伸以及耐老化性得到较好的改善,并且其使用量相比较于常规的填充料(比如白炭黑)有较大幅度减少,密度也不高,因此还具有轻质、脚感好的优点。
[0047] 4、此外,本发明还加入了萜酚树脂以提升橡胶鞋底各原料的粘结力;硅烷偶联剂用于提升各个原料之间的相互融合度;防老剂用于延缓橡胶老化、延长橡胶使用寿命性能;硫磺用于硫化橡胶,使橡胶分子由线性结构转变为网状结构;促进剂也是硫化促进剂,配合硫磺使用,促使硫磺活化,从而加快硫化剂与橡胶分子的交联反应。
[0048] 5、本发明在制备改性硼镁石复合颗粒的过程中,选用的1,2‑聚丁二烯属于低分子量的液体聚丁二烯,液体聚丁二烯由于含有双键,分子基团内的烯丙基氢比较活泼, 能够与改性剂结合反应。结合产物中含有不饱和双键,在后续硫化过程中固化交联性更佳,还含有多种极性基团,活性较高,因此与其他化合物的交联性更强。

具体实施方式

[0049] 为了更清楚的说明本发明,对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0050] 本发明所使用的聚丁二烯橡胶为顺式1,4‑聚丁二烯橡胶,与热塑型弹性体SBS均属于中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司生产的产品。
[0051] 萜酚树脂,即萜烯酚树脂,属于增粘树脂的一种,具有粘结力强、内聚力大、耐热好且耐老化的优点。
[0052] 白炭黑是白色粉末状X‑射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称,主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶,也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
[0053] 硼镁石是一种硼酸盐矿物,颜色为白色或灰白色略带黄色,它的晶体可是纤维状、柱状或板状,晶体集合到一起也可以是纤维状或块状,具有高熔点、高化学稳定性、高耐磨性的优点。
[0054] 在传统的橡胶鞋底行业中,一般使用最多的填充补强剂为白炭黑,白炭黑虽然具有较好的耐高温性以及化学稳定性等优点,但是白炭黑很容易吸收空气中的水分,在橡胶混炼过程中分散性较差,并且据研究其还容易使橡胶产生硬化,因此在橡胶炼化的过程中必须加入一定的软化剂,比如石蜡、妥尔油等,然而这些材料的加入不仅使得橡胶变得更加沉重,还会影响到橡胶的耐老化性。本发明创新性的摒弃了传统的白炭黑填充剂,使用了硼镁石材料作为基料,制备成改性硼镁石复合颗粒作为填充材料使用。
[0055] 本发明的改性剂是在顺丁烯二酸酐的基础上合成得到的,首先采用呋喃与顺丁烯二酸酐发生Diels‑Alder反应,目的是保护双键基团,生成含有氧桥键的四氢邻苯二甲酸酐,即化合物A;之后将化合物A与2‑羟基乙胺发生酰化反应,生成含有羟基的N‑取代基化合物B;然后又与2‑氨基乙酰氯发生缩合反应,其中的酰氯基团与羟基结合成酯基,生成化合物C;最后在加热溶剂的条件下,脱去呋喃基团,得到改性剂,最终制备的改性剂含有氨基、酯基以及双键基团。
[0056] 具体的步骤流程如下所示:
[0057]
[0058] 下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0059] 实施例1
[0060] 一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,按照重量份数计算,包括以下成分:
[0061] 聚丁二烯橡胶60份、热塑型弹性体SBS 40份、改性硼镁石复合颗粒30份、萜酚树脂2.8份、硅烷偶联剂KH‑792 0.5份、防老剂TMQ 1.5份、硫磺3.8份和促进剂M 1.4份。
[0062] 其中,热塑型弹性体SBS的数均分子量为18000‑20000,改性硼镁石复合颗粒的粒径为200μm,萜酚树脂的软化点为135℃。
[0063] 其中,改性硼镁石复合颗粒的制备方法包括:
