一种鞋底用可快速降解发泡材料及其制备方法与流程

本技术涉及鞋材领域，更具体地说，它涉及一种鞋底用可快速降解发泡材料及其制备方法。

背景技术：

1、运动鞋是最常见的生活用品之一，运动鞋更新很快，每天都有新生产的运动鞋，而每天又有新增被丢弃的运动鞋。制作运动鞋的材料主要是聚合物，这些聚合物主要是石油基，使用这些聚合物来制备运动鞋，会消耗大量石化资源，而且这些用来制备运动鞋的聚合物大多在自然界无法快速分解。鞋子被丢弃之后，就成为了“白色垃圾”，对环境存在潜在威胁。

2、如现有技术cn111607185a、一种eva发泡鞋材及其制备方法，其公开了一种eva发泡鞋材，由以下原料制备而成：马来酸酐接枝eva树脂52份～72份、乙烯-辛烯共聚物8.5份～12.5份、碳酸镁2.2份～5.2份、苯磺酰肼0.3份～1.3份、过氧化二异丙苯0.2份～0.8份、二氨基环己烷0.6份～1.6份、改性纳米二氧化钛1.2份～3.2份、填充剂1.4份～4.4份。这种发泡鞋材的主要材料为eva树脂，虽然具有隔热、耐化学性等良好性能，但是不可降解。因此，还有待改善。

技术实现思路

1、为了改善鞋底材料不可降解的问题，本技术提供一种鞋底用可快速降解发泡材料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种鞋底用可快速降解发泡材料，采用如下的技术方案：一种鞋底用可快速降解发泡材料，按照质量份数，包括以下原料：85-105份天然橡胶、25-45份咖啡渣、10-20份槟榔纤维、6-15份红粘土、3-8份硅烷偶联剂、0.5-3份硫化剂、0.5-5份促进剂、0.1-3份防老剂、2-6份发泡剂、1-10份助剂。

3、本技术所提供的发泡材料使用了大量的可降解、环保材料，后续降解时，将成为微生物攻击的有利部位，从而有利于生物降解的开始和进程。

4、通过采用上述技术方案，在咖啡渣、槟榔纤维、红粘土、硅烷偶联剂的共同配合下，咖啡渣、槟榔纤维相互交织，并且表面具有很多凹凸不平的位点，在与天然橡胶配合时，天然橡胶轻易就可以进入到这些位点中，与咖啡渣、槟榔纤维交织的结构紧密配合，整个体系成为均匀整体。红粘土在此过程中，灵活运动到天然橡胶与位点的孔隙中，使得体系结合更加紧密。在该特殊配合下，天然橡胶与咖啡渣、槟榔纤维、红粘土之间有良好的相容性，覆盖均匀的天然橡胶将咖啡渣、槟榔纤维、红粘土包覆。该发泡材料在受到应力作用时，应力能够快速、顺利地通过界面在材料中扩散开来，从而具有更高的强度。

5、优选的，所述天然橡胶的质量份数为90-100份，咖啡渣的质量份数为32-40份，槟榔纤维的质量份数为12-18份，红粘土的质量份数为8-12份。

6、通过采用上述技术方案，进一步限定天然橡胶、咖啡渣、槟榔纤维、红粘土之间的质量比例，能够为体系提供足够的位点，天然橡胶覆盖更加均匀，从而使得发泡材料的整体性更好。

7、优选的，所述硅烷偶联剂为kh-560、kh540、kh550、a171、si69中的一种或多种混合。

8、优选的，所述硅烷偶联剂的质量份数为4-6份。

9、通过采用上述技术方案，进一步限定硅烷偶联剂的使用量，与咖啡渣、槟榔纤维表面的羟基进行脱水反应，可以进一步提高咖啡渣、槟榔纤维在天然橡胶体系中的相容性，连接更加紧密。

