技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及橡膠加工領(lǐng)域，特別是一種環(huán)保型非金屬防刺穿防靜電熱硫化膠鞋及其制備方法。
背景技術(shù)：
防靜電膠鞋按照GB21146-2007標(biāo)準(zhǔn)，其電阻值0.1～1000MΩ。防刺膠鞋的抗穿刺力分別以不同使用場(chǎng)合，有“刺穿力≥500N”、“刺穿力≥1100N”兩個(gè)檔次。現(xiàn)在，由于非金屬防刺鞋墊的絕緣性能沒(méi)有合適的方案，因此使用非金屬防刺中底生產(chǎn)的膠鞋中，由于非金屬防刺中底的絕緣性，產(chǎn)品指標(biāo)通常都不符合防靜電鞋的要求。
防刺鞋墊質(zhì)量符合ＧＢ１２０１７－１９９９特級(jí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，適用性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值大，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，為礦山、抗災(zāi)、消防和防暴反突等提供了合適的個(gè)人安全防護(hù)用品。防靜電鞋適用于油站、航空站等需要進(jìn)行防靜電處理的場(chǎng)所。由于非金屬防刺墊的絕緣性能，要使非金屬防刺墊具有防靜電的效果，則要采用在非金屬防刺墊中間隔性置入導(dǎo)電絲來(lái)達(dá)到防刺墊導(dǎo)電或防靜電性能的目的。但是，該工藝繁瑣、設(shè)備性能達(dá)不到要求，成為工業(yè)難題，并且成本很高，商業(yè)價(jià)值低。
而硬質(zhì)防刺鞋墊沉重、使用不方便，并受到粘合劑性能方面的限制，若采用直接塞入此鞋墊的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)鞋的防刺穿，則由于防刺鞋墊的表面硬較高，穿著性能不好，疲勞度較高，與人體健康要求適應(yīng)度低。而采用常規(guī)制鞋工藝所生產(chǎn)的防刺鞋，由于防刺鞋墊粘合牢度不足，使用壽命短，浪費(fèi)較大，而且其通常使用溶劑型粘合劑，這種工藝存在環(huán)保性差、安全性低、毒性大、生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種環(huán)保型非金屬防刺穿防靜電熱硫化膠鞋及其制備方法，它舒適性好，具有防穿刺功能及防靜電功能，其各項(xiàng)性能均可滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而且生產(chǎn)方式簡(jiǎn)單，成本低廉，環(huán)保、安全、無(wú)毒，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的是這樣實(shí)現(xiàn)的：環(huán)保型非金屬防刺穿防靜電熱硫化膠鞋，包括膠鞋鞋幫，在膠鞋鞋幫圍成的鞋內(nèi)底設(shè)有導(dǎo)電布，在導(dǎo)電布的底部設(shè)有防靜電海綿，在防靜電海綿的下方設(shè)有防穿刺中底，在防穿刺中底上繞有導(dǎo)電線，在膠鞋鞋幫的幫腳上縫有幫腳導(dǎo)電線，導(dǎo)電線與幫腳導(dǎo)電線接觸；在膠鞋鞋幫幫腳底部在防刺中底上圍成的空腔中設(shè)有防靜電橡膠填心，防穿刺中底的頂部及底部通過(guò)防靜電粘合劑層與防靜電海綿連接，防穿刺中底的底部通過(guò)防靜電粘合劑層與膠鞋鞋幫的幫腳及防靜電橡膠填心連接；在膠鞋鞋幫幫腳及防靜電橡膠填心的外側(cè)設(shè)有硫化防靜電橡膠外底。