[0064] 第一步,制备改性剂:
[0065] S1,称取顺丁烯二酸酐与呋喃混合于装有丙酮的反应容器中,顺丁烯二酸酐、呋喃和丙酮的质量比为2.8:4.1:100,室温下充分搅拌20h后,过滤出固体并使用丙酮冲洗至少三次,干燥后,得到化合物A;
[0066] S2,称取化合物A与乙醇混合至反应容器内,将烧瓶置于冰水浴中,充分搅拌后,滴加2‑羟基乙胺至烧瓶内,再次充分搅拌后,撤去冰水浴并组装上冷凝回流装置,升温至75℃,搅拌处理24h,降温至室温后,将烧瓶密封并置于0‑4℃的条件下避光保存8h,然后过滤出固体并使用0‑4℃的乙醇清洗,干燥后,得到化合物B;其中,化合物A、2‑羟基乙胺和乙醇的质量比为1:0.4:100;
[0067] S3,称取化合物B、4‑二甲氨基吡啶和二氯甲烷混合至反应容器内,将反应容器内充入氮气替换出空气,并将反应容器置于冰水浴条件下搅拌0.5h,然后滴加2‑氨基乙酰氯,滴加后在冰水浴条件下搅拌0.5h后,撤去冰水浴,在室温下继续搅拌反应10h,之后使用饱和的小苏打水和纯化水依次洗涤,萃取合并有机相,干燥除去溶剂,得到化合物C;其中,化合物B、2‑氨基乙酰氯、4‑二甲氨基吡啶和二氯甲烷的质量比为1:0.8:0.08:50;
[0068] S4,将化合物C与甲苯混合后,置于回流冷凝装置内,在氮气的保护下,升温至110℃,搅拌处理4h后,除去溶剂,于40℃条件下干燥,得到改性剂;其中,化合物C和甲苯的质量比为1:40。
[0069] 第二步,制备纳米活化硼镁石:
[0070] 称取纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水混合,于50℃下搅拌5h后,过滤除去液体,干燥后,得到纳米活化硼镁石;其中,纳米硼镁石的粒径为200‑500nm;纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比为1:0.1:15。
[0071] 第三步,制备改性硼镁石复合颗粒:
[0072] P1,称取改性剂、乙酰苯胺混合于甲苯中,搅拌至均匀后,形成改性剂溶液;其中,改性剂、乙酰苯胺和甲苯的质量比为1:0.14:10;
[0073] P2,称取1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石与甲苯混合至反应容器内,升温至75℃,搅拌至均匀后,滴加改性剂溶液,再次搅拌均匀,加入引发剂偶氮二异丁腈,保温反应4h后,使用无水甲醇沉淀,减压干燥,得到改性硼镁石复合颗粒;其中,1,2‑聚丁二烯的分子量为1000‑2000;引发剂的加入量为1,2‑聚丁二烯质量的3%;1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石、改性剂溶液和甲苯的质量比为1:1.5:4.6:20。
[0074] 上述基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶的制备方法,包括以下步骤:
[0075] 步骤1,称取聚丁二烯橡胶、热塑型弹性体SBS混合至密炼机内,密炼机的温度为110℃,密炼均匀化时间为6min,密炼结束后冷却至室温,得到第一混合料;
[0076] 步骤2,将称取的改性硼镁石复合颗粒、萜酚树脂、防老剂和硅烷偶联剂依次加入混炼剂内,再加入第一混合料,开始混炼,混炼的温度为100℃,混炼的压强为0.4MPa,混炼时间为8min,混炼后冷却得到第二混合料;
[0077] 步骤3,向第二混合料中再加入称取的硫磺和促进剂进行混炼,混炼的温度为90℃,混炼的压强为0.4MPa,混炼时间为4min;混炼之后置于硫化设备上进行硫化,硫化的温度为160℃,硫化压强为20MPa,硫化时间为4min,即得到基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶。
[0078] 实施例2
