本發(fā)明涉及一種鞋墊及其制備方法，具體涉及一種梯度功能的復合鞋墊及其制備方法。
背景技術：
運動鞋的鞋墊通常使用的材料是發(fā)泡材料和鞋墊布復合制成。發(fā)泡材料多用EVA發(fā)泡材料或者聚氨酯發(fā)泡材料，它們具有一定彈性和緩沖性能，對腳部在運動過程中起到了緩震的作用，但是這些發(fā)泡材料制得的鞋墊耐久回彈性較差、沒有較好的抗撕裂性能，影響了穿用效果。同時，吸濕快干性差、抗菌防臭性能缺乏，使得穿著的舒適性大大下降。
復合鞋墊用織物多為聚酯纖維材料制成。聚酯纖維具有優(yōu)良的高強、耐磨和尺寸穩(wěn)定性，但其吸濕率低、出汗易打滑、抗菌防臭性差等，因此，聚酯纖維制得的復合鞋墊在一定程度上減弱了鞋墊的舒適性能。因此，需要提供一種具有較強的抗菌性能、吸濕快干性能、拉伸性能、回彈性能、抗撕裂性能等綜合功能性良好的復合鞋墊。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種梯度功能的復合鞋墊及其制備方法。
本發(fā)明所提供的一種梯度功能的復合鞋墊，它由改性EVA發(fā)泡鞋墊與鞋墊布復合而成；
所述改性EVA發(fā)泡鞋墊由植物纖維粉體改性EVA復合發(fā)泡材料制成，所述植物纖維粉體改性EVA復合發(fā)泡材料由包括下述步驟的方法制備得到：
1)利用硅烷偶聯(lián)劑對植物纖維粉體進行改性，得到改性植物纖維粉體；
所述硅烷偶聯(lián)劑的用量為所述植物纖維粉體質(zhì)量的0.1％～1.5％；
所述植物纖維粉體為大麻、竹粉和漢麻稈芯粉中至少一種；
所述植物纖維粉體的粒徑為1～100μm；
2)將乙烯-乙酸乙烯共聚物和所述改性植物纖維粉體混合后進行混煉；
3)向所述混煉的體系中加入發(fā)泡劑、交聯(lián)劑和發(fā)泡助劑，繼續(xù)進行混煉；
4)將步驟3)中所述混煉后的物料壓制成薄片；
5)向發(fā)泡機的模具上噴涂脫模劑，將所述薄片加入至所述模具中進行模壓發(fā)泡，即得到所述植物纖維粉體改性EVA復合發(fā)泡材料；
所述鞋墊布為麻纖維與化學纖維的混紡布。
上述的復合鞋墊中，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-縮水甘油丙基-三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅烷、γ-巰丙基-三甲氧基硅烷和γ-氨丙基-三甲氧基硅烷中至少一種；
所述硅烷偶聯(lián)劑的用量可為所述植物纖維粉體質(zhì)量的1％。
所述乙烯-乙酸乙烯共聚物的數(shù)均分子量為400～4000，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中，乙酸乙烯的質(zhì)量百分含量可為16％～26％，具體可為EVA7350、EVA7470或EVA5110。
上述的復合鞋墊中，所述發(fā)泡劑可為偶氮二甲酰胺，如AC-3000H或AC-6000H；
所述交聯(lián)劑可為過氧化二異丙苯；
所述發(fā)泡助劑可為ZnO；
所述脫模劑可為硬脂酸。
上述的復合鞋墊中，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物、所述改性植物纖維粉體、所述發(fā)泡劑、所述發(fā)泡助劑、所述交聯(lián)劑與所述脫模劑的質(zhì)量比可為100：30～50：4～8：1.5～3：0.5～1：0.5～1，具體可為100：30：5：2.5：0.65：0.5、100：40：5：2.5：0.65：0.5或100：50：5：2.5：0.65：0.5。