導(dǎo)電線在防穿刺中底上為雙向交叉纏繞。
環(huán)保型非金屬防刺穿防靜電熱硫化膠鞋的制備方法，先將導(dǎo)電布與防靜電海綿通過(guò)熱硫化粘合，使導(dǎo)電布粘合在防靜電海綿的頂部；再將防穿刺中底上纏繞導(dǎo)電線，在膠鞋鞋幫的腳幫上縫上導(dǎo)電線；在防靜電海綿的底部、已繞好導(dǎo)電線且刷漿干燥的防刺墊中底表面以及膠鞋鞋幫的幫腳內(nèi)表面上涂刷一層厚度為0.1～0.3mm的防靜電粘合劑，并在硫化防靜電橡膠外底的內(nèi)腔涂刷防靜電粘合劑，然后在50～60℃的條件下干燥40～50分鐘；將刷漿干燥的繞導(dǎo)電線防刺中底粘合在防靜電海綿的底部，得半成品A；將刷漿干燥的膠鞋鞋幫粘合在半成品A的底部，然后在鞋幫幫腳周邊刷圍條粘合漿并在膠鞋鞋幫底部露出防刺中底的區(qū)域上刷防靜電粘合劑，涂刷及干燥條件同上，干燥后將防靜電橡膠填芯粘貼在該區(qū)域內(nèi)的防刺中底上，得半成品B；最后將刷漿干燥的硫化防靜電橡膠外底粘合在半成品B的底部，得半制品C；在半成品C的周邊貼合膠鞋圍條，得膠鞋初樣D；將D在膠鞋硫化條件下硫化即得膠鞋成品。
所述的防靜電海綿是，在中底布上涂刷防靜電粘合劑，干燥后，將涂漿導(dǎo)電布與橡膠海綿熱硫化粘合，制成防靜電海綿，防靜電海綿電阻的電阻值為0.1～50MΩ。
所述的導(dǎo)電線為滌綸短纖維/不銹鋼混紡紗，規(guī)格為28tex×3，不銹鋼混紡紗含量不低于25%。電阻小于0.0001MΩ。
幫腳縫線為滌綸短纖維/不銹鋼混紡紗，規(guī)格為28tex×3，不銹鋼混紡紗含量不低于25%，增加幫腳與防刺中底上導(dǎo)電線的接觸點(diǎn)數(shù)，確保整鞋防靜電性能。
硫化防靜電橡膠外底的電阻值不大于0.5MΩ；防靜電填芯硫化膠電阻為0.5～100MΩ；防靜電粘合劑硫化層的電阻值不大于0.5MΩ。
所述的防靜電粘合劑由50份天然乳膠，1份球磨的水基硫化體系，0.5份氨水，0.5份平平加O，0.3份抗電劑SN、0.05份甲基纖維素及1份軟水組成；它的制備方法是：
步驟A：制備甲基纖維素水溶脹體：在攪拌條件下向0.05份甲基纖維素和0.5份平平加O的混合物中逐步加入軟水到軟水的總量為1份，攪拌到甲基纖維素充分溶脹均勻粘稠體；
步驟B：制備水基硫化體系球磨液：在旋轉(zhuǎn)軸心平行于地平面的裝有瓷球的瓷罐中，于室溫條件下在0.6份軟水介質(zhì)中旋轉(zhuǎn)球磨0.1份硫磺、0.1份促進(jìn)劑DM、0.05份促進(jìn)劑TMTM、0.1份納米氧化鋅、0.025份擴(kuò)散劑NNO和0.025份酪素，球磨時(shí)間2-3小時(shí)；
步驟C：制備混合體：向1.55份甲基纖維素水溶脹體中依次加入1份水基硫化體系球磨液、0.3份抗電劑SN、0.5份氨水，攪拌均勻即得；
步驟D：制備防靜電粘合劑：向3.35份混合體加入5份天然乳膠，攪拌均勻，向此混合液體中加入45份天然乳膠，充分?jǐn)嚢杈鶆蚣吹玫椒漓o電粘合劑。
刷漿干燥后的防靜電海綿的底部橡膠表面、已繞好導(dǎo)電線且刷漿干燥的防刺墊中底表面、膠鞋鞋幫以及硫化防靜電橡膠外底進(jìn)行粘合的方式是在0.30～0.40Mpa壓力下壓合3秒。
