一种鞋用抗菌材料及其制备方法与流程
本发明属于高分子材料，具体地，涉及一种鞋用抗菌材料及其制备方法。
背景技术：
1、鞋子是人们日常生活的必需品。随着科技的发展，人们生活水平的提高，人们对鞋子质量和性能的要求也就越来越高。
2、人们在行走时，脚上的汗腺会分泌出分泌物，这些分泌物在细菌、霉菌分解下会产生异味，而在剧烈运动导致的大量出汗后尤为明显。脚心汗腺多，易出汗，汗液里除含水分、盐分外，还含有乳酸及尿素。在多汗条件下，脚上的细菌大量繁殖并分解角质蛋白，再加上汗液中的尿素、乳酸，这样就会发出一种臭味。同时，细菌的滋生和大量繁殖还会导致脚气。
3、此外，鞋用材料长期在阳光直射下容易老化，导致鞋子开裂，影响使用，现有技术中通常通过添加有机小分子紫外线吸收剂来对抗紫外线，但有机小分子紫外线吸收剂随着使用时间的延长从鞋体材料中迁移和脱出，进而失去效果，最终使得鞋体材料使用寿命大打折扣。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种鞋用抗菌材料及其制备方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种鞋用抗菌材料，包括如下重量份原料：70-80份三元乙丙橡胶，10-20份聚乙烯，20-30份改性二氧化钛，10-20份补强剂，1.5-4.5份润滑剂，1-3份硫化剂、0.5-1.5份防老剂，0.5-0.8份引发剂。
4、进一步地，所述改性二氧化钛通过如下步骤制备：
5、s1、氮气鼓吹干燥的三口烧瓶，以赶走瓶内的空气，随后加入5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、三乙胺和dmso(二甲基亚砜)，搅拌至完全溶解，再缓慢加入3-丁烯-1-胺，加入完毕后温度控制在5℃反应8h，反应结束后减压蒸馏，柱层析提纯(洗脱液选用苯和丙酮的混合溶剂，苯和丙酮的体积比为9:1)，减压蒸馏，得到中间体1；5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、3-丁烯-1-胺、三乙胺和dmso的用量为0.08mol:0.088mol:16ml:100ml；
6、三乙胺作为缚酸剂，5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的-cl和3-丁烯-1-胺的-nh2发生亲核取代反应，反应过程如下所示：
7、
8、s2、氮气保护下将中间体1、dbu(1,8-二偶氮杂双螺环[5.4.0]十一-7-烯)和dmso加入到三口烧瓶中，搅拌均匀后，再缓慢加入偶联剂kh570(3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)，加入完毕后升温至60℃反应48h，反应结束后，减压蒸馏，得到中间体2；中间体1、偶联剂kh570、dbu和dmso的用量比为0.07mol:0.075mol:2.1ml:130ml；
9、在dbu的催化作用下，中间体1与偶联剂kh570发生迈克尔加成反应，反应过程如下所示：
10、
11、s3、将二氧化钛和去离子水加入三口烧瓶中，混合均匀，再滴加浓盐酸调节ph值为5，边搅拌边升温至65℃，在搅拌下将dmso与中间体2的混合液缓慢加入上述三口烧瓶中，加入完毕后保温搅拌10h，随后冷却至室温，将混合物进行抽滤，用无水乙醇洗涤5次，洗涤结束后将产物于80℃下真空干燥12h，得到改性二氧化钛。二氧化钛与中间体2的质量比为20:1。
12、中间体2上的三甲氧基硅烷可以发生水解后再缩合，形成si-o-si和si-oh；其中硅羟基中的羟基可以与二氧化钛表面的羟基形成氢键，再脱水缩合形成共价键，进而极大降低二氧化钛的表面能，使其均一分散于抗菌材料中，加之改性二氧化钛表面有油溶性的杂环结构、酯基等，这更进一步地降低了改性二氧化钛的表面能，提高其分散度；同时改性二氧化钛表面含有碳碳双键，其能在引发剂的作用下与三元乙丙橡胶侧链的不饱和双键产生化学作用，进而更进一步地提高了改性二氧化钛与基体橡胶的界面相容性，且改性二氧化钛也不易从鞋底材料中脱落，能充分稳定地发挥抗紫外和抗菌作用。
13、改性二氧化钛中含有异噻唑啉酮结构，异噻唑啉酮结构是通过断开细菌蛋白质的键而起杀生作用的，与微生物接触后，能迅速地、不可逆地抑制其生长，从而导致微生物细胞的死亡，对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用；异噻唑啉酮结构具有杀生效率高，降解性好，无残留、操作安全、配伍性好、稳定性强、使用成本低等特点。
