一种环保易生物降解的登山鞋鞋材及其制备方法
技术领域
本申请涉及登山鞋的领域，尤其是涉及一种环保易生物降解的登山鞋鞋材及其制备方法。
背景技术
登山鞋是专门为爬山和旅行而设计制造的鞋子，非常适合户外运动。
传统的登山鞋的鞋底通常都是采用EVA、PE等非降解材料作为主要原料制成的。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有鞋底材料不容易降解，容易对环境造成污染的缺陷。
发明内容
为了减少鞋底材料对环境的影响，本申请提供一种环保易生物降解的登山鞋鞋材及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种环保易生物降解的登山鞋鞋材，采用如下的技术方案：
一种环保易生物降解的登山鞋鞋材，所述环保易生物降解的登山鞋鞋材由包含以下质量份数的原料制成：
降解树脂90-100份；
乙烯-丙烯酸共聚物5-10份；
交联剂1-2份；
稳定剂1-3份；
发泡剂0.5-1份；
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.3-1份；
羟基乙叉二膦酸0.3-0.9份；
辛基三嗪酮0.1-0.5份；
所述降解树脂包括聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，通过采用降解树脂作为登山鞋鞋材的主要原料，使得登山鞋鞋材可完全生物降解，从而使得鞋材不容易对环境造成影响。
通过采用降解树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、交联剂、稳定剂与发泡剂互相协同配合，有利于更好地提高登山鞋鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度，使得制备所得的登山鞋鞋材更易于满足登山鞋鞋材的基本性能要求。
由于易降解的材料一般老化性能都会相对弱一点，申请人还意外发现，通过加入2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、羟基乙叉二膦酸与辛基三嗪酮互相协同配合，还有利于更好地提高登山鞋鞋材的耐老化性能，使得登山鞋鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度等性能更加不容易受到外界因素的影响，从而使得登山鞋鞋材更加不容易开裂，有利于更好地延长登山鞋鞋材的使用寿命。
优选的，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，通过采用上述中的一种或多种材料作为交联剂，有利于降解树脂更好地交联的同时还在一定程度上有利于更好地提高登山鞋鞋材的耐老化性能，使得登山鞋鞋材的使用寿命更长。
优选的，所述稳定剂包括以下质量份数的组分：
乙酰柠檬酸三丁酯0.3-1份；
环氧油酸丁酯0.7-2份。
通过采用上述技术方案，通过采用乙酰柠檬酸三丁酯与环氧油酸丁酯以特定比例互相协同配合形成稳定剂，有利于更好地提高登山鞋鞋材的稳定性，使得登山鞋鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度更高，同时，还有利于更好地提高登山鞋鞋材的耐老化性能，使得登山鞋鞋材的使用寿命更长，使得登山鞋鞋材的撕裂强度以及拉伸强度更加不容受到外界因素的影响。
优选的，所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺、N，N’-二亚硝基五次甲基四胺、二苯磺酰肼醚、对甲苯磺酰肼中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，通过采用上述中的一种或多种材料作为发泡剂，以上材料均为无毒环保材料，从而有利于更好地提高登山鞋鞋材的环保性能，使得登山鞋鞋材更加不容易对环境以及人体造成影响。
优选的，所述环保易生物降解的登山鞋鞋材还由包含以下质量份数的原料制成：
福美双0.4-1份。
通过采用上述技术方案，通过加入福美双，还有利于更好地提高登山鞋鞋材的耐老化性能，使得登山鞋鞋材更加不容易出现脆裂的情况，有利于更好地延长登山鞋鞋材的使用寿命。
优选的，所述环保易生物降解的登山鞋鞋材还由包含以下质量份数的原料制成：
抗菌剂1-2份。
通过采用上述技术方案，通过加入抗菌剂，有利于更好地抑制细菌、真菌的滋生，从而在一定程度上使得登山鞋鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度更加不容易受到细菌以及真菌的影响，有利于更好地延长登山鞋鞋材的使用寿命。
优选的，所述抗菌剂包括以下质量份数的组分：
甲壳素0.1-0.3份；
香兰素0.5-1份；
芥末0.4-0.7份。