經(jīng)測(cè)試整鞋電阻0.1-500MΩ、圍條與鞋幫粘合強(qiáng)度≥3.0KN/m、整鞋防刺力≥1100N、鞋底的邵爾A硬度為55-65度、拉伸強(qiáng)度≥15MPa、拉斷伸長(zhǎng)率≥450%、阿克隆磨損體積≤0.6cm3/1.61km。膠鞋穿用過(guò)程中舒適度高、彈性良好。
為了驗(yàn)證發(fā)明內(nèi)容，我們進(jìn)行了如下試驗(yàn)：
一、幫腳導(dǎo)電絲的應(yīng)用研究
通過(guò)表1可以得出,鞋幫的幫腳縫導(dǎo)電絲(電阻為0.0000MΩ),利于防靜電膠鞋的防靜電性能維持。
二、防刺墊繞導(dǎo)電線對(duì)膠鞋防靜電性能影響
通過(guò)表2對(duì)比得出，最佳繞線方案為：防刺墊單面繞導(dǎo)電線，導(dǎo)電線前后繞點(diǎn)間距約30-40mm，單邊六點(diǎn)，雙面前后斜拉相連接，這樣可確保防刺墊的電阻不超過(guò)1MΩ，徹底保障防刺膠鞋的防靜電性能。
三、該發(fā)明環(huán)保型非金屬防刺穿防靜電熱硫化膠鞋物理性能結(jié)果
由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對(duì)膠鞋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及加工方法進(jìn)行改進(jìn)，使膠鞋使用非金屬防刺墊后仍能獲得優(yōu)異的防靜電效果，與人體健康要求適應(yīng)度高，穿著效果舒適，所采用的粘接劑為水性粘合劑，環(huán)保、無(wú)毒、粘接強(qiáng)度好，并且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，產(chǎn)品的使用效果好。
附圖說(shuō)明
附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明的導(dǎo)電線的纏繞結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)施例：環(huán)保型非金屬防刺穿防靜電熱硫化膠鞋的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括膠鞋鞋幫1，在膠鞋鞋幫1內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)電布2，在導(dǎo)電布2的底部設(shè)有防靜電海綿3，在防靜電海綿3的下方設(shè)有防穿刺中底4，在防穿刺中底4上繞有導(dǎo)電線5，導(dǎo)電線5在防穿刺中底4上為雙向交叉纏繞；在膠鞋鞋幫1的幫腳上縫有幫腳導(dǎo)電線9，導(dǎo)電線5與幫腳導(dǎo)電線9接觸；在膠鞋鞋幫1的幫腳底部設(shè)有防靜電橡膠填心7，防穿刺中底4的頂部通過(guò)防靜電粘合劑層6與防靜電海綿3連接，防穿刺中底4的底部通過(guò)防靜電粘合劑層6與膠鞋鞋幫1的幫腳及防靜電橡膠填心7連接；在膠鞋鞋幫1幫腳及防靜電橡膠填心7的外側(cè)設(shè)有硫化防靜電橡膠外底8。
實(shí)施例中，導(dǎo)電線5的具體纏繞按如圖2所示順序，從2開(kāi)始沿防穿刺墊的底面繞到1，再由1→4→3→5→6→7→8→9→10→11→12→2→3→4,2、4為結(jié)束點(diǎn),最后，分別在2處、4處各打一個(gè)死結(jié)，防止導(dǎo)電絲松動(dòng)而脫落。
