【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料，具体为一种橡胶高强度轻质复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着科技的发展和人们对鞋子的性能要求不断提升，市面上常见的鞋底材料有橡胶、eva发泡、pu或者tpu等，其中，eva因其质地轻、高弹性、低温柔软性、抗屈曲性和抗应力开裂性弹性好、耐老化和耐候性优良、成本低，而广泛应用于运动鞋鞋材。然而eva存在耐磨性能不足、力学性能低、防滑性能差等缺点，随着va含量的上升耐磨和力学性能缺陷更加明显，限制了其在未来功能性鞋材上的发展。
2、技术人员发现同样作为鞋材的tpu生产工艺简单、耐磨性能优异，橡胶因其具有优异的防滑性、耐折性，如果将三种材料复合可弥补eva的缺陷，然而，eva、tpu、橡胶三者之间的相容性较差，混合后耐磨性、力学性能极具下降，如果采用三层材料贴合工艺，则需要增加贴合材料，既不利于环境和人体的健康，又增加了生产成本。
3、因此，本专利技术通过改进制备工艺和组分，将eva、tpu、橡胶复合制备一种橡胶高强度轻质复合材料，来解决这些问题。
技术实现思路
1、基于上述
技术介绍
，本专利技术采用以下的技术方案：
2、一种橡胶高强度轻质复合材料，按质量份数计，包括以下原料组分：eva-1#20～26份、改性eva/tpu/br复合料45～66份、硬脂酸0.52～0.736份、架桥剂1.3～1.84份、eva耐磨剂3～8份、抗水解剂0.2～1份、发泡剂1.95～2.76份、氧化锌1.56～2.208份、硬脂酸锌1.3～
3、进一步的，所述改性eva/tpu/br复合料按质量份数计，包括以下原料组分：eva-2#20～35份，交联剂0.3～0.8份，防老剂1～3份，改性白炭黑15～20份，tpu55～65份，br15～22份，硫化剂0.1～0.3份。
4、进一步的，br选用br9000。
5、进一步的，eva耐磨剂选用江苏锐巴斯材料科技有限公司的eva耐磨剂ls-531。
6、进一步的，防老剂采用防老剂rd。
7、进一步的，交联剂选择过氧化二异丙苯。
8、进一步的，硫化剂选择1,1-双(叔丁基过氧基)3,3,5-三甲基环已烷。
9、进一步的，架桥剂选择双叔丁基过氧化二异丙苯。
10、进一步的，抗水解剂选择聚碳酸二亚胺。
11、进一步的，所述改性白炭黑为硅烷偶联剂kh570改性白炭黑。
12、进一步的，所述eva-2#选择va含量在40～70％的eva弹性体。
13、进一步的，所述eva-1#选择va含量28％的eva树脂。
14、进一步的，所述发泡剂选择偶氮二甲酰胺。
15、本专利技术还公开了一种橡胶高强度轻质复合材料的制备方法，包括以下步骤：
16、(1)先向流变仪中加入20～35质量份eva-2#塑炼，60℃下塑炼时间1～3min；按顺序加入0.3～0.8质量份交联剂，1～3质量份防老剂，15～20质量份改性白炭黑，55～65质量份tpu，15～22质量份br，0.1～0.3质量份硫化剂混炼，40℃下混炼时间5～7min；导出胶料，压延成片后放置24h，得到改性eva/tpu/br复合料；
17、(2)向密炼机中按顺序投入20～26质量份eva-1#，45～66质量份改性eva/tpu/br复合料混炼1～3min，设定密炼机转速为45r/min，密炼温度为60℃；
18、(3)继续按顺序向密炼机中投入3～8质量份eva耐磨剂、0.52～0.736质量份硬脂酸、0.2～1质量份抗水解剂混炼，混炼时间2～4min；
19、(4)继续加入1.95～2.76质量份发泡剂，1.3～1.84质量份架桥剂、1.56～2.208质量份氧化锌、1.3～1.84质量份硬脂酸锌混炼，混炼时间5～7min；
20、(5)导出团状不规则的热胶料，并将其用挤出造粒机造粒，放置24h以上，再通过注射机注射成型，制得一种橡胶高强度轻质复合材料。
21、进一步的，所述改性白炭黑的制备步骤包括：先称取20质量份乙醇放入容器中，再往乙醇中滴加0.04～0.06质量份硅烷偶联剂充分搅拌，室温下预水解50～70min；预水解结束后，加入1质量份白炭黑，充分搅拌均匀后放入超声仪中超声50～70min，然后于70～80℃、450rpm转速下在三口烧瓶中搅拌反应6h，接着进行离心、过滤洗涤和冷冻干燥，得到改性白炭黑。
22、进一步的，所述注射机温度控制在170℃～175℃，其中，温度上下偏差不高于0.5℃；操作压力控制在50～80bar。
23、本专利技术还公开了一种橡胶高强度轻质复合材料的应用，所述橡胶高强度轻质复合材料可应用于鞋底。
24、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
25、(1)本专利技术按重量组分计以eva-1#20～26份、改性eva/tpu/br复合料45～66份、硬脂酸0.52～0.736份、架桥剂1.3～1.84份、eva耐磨剂3～8份、抗水解剂0.2～1份、发泡剂1.95～2.76份、氧化锌1.56～2.208份、硬脂酸锌1.3～1.84份为原料，通过添加改性eva/tpu/br复合料，将eva、tpu、br橡胶三种材料较好地相容在一起，制得的橡胶高强度轻质复合材料的耐磨性、防滑性、拉伸性能较好。
26、(2)本专利技术橡胶高强度轻质复合材料中，添加硬脂酸0.52～0.736份、氧化锌1.56～2.208份、硬脂酸锌1.3～1.84份，硬脂酸在加工过程中，可以软化eva，使发泡剂的分解温度降低，有利于发泡制品脱模，硬脂酸锌通常作为大分子的内润滑剂，也可以使发泡剂的分解温度降低；zno是一种碱性氧化物，不仅能与体系中的酸性物质发生中和反应，还能活化发泡剂，保证基体的交联和发泡都能顺利进行，促进泡孔结构更加的均匀细密，进而使橡胶高强度轻质复合材料具备质轻、回弹性能好等优势。
