CN103300532B - 环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋及其制备方法，包括胶鞋鞋帮，在胶鞋鞋帮内设有导电布，在导电布的底部设有防静电海绵，在防静电海绵下设有防穿刺中底，在防穿刺中底上绕有导电线，导电线与帮脚导电线接触；在胶鞋鞋帮的帮脚底部设有防静电橡胶填心，防穿刺中底通过防静电粘合剂层与防静电海绵连接，防穿刺中底通过防静电粘合剂层与胶鞋鞋帮的帮脚及防静电橡胶填心连接；在胶鞋鞋帮的外侧设有硫化防静电橡胶外底。本发明对胶鞋的内部结构及加工方法进行改进，使胶鞋的非金属防刺垫制造的胶鞋能获得优异的防静电效果，与人体健康要求适应度高，穿着效果舒适，所采用的粘接剂环保、无毒、粘接强度好。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶加工领域，特别是一种环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋及其制备方法。
背景技术
防静电胶鞋按照GB21146-2007标准，其电阻值0.1～1000MΩ。防刺胶鞋的抗穿刺力分别以不同使用场合，有“刺穿力≥500N”、 “刺穿力≥1100N”两个档次。现在，由于非金属防刺鞋垫的绝缘性能没有合适的方案，因此使用非金属防刺中底生产的胶鞋中，由于非金属防刺中底的绝缘性，产品指标通常都不符合防静电鞋的要求。
防刺鞋垫质量符合ＧＢ１２０１７－１９９９特级技术标准要求，适用性强，推广应用价值大，社会经济效益显著，为矿山、抗灾、消防和防暴反突等提供了合适的个人安全防护用品。防静电鞋适用于油站、航空站等需要进行防静电处理的场所。由于非金属防刺垫的绝缘性能，要使非金属防刺垫具有防静电的效果，则要采用在非金属防刺垫中间隔性置入导电丝来达到防刺垫导电或防静电性能的目的。但是，该工艺繁琐、设备性能达不到要求，成为工业难题，并且成本很高，商业价值低。
而硬质防刺鞋垫沉重、使用不方便，并受到粘合剂性能方面的限制，若采用直接塞入此鞋垫的方法来实现鞋的防刺穿，则由于防刺鞋垫的表面硬较高，穿着性能不好，疲劳度较高，与人体健康要求适应度低。而采用常规制鞋工艺所生产的防刺鞋，由于防刺鞋垫粘合牢度不足，使用寿命短，浪费较大，而且其通常使用溶剂型粘合剂，这种工艺存在环保性差、安全性低、毒性大、生产成本高等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋及其制备方法，它舒适性好，具有防穿刺功能及防静电功能，其各项性能均可满足质量标准，而且生产方式简单，成本低廉，环保、安全、无毒，以克服现有技术的不足。
本发明的是这样实现的：环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋，包括胶鞋鞋帮，在胶鞋鞋帮围成的鞋内底设有导电布，在导电布的底部设有防静电海绵，在防静电海绵的下方设有防穿刺中底，在防穿刺中底上绕有导电线，在胶鞋鞋帮的帮脚上缝有帮脚导电线，导电线与帮脚导电线接触；在胶鞋鞋帮帮脚底部在防刺中底上围成的空腔中设有防静电橡胶填心，防穿刺中底的顶部及底部通过防静电粘合剂层与防静电海绵连接，防穿刺中底的底部通过防静电粘合剂层与胶鞋鞋帮的帮脚及防静电橡胶填心连接；在胶鞋鞋帮帮脚及防静电橡胶填心的外侧设有硫化防静电橡胶外底。
导电线在防穿刺中底上为双向交叉缠绕。
环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的制备方法，先将导电布与防静电海绵通过热硫化粘合，使导电布粘合在防静电海绵的顶部；再将防穿刺中底上缠绕导电线，在胶鞋鞋帮的脚帮上缝上导电线；在防静电海绵的底部、已绕好导电线且刷浆干燥的防刺垫中底表面以及胶鞋鞋帮的帮脚内表面上涂刷一层厚度为0.1～0.3mm的防静电粘合剂，并在硫化防静电橡胶外底的内腔涂刷防静电粘合剂，然后在50～60℃的条件下干燥40～50分钟；将刷浆干燥的绕导电线防刺中底粘合在防静电海绵的底部，得半成品A；将刷浆干燥的胶鞋鞋帮粘合在半成品A的底部，然后在鞋帮帮脚周边刷围条粘合浆并在胶鞋鞋帮底部露出防刺中底的区域上刷防静电粘合剂，涂刷及干燥条件同上，干燥后将防静电橡胶填芯粘贴在该区域内的防刺中底上，得半成品B；最后将刷浆干燥的硫化防静电橡胶外底粘合在半成品B的底部，得半制品C；在半成品C的周边贴合胶鞋围条，得胶鞋初样D；将D在胶鞋硫化条件下硫化即得胶鞋成品。
