本发明具体涉及一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头及其制备方法。
背景技术：
由于对人的直立运动的适应，人类的脚在解剖学和功能上都是人体高度复杂的一部分。对脚部的肌肉或骨骼哪怕是微小的机械影响也会导致严重的不舒服甚至疼痛，并且对脚部的物理伤害甚至可能产生使人不得不限制走路的后果，从而会在完全治愈所述伤害的期间内丧失运动能力。考虑到这些因素，我们要选择合适的鞋来保护我们的脚，而其中鞋子的鞋头的作用显得尤为重要。在很多情况下，额外的加固和防刺穿材料被结合到安全鞋或安全靴的鞋底当中。一般鞋子在它们的前部通常具有由钢、铝或高强度塑料制成的保护鞋头，以保护脚趾免于受到由于重物坠落而导致的损伤。还有一些用于鞋的复合增强鞋头，其包括多个复合纤维增强层和更大的纤维层，该更大的纤维层层叠在多个复合纤维增强层之间并从所述复合纤维增强层中延伸出来。所述复合纤维增强层由纤维增强塑料复合材料制成，并在纤维层上层叠，以形成预制的鞋头。正如很多其他已知的鞋头那样，这些现有技术的鞋头在其前部不能通风，因此，无法排汗或者排放湿气。这不仅导致穿鞋人的不舒适，还为疾病和微生物的滋生创造理想的条件。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有高强度、高韧性和除臭除菌功能的纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，由以下重量份配比的材料制成：纳米银纤维20-30份、石墨烯26-30份、不饱和聚酯树脂28-30份、酚醛树脂20-28份、异戊二烯橡胶20-26份、氨基甲酸酯树脂18-20份、三元乙丙橡胶10-16份、聚偏二氯乙烯8-10份、聚对苯二甲酸二乙酯7-9份、邻苯二甲酸酯6-8份、脂肪胺6-8份、酸酐5-7份、环氧树脂5-7份、烷撑二取代酚5-7份和烷基磷酸酯5-7份。
进一步的，所述一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，由以下重量份配比的材料制成：纳米银纤维30份、石墨烯26份、不饱和聚酯树脂28份、酚醛树脂20份、异戊二烯橡胶20份、氨基甲酸酯树脂18份、三元乙丙橡胶10份、聚偏二氯乙烯8份、聚对苯二甲酸二乙酯7份、邻苯二甲酸酯6份、脂肪胺6份、酸酐5份、环氧树脂5份、烷撑二取代酚5份和烷基磷酸酯5份。
进一步的，所述一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，由以下重量份配比的材料制成：纳米银纤维20份、石墨烯30份、不饱和聚酯树脂30份、酚醛树脂28份、异戊二烯橡胶26份、氨基甲酸酯树脂20份、三元乙丙橡胶16份、聚偏二氯乙烯10份、聚对苯二甲酸二乙酯9份、邻苯二甲酸酯8份、脂肪胺8份、酸酐7份、环氧树脂7份、烷撑二取代酚7份和烷基磷酸酯7份。
进一步的，所述一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，由以下重量份配比的材料制成：纳米银纤维25份、石墨烯28份、不饱和聚酯树脂29份、酚醛树脂24份、异戊二烯橡胶23份、氨基甲酸酯树脂19份、三元乙丙橡胶13份、聚偏二氯乙烯9份、聚对苯二甲酸二乙酯8份、邻苯二甲酸酯7份、脂肪胺7份、酸酐6份、环氧树脂6份、烷撑二取代酚6份和烷基磷酸酯6份。
本发明的有益效果:采用纳米银纤维能使制备的鞋头具有除臭抗菌的功能，石墨烯能提高鞋头的强度，同时还能使鞋头具有很好的韧性，且可以弯曲；酸酐和环氧树脂形成酯键，提高了鞋头的耐化学品性；同烷撑二取代酚是高活性的抗氧化剂，烷基磷酸酯是低活性的抗氧化剂，同烷撑二取代酚可以有效地捕获氧化自由基或过氧化自由基，这时烷基磷酸酯能够供给氢原子，使同烷撑二取代酚再生，使之保持长久的抗氧效能，增加鞋头的使用寿命。
具体实施方法
实施例1
一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，由以下重量份配比的材料制成：纳米银纤维30份、石墨烯26份、不饱和聚酯树脂28份、酚醛树脂20份、异戊二烯橡胶20份、氨基甲酸酯树脂18份、三元乙丙橡胶10份、聚偏二氯乙烯8份、聚对苯二甲酸二乙酯7份、邻苯二甲酸酯6份、脂肪胺6份、酸酐5份、环氧树脂5份、烷撑二取代酚5份和烷基磷酸酯5份。
一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，包括以下步骤:
1)取纳米银纤维30份、石墨烯26份、不饱和聚酯树脂28份、酚醛树脂20份、异戊二烯橡胶20份、氨基甲酸酯树脂18份和三元乙丙橡胶10份，混合进行烘烤，烘烤温度为130-150℃，10-16min，再将温度降至80-100℃，时间为10-20min，制得混合烘烤料，备用；
2)取酸酐5份、环氧树脂5份、烷撑二取代酚5份和烷基磷酸酯5份，混合搅拌，搅拌速度为150rpm，时间为10min，使用70℃的水浴加热30min，制得水浴混合料，备用；
3)取聚偏二氯乙烯8份、聚对苯二甲酸二乙酯7份、邻苯二甲酸酯6份和脂肪胺6份，加入步骤2)制备的容器内与步骤2)制备的水浴混合料进行混合，并使用100℃的水浴加热，加热时间为20min，制备第二水浴混合料，备用；
