[發明專利]石墨烯天然橡膠高分子安全鞋底復合發泡材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010039917.8
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111154154A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 丁天寧;丁德材;丁幼絲
• 申請（專利權）人: 福建五持恒科技發展有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L23/08;C08L23/16;C08L9/02;C08L9/00;C08L51/06;C08L23/30;C08K13/04;C08K7/26;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/098;C08K5/09;C08J9/10
• 代理公司: 泉州協創知識產權代理事務所(普通合伙) 35231
• 代理人: 鄭浩

本發明公開了一種石墨烯天然橡膠高分子安全鞋底復合發泡材料及其制備方法，由包括以下重量份的原料制成：天然橡膠50～60份、聚烯烴彈性體6～10份、三元乙丙橡膠7.5～12.5份、丁腈橡膠12～18份、順丁橡膠6～10份、白炭黑3～5份、石墨烯2.3～2.8份、氧化鋅1.3～1.7份、熱穩定劑3～4份、流動助劑3～5份、發泡劑2～2.6份。本發明的石墨烯天然橡膠高分子安全鞋底復合發泡材料的耐磨性能優異；止滑系數（干式止滑和濕式止滑）高，止滑效果好，安全性好；此外，拉伸強度高，力學性能好，耐用性好；且密度低，具有超輕性；非常適合作為安全鞋底材料使用，具有廣闊的市場應用前景。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種石墨烯天然橡膠高分子安全鞋底復合發泡材料及其制備方法。

背景技術

天然橡膠(NR)是一種以順-1，4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡膠烴(順-1，4-聚異戊二烯)，其余為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質。一般為片狀固體，相對密度0.94，折射率1.522，彈性模量2～4MPa，130～140℃時軟化，150～160℃粘軟，200℃時開始降解。常溫下有較高彈性，略有塑性，低溫時結晶硬化。有較好的耐堿性，但不耐強酸。不溶于水、低級酮和醇類，在非極性溶劑如三氯甲烷、四氯化碳等中能溶脹。

天然橡膠的結構主要是大分子的鏈結構，分子量及其分布和聚集態結構，天然橡膠的大分子鏈結構單元是異戊二烯，大分子鏈主要是由聚異烯構成的，橡膠中含量占百分之九十七以上，其分子鏈上有醛基，每條大分子鏈上平均有一個，正是醛基在發生縮合或與蛋白質分解產物發生反應形成支化，交聯，使得橡膠貯存中粘度增加，天然橡膠大分子鏈上還有環氧基的，比較活躍。天然膠的大分子末端推斷一般為二甲基烯丙基，另一端為焦磷酸酯基，端基，分子鏈的醛基以及聚合的元素都很少，在天然橡膠的分子量及其分布方面，其分子量的范圍較寬，據國外報道，絕大多數分子量在三萬個左右，天然的生膠，混煉膠，硫化膠的強度都比較高，一般天然橡膠強度可達三兆帕。天然橡膠的機械強度高主要原因在于它是自補強橡膠系列，當拉伸時會使大分子鏈沿應力方向取向形成結晶，晶粒分無定形大分子中起到了補強作用，未進行擴張的強度同樣高的原因為其內部結構中微小粒子的緊密凝集而致。

天然橡膠是橡膠材料中物理力學性能與工藝加工性能協調性最好的品種，目前已被廣泛應用于日常生活、醫療衛生、交通運輸、農業、科學試驗、國防等領域。隨著社會的發展，人們對產品的性能提出了更高的要求，比如：橡膠發泡鞋底，傳統橡膠發泡鞋底重量大、耐磨性能達不到要求，并且抗熱收縮差，往往需要對其進行改性。

石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。近年來有不少利用石墨烯對橡膠材料進行改性的研究，并取得了良好的效果。但在石墨烯的應用過程中發現，石墨烯片層結構存在較強的范德華力或者氫鍵燈相互作用，使其極易發生團聚而不能均勻穩定的分散。通常，人們通過化學接枝將羧基、羥基、氨基等一些有機官能團街道石墨烯表面對其進行改性，從而提高石墨烯在高分子聚合物中的分散性。但這種方法破壞了石墨烯的晶體結構，極大地影響了石墨烯本身的性能。

此外，目前所使用的天然橡膠發泡材料還存在以下問題：

1、耐磨性能較差，防滑(止滑)效果不佳，作為安全鞋底材料使用時安全性還有待提高；

2、經發泡后，拉伸強度大大降低，力學性能差，耐用性較差，綜合使用性能差；或者發泡程度低，不具有良好的輕便性。

發明內容

基于上述情況，本發明的目的在于提供一種石墨烯天然橡膠高分子安全鞋底復合發泡材料及其制備方法，可有效解決以上問題。

為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是：

一種石墨烯天然橡膠高分子安全鞋底復合發泡材料，由包括以下重量份的原料制成：