通过采用上述技术方案，通过采用特定比例的甲壳素、香兰素与芥末互相协同配合以形成抗菌剂，有利于更好地提高抗菌剂的稳定性以及持久长效性，从而有利于更好地提高登山鞋鞋材的抗菌性能，使得登山鞋鞋材的使用寿命更加不容易受细菌以及真菌的影响；同时，以上原料均为天然无毒无害成分，还有利于更好地提高登山鞋鞋材的环保性能，使得登山鞋鞋材更加不容易对环境以及人体造成影响。
第二方面，本申请提供一种环保易生物降解的登山鞋鞋材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种环保易生物降解的登山鞋鞋材的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)，混合降解树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、交联剂、稳定剂、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、羟基乙叉二膦酸以及辛基三嗪酮，并控制混合温度为80-95℃，混合均匀，形成混合胶料；
步骤(2)，往混合胶料中加入发泡剂，并经密炼后压片成型，形成片状胶料；
步骤(3)，将片状胶料加入模具中进行模压发泡，即得环保易生物降解的登山鞋鞋材。
通过采用上述技术方案，通过控制各组分的加入顺序以及控制各原料组分混合的温度，有利于各组分更好地互相混合均匀以更好地互相协同配合，从而有利于制备所得的登山鞋鞋材的各项性能更好地满足鞋材的基本性能的要求的同时还有利于更好地提高登山鞋鞋材的耐老化性能。
优选的，所述步骤(2)中的密炼温度为60-70℃。
通过采用上述技术方案，通过控制登山鞋鞋材在制备过程中的密炼温度，有利于各组分更好地互相混合均匀并更好地互相协同配合，从而有利于制备所得的登山鞋鞋材的各项性能更好地满足鞋材的基本性能的要求的同时还有利于更好地提高登山鞋鞋材的耐老化性能。
优选的，所述步骤(3)中的模压发泡的温度为150℃-160℃，模压发泡的时间控制为25-35min。
通过采用上述技术方案，通过控制模压发泡的温度以及模压发泡的时间，有利于登山鞋鞋材更好地发泡完全，从而有利于登山鞋鞋材更好地提高登山鞋鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过采用降解树脂作为登山鞋鞋材的主要原料，使得登山鞋鞋材可完全生物降解，使得鞋材不容易对环境造成影响；
2.通过采用降解树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、交联剂、稳定剂与发泡剂互相协同配合，有利于更好地提高登山鞋鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度，使得制备所得的登山鞋鞋材更易于满足登山鞋鞋材的基本性能要求；
3.通过加入2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、羟基乙叉二膦酸与辛基三嗪酮互相协同配合，还有利于更好地提高登山鞋鞋材的耐老化性能，使得登山鞋鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度等性能更加不容易受到外界因素的影响，有利于更好地延长登山鞋鞋材的使用寿命。
附图说明
图1是本发明中一种环保易生物降解的登山鞋鞋材的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。
以下实施例中，聚丁二酸丁二醇酯采用武汉兴众诚科技有限公司的货号为143606-53-5的聚丁二酸丁二醇酯。
以下实施例中，乙烯-丙烯酸共聚物采用东莞市樟木头卓越鑫塑胶原料经营部的型号为2220的乙烯-丙烯酸共聚物。
以下实施例中，三亚乙基四胺采用淄博鑫荣化工科技有限公司的货号为112-24-3的三亚乙基四胺。
以下实施例中，过氧化二异丙苯采用济南荣正化工有限公司的货号为80-43-3的过氧化二异丙苯。
以下实施例中，乙酰柠檬酸三丁酯采用青阳县瑞盈塑胶化工销售有限公司的货号为77-90-7的乙酰柠檬酸三丁酯。
以下实施例中，环氧油酸丁酯采用深圳凯奇化工有限公司的货号为1的环氧油酸丁酯。
以下实施例中，偶氮二甲酰胺采用上海颖心实验室的货号为123-77-3的偶氮二甲酰胺。
以下实施例中，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚采用南京大唐化工有限责任公司的货号为128-37-0的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
以下实施例中，羟基乙叉二膦酸采用宝鸡市国康生物科技有限公司的货号为2809-21-4的羟基乙叉二膦酸。
以下实施例中，辛基三嗪酮采用云南力莲生物有限公司的货号为88122-99-0的辛基三嗪酮。
以下实施例中，福美双采用金锦乐(湖南)化学有限公司的货号为137-26-8的福美双。
以下实施例中，甲壳素采用寿光百盛生物工程有限公司的货号为999的甲壳素。