上述的復合鞋墊中，步驟2)中，所述混煉在密煉機中進行，加入所述乙烯-乙酸乙烯共聚物和所述植物纖維粉體之前，將所述密煉機的內(nèi)腔加入至75℃～85℃，如80℃。
上述的復合鞋墊中，步驟2)中所述混煉包括如下步驟：于95℃的條件下進行第一次除塵翻料，于100℃的條件下進行第二次除塵翻料，于105℃的條件下進行第三次除塵翻料；
步驟2)中所述混煉的時間可為10～15min，如15min；
步驟3)中所述混煉的時間可為2.5～5.5min，如3min。
上述的復合鞋墊中，步驟4)中，所述薄片的厚度可為1～2mm，如1.5mm；
步驟5)中，噴涂所述脫模劑之前，將所述發(fā)泡機的模具加熱至155℃～165℃，如160℃；
所述模壓發(fā)泡的溫度可為155℃～165℃，如160℃，所述模壓發(fā)泡的時間可為600s～700s，如650s，所述模壓發(fā)泡的壓力可為10～15Mpa，如15Mpa。
上述的復合鞋墊中，所述混紡布中所述麻纖維的混紡比為35～75％，如55％；
所述化學纖維可為聚酯纖維、聚酰胺纖維和聚丙烯纖維中至少一種；
所述麻纖維可為苧麻纖維、亞麻纖維、大麻纖維和漢麻纖維中至少一種，優(yōu)選大麻纖維或漢麻纖維。
上述的復合鞋墊中，所述混紡布為機織布、針織網(wǎng)眼布或蜂巢布，以提高防滑效果。
上述的復合鞋墊上設有若干個孔洞，可為圓形，孔徑可為0.5～2.5mm，開孔密度可為2～8個/cm2，以為提高復合鞋墊的梯度功能性，具體可按照開孔密度為8個/cm2。
本發(fā)明還進一步提供了上述復合鞋墊的制備方法，包括如下步驟：
將所述改性EVA發(fā)泡鞋墊與所述鞋墊布通過纖維素粉體改性聚氨酯膠粘劑漿點復合即得；
所述纖維素粉體改性聚氨酯膠粘劑，由下述質(zhì)量份數(shù)比的組分制成：
二苯基甲烷二異氰酸酯 150～200，
異佛爾酮二異氰酸酯 20～50，
聚酯二元醇 200～400，
擴鏈劑 30～60，
纖維素粉 1～10，和
溶劑 2000～4000。
本發(fā)明所采用的纖維素粉體改性聚氨酯膠粘劑為無色透明液體，固含量可達15％～25％，如19.5％。
上述的制備方法中，所述聚酯二元醇可選自聚己內(nèi)酯二元醇、1,4-丁二醇-己二酸共聚二元醇、1,4-丁二醇-1,6己二醇-己二酸共聚二元醇、新戊二醇-己二酸共聚二醇、甲基丙二醇-己二酸共聚二醇和甲基丙二醇-新戊二醇-己二酸共聚二醇中至少一種；
所述聚酯二元醇的數(shù)均分子量可為1000～3000。
上述的制備方法中，所述擴鏈劑可選自新戊二醇、甲基丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇中至少一種。
上述的制備方法中，所述溶劑可選自丁酮、乙酸乙酯和丙酮中至少一種。
上述的制備方法中，所述纖維素粉可為漢麻稈芯粉、麥稈粉和竹竿粉中至少一種；所述纖維素粉體的粒徑可為10～30微米。
所述纖維素粉體改性聚氨酯膠粘劑具體可由下述質(zhì)量份數(shù)比的組分制成：
二苯基甲烷二異氰酸酯120，
異佛爾酮二異氰酸酯30，
聚酯二元醇(1,4-丁二醇-己二酸共聚二元醇和1,4-丁二醇-1,6己二醇-己二酸共聚二元醇)390，
擴鏈劑(新戊二醇和1,4丁二醇)30.5，
纖維素粉(漢麻稈芯粉體)5，和
溶劑(乙酸乙酯、丁酮和丙酮)2375。
上述的制備方法中，所述聚氨酯膠粘劑在25℃時的粘度為1000～3500mPa.s。
上述的制備方法中，所述漿點復合的條件如下：