14、改性二氧化钛中的二氧化钛能够有效对抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等引起鞋内异味的细菌，减少由细菌引起的异味；二氧化钛能够吸收和反射紫外线，保护材料，减缓老化速度。
15、二氧化钛和异噻唑啉酮结构协同作用，赋予改性二氧化钛优异的抗菌效果，同时改性二氧化钛自身具备优异的抗紫外效果。
16、进一步地，所述补强剂为炭黑、纳米碳酸钙、气相白炭黑中的一种或几种。
17、进一步地，所述润滑剂为硬脂酸和硬脂酸锌按照1:2的质量比复配而成的混合物。
18、进一步地，所述硫化剂为硫磺。
19、进一步地，所述防老剂为防老剂d、防老剂sp、防老剂aw、防老剂rd中的一种或几种。
20、进一步地，所述引发剂为过氧化二叔丁基。
21、一种鞋用抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：
22、将三元乙丙橡胶、聚乙烯、改性二氧化钛、补强剂、引发剂混合均匀后倒入密炼机中，在100-110℃下密炼10min；加入润滑剂、防老剂升温至120-130℃，继续混炼10-15min，制得混炼胶；最后升温至150-160℃，加入硫化剂硫化5-8min，硫化结束后熔融造粒，压模成型，制得鞋用抗菌材料。
23、本发明的有益效果：改性二氧化钛中含二氧化钛和异噻唑啉酮结构，且改性二氧化钛与三元乙丙橡胶间存在化学作用，因此，改性二氧化钛能高度分散并稳定存在于鞋用抗菌材料中，充分稳定地发挥作用，使得本发明鞋用抗菌材料具备高效持久的抗菌效果和抗紫外效果。
技术特征：
1.一种鞋用抗菌材料，其特征在于，包括如下重量份原料：70-80份三元乙丙橡胶，10-20份聚乙烯，20-30份改性二氧化钛，10-20份补强剂，1.5-4.5份润滑剂，1-3份硫化剂、0.5-1.5份防老剂，0.5-0.8份引发剂；
2.根据权利要求1所述的一种鞋用抗菌材料，其特征在于，步骤s1的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、3-丁烯-1-胺、三乙胺和dmso的用量为0.08mol:0.088mol:16ml:100ml；步骤s2的中间体1、偶联剂kh570、dbu和dmso的用量比为0.07mol:0.075mol:2.1ml:130ml；步骤s3的二氧化钛与中间体2的质量比为20:1。
3.根据权利要求1所述的一种鞋用抗菌材料，其特征在于，所述补强剂为炭黑、纳米碳酸钙、气相白炭黑中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种鞋用抗菌材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸和硬脂酸锌按照1:2的质量比复配而成的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种鞋用抗菌材料，其特征在于，所述硫化剂为硫磺。
6.根据权利要求1所述的一种鞋用抗菌材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂d、防老剂sp、防老剂aw、防老剂rd中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种鞋用抗菌材料，其特征在于，所述引发剂为过氧化二叔丁基。
8.根据权利要求1所述的一种鞋用抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
技术总结
本发明公开了一种鞋用抗菌材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。鞋用抗菌材料，包括如下重量份原料：70‑80份三元乙丙橡胶，10‑20份聚乙烯，20‑30份改性二氧化钛，10‑20份补强剂，1.5‑4.5份润滑剂，1‑3份硫化剂、0.5‑1.5份防老剂，0.5‑0.8份引发剂。改性二氧化钛中含二氧化钛和异噻唑啉酮结构，且改性二氧化钛与三元乙丙橡胶间存在化学作用，因此，改性二氧化钛能高度分散并稳定存在于鞋用抗菌材料中，充分稳定地发挥作用，使得本发明鞋用抗菌材料具备高效持久的抗菌效果和抗紫外效果。
技术研发人员：毕健锋,武必铭,俞醉亭,孙建,王安发
受保护的技术使用者：含山县华侨鞋业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5