27、(3)本专利技术采用硅烷偶联剂kh570改性白炭黑，一方面，增加了白炭黑在改性eva/tpu/br复合料中的分散性，保证了改性eva/tpu/br复合料的力学性能，另一方面，填料与eva-2#形成的网络交联结构使分子链之间作用力增强，基体中缠结点增多，mh增大，过饱和气体也能够稳定保持在基体中，气泡膨胀力大于eva-2#熔体的表面张力，这时的熔体强度适合eva-2#发泡时气泡均匀成核，使橡胶高强度轻质复合材料具备质轻、回弹性能好等优势。
28、(4)tpu分子链中除含有氨基甲酸酯基团外，还含有酯基、醚基、脲基、芳基和脂肪链等，具有高强度、高耐磨性，但由于eva和tpu链之间存在范德华力很弱和高界面张力，共混物粘度较低，甚至比均聚物低。粘度的降低可能是由于界面之间的界面滑移不相容的相位，本专利技术的硅烷偶联剂kh570改性白炭黑后，在白炭黑表面引入了烯烃、以及硅羟基，br和eva通过烯烃键聚合接枝到白炭黑表本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，按质量份数计，包括以下原料组分：EVA-1#20～26份、改性EVA/TPU/BR复合料45～66份、硬脂酸0.52～0.736份、架桥剂1.3～1.84份、EVA耐磨剂3～8份、抗水解剂0.2～1份、发泡剂1.95～2.76份、氧化锌1.56～2.208份、硬脂酸锌1.3～1.84份。
2.根据权利要求1所述的橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，所述改性EVA/TPU/BR复合料按质量份数计，包括以下原料组分：EVA-2#20～35份，交联剂0.3～0.8份，防老剂1～3份，改性白炭黑15～20份，TPU55～65份，BR15～22份，硫化剂0.1～0.3份。
3.根据权利要求2所述的橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，所述改性白炭黑为硅烷偶联剂KH570改性白炭黑。
4.根据权利要求2所述的橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，所述EVA-2#选择VA含量在40～70％的EVA弹性体。
5.根据权利要求1所述的橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，所述EVA-1#选择VA含量28％的EVA
6.根据权利要求1所述的橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，所述发泡剂选择偶氮二甲酰胺。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的橡胶高强度轻质复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的橡胶高强度轻质复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性白炭黑的制备步骤包括：先称取20质量份乙醇放入容器中，再往乙醇中滴加0.04～0.06质量份硅烷偶联剂充分搅拌，室温下预水解50～70min；预水解结束后，加入1质量份白炭黑，充分搅拌均匀后放入超声仪中超声50～70min，然后于70～80℃、450rpm转速下在三口烧瓶中搅拌反应6h，接着进行离心、过滤洗涤和冷冻干燥，得到改性白炭黑。
9.根据权利要求7所述的橡胶高强度轻质复合材料的制备方法，其特征在于，所述注射机温度控制在170～175℃；操作压力控制在50～80Bar。
10.一种如权利要求1～6任一项所述的橡胶高强度轻质复合材料的应用，其特征在于，所述橡胶高强度轻质复合材料可应用于鞋底。
...【技术特征摘要】
1.一种橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，按质量份数计，包括以下原料组分：eva-1#20～26份、改性eva/tpu/br复合料45～66份、硬脂酸0.52～0.736份、架桥剂1.3～1.84份、eva耐磨剂3～8份、抗水解剂0.2～1份、发泡剂1.95～2.76份、氧化锌1.56～2.208份、硬脂酸锌1.3～1.84份。
2.根据权利要求1所述的橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，所述改性eva/tpu/br复合料按质量份数计，包括以下原料组分：eva-2#20～35份，交联剂0.3～0.8份，防老剂1～3份，改性白炭黑15～20份，tpu55～65份，br15～22份，硫化剂0.1～0.3份。
3.根据权利要求2所述的橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，所述改性白炭黑为硅烷偶联剂kh570改性白炭黑。
4.根据权利要求2所述的橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，所述eva-2#选择va含量在40～70％的eva弹性体。
5.根据权利要求1所述的橡胶高强度轻质复合材料，其特征在于，所述eva-1...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠达，李树和，周利，梁云鸿，杨清良，
申请(专利权)人：温州市康森鞋底有限公司，
类型：发明
国别省市：
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