上膠量可為15～40克/m2，具體可為22克/m2，溫度為120～180℃，具體可為155℃，壓力為0.06～0.20MPa，具體可為0.12MPa，時間15～40s，具體可為25s。
所述纖維素粉體改性聚氨酯膠粘劑可按照如下方法制備：
(1)所述二苯基甲烷二異氰酸酯、所述聚酯二元醇和所述纖維素粉進行反應；向所述反應的反應產(chǎn)物中加入所述異佛爾酮二異氰酸酯，經(jīng)預聚反應得到預聚體；
(2)向所述預聚體中加入所述擴鏈劑進行擴鏈反應；然后向所述擴鏈反應的反應體系中加入所述溶劑即得到所述聚氨酯膠粘劑。
上述的制備方法中，步驟(1)中，所述反應的溫度可為80～90℃，時間可為0.75～1.25小時，如在85℃下反應1小時。
上述的制備方法中，步驟(1)中，所述預聚反應的溫度可為85～95℃，時間可為2.75～3.25小時，如在90℃下反應3小時。
上述的制備方法中，步驟(2)中，所述擴鏈反應的溫度可為50～80℃，時間可為2～5小時，如在50℃下反應4小時。
本發(fā)明提供的梯度功能的復合鞋墊，將過加工后的漢麻桿芯粉體加入到EVA鞋墊發(fā)泡體中，不但解決了鞋墊的回彈性、防滑性、快干吸濕性、抗菌性差的問題，同時也提高了EVA鞋墊的拉伸、抗撕裂等性能，形成了從功能到機械性能的梯度，有效滿足了運動鞋靴、功能性訓練鞋、皮鞋等穿著需要。
附圖說明
圖1為本發(fā)明復合鞋墊的照片。
具體實施方式
下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
實施例1、制備復合鞋墊及其性能測試
一、制備纖維素粉體改性聚氨酯膠粘劑
(1)將120質(zhì)量份的二苯基甲烷二異氰酸酯、5質(zhì)量份的漢麻桿芯粉(粒徑為20微米)、60質(zhì)量份的1,4-丁二醇-己二酸共聚二元醇(分子量為1500)、330質(zhì)量份的1,4-丁二醇-1,6己二醇-己二酸共聚二元醇(分子量為2000)加入反應釜中，升溫至85℃進行聚合反應1小時；然后向該反應體系中加入30質(zhì)量份的異佛爾酮二異氰酸酯，于90℃進行預聚反應3小時得到預聚體。
(2)向上步得到的預聚體中加入10.5質(zhì)量份的新戊二醇和20質(zhì)量份1,4丁二醇作為擴鏈劑，在50℃下進行擴鏈反應，當反應4小時，該反應體系的粘度和溫度均不再上升，加入500質(zhì)量份乙酸乙酯、1500質(zhì)量份丁酮和375質(zhì)量份丙酮溶劑調(diào)節(jié)粘度至約2000mPa.s，即得到鞋用纖維素粉體改性聚氨酯膠粘劑。
本實施例制備的鞋用纖維素粉體改性聚氨酯膠粘劑為無色透明液體，固含量為19.5％。
二、制備改性EVA鞋墊
1)噴淋乙烯基三乙氧基硅烷對漢麻稈芯粉(粒徑為10～100μm)進行預處理，偶聯(lián)劑的用量為漢麻稈芯粉質(zhì)量的1％，儲存、烘干制成均勻的預處理漢麻稈芯粉。
2)將密煉機內(nèi)腔溫度加熱到80℃；將EVA7350(其中，VA的質(zhì)量百分含量為30％)與預處理漢麻桿芯粉(粒徑為500目)按表1中所示的比例同時加入到密煉機中混煉，漢麻桿芯和EVA7350混煉至95℃第一次除塵，100℃第二次除塵翻料，105℃第三次除塵，密煉15min，將發(fā)泡劑(ADC，偶氮二甲酰胺)、交聯(lián)劑(DCP，過氧化二異丙苯)、發(fā)泡助劑(ZnO)充分混合，加入密煉機中，第四次除塵翻料，混煉時間為3min，轉(zhuǎn)速30rpm。
2)將1)中混煉完畢好的混合物加入五輥開煉機中，壓制成厚度為1.5mm的薄片，室溫下冷卻，裁片。
