一种鞋材及其制备方法与流程

本技术涉及有机高分子材料，尤其是涉及一种鞋材及其制备方法。

背景技术：

1、休闲鞋是鞋类的一种，主要特色是以一种简单、舒适的设计理念，满足人们日常生活穿着的需求。休闲鞋的概念和功能与人们的生活紧密相关，人们借助休闲鞋的造型修饰、展示自己，从中获得审美愉悦和精神满足。

2、休闲鞋的鞋底通常采用pu底，又称聚氨酯底，是由聚氨酯经过发泡制成的。聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，具有密度低、质地柔软，穿着舒适、优异的耐磨性、防滑性等优点，被广泛用于休闲鞋鞋底的制造。

3、目前所使用的pu鞋材通常添加银抗菌剂来保持pu鞋材的抗菌作用，利用银离子的抗菌能力达到抗菌目的，但是游离的银离子在阳光照射下或加热至一定温度后很容易被还原成单质银而呈灰色或褐色，进而影响鞋材制品的颜色。

4、因此，需要提供一种抑菌率高的鞋材及其制备方法。

技术实现思路

1、为了改善银离子虽具有抗菌作用但还存在容易被还原成单质银而呈灰色或褐色，进而影响鞋材制品的颜色的问题，本技术提供了一种鞋材及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供了一种鞋材，采用如下的技术方案：

3、一种鞋材，包括以下重量份的原料：聚酯型聚氨酯60-80份、氧化聚乙烯4-6份、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15-25份、改性分子筛5-10份、壳聚糖微胶囊12-20份、苯二甲酸二丙二醇酯1-3份、碳酸氢钠0.5-2份、交联剂0.9-1.5份和催化剂0.5-1份。

4、通过采用上述技术方案，采用聚酯型聚氨酯为主要原料，保证了鞋材具有良好的缓冲性能、质轻、耐磨和防滑性能，同时与其他组分相容性良好；氧化聚乙烯具有良好的相容性和分散性，在原料体系中起到良好的增容作用；苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物具有良好的相容性、弹性、透气性和耐磨性，与聚酯型聚氨酯、氧化聚乙烯、苯二甲酸二丙二醇酯、碳酸氢钠和交联剂相互配合，起到良好的协同作用，大大提升了鞋材的力学性能和透气性，保证了制得的鞋材的密度小、质量轻、拉伸强度高、力学性能好、回弹率高，使用过程中不易发生永久变形。

5、改性分子筛是一种由硅铝通过氧桥连接组成的骨架结构，结构中有很多孔道和内表面积很大的空穴，具有较强的吸附作用，能够吸附鞋材中的汗液，保持鞋材的干燥性，减少细菌滋生的机率，壳聚糖微胶囊具有杀菌抑菌的功能，配合改性分子筛，保持鞋材的透气性，同时能够对鞋材进行杀菌抑菌，得到具有杀菌功能的鞋材；另外，壳聚糖微胶囊附着在改性分子筛的表面及孔道、空穴内，保证了壳聚糖微胶囊壁材的稳定性，减少施加外力导致壳聚糖微胶囊壁材破裂的机率，保证了后续壳聚糖微胶囊杀菌性能的持久性，改性分子筛为壳聚糖微胶囊提供了保护作用。

