Результат интеллектуальной деятельности: ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ НИЗА ОБУВИ

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для изготовления подошв литьевого метода крепления, которые могут быть использованы при изготовлении обуви для активного отдыха, повседневной обуви осенне-весеннего и зимнего ассортимента для различных половозрастных групп.

Известна полимерная композиция для низа обуви, содержащая, мас. %: 55-65 поливинилхлорида (ПВХ), 6-8 пластификатора (диоктилфталата), по 11-13 сажи и СаСО₃ (наполнителей), 2-4 порообразователя (азодикарбонамида), 2-4 оксида цинка, 1,5-2,0 антиоксиданта и 1,3-1,4 стеариновой кислоты (CN 103289243 В, МПК А43В 13/04; C08J 9/10; C08K 13/02; C08K 3/04; C08K 3/22; C08K 3/26; C08L 27/06, опубл. 21.09.2016).

Недостатком известной композиции являются относительно низкие показатели прочностных свойств и стойкости к пониженным температурам изготовленных из нее подошв. Кроме того, подошвы из данного ПВХ-пластиката имеют большую массу, что делает обувь тяжелой.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является полимерная композиция для низа обуви, содержащая, мас. ч.: 100 поливинилхлорида, 35-70 пластификатора: диоктилфталата (ДОФ) и диизобутилфталата (ДИБФ), 5,0 эпоксидированного соевого масла, 5,5 стабилизатора, 5,0 расширяемых полимерных микросфер, содержащих изопентан, 1,0 стеариновой кислоты и 0,3 азодикарбонамида. Кроме того, в состав могут входить другие добавки, например, наполнители и красители (US 2001031796 А1, МПК А43В 13/04, C08J 9/00, C08J 9/32, опубл. 18.10.2001).

Подошвы из данного ПВХ-пластиката обладают легкостью, но имеют относительно низкие показатели морозостойкости, а также прочности при растяжении и разрыве. Они предназначены для летней обуви, так как имеют плотность от 0,4 до 0,5 г/см³. Кроме того, в состав композиции входит экологически небезопасный пластификатор ДОФ.

Техническим результатом изобретения является повышение экологической безопасности полимерной композиции, улучшение эксплуатационных свойств изготовленных из нее подошв, расширение ассортимента подошв на основе ПВХ.

Данный результат достигается тем, что полимерная композиция для низа обуви, включающая поливинилхлорид, пластификатор, наполнитель, стабилизатор, порообразователь азодикарбонамид, полимерные микросферы и краситель, дополнительно содержит полиуретанакрилат на основе 2,4 толуилендиизоцианата и 2-гидроксиэтилметакрилата в соотношении 45:55 и диоксид титана, в качестве полимерных микросфер содержит полые полимерные микросферы с диаметром 30-90 мкм и истинной плотностью 200-400 кг/м³, а в качестве пластификатора - диоктилтерефталат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Отличительной особенностью предложенной полимерной композиции является то, что при введении в ее состав полиуретанакрилата на основе 2,4 толуилендиизоцианата и 2-гидроксиэтилметакрилата в соотношении 45:55, диоксида титана, полых полимерных микросфер с диаметром 30-90 мкм и истинной плотностью 200-400 кг/м³, диоктилтерефталата (ДОТФ) в качестве пластификатора в сочетании с ПВХ, наполнителем, стабилизатором, азодикарбонамидом и красителем в заявленном соотношении возникает синергический эффект повышения физико-механических свойств композиции.

Экспериментальным путем установлено, что полиуретанакрилат оказывает на ПВХ модифицирующее действие. Подошвы из предложенного пластиката сочетают в себе легкость, повышенные прочностные свойства, износоустойчивость и стойкость к пониженным температурам.

Использование в качестве пластификатора ДОТФ дает возможность повысить экологическую безопасность композиции, так как при его производстве используется не ортофталевая кислота, как в ДОФ, а терефталевая, имеющая низкую токсичность, что делает его более экологичным. ДОТФ обладает низкой миграцией из ПВХ-пластиката, что позволяет сохранить высокое качество подошв в течение всего срока носки обуви.

Использование в составе композиции иных ингредиентов, кроме заявленных, или при ином их содержании не позволяет получить подошвы с высокими эксплуатационными свойствами.