所述的防静电海绵是，在中底布上涂刷防静电粘合剂，干燥后，将涂浆导电布与橡胶海绵热硫化粘合，制成防静电海绵，防静电海绵电阻的电阻值为0.1～50MΩ。
所述的导电线为涤纶短纤维/不锈钢混纺纱，规格为28tex×3，不锈钢混纺纱含量不低于25%。电阻小于0.0001MΩ。
帮脚缝线为涤纶短纤维/不锈钢混纺纱，规格为28tex×3，不锈钢混纺纱含量不低于25%，增加帮脚与防刺中底上导电线的接触点数，确保整鞋防静电性能。
硫化防静电橡胶外底的电阻值不大于0.5MΩ；防静电填芯硫化胶电阻为0.5～100MΩ；防静电粘合剂硫化层的电阻值不大于0.5MΩ。
所述的防静电粘合剂由50份天然乳胶，1份球磨的水基硫化体系，0.5份氨水，0.5份平平加O，0.3份抗电剂SN、0.05份甲基纤维素及1份软水组成；它的制备方法是：
步骤A：制备甲基纤维素水溶胀体：在搅拌条件下向0.05份甲基纤维素和0.5份平平加O的混合物中逐步加入软水到软水的总量为1份，搅拌到甲基纤维素充分溶胀均匀粘稠体；
步骤B：制备水基硫化体系球磨液：在旋转轴心平行于地平面的装有瓷球的瓷罐中，于室温条件下在0.6份软水介质中旋转球磨0.1份硫磺、0.1份促进剂DM、0.05份促进剂TMTM、0.1份纳米氧化锌、0.025份扩散剂NNO和0.025份酪素，球磨时间2-3小时；
步骤C：制备混合体：向1.55份甲基纤维素水溶胀体中依次加入1份水基硫化体系球磨液、0.3份抗电剂SN、0.5份氨水，搅拌均匀即得；
步骤D：制备防静电粘合剂：向3.35份混合体加入5份天然乳胶，搅拌均匀，向此混合液体中加入45份天然乳胶，充分搅拌均匀即得到防静电粘合剂。
刷浆干燥后的防静电海绵的底部橡胶表面、已绕好导电线且刷浆干燥的防刺垫中底表面、胶鞋鞋帮以及硫化防静电橡胶外底进行粘合的方式是在0.30～0.40Mpa压力下压合3秒。
经测试整鞋电阻0.1-500 MΩ、围条与鞋帮粘合强度≥3.0KN/m、整鞋防刺力≥1100N、鞋底的邵尔A硬度为55-65度、拉伸强度≥15MPa、拉断伸长率≥450%、阿克隆磨损体积≤0.6cm3/1.61km。胶鞋穿用过程中舒适度高、弹性良好。
为了验证发明内容，我们进行了如下试验：
一、帮脚导电丝的应用研究
通过表1可以得出,鞋帮的帮脚缝导电丝(电阻为0.0000MΩ),利于防静电胶鞋的防静电性能维持。
二、防刺垫绕导电线对胶鞋防静电性能影响
通过表2对比得出，最佳绕线方案为：防刺垫单面绕导电线，导电线前后绕点间距约30-40mm，单边六点，双面前后斜拉相连接，这样可确保防刺垫的电阻不超过1 MΩ，彻底保障防刺胶鞋的防静电性能。
三、该发明环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋物理性能结果
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明对胶鞋的内部结构及加工方法进行改进，使胶鞋使用非金属防刺垫后仍能获得优异的防静电效果，与人体健康要求适应度高，穿着效果舒适，所采用的粘接剂为水性粘合剂，环保、无毒、粘接强度好，并且生产工艺简单，成本低廉，产品的使用效果好。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为本发明的导电线的缠绕结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例：环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的结构如图1所示，包括胶鞋鞋帮1，在胶鞋鞋帮1内侧设有导电布2，在导电布2的底部设有防静电海绵3，在防静电海绵3的下方设有防穿刺中底4，在防穿刺中底4上绕有导电线5，导电线5在防穿刺中底4上为双向交叉缠绕；在胶鞋鞋帮1的帮脚上缝有帮脚导电线9，导电线5与帮脚导电线9接触；在胶鞋鞋帮1的帮脚底部设有防静电橡胶填心7，防穿刺中底4的顶部通过防静电粘合剂层6与防静电海绵3连接，防穿刺中底4的底部通过防静电粘合剂层6与胶鞋鞋帮1的帮脚及防静电橡胶填心7连接；在胶鞋鞋帮1帮脚及防静电橡胶填心7的外侧设有硫化防静电橡胶外底8。
