[发明专利]石墨烯天然橡胶高分子安全鞋底复合发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯天然橡胶高分子安全鞋底复合发泡材料及其制备方法，由包括以下重量份的原料制成：天然橡胶50～60份、聚烯烃弹性体6～10份、三元乙丙橡胶7.5～12.5份、丁腈橡胶12～18份、顺丁橡胶6～10份、白炭黑3～5份、石墨烯2.3～2.8份、氧化锌1.3～1.7份、热稳定剂3～4份、流动助剂3～5份、发泡剂2～2.6份。本发明的石墨烯天然橡胶高分子安全鞋底复合发泡材料的耐磨性能优异；止滑系数（干式止滑和湿式止滑）高，止滑效果好，安全性好；此外，拉伸强度高，力学性能好，耐用性好；且密度低，具有超轻性；非常适合作为安全鞋底材料使用，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种石墨烯天然橡胶高分子安全鞋底复合发泡材料及其制备方法。

背景技术

天然橡胶(NR)是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡胶烃(顺-1，4-聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。一般为片状固体，相对密度0.94，折射率1.522，弹性模量2～4MPa，130～140℃时软化，150～160℃粘软，200℃时开始降解。常温下有较高弹性，略有塑性，低温时结晶硬化。有较好的耐碱性，但不耐强酸。不溶于水、低级酮和醇类，在非极性溶剂如三氯甲烷、四氯化碳等中能溶胀。

天然橡胶的结构主要是大分子的链结构，分子量及其分布和聚集态结构，天然橡胶的大分子链结构单元是异戊二烯，大分子链主要是由聚异烯构成的，橡胶中含量占百分之九十七以上，其分子链上有醛基，每条大分子链上平均有一个，正是醛基在发生缩合或与蛋白质分解产物发生反应形成支化，交联，使得橡胶贮存中粘度增加，天然橡胶大分子链上还有环氧基的，比较活跃。天然胶的大分子末端推断一般为二甲基烯丙基，另一端为焦磷酸酯基，端基，分子链的醛基以及聚合的元素都很少，在天然橡胶的分子量及其分布方面，其分子量的范围较宽，据国外报道，绝大多数分子量在三万个左右，天然的生胶，混炼胶，硫化胶的强度都比较高，一般天然橡胶强度可达三兆帕。天然橡胶的机械强度高主要原因在于它是自补强橡胶系列，当拉伸时会使大分子链沿应力方向取向形成结晶，晶粒分无定形大分子中起到了补强作用，未进行扩张的强度同样高的原因为其内部结构中微小粒子的紧密凝集而致。

天然橡胶是橡胶材料中物理力学性能与工艺加工性能协调性最好的品种，目前已被广泛应用于日常生活、医疗卫生、交通运输、农业、科学试验、国防等领域。随着社会的发展，人们对产品的性能提出了更高的要求，比如：橡胶发泡鞋底，传统橡胶发泡鞋底重量大、耐磨性能达不到要求，并且抗热收缩差，往往需要对其进行改性。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。近年来有不少利用石墨烯对橡胶材料进行改性的研究，并取得了良好的效果。但在石墨烯的应用过程中发现，石墨烯片层结构存在较强的范德华力或者氢键灯相互作用，使其极易发生团聚而不能均匀稳定的分散。通常，人们通过化学接枝将羧基、羟基、氨基等一些有机官能团街道石墨烯表面对其进行改性，从而提高石墨烯在高分子聚合物中的分散性。但这种方法破坏了石墨烯的晶体结构，极大地影响了石墨烯本身的性能。

此外，目前所使用的天然橡胶发泡材料还存在以下问题：

1、耐磨性能较差，防滑(止滑)效果不佳，作为安全鞋底材料使用时安全性还有待提高；

2、经发泡后，拉伸强度大大降低，力学性能差，耐用性较差，综合使用性能差；或者发泡程度低，不具有良好的轻便性。

发明内容

基于上述情况，本发明的目的在于提供一种石墨烯天然橡胶高分子安全鞋底复合发泡材料及其制备方法，可有效解决以上问题。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种石墨烯天然橡胶高分子安全鞋底复合发泡材料，由包括以下重量份的原料制成：