[0079] 一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,按照重量份数计算,包括以下成分:
[0080] 聚丁二烯橡胶60份、热塑型弹性体SBS 32份、改性硼镁石复合颗粒26份、萜酚树脂1.5份、硅烷偶联剂KH‑550 0.2份、防老剂MB 1.2份、硫磺2.3份和促进剂M 1.1份。
[0081] 其中,热塑型弹性体SBS的数均分子量为18000‑20000,改性硼镁石复合颗粒的粒径为100μm,萜酚树脂的软化点为125℃。
[0082] 其中,改性硼镁石复合颗粒的制备方法包括:
[0083] 第一步,制备改性剂:
[0084] S1,称取顺丁烯二酸酐与呋喃混合于装有丙酮的反应容器中,室温下充分搅拌16h后,过滤出固体并使用丙酮冲洗至少三次,干燥后,得到化合物A;其中,顺丁烯二酸酐、呋喃和丙酮的质量比为2.2:3.7:100;
[0085] S2,称取化合物A与乙醇混合至反应容器内,将烧瓶置于冰水浴中,充分搅拌后,滴加2‑羟基乙胺至烧瓶内,再次充分搅拌后,撤去冰水浴并组装上冷凝回流装置,升温至65℃,搅拌处理18h,降温至室温后,将烧瓶密封并置于0‑4℃的条件下避光保存6h,然后过滤出固体并使用0‑4℃的乙醇清洗,干燥后,得到化合物B;其中,化合物A、2‑羟基乙胺和乙醇的质量比为1:0.3:100;
[0086] S3,称取化合物B、4‑二甲氨基吡啶和二氯甲烷混合至反应容器内,将反应容器内充入氮气替换出空气,并将反应容器置于冰水浴条件下搅拌0.5h,然后滴加2‑氨基乙酰氯,滴加后在冰水浴条件下搅拌0.5h后,撤去冰水浴,在室温下继续搅拌反应8h,之后使用饱和的小苏打水和纯化水依次洗涤,萃取合并有机相,干燥除去溶剂,得到化合物C;其中,化合物B、2‑氨基乙酰氯、4‑二甲氨基吡啶和二氯甲烷的质量比为1:0.7:0.06:50;
[0087] S4,将化合物C与甲苯混合后,置于回流冷凝装置内,在氮气的保护下,升温至100℃,搅拌处理3h后,除去溶剂,于35℃条件下干燥,得到改性剂;其中,化合物C和甲苯的质量比为1:30。
[0088] 第二步,制备纳米活化硼镁石:
[0089] 称取纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水混合,于45℃下搅拌4h后,过滤除去液体,干燥后,得到纳米活化硼镁石;其中,纳米硼镁石的粒径为200‑500nm;纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比为1:0.08:10。
[0090] 第三步,制备改性硼镁石复合颗粒:
[0091] P1,称取改性剂、乙酰苯胺混合于甲苯中,搅拌至均匀后,形成改性剂溶液;其中,改性剂、乙酰苯胺和甲苯的质量比为1:0.12:10;
[0092] P2,称取1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石与甲苯混合至反应容器内,升温至70℃,搅拌至均匀后,滴加改性剂溶液,再次搅拌均匀,加入引发剂偶氮二异丁腈,保温反应3h后,使用无水甲醇沉淀,减压干燥,得到改性硼镁石复合颗粒;其中,1,2‑聚丁二烯的分子量为1000‑2000;引发剂的加入量为1,2‑聚丁二烯质量的2%;1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石、改性剂溶液和甲苯的质量比为1:1.2:3.4:18。
[0093] 上述基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶的制备方法,包括以下步骤:
[0094] 步骤1,称取聚丁二烯橡胶、热塑型弹性体SBS混合至密炼机内,密炼机的温度为100℃,密炼均匀化时间为5min,密炼结束后冷却至室温,得到第一混合料;
[0095] 步骤2,将称取的改性硼镁石复合颗粒、萜酚树脂、防老剂和硅烷偶联剂依次加入混炼剂内,再加入第一混合料,开始混炼,混炼的温度为80℃,混炼的压强为0.3MPa,混炼时间为6min,混炼后冷却得到第二混合料;