实施例中，导电线5的具体缠绕按如图2所示顺序，从2开始沿防穿刺垫的底面绕到1，再由1→4→3→5→6→7→8→9→10→11→12→2→3→4,2、4为结束点,最后，分别在2处、4处各打一个死结，防止导电丝松动而脱落。
环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的制备方法，先将导电布与防静电海绵通过热硫化粘合，使导电布粘合在防静电海绵的顶部；再将防穿刺中底上缠绕导电线，在胶鞋鞋帮的脚帮上缝上导电线；在防静电海绵的底部、已绕好导电线且刷浆干燥的防刺垫中底表面以及胶鞋鞋帮的帮脚内表面上涂刷一层厚度为0.1～0.3mm的防静电粘合剂，并在硫化防静电橡胶外底的内腔涂刷防静电粘合剂，然后在50～60℃的条件下干燥40～50分钟；将刷浆干燥的绕导电线防刺中底粘合在防静电海绵的底部，得半成品A；将刷浆干燥的胶鞋鞋帮粘合在半成品A的底部，然后在鞋帮帮脚周边刷围条粘合浆并在胶鞋鞋帮底部露出防刺中底的区域上刷防静电粘合剂，涂刷及干燥条件同上，干燥后将防静电橡胶填芯粘贴在该区域内的防刺中底上，得半成品B；最后将刷浆干燥的硫化防静电橡胶外底粘合在半成品B的底部，得半制品C；在半成品C的周边贴合胶鞋围条，得胶鞋初样D；将D在胶鞋硫化条件下硫化即得胶鞋成品。
所述的防静电海绵是，在中底布上涂刷防静电粘合剂，干燥后，将涂浆导电布与橡胶海绵热硫化粘合，制成防静电海绵，防静电海绵电阻的电阻值为0.1～50MΩ。
所述的导电线为涤纶短纤维/不锈钢混纺纱，规格为28tex×3，不锈钢混纺纱含量不低于25%。电阻小于0.0001MΩ。
帮脚缝线为涤纶短纤维/不锈钢混纺纱，规格为28tex×3，不锈钢混纺纱含量不低于25%，增加帮脚与防刺中底上导电线的接触点数，确保整鞋防静电性能。
硫化防静电橡胶外底的电阻值不大于0.5MΩ；防静电填芯硫化胶电阻为0.5～100MΩ；防静电粘合剂硫化层的电阻值不大于0.5MΩ。
所述的防静电粘合剂由50份天然乳胶，1份球磨的水基硫化体系，0.5份氨水，0.5份平平加O，0.3份抗电剂SN、0.05份甲基纤维素及1份软水组成；它的制备方法是：
步骤A：制备甲基纤维素水溶胀体：在搅拌条件下向0.05份甲基纤维素和0.5份平平加O的混合物中逐步加入软水到软水的总量为1份，搅拌到甲基纤维素充分溶胀均匀粘稠体；
步骤B：制备水基硫化体系球磨液：在旋转轴心平行于地平面的装有瓷球的瓷罐中，于室温条件下在0.6份软水介质中旋转球磨0.1份硫磺、0.1份促进剂DM、0.05份促进剂TMTM、0.1份纳米氧化锌、0.025份扩散剂NNO和0.025份酪素，球磨时间2-3小时；
步骤C：制备混合体：向1.55份甲基纤维素水溶胀体中依次加入1份水基硫化体系球磨液、0.3份抗电剂SN、0.5份氨水，搅拌均匀即得；
步骤D：制备防静电粘合剂：向3.35份混合体加入5份天然乳胶，搅拌均匀，向此混合液体中加入45份天然乳胶，充分搅拌均匀即得到防静电粘合剂。
刷浆干燥后的防静电海绵的底部橡胶表面、已绕好导电线且刷浆干燥的防刺垫中底表面、胶鞋鞋帮以及硫化防静电橡胶外底进行粘合的方式是在0.30～0.40Mpa压力下压合3秒。
经测试整鞋电阻0.1-500 MΩ、围条与鞋帮粘合强度≥3.0KN/m、整鞋防刺力≥1100N、鞋底物理性能——硬度（邵尔A）55-65度、拉伸强度≥15MPa、拉断伸长率≥450%、阿克隆磨损体积≤0.6cm3/1.61km。胶鞋穿用过程中舒适度高、弹性良好。
所述环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋抗刺穿力大于1100N，符合劳保胶鞋防刺标准要求。
Claims (9)
1.一种环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋，包括胶鞋鞋帮（1），其特征在于：在胶鞋鞋帮（1）围成的鞋内底设有导电布（2），在导电布（2）的底部设有防静电海绵（3），在防静电海绵（3）的下方设有防穿刺中底（4），在防穿刺中底（4）上绕有导电线（5），在胶鞋鞋帮（1）的帮脚上缝有帮脚导电线（9），导电线（5）与帮脚导电线（9）接触；在胶鞋鞋帮（1）帮脚底部在防刺中底（4）上围成的空腔中设有防静电橡胶填心（7），防穿刺中底（4）的顶部通过防静电粘合剂层（6）与防静电海绵（3）连接，防穿刺中底（4）的底部通过防静电粘合剂层（6）与胶鞋鞋帮（1）的帮脚及防静电橡胶填心（7）连接；在胶鞋鞋帮（1）帮脚及防静电橡胶填心（7）的外侧设有硫化防静电橡胶外底（8）。