以下实施例中，香兰素采用武汉祥迪食品配料有限公司的货号为500的香兰素。
以下实施例中，芥末采用乐陵市永兴和食品有限公司的货号为500的芥末粉。
本申请实施例公开一种环保易生物降解的登山鞋鞋材的制备方法。
实施例1
参照图1，环保易生物降解的登山鞋鞋材的制备方法包括以下步骤：
步骤(1)，在搅拌釜中加入降解树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、交联剂、稳定剂、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、羟基乙叉二膦酸以及辛基三嗪酮，并以230r/min的转速进行搅拌，同时保持搅拌釜中的温度为80℃，搅拌混合均匀，形成混合胶料。
步骤(2)，往混合胶料中加入发泡剂，搅拌均匀后将混合胶料与发泡剂加入至密炼机中密炼处理，并控制密炼温度为55℃，再将密炼后的混合物加入至开炼机中，挤压成片，形成片状胶料。
步骤(3)，将片状胶料根据实际切成需要的大小后，将片状胶料放入模压发泡机的模具中进行发泡，控制发泡温度为145℃，并控制发泡时间为40min，发泡完成后，开模并冷却，即得环保易生物降解的登山鞋鞋材。
在本实施例中，降解树脂为聚丁二酸丁二醇酯；交联剂为三亚乙基四胺；稳定剂为乙酰柠檬酸三丁酯；发泡剂为偶氮二甲酰胺。
其中，环保易生物降解的登山鞋鞋材的各原料组分及含量如表1所示，表1中各原料组分的含量单位为kg。
实施例2
与实施例1的区别在于：
步骤(1)中控制搅拌釜的温度为95℃；
步骤(2)中控制密炼温度为75℃。
步骤(3)中控制模压发泡的温度为165℃，并控制模压发泡的时间为20min。
其中，环保易生物降解的登山鞋鞋材的各原料组分及含量如表1所示。
实施例3
与实施例1的区别在于：
步骤(1)中控制搅拌釜的温度为80℃。
步骤(2)中控制密炼温度为60℃。
步骤(3)中控制模压发泡的温度为150℃，模压发泡的时间为35min。
其中，环保易生物降解的登山鞋鞋材的各原料组分及含量如表1所示。
实施例4
与实施例1的区别在于：
步骤(1)中控制搅拌釜的温度为95℃。
步骤(2)中控制密炼温度为70℃。
步骤(3)中控制模压发泡的温度为160℃，模压发泡的时间为25min。
其中，环保易生物降解的登山鞋鞋材的各原料组分及含量如表1所示。
实施例5
与实施例1的区别在于：
步骤(1)中控制搅拌釜的温度为90℃。
步骤(2)中控制密炼温度为67℃。
步骤(3)中控制模压发泡的温度为155℃，模压发泡的时间为30min。
其中，环保易生物降解的登山鞋鞋材的各原料组分及含量如表1所示。
表1
实施例6
与实施例5的区别在于：交联剂为过氧化二异丙苯。
实施例7-14
与实施例5的区别在于：稳定剂的组成成分及含量如表2所示，表2中各组分的含量单位为kg。
表2
实施例15-16
与实施例5的区别在于：步骤(1)中加入了福美双。
其中，环保易生物降解的登山鞋鞋材的各原料组分以及含量如表3所示，表3中各原料组分的含量单位为kg。
表3
实施例17-26
与实施例5的区别在于：步骤(1)中还加入了抗菌剂；抗菌剂的组成成分以及含量如表4所示，表4中各原料组分的含量单位为kg。
表4
实施例27
与实施例5的区别在于：环保易生物降解的登山鞋鞋材的各原料组分以及含量如表5所示，表5中各原料组分的含量单位为kg。
表5
比较例1
与实施例5的区别在于：步骤(1)中以等量的聚乙烯替代降解树脂,并用等量的降解树脂替代2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、羟基乙叉二膦酸以及辛基三嗪酮。
比较例2-5
与实施例5的区别在于：环保易生物降解的登山鞋鞋材的原料组分及含量如表6所示，表6中各原料组分的含量单位为kg。
表6
实验1
根据GB/T 529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)》检测以上实施例以及比较例制备所得的环保易生物降解的登山鞋鞋材的撕裂强度(kN/m)，然后将试样放入老化箱中老化处理8h，再重新检测试样老化后的撕裂强度(kN/m)，并计算试样在老化前后的撕裂强度的变化率(％)，其中，变化率的计算方法如下：
实验2
根据GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》中的环状试样的检测方法检测以上实施例以及比较例制备所得的环保易生物降解的登山鞋鞋材的断裂拉伸强度(MPa)，然后将试样放入老化箱中老化处理8h，再重新检测试样老化后的断裂拉伸强度(MPa)，并计算试样在老化前后的断裂拉伸强度的变化率(％)，其中，变化率的计算方法如下：
实验3
GB/T 19277.2-2013《受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法第2部分：用重量分析法测定实验室条件下二氧化碳的释放量》检测以上实施例以及比较例制备所得的环保易生物降解的登山鞋鞋材的生物分解百分率(％)。