10、优选的，所述咖啡渣的粒径为120-150目。

11、通过采用上述技术方案，进一步限定咖啡渣的粒径，使咖啡渣可以更快与槟榔纤维相互交织，不容易脱落，为天然纤维和红粘土提供更加牢固、更加方便连接的位点。

12、第二方面，本技术提供一种鞋底用可快速降解发泡材料的制备方法，采用如下的技术方案：

13、一种鞋底用可快速降解发泡材料的制备方法，包括以下步骤：

14、使用醇溶液分散硅烷偶联剂，然后再与咖啡渣、槟榔纤维于650-750r/min的条件下混合15-25min；烘干；得到混合物；

15、然后将混合物、红粘土、天然橡胶、硫化剂、助剂、促进剂混合开炼，开炼温度为40-60℃，混合25-35min后，再加入发泡剂，继续开炼15-25min，出料，得到发泡材料。

16、槟榔纤维表面能较天然橡胶高，所以两者之间不容易混合均匀。通过采用上述技术方案，将咖啡渣、槟榔纤维在硅烷偶联剂中混合，咖啡渣、槟榔纤维相互交织，同时硅烷偶联剂与咖啡渣、槟榔纤维表面的部分亲水基团发生反应，制得特殊结构且疏水性强的混合物，混合物与天然橡胶具有更高的相容性。

17、预先使用硅烷偶联剂对咖啡渣、槟榔纤维进行处理，不仅可以提高混合物的疏水性，且可以提高混合物表面的粗糙程度，使得后续红粘土、天然橡胶有更多可附着的位点，提高体系的整体结合性，从而提高发泡材料的力学性能。

18、优选的，所述咖啡渣、槟榔纤维混合，进行电晕处理，电晕功率强度为6-8kw、传送速度为2-5m/min，得到处理混合纤维；

19、处理混合纤维与分散在醇溶液中的硅烷偶联剂混合制得混合物。

20、通过采用上述技术方案，预先对咖啡渣、槟榔纤维进行电晕处理，在该特定的电晕处理下，高速电子攻击咖啡渣、槟榔纤维的表面，产生更多的空腔、微孔，可以使得咖啡渣、槟榔纤维表面变得更粗糙，有利于提高处理混合纤维的表面亲和力，从而有效提高发泡材料的强度。

21、优选的，所述槟榔纤维通过以下方法制备而得：

22、去除槟榔皮和核，粉碎后干燥；

23、与碱溶液混合均匀，进行球磨；

24、过滤后取固体物，将固体物与碱溶液混合，在150-160℃的条件下蒸煮1-2h；

25、取出蒸煮后的固体物，洗涤、抽滤、干燥，得到槟榔纤维。

26、通过采用上述技术方案，对槟榔进行处理，得到的槟榔纤维具有更好的可降解性。将其应用在发泡材料中，可以有效提高发泡材料的降解效果。且该槟榔纤维与咖啡渣、红粘土共同配合下，能够进一步提高对天然橡胶的补强效果，从而提高发泡材料的力学性能。

27、优选的，所述碱溶液与粉碎物混合时，碱溶液为质量分数0.05-0.1的氢氧化钠溶液，粉碎物与碱溶液的质量比为1：(3-7)，以粉碎物的质量为基准。

28、通过采用上述技术方案，进一步限定碱溶液的选择、浓度及与粉碎物之间的质量比，可以在不改变槟榔纤维结构的情况下，快速脱去果胶、木质素等杂质，使后续与咖啡渣、红粘土、天然橡胶之间的配合更加顺利。

29、综上所述，本技术具有以下有益效果：

30、1、本技术所提供的发泡材料使用了大量的可降解、环保材料，后续降解时，将成为微生物攻击的有利部位，从而有利于生物降解的开始和进程。

31、2、本技术所提供的技术方案，先对咖啡渣、槟榔纤维进行特定的电晕处理，对两者表面进行第一重的粗糙处理，两者结合形成处理混合纤维；然后再在特定条件下与硅烷偶联剂混合，制得特殊结构且疏水性强的混合物，与天然橡胶相容性好。混合物在与天然橡胶、红粘土共同配合时，天然橡胶快速流动至混合物上的位点，红粘土填充多余空位并提高连接强度，使得体系成为均匀、紧密的有机整体，得到力学性能高、容易降解的发泡材料。

32、3、本技术的槟榔纤维经过特殊方法制备而得，该槟榔纤维可以有效提高发泡材料的降解效果，与咖啡渣、红粘土共同配合下，能够进一步提高对天然橡胶的补强效果，从而提高发泡材料的力学性能。