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【技术】TPR鞋底原料组成及其对性能的影响

时间:2019-12-31     作者:定阳新材料【原创】

  TPR(热塑性橡胶)鞋用材料,一般是用热塑性弹性体SBS与其他功能助剂共混改性的一种高分子材料,经过挤出、注塑和模压等工艺加工后成型制成的鞋底,具有防滑、耐低温、弯曲性强、透气性好、密度小、粘结强度牢等优点,且其废料可以回收利用。


TPR(热塑性橡胶)鞋用材料


  目前,TPR鞋底料已被越来越多的厂家、商家及消费者认可。鞋用粒料有各种原料为骨架,由于骨架不同,因此粒料的性能也不同。聚氨酯TPU为主料的鞋用粒料虽然各项指标很好,但它的成本高,因此限制了它的使用广泛性。而以SBS为主料的鞋低料各项性能的综合指标最理想。


共混改性


  一、共混改性

  SBS纯胶和充油胶物性虽好,但一般都不单独使用,须进行共混改性(共熔、共溶)、制成“高分子合金”,才能达到最佳的性能和最大的经济效益。

  SBS掺入多种辅料或助剂所达到的共混改性可实现三个目的:赋予改性产物若干高新性能及功能、改善加工工艺条件及降低材料的生产成本。

  进行改性的方法有机械熔融共混法、乳胶共沉淀法、溶液共混法、粉末共混法及互穿网络(IPN)共混技术等五种,其中物理共混作用和化学(接枝、交联)共混作用(反应)皆有。可以肯定,当今广泛使用的无数SBS制成品,都是采用共混改性来得到的。


TPR鞋底原料的原理组成及对性能的影响


  二、TPR鞋底原料的原理组成及对性能的影响

  用SBS纯胶制造制品是很少的,也很不经济。为了提高SBS的加工性能,增强流动性、曲挠性、抗老化性、抗变形性、抗燃性和提高经济型,必须在纯胶中加入多种调料与各种助剂,进行共混加工,才能加工成各种不同性能的制品。原料组成对制品性能影响较大,现分述如下。

  1.SBS牌号选用

  SBS作为主要原料,是整个SBS鞋用粒料骨架,对鞋料提供强度、弹性等主要性能。所用牌号一般为YH-805、802及792、788。具体选择牌号应视厂家对鞋底料的性能要求来定,一般从成本、加工性能、鞋底品种考虑。


  2.软化油

  软化油在SBS鞋底料中主要起改善流动性、降低成本等作用。SBS鞋底料的流动性一般以熔体流动速率(MFR)来衡量。欲降低SBS鞋用粒料的硬度可以采用加入软化油或增塑剂来调节。

  软化油或增塑剂的加入可以有两种情形:一种是与SBS中聚苯乙烯硬段相容性较好的,另一种是与SBS中聚丁二烯软段相容性较好的。


  3.树脂

  SBS中加入聚苯乙烯可提高熔体的流动性及硬度,改善加工性能。选择树脂应首先考虑与SBS的相容性,一般遵循“溶解度参数相近则相容”的原则。为使PS容易进入SBS中,增强PS交联点的作用,一般采用低软化点的结晶聚苯乙烯(GPPS)及聚α-甲基苯乙烯较好,一般用量10-20份。

  加入低密度聚乙烯和聚丙烯,可提高硬度和耐磨性,用量一般不超过10份。聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物与SBS的相溶性不好,不能很好分散,过量会引起脱层,但为改善臭氧性,可少量使用。

  丁腈橡胶与EVA共用可提高鞋材与皮革的粘结力,凡能进入PB段的树脂,如改性松香脂,都可以改善胶料的流动性和粘性,但拉伸强度、拉伸伸长率和弹性等会有所下降,用量4-10份。

  根据不同用途,综合考虑改性树脂用量,可获得满意的改性效果。PS、LDPE和EVA混合改性树脂量对TPR性能的影响见下表。


PS、LDPE和EVA混合改性树脂量对TPR性能的影响


  4.填充料

  TPR鞋用粒料中加入填料的主要目的是降低成本,同时使制品的硬度、耐磨性增加。常用的有白炭黑、碳酸钙、滑石粉等。填充料对TPR鞋料性能的影响见下图。

  随着填充料份数的增加,硬度明显提高,而拉伸强度和扯断伸长率下降。因此,填充料含量不宜过高,并要根据产品性能和加工工艺的要求选择种类和用量。


  5、交联剂对TPR鞋料性能的影响。从下图可知,加入少量DCP进行交联对TPR拉伸强度和粘结强度有较大的改善,但其用量不能超过弹性体含量的0.7%。

  在注射流道,产品后薄交接处或注射压力不足时,注射产品会有凹陷现象。在配方中加入AC发泡剂增加TPR材料的膨胀力,可有效地克服凹陷现象,产品表面光洁度均匀一致。微发泡可使鞋材的比重下降,有利于成本的降低,但过度发泡,会影响产品硬度和强度等质量指标,其用量控制在0.5%为宜。