6、优选的，所述改性分子筛的制备方法，包括如下步骤：

7、(1)将分子筛在温度为180-200℃下进行焙烧1-3h，用去离子水洗涤，然后干燥、研磨、过筛，得到分子筛粉末；

8、(2)将步骤(1)得到的分子筛粉末分散于去离子水中，然后加入石墨烯，超声1-2h，再加入甘蔗纤维，搅拌3-5h，过滤，干燥，得到混合物；

9、(3)将步骤(2)得到的混合物分散于乙醇中，然后加入明胶和壳聚糖，搅拌1-3h，过滤，干燥，得到改性分子筛。

10、通过采用上述技术方案，分子筛在180-200℃下焙烧，除去分子筛中的有机物和杂质，增加了分子筛的空穴和孔道，同时还会引入部分孔结构，进而增加了分子筛的吸附性能；加入石墨烯，分子筛负载于石墨烯的表面，超声有助于分子筛均匀的负载于石墨烯表面，减少分子筛团聚的机率，同时石墨烯具有杀菌抗菌的作用，保证鞋材的抑菌性能，而且石墨烯具有较好的力学性能，配合分子筛，保证鞋材的耐用性，能维持形状长时间不会改变，减少鞋材磨损的机率；甘蔗纤维轻盈透气，增加鞋材的透气性，同时甘蔗纤维负载在石墨烯和分子筛上，甘蔗纤维、分子筛和石墨烯形成网状结构，增加了体系的结构稳定性，甘蔗纤维具有较好的力学性能，配合其他组分，增加了鞋材的力学性能，明胶和壳聚糖加入，增加了甘蔗纤维、分子筛和石墨烯之间的粘结性，明胶和壳聚糖混合包覆在甘蔗纤维、分子筛和石墨烯的外表面，进一步增加了甘蔗纤维、分子筛和石墨烯之间的结构连接性，进而增加了后续鞋材的力学性能和抗菌抑菌性能。

11、优选的，所述分子筛粉末、石墨烯和甘蔗纤维的质量比为10-15g:1mg:2-5g。

12、通过采用上述技术方案，控制分子筛粉末、石墨烯和甘蔗纤维的质量配比，得到抗菌性能更高、力学性能更好的鞋材，分子筛粉末、石墨烯和甘蔗纤维之间混合能够形成网络结构，增加了三者之间的粘结性，同时保证了后续鞋材的抗菌性和力学性能。

13、优选的，所述甘蔗纤维的制备方法，包括如下步骤：将甘蔗杆粉碎，研磨，然后加入醋酸，搅拌1-3h，用去离子水清洗，干燥，得到甘蔗渣纤维；将甘蔗渣纤维溶于去离子水中，在温度为70-80℃下加热1-2h，过滤后粉碎，得到甘蔗渣粉末，将甘蔗渣粉末、麦芽糊精和二氧化钛混合，搅拌1-3h，得到甘蔗纤维。

14、通过采用上述技术方案，甘蔗杆用醋酸处理水解得到甘蔗渣纤维，甘蔗渣纤维在温度为70-80℃下加热，进一步活化甘蔗渣纤维，可以充分吸附二氧化钛，增加甘蔗纤维的比表面积，改善甘蔗纤维的强度和韧性，有助于后续改善鞋材的力学性能；同时二氧化钛具有抗老化、耐酸碱性能，进而提高鞋材的性能，麦芽糊精具有良好的溶解性能和一定的粘度，增加甘蔗渣粉末和二氧化钛之间的粘结性，有助于使二氧化钛更好的负载在甘蔗纤维上。

15、优选的，所述壳聚糖微胶囊的制备方法，包括如下步骤：

16、(1)壁材的制备：将壳聚糖溶于醋酸溶液，然后加入凹凸棒土、黄原胶和氯化钠搅拌均匀，再加入司班80，搅拌乳化，得到混合物一；

17、(2)芯材的制备：将芦荟精油、甘露糖赤藓糖醇脂和金银花精油混合均匀，得到芯材，加入到步骤(1)的混合物一中，加入三聚磷酸钠，搅拌转速为1200-1300rmp，搅拌5-8min，离心、洗涤、冷冻干燥得到壳聚糖微胶囊。

18、通过采用上述技术方案，壳聚糖具有较好的成膜性、生物相容性和抗菌性能，凹凸棒土具有多孔结构和良好的力学稳定性，与壳聚糖混合，增加壳聚糖的力学性能和壳聚糖骨架的孔隙率，进而增加了壳聚糖的缓释效果；黄原胶和壳聚糖混合发生分子交联形成凝胶，进一步增加了壳聚糖作为壁材的缓释效果，凹凸棒土具有表面丰富的活性基团可以提高黄原胶和壳聚糖的交联反应，进一步增加壁材的力学性能和缓释效果，进一步保证壳聚糖微胶囊具有持久的杀菌功能。

19、芦荟精油和金银花精油具有良好的抗菌抑菌和抗真菌的作用，同时具有较好的渗透力，作为芯材，能够较好的穿透壁材发挥杀菌作用，保持鞋材具有长久的杀菌功效，甘露糖赤藓糖醇脂是一种非离子型的表面活性剂，具有良好表面活性和乳化性能，能够使芦荟精油和金银花精油较好的混合，同时甘露糖赤藓糖醇脂对革兰氏阳性菌和阴性菌都有较强的抑制作用，配合芦荟精油和金银花精油增加芯材的杀菌性能，进一步增加鞋材的杀菌抑菌性能。