В качестве ПВХ используют суспензионный поливинилхлорид марок ПВХ С-63-М, ПВХ С-64-М, ПВХ-СИ-64, ПВХ С-65, ПВХ С70-М4 (ГОСТ 14332-78); эмульсионный поливинилхлорид марок ПВХ-Е-7050-М, ПВХ-Е-6650 (ГОСТ 14039-78) и их зарубежные аналоги, например, ПВХ смола SG-7, SG-8 (Китай). ЕР8075 (Германия) и другие.

Полиуретанакрилат на основе 2,4 толуилендиизоцианата (2,4-ТДИ) и 2-гидроксиэтилметакрилата (2-ГЭМА) в соотношении 45:55 получают в две стадии: вначале проводят реакцию взаимодействием избытка диизоционата с олигомерным полиолом, затем полученный продукт обрабатывают оксиэфиром метакриловой кислоты с добавлением растворителя для снижения вязкости и воды для эмульгирования.

ДОТФ (ди(2-этилгексил)терефталат) по ТУ 2493-003-641238436-2013 синтезируют из 1,2-этилгексанола и терефталевой кислоты.

Продукт представляет собой прозрачную жидкость от светло-желтого до коричневого цвета плотностью при 20°С - 0,98-1,0 г/см³, с температурой вспышки - не ниже 185-201°С и кислотным числом - не более 0,1-1,0 мг КОН/г.

Полые полимерные микросферы на основе полистирола и полиметилакрилата различных диаметров и плотностей производят: НПО «Сферокомпозит», НПП ЗАО «Аквасинт», ЗАО «Си О Два», Компания G&T Polymer Technologies (Россия). Микросферы придают подошвам легкость, повышают их теплозащитные свойства, имеют наполняющий эффект.

В качестве стабилизатора используют стеарат кальция (ТУ 2232-002-57149839-07), стеарат цинка (ТУ 6-09-17-316-96), метил олово меркаптид SW-977 (Китай), стабилизатор кальциево-цинковый LTX-630T (Корея), барий-цинковые стабилизаторы и другие.

В качестве наполнителя используют оксид цинка (ГОСТ 10262-73), сажу (ГОСТ 7885-86), каолин (ГОСТ 21286-82) и другие.

В качестве красителей используют органические пигменты и красители (лаки, жиро-, спирто- и водорастворимые красители) и неорганические пигменты.

Композицию готовят следующим образом.

В турбосмеситель с лопастной мешалкой в заявленном соотношении последовательно вводят ПВХ, полиуретанакрилат, стабилизатор, наполнитель, диоксид титана (ТУ У 24.1-05766356-054:2005), краситель, азодикарбонамид (торговая марка ЧХЗ-21) по ТУ 113-38-110-91. После достижения температуры 100-110°С и тщательного перемешивания в течение 20-30 мин смесь охлаждают до 80°С, вводят пластификатор ДОТФ и полые полимерные микросферы, продолжая перемешивание еще 20-30 мин. Далее порошкообразная композиция поступает в загрузочный бункер экструдера-гранулятора.

Обувь с верхом из натуральной и искусственной кожи, текстильных материалов с подошвами из гранулированного пластиката ПВХ изготавливают методом прямого литья под давлением, например на литьевой машине марки KR28020 (Китай).

Для проведения сравнительных испытаний был изготовлен гранулированный пластикат ПВХ на основе композиции по прототипу (US 2001031796).

Составы предложенной полимерной композиции по примерам и композиции по прототипу представлены в таблице 1. Примеры 4 и 5 являются контрольными.

Результаты сравнительных испытаний подошв, полученных из гранулированных пластикатов ПВХ в пресс-форме, представлены в таблице 2.

Твердость по Шору А определяют по ГОСТ 263-75 (СТ СЭВ 1198-78); прочность на разрыв - по ГОСТ ИСО 20875; устойчивость к многократному изгибу - по ГОСТ Р ИСО 17707, устойчивость к истиранию - по ГОСТ ИСО 20871; сопротивление скольжению - по ГОСТ Р ИСО 13287.

Перед испытанием на морозостойкость образцы подошв размером 20×100 мм помещают в холодную камеру, где выдерживают при различных отрицательных температурах в течение 5 ч.

После выдержки образцы подвергают изгибу на 180° в течение 1 с вокруг оправки цилиндрической формы, охлажденной до температуры испытания. Трещины и изломы в месте перегиба не допускаются.

Использование предложенной полимерной композиции позволит получать подошвы из ПВХ-пластиката плотностью 0,61-0,91 г/см³ с высокими эксплуатационными свойствами для обуви широкого ассортимента.