環(huán)保型非金屬防刺穿防靜電熱硫化膠鞋的制備方法，先將導(dǎo)電布與防靜電海綿通過(guò)熱硫化粘合，使導(dǎo)電布粘合在防靜電海綿的頂部；再將防穿刺中底上纏繞導(dǎo)電線，在膠鞋鞋幫的腳幫上縫上導(dǎo)電線；在防靜電海綿的底部、已繞好導(dǎo)電線且刷漿干燥的防刺墊中底表面以及膠鞋鞋幫的幫腳內(nèi)表面上涂刷一層厚度為0.1～0.3mm的防靜電粘合劑，并在硫化防靜電橡膠外底的內(nèi)腔涂刷防靜電粘合劑，然后在50～60℃的條件下干燥40～50分鐘；將刷漿干燥的繞導(dǎo)電線防刺中底粘合在防靜電海綿的底部，得半成品A；將刷漿干燥的膠鞋鞋幫粘合在半成品A的底部，然后在鞋幫幫腳周邊刷圍條粘合漿并在膠鞋鞋幫底部露出防刺中底的區(qū)域上刷防靜電粘合劑，涂刷及干燥條件同上，干燥后將防靜電橡膠填芯粘貼在該區(qū)域內(nèi)的防刺中底上，得半成品B；最后將刷漿干燥的硫化防靜電橡膠外底粘合在半成品B的底部，得半制品C；在半成品C的周邊貼合膠鞋圍條，得膠鞋初樣D；將D在膠鞋硫化條件下硫化即得膠鞋成品。
所述的防靜電海綿是，在中底布上涂刷防靜電粘合劑，干燥后，將涂漿導(dǎo)電布與橡膠海綿熱硫化粘合，制成防靜電海綿，防靜電海綿電阻的電阻值為0.1～50MΩ。
所述的導(dǎo)電線為滌綸短纖維/不銹鋼混紡紗，規(guī)格為28tex×3，不銹鋼混紡紗含量不低于25%。電阻小于0.0001MΩ。
幫腳縫線為滌綸短纖維/不銹鋼混紡紗，規(guī)格為28tex×3，不銹鋼混紡紗含量不低于25%，增加幫腳與防刺中底上導(dǎo)電線的接觸點(diǎn)數(shù)，確保整鞋防靜電性能。
硫化防靜電橡膠外底的電阻值不大于0.5MΩ；防靜電填芯硫化膠電阻為0.5～100MΩ；防靜電粘合劑硫化層的電阻值不大于0.5MΩ。
所述的防靜電粘合劑由50份天然乳膠，1份球磨的水基硫化體系，0.5份氨水，0.5份平平加O，0.3份抗電劑SN、0.05份甲基纖維素及1份軟水組成；它的制備方法是：
步驟A：制備甲基纖維素水溶脹體：在攪拌條件下向0.05份甲基纖維素和0.5份平平加O的混合物中逐步加入軟水到軟水的總量為1份，攪拌到甲基纖維素充分溶脹均勻粘稠體；
步驟B：制備水基硫化體系球磨液：在旋轉(zhuǎn)軸心平行于地平面的裝有瓷球的瓷罐中，于室溫條件下在0.6份軟水介質(zhì)中旋轉(zhuǎn)球磨0.1份硫磺、0.1份促進(jìn)劑DM、0.05份促進(jìn)劑TMTM、0.1份納米氧化鋅、0.025份擴(kuò)散劑NNO和0.025份酪素，球磨時(shí)間2-3小時(shí)；
步驟C：制備混合體：向1.55份甲基纖維素水溶脹體中依次加入1份水基硫化體系球磨液、0.3份抗電劑SN、0.5份氨水，攪拌均勻即得；
步驟D：制備防靜電粘合劑：向3.35份混合體加入5份天然乳膠，攪拌均勻，向此混合液體中加入45份天然乳膠，充分?jǐn)嚢杈鶆蚣吹玫椒漓o電粘合劑。
刷漿干燥后的防靜電海綿的底部橡膠表面、已繞好導(dǎo)電線且刷漿干燥的防刺墊中底表面、膠鞋鞋幫以及硫化防靜電橡膠外底進(jìn)行粘合的方式是在0.30～0.40Mpa壓力下壓合3秒。
經(jīng)測(cè)試整鞋電阻0.1-500MΩ、圍條與鞋幫粘合強(qiáng)度≥3.0KN/m、整鞋防刺力≥1100N、鞋底物理性能——硬度（邵爾A）55-65度、拉伸強(qiáng)度≥15MPa、拉斷伸長(zhǎng)率≥450%、阿克隆磨損體積≤0.6cm3/1.61km。膠鞋穿用過(guò)程中舒適度高、彈性良好。
所述環(huán)保型非金屬防刺穿防靜電熱硫化膠鞋抗刺穿力大于1100N，符合勞保膠鞋防刺標(biāo)準(zhǔn)要求。