[0096] 步骤3,向第二混合料中再加入称取的硫磺和促进剂进行混炼,混炼的温度为80‑100℃,混炼的压强为0.3MPa,混炼时间为3min;混炼之后置于硫化设备上进行硫化,硫化的温度为155℃,硫化压强为15MPa,硫化时间为3min,即得到基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶。
[0097] 实施例3
[0098] 一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,按照重量份数计算,包括以下成分:
[0099] 聚丁二烯橡胶60份、热塑型弹性体SBS 48份、改性硼镁石复合颗粒35份、萜酚树脂3.6份、硅烷偶联剂KH‑560 0.8份、防老剂DNP 1.8份、硫磺4.6份和促进剂TETD 1.6份。
[0100] 其中,热塑型弹性体SBS的数均分子量为18000‑20000,改性硼镁石复合颗粒的粒径为300μm,萜酚树脂的软化点为150℃。
[0101] 其中,改性硼镁石复合颗粒的制备方法包括:
[0102] 第一步,制备改性剂:
[0103] S1,称取顺丁烯二酸酐与呋喃混合于装有丙酮的反应容器中,室温下充分搅拌24h后,过滤出固体并使用丙酮冲洗至少三次,干燥后,得到化合物A;其中,顺丁烯二酸酐、呋喃和丙酮的质量比为3.6:4.4:100;
[0104] S2,称取化合物A与乙醇混合至反应容器内,将烧瓶置于冰水浴中,充分搅拌后,滴加2‑羟基乙胺至烧瓶内,再次充分搅拌后,撤去冰水浴并组装上冷凝回流装置,升温至85℃,搅拌处理36h,降温至室温后,将烧瓶密封并置于0‑4℃的条件下避光保存10h,然后过滤出固体并使用0‑4℃的乙醇清洗,干燥后,得到化合物B;其中,化合物A、2‑羟基乙胺和乙醇的质量比为1:0.6:100;
[0105] S3,称取化合物B、4‑二甲氨基吡啶和二氯甲烷混合至反应容器内,将反应容器内充入氮气替换出空气,并将反应容器置于冰水浴条件下搅拌1h,然后滴加2‑氨基乙酰氯,滴加后在冰水浴条件下搅拌1h后,撤去冰水浴,在室温下继续搅拌反应12h,之后使用饱和的小苏打水和纯化水依次洗涤,萃取合并有机相,干燥除去溶剂,得到化合物C;其中,化合物B、2‑氨基乙酰氯、4‑二甲氨基吡啶和二氯甲烷的质量比为1:0.9:0.1:50;
[0106] S4,将化合物C与甲苯混合后,置于回流冷凝装置内,在氮气的保护下,升温至120℃,搅拌处理6h后,除去溶剂,于45℃条件下干燥,得到改性剂;其中,化合物C和甲苯的质量比为1:50。
[0107] 第二步,制备纳米活化硼镁石:
[0108] 称取纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水混合,于55℃下搅拌6h后,过滤除去液体,干燥后,得到纳米活化硼镁石;其中,纳米硼镁石的粒径为200‑500nm;纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比为1:0.12:20。
[0109] 第三步,制备改性硼镁石复合颗粒:
[0110] P1,称取改性剂、乙酰苯胺混合于甲苯中,搅拌至均匀后,形成改性剂溶液;其中,改性剂、乙酰苯胺和甲苯的质量比为1:0.16:10;
[0111] P2,称取1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石与甲苯混合至反应容器内,升温至80℃,搅拌至均匀后,滴加改性剂溶液,再次搅拌均匀,加入引发剂偶氮二异丁腈,保温反应5h后,使用无水甲醇沉淀,减压干燥,得到改性硼镁石复合颗粒;其中,1,2‑聚丁二烯的分子量为1000‑2000;引发剂的加入量为1,2‑聚丁二烯质量的2%‑5%;1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石、改性剂溶液和甲苯的质量比为1:1.8:5.8:22。