以上实验的检测数据见表7。
表7
根据表7中实施例1-5的数据对比可得，实施例1-5中的鞋材在制备过程中的温度条件以及反应条件不同，而实施例3-5的撕裂强度以及断裂拉伸强度均在一定程度上高于实施例1-2的，且实施例3-5的撕裂强度变化率以及断裂拉伸强度变化率均在一定程度上低于实施例1-2的，说明通过控制鞋材在制备过程中的反应温度以及反应条件，有利于各组分更好地互相混合均匀并互相协同配合，从而有利于更好地提高制备所得的鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度，同时，还有利于更好地提高鞋材的耐老化性能，使得鞋材的使用寿命延长。
根据表7中实施例5-6的数据对比可得，实施例5中采用三亚乙基四胺作为交联剂，实施例6中采用过氧化二异丙苯作为交联剂，而实施例6的撕裂强度变化率以及断裂拉伸强度变化率均在一定程度上低于实施例5的，说明通过采用过氧化二异丙苯作为交联剂，在一定程度上有利于更好地提高鞋材的耐老化性能，使得鞋材的使用寿命延长。
根据表7中实施例5与实施例7-14的数据对比可得，实施例5以及实施例7-14中的稳定剂的组成成分及用量比例不同，而实施例8-10的撕裂强度以及断裂拉伸强度均在一定程度上高于实施例5、实施例7以及实施例11-14的，且实施例8-10的撕裂强度以及断裂拉伸强度的变化率均在一定程度上低于实施例5、实施例7以及实施例11-14的，说明通过采用特定比例的乙酰柠檬酸三丁酯与环氧油酸丁酯互相协同配合，有利于更好地提高鞋材的稳定性，使得鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度更高；同时，只有采用特定比例的乙酰柠檬酸三丁酯与环氧油酸丁酯互相协同配合，才有利于更好地提高鞋材的耐久性能，使得鞋材的使用寿命更加不容易受到影响，缺少了任一组分或改变了任一比例，均无法起到效果。
根据表7中实施例5与实施例15-16的数据对比可得，实施例15-16中比实施例5多加入了福美双，而实施例15-16的撕裂强度以及断裂拉伸强度的变化率均低于实施例5的，说明通过加入福美双，有利于更好地提高鞋材的耐老化性能，使得鞋材的使用寿命更长。
根据表7中实施例5与实施例17-26的数据对比可得，实施例17-26比实施例5多加入了抗菌剂，而实施例17-26的撕裂强度以及断裂拉伸强度的变化率均低于实施例5的；且实施例17-26的抗菌剂的组成成分及含量不同，而实施例19-21的撕裂强度以及断裂拉伸强度的变化率均低于实施例17-18以及实施例22-26的，说明只有通过特定比例的甲壳素、香兰素以及芥末互相协同配合，才能更好地提高抗菌剂的稳定性以及持久长效性，从而使得鞋材的耐久性能更好，缺少了任一组分或改变了任一比例，均无法起到作用。
根据表7中实施例5与实施例27的数据对比可得，实施例27中采用过氧化二异丙苯作为交联剂且采用乙酰柠檬酸三丁酯与环氧油酸丁酯协同配合作为稳定剂，实施例5中采用三亚乙基四胺作为交联剂且单独采用乙酰柠檬酸三丁酯作为稳定剂，而实施例27比实施例5多加入了福美双以及抗菌剂，并采用甲壳素、香兰素以及芥末协同配合作为抗菌剂，实施例27的撕裂强度以及断裂拉伸强度均高于实施例5的，且实施例27的撕裂强度以及断裂拉伸强度的变化率均低于实施例27的，说明通过选用特定的交联剂以及稳定剂，并加入福美双以及抗菌剂，有利于更好地提高鞋材的撕裂强度以及断裂拉伸强度的同时还有利于更好地提高鞋材的耐老化性能，使得鞋材的使用寿命更长。
根据表7中比较例1-5的数据对比可得，比较例1采用聚乙烯作为鞋材的主要原料，比较例2-5中采用全降解树脂作为主要原料，而比较例2-5的生物分解百分率均远高于比较例1的，说明通过采用全降解树脂作为鞋材的主要原料有利于鞋材更好地降解，同时，比较例2-5的撕裂强度以及断裂拉伸强度的变化率均高于比较例1的，说明降解材料的耐老化性能一般会比难降解的材料的耐老化性能更差。
根据表7中实施例5与比较例2-4的数据对比可得，比较例2中缺少了组分2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、羟基乙叉二膦酸以及辛基三嗪酮，比较例3中缺少了组分2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，比较例4中缺少了组分羟基乙叉二膦酸，比较例5中缺少了组分辛基三嗪酮，而比较例2-4的撕裂强度以及断裂拉伸强度的变化率远高于实施例5的，说明只有通过采用2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、羟基乙叉二膦酸以及辛基三嗪酮互相协同配合时，才能更好地提高鞋材的耐老化性能，使得鞋材的使用寿命更长，缺少了任一组分均无法起到效果。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