20、通过壳聚糖包覆植物精油，一方面可以降低植物精油的挥发性，提高植物精油的光热稳定性，延长植物精油的功效作用时间，进而延长鞋材的杀菌抑菌性能，另一方面，壳聚糖配合黄原胶和凹凸棒土，提高了壁材对芯材的包覆率，有助于壳聚糖微胶囊的长久功效。

21、优选的，所述壳聚糖、凹凸棒土和黄原胶的质量比为1:0.05-0.1:0.2-0.8。

22、通过采用上述技术方案，控制壳聚糖、凹凸棒土和黄原胶的质量比在一定的范围内，得到力学性能和缓释性能更好的壁材，壳聚糖和黄原胶混合得到大分子凝胶结构，具有较好的缓释功效，凹凸棒土提高了壳聚糖的力学性能，进而有助于后续提高芯材的缓释长久性，进一步保证后续鞋材的杀菌抑菌功效。

23、优选的，所述芦荟精油、甘露糖赤藓糖醇脂和金银花精油的质量比为1:0.3-0.5:2-6。

24、通过采用上述技术方案，控制芦荟精油、甘露糖赤藓糖醇脂和金银花精油的质量比，得到杀菌抑菌效果更好的芯材，芦荟精油、甘露糖赤藓糖醇脂和金银花精油具有较好的杀菌性能，芦荟精油和金银花精油具有较好的渗透性，而甘露糖赤藓糖醇脂增加了芦荟精油和金银花精油之间的相容性，进而保证了芯材较好的杀菌性能。

25、优选的，所述交联剂为三乙醇胺和/或二乙醇胺。

26、优选的，所述催化剂为三亚乙基二胺、三丙基乙醇胺和三乙胺中的一种或几种。

27、第二方面，本技术还提供了一种鞋材的制备方法，包括以下步骤：将聚酯型聚氨酯、氧化聚乙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、改性分子筛、壳聚糖微胶囊、苯二甲酸二丙二醇酯、碳酸氢钠、交联剂和催化剂混合均匀，搅拌2-5h，搅拌速率为2000-2500r/min，然后浇注成型，得到鞋材。

28、综上所述，本技术具有如下有益效果：

29、1、本技术中采用聚酯型聚氨酯为主要原料，保证了鞋材具有良好的缓冲性能、质轻、耐磨和防滑性能，同时与其他组分相容性良好；氧化聚乙烯具有良好的相容性和分散性，在原料体系中起到良好的增容作用；苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物具有良好的相容性、弹性、透气性和耐磨性，与聚酯型聚氨酯、氧化聚乙烯、苯二甲酸二丙二醇酯、碳酸氢钠和交联剂相互配合，起到良好的协同作用，大大提升了鞋材的力学性能和透气性，保证了制得的鞋材的密度小、质量轻、拉伸强度高、力学性能好、回弹率高，使用过程中不易发生永久变形。

30、2、本技术中改性分子筛结构中有很多孔道和内表面积很大的空穴，具有较强的吸附作用，能够吸附鞋材中的汗液，保持鞋材的干燥性，减少细菌滋生的机率，壳聚糖微胶囊具有杀菌抑菌的功能，配合改性分子筛，保持鞋材的透气性，同时能够对鞋材进行杀菌抑菌，得到具有杀菌功能的鞋材；另外，壳聚糖微胶囊附着在改性分子筛的表面及孔道、空穴内，保证了壳聚糖微胶囊壁材的稳定性，减少施加外力导致壳聚糖微胶囊壁材破裂的机率，保证了后续壳聚糖微胶囊杀菌性能的持久性，改性分子筛为壳聚糖微胶囊提供了保护作用。

31、3、本技术中控制分子筛粉末、石墨烯和甘蔗纤维的质量配比，得到抗菌性能更高、力学性能更好的鞋材，分子筛粉末、石墨烯和甘蔗纤维之间混合能够形成网络结构，增加了三者之间的粘结性，同时保证了后续鞋材的抗菌性和力学性能。