[0112] 上述基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶的制备方法,包括以下步骤:
[0113] 步骤1,称取聚丁二烯橡胶、热塑型弹性体SBS混合至密炼机内,密炼机的温度为120℃,密炼均匀化时间为7min,密炼结束后冷却至室温,得到第一混合料;
[0114] 步骤2,将称取的改性硼镁石复合颗粒、萜酚树脂、防老剂和硅烷偶联剂依次加入混炼剂内,再加入第一混合料,开始混炼,混炼的温度为120℃,混炼的压强为0.5MPa,混炼时间为10min,混炼后冷却得到第二混合料;
[0115] 步骤3,向第二混合料中再加入称取的硫磺和促进剂进行混炼,混炼的温度为100℃,混炼的压强为0.5MPa,混炼时间为5min;混炼之后置于硫化设备上进行硫化,硫化的温度为165℃,硫化压强为25MPa,硫化时间为6min,即得到基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶。
[0116] 对比例1
[0117] 一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,与实施例1的区别在于,改性硼镁石复合颗粒的制备方法不同,改性硼镁石复合颗粒的制备方法包括:
[0118] 第一步,制备纳米活化硼镁石:
[0119] 称取纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水混合,于50℃下搅拌5h后,过滤除去液体,干燥后,得到纳米活化硼镁石;其中,纳米硼镁石的粒径为200‑500nm;纳米硼镁石、乙烯基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比为1:0.1:15。
[0120] 第二步,制备改性硼镁石复合颗粒:
[0121] P1,称取乙酰苯胺混合于甲苯中,搅拌至均匀后,形成改性剂溶液;其中,乙酰苯胺和甲苯的质量比为0.14:10;
[0122] P2,称取1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石与甲苯混合至反应容器内,升温至75℃,搅拌至均匀后,滴加改性剂溶液,再次搅拌均匀,加入引发剂偶氮二异丁腈,保温反应4h后,使用无水甲醇沉淀,减压干燥,得到改性硼镁石复合颗粒;其中,1,2‑聚丁二烯的分子量为1000‑2000;引发剂的加入量为1,2‑聚丁二烯质量的3%;1,2‑聚丁二烯、纳米活化硼镁石、改性剂溶液和甲苯的质量比为1:1.5:4.6:20。
[0123] 对比例2
[0124] 一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,与实施例1的区别在于,将改性硼镁石复合颗粒替换为纳米硼镁石。
[0125] 对比例3
[0126] 一种基于聚丁二烯的止滑耐磨鞋底用橡胶,与实施例1的区别在于,不添加改性硼镁石复合颗粒。
[0127] 本发明针对实施例1、对比例1、对比例2和对比例3制备的鞋底用橡胶进行性能上的检测对比,其中,拉伸强度和断裂伸长率根据标准GB/T 528‑2009的方法检测;DIN磨耗的检测依据标准DIN‑5351‑1987,热老化处理参照标准GB/T 3512‑2014,老化温度为80℃,老化时间为120h;紫外老化处理参照标准GB/T 16585‑2008,波长325nm、功率40W的氚灯照射48h。检测结果如表1所示:
[0128] 表1 不同方法制备的鞋底用橡胶的性能对比
[0129]
[0130] 由表1中能看出,实施例1制备的鞋底用橡胶硬度在55、密度在1 g/cm3左右,比传统的橡胶底具有更加轻盈的优点,具有更大的拉伸强度和更高的断裂伸长率,且在热老化以及紫外老化后均表现优异,DIN磨耗也更低,说明具有更好的力学性能、耐磨性和耐老化性。
[0131] 最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。