2.根据权利要求1所述的环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋，其特征在于：导电线（5）在防穿刺中底（4）上为双向交叉缠绕。
3.一种如权利要求1所述的环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的制备方法，其特征在于：先将导电布与防静电海绵通过热硫化粘合，使导电布粘合在防静电海绵的顶部；再将防穿刺中底上缠绕导电线，在胶鞋鞋帮的脚帮上缝上导电线；在防静电海绵的底部、已绕好导电线且刷浆干燥的防穿刺中底表面以及胶鞋鞋帮的帮脚内表面上涂刷一层厚度为0.1～0.3mm的防静电粘合剂，并在硫化防静电橡胶外底的内腔涂刷防静电粘合剂，然后在50～60℃的条件下干燥40～50分钟；将刷浆干燥的绕导电线防刺中底粘合在防静电海绵的底部，得半成品A；将刷浆干燥的胶鞋鞋帮粘合在半成品A的底部，然后在鞋帮帮脚周边刷围条粘合浆并在胶鞋鞋帮底部露出防刺中底的区域上刷防静电粘合剂，涂刷及干燥条件同上，干燥后将防静电橡胶填芯粘贴在该区域内的防刺中底上，得半成品B；最后将刷浆干燥的硫化防静电橡胶外底粘合在半成品B的底部，得半制品C；在半成品C的周边贴合胶鞋围条，得胶鞋初样D；将D在胶鞋硫化条件下硫化即得胶鞋成品。
4.根据权利要求3所述的环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的制备方法，其特征在于：所述的防静电海绵是，在中底布上涂刷防静电粘合剂，干燥后，将涂浆导电布与橡胶海绵热硫化粘合，制成防静电海绵，防静电海绵电阻的电阻值为0.1～50MΩ。
5.根据权利要求3所述的环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的制备方法，其特征在于：所述的导电线为涤纶短纤维/不锈钢混纺纱，规格为28tex×3，不锈钢混纺纱含量不低于25%，
电阻小于0.0001MΩ。
6.根据权利要求3所述的环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的制备方法，其特征在于：帮脚缝线为涤纶短纤维/不锈钢混纺纱，规格为28tex×3，不锈钢混纺纱含量不低于25%，增加帮脚与防刺中底上导电线的接触点数，确保整鞋防静电性能。
7.根据权利要求3所述的环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的制备方法，其特征在于：硫化防静电橡胶外底的电阻值不大于0.5MΩ；防静电橡胶填心的电阻为0.5～100MΩ；防静电粘合剂层的电阻值不大于0.5MΩ。
8.根据权利要求3所述的环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的制备方法，其特征在于：所述的防静电粘合剂由50份天然乳胶，1份球磨的水基硫化体系，0.5份氨水，0.5份平平加O，0.3份抗电剂SN、0.05份甲基纤维素及1份软水组成；它的制备方法是：
步骤A：制备甲基纤维素水溶胀体：在搅拌条件下向0.05份甲基纤维素和0.5份平平加O的混合物中逐步加入软水到软水的总量为1份，搅拌得到甲基纤维素充分溶胀均匀的粘稠体；
步骤B：制备水基硫化体系球磨液：在旋转轴心平行于地平面的装有瓷球的瓷罐中，于室温条件下在0.6份软水介质中旋转球磨0.1份硫磺、0.1份促进剂DM、0.05份促进剂TMTM、0.1份纳米氧化锌、0.025份扩散剂NNO和0.025份酪素，球磨时间2-3小时；
步骤C：制备混合体：向1.55份甲基纤维素水溶胀体中依次加入1份水基硫化体系球磨液、0.3份抗电剂SN、0.5份氨水，搅拌均匀即得；
步骤D：制备防静电粘合剂：向3.35份混合体加入5份天然乳胶，搅拌均匀，向此混合液体中加入45份天然乳胶，充分搅拌均匀即得到防静电粘合剂。
9.根据权利要求3所述的环保型非金属防刺穿防静电热硫化胶鞋的制备方法，其特征在于：刷浆干燥后的防静电海绵的底部橡胶表面、已绕好导电线且刷浆干燥的防穿刺中底表面、胶鞋鞋帮以及硫化防静电橡胶外底进行粘合的方式是在0.30～0.40Mpa压力下压合3秒。
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