3)發(fā)泡機內(nèi)置的模具溫度加熱到160℃，然后均勻地噴涂上脫模劑(STE，硬脂酸)，將2)中壓制好的混合物加入到模具中，進行模壓發(fā)泡。模壓溫度為160℃，模壓時間為650s，壓力為15Mpa。發(fā)泡完畢，卸壓跳模，對發(fā)泡材料進行剪裁。
上述制備的植物纖維粉體改性EVA復合材料的力學性能如表1中所示，表1中各指標的測定方法如下：
拉伸強度：參照GB/T 10654-2001，標線距離為50mm；
拉斷伸長率：參照GB/T 10654-2001，標線距離為50mm；
回彈性：GB/T 10652-2001；
直角形撕裂強度：參照GB/T 10808-2006，測試速度為50mm/min；
抗菌性能：參照QB/T 2881-2013附錄A及附錄B，至少兩種菌種合格；
飽和吸水率：F.5.1；
吸濕快干率：F.5.1，自然蒸發(fā)時間為4h。
表1植物纖維改性EVA復合發(fā)泡材料的理化性能
根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)可以得知，本發(fā)明植物纖維粉體改性EVA復合發(fā)泡材料具有高回彈、耐壓縮、吸濕快干和抗菌除臭的功能，適用于制備各種競技類和休閑類的鞋墊，具有重要的應用價值。
三、制備鞋墊布
采用55％漢麻纖維與45％滌綸纖維混紡制成28tex×2麻滌混紡紗，織成蜂巢機織物，經(jīng)染色制成鞋墊布。
本實施例制備的鞋墊布的理化性能如表2中所示。
表2本發(fā)明制備的鞋墊布的理化性能
本實施例制備的鞋墊布的吸濕快干性能測試：
1)試驗儀器
電子天平(精確度0.001g)，秒表，自制掛鉤，架子(掛織物)，托盤、燒杯、玻璃棒、去離子水。
2)試驗步驟及結(jié)果計算
2.1)取樣：平行取樣五塊，大小為10cm×10cm。
2.2)平衡：在(20±2)℃、(65±5)％RH、101kPa的恒溫恒濕室下，放置24h調(diào)濕，稱重，記錄為G0，精確至0.001g。
2.3)試驗：將稱重后試樣放入盛有2L去離子水的容器內(nèi)，試驗水溫(20±2)℃。試樣吸水后自然下沉。如試樣不能自然下沉，可用玻璃棒將試樣壓至水中，如又抬起，可反復壓浸水中，直至徹底沉入水中。
2.4)濕重：試樣在水中完全浸潤10min后取出，自然平展放置于10cm×10cm大小的濾紙上，將多余的水分吸掉，控制帶液率到(100±5)％，稱重記為G1，精確至0.001g。
2.5)蒸發(fā)：將試樣垂直懸掛于恒溫恒濕實驗室，自然蒸發(fā)到規(guī)定的時間，稱重G2，精確至0.001g。
2.6)計算：
根據(jù)式(A.1)計算吸濕快干率，保留兩位有效數(shù)字，取其五次平均值，作為該試樣的測試結(jié)果，本實施例制備的鞋墊布的吸濕快干率為90％；
式中：
K——吸濕快干率；
G0——樣品平衡后重量，單位為g；
G1——樣品浸潤后重量，單位為g；
G2——樣品蒸發(fā)后重量，單位為g。
四、制備復合鞋墊
在上述制備的改性EVA鞋墊上涂覆制備好的纖維素粉體的聚氨酯膠粘劑，其中上膠量為22克/m2；然后將涂好纖維素粉體的聚氨酯膠粘劑的改性EVA鞋墊與上述制備的鞋墊布進行漿點復合，溫度為155℃，壓力為0.12MPa，時間25s。
為提高梯度功能性，可在復合鞋墊上打出孔徑為1.2mm的圓孔，開孔密度4個/平方厘米，如圖1。
本實施例制備的復合鞋墊的物理性能如表3中所示。
表3復合鞋墊的物理性能
由表3中的數(shù)據(jù)可得知，本發(fā)明復合鞋墊具有抗菌性強、吸濕快干性能好，同時耐磨耐用、彈性恢復率高，滿足了穿用需求。