4)将步骤1)制备的混合烘烤料放进粉碎机内粉碎至粉末状，放进容器内，再加入步骤3)制备的第二水浴混合料混合搅拌，搅拌速度为600rpm，时间为7min，制得混合料，备用；
5)将步骤4)制得的混合料进行烘烤，烘烤温度为170℃，16min，烘烤后使用风机快速冷却至室温，制得第二烘烤混合料，备用；
6)将步骤5)制得放进双螺杆挤出机塑化、熔融、挤出、拉条和切粒，得到粒料，备用；
7)将步骤6)制得的粒料进行烘烤固化，固化温度为140℃，8min，再降至60℃，时间为5min，然后注塑成型制成鞋头。
实施例2
一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，由以下重量份配比的材料制成：纳米银纤维20份、石墨烯30份、不饱和聚酯树脂30份、酚醛树脂28份、异戊二烯橡胶26份、氨基甲酸酯树脂20份、三元乙丙橡胶16份、聚偏二氯乙烯10份、聚对苯二甲酸二乙酯9份、邻苯二甲酸酯8份、脂肪胺8份、酸酐7份、环氧树脂7份、烷撑二取代酚7份和烷基磷酸酯7份。
一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，包括以下步骤:
1)取纳米银纤维20份、石墨烯30份、不饱和聚酯树脂30份、酚醛树脂28份、异戊二烯橡胶26份、氨基甲酸酯树脂20份和三元乙丙橡胶16份，混合进行烘烤，烘烤温度为130℃，10min，再将温度降至80℃，时间为10min，制得混合烘烤料，备用；
2)取酸酐7份、环氧树脂7份、烷撑二取代酚7份和烷基磷酸酯7份，混合搅拌，搅拌速度为100rpm，时间为6min，使用50℃的水浴加热20min，制得水浴混合料，备用；
3)取聚偏二氯乙烯10份、聚对苯二甲酸二乙酯9份、邻苯二甲酸酯8份和脂肪胺8份，加入步骤2)制备的容器内与步骤2)制备的水浴混合料进行混合，并使用90℃的水浴加热，加热时间为10min，制备第二水浴混合料，备用；
4)将步骤1)制备的混合烘烤料放进粉碎机内粉碎至粉末状，放进容器内，再加入步骤3)制备的第二水浴混合料混合搅拌，搅拌速度为500rpm，时间为5min，制得混合料，备用；
5)将步骤4)制得的混合料进行烘烤，烘烤温度为160℃，10min，烘烤后使用风机快速冷却至室温，制得第二烘烤混合料，备用；
6)将步骤5)制得放进双螺杆挤出机塑化、熔融、挤出、拉条和切粒，得到粒料，备用；
7)将步骤6)制得的粒料进行烘烤固化，固化温度为120℃，6min，再降至50℃，时间为3min，然后注塑成型制成鞋头。
实施例3
一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，由以下重量份配比的材料制成：纳米银纤维25份、石墨烯28份、不饱和聚酯树脂29份、酚醛树脂24份、异戊二烯橡胶23份、氨基甲酸酯树脂19份、三元乙丙橡胶13份、聚偏二氯乙烯9份、聚对苯二甲酸二乙酯8份、邻苯二甲酸酯7份、脂肪胺7份、酸酐6份、环氧树脂6份、烷撑二取代酚6份和烷基磷酸酯6份。
一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，包括以下步骤:
1)取纳米银纤维25份、石墨烯28份、不饱和聚酯树脂29份、酚醛树脂24份、异戊二烯橡胶23份、氨基甲酸酯树脂19份和三元乙丙橡胶13份，混合进行烘烤，烘烤温度为140℃，13min，再将温度降至90℃，时间为15min，制得混合烘烤料，备用；
2)取酸酐6份、环氧树脂6份、烷撑二取代酚6份和烷基磷酸酯6份，混合搅拌，搅拌速度为125rpm，时间为8min，使用60℃的水浴加热25min，制得水浴混合料，备用；
3)取聚偏二氯乙烯9份、聚对苯二甲酸二乙酯8份、邻苯二甲酸酯7份和脂肪胺7份，加入步骤2)制备的容器内与步骤2)制备的水浴混合料进行混合，并使用95℃的水浴加热，加热时间为15min，制备第二水浴混合料，备用；
4)将步骤1)制备的混合烘烤料放进粉碎机内粉碎至粉末状，放进容器内，再加入步骤3)制备的第二水浴混合料混合搅拌，搅拌速度为550rpm，时间为6min，制得混合料，备用；
5)将步骤4)制得的混合料进行烘烤，烘烤温度为165℃，13min，烘烤后使用风机快速冷却至室温，制得第二烘烤混合料，备用；
6)将步骤5)制得放进双螺杆挤出机塑化、熔融、挤出、拉条和切粒，得到粒料，备用；
7)将步骤6)制得的粒料进行烘烤固化，固化温度为130℃，7min，再降至55℃，时间为4min，然后注塑成型制成鞋头。
实验例：
选取乳胶材料制备的鞋头为对照组一，本发明实施例三制备的鞋头为实验组。
实验对象，合成橡胶制备的鞋头和本发明实施例三制备的鞋头。
实验要求，对合成橡胶制备的鞋头和本发明实施例三制备的鞋头进行性能测试。
表1为为对实验对象性能测试所得结果
表1
结合表格1，对比合成橡胶制备的鞋头和本发明实施例三制备的鞋头，可以看出本发明一种纳米银纤维、石墨烯复合材料除菌鞋头，不仅比合成橡胶制备的鞋头的拉伸、弯曲和耐磨性能好，还具有很好的抗菌性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。