工业大麻纤维粉体和复合发泡材料的制备方法、抗菌复合鞋垫

技术领域

本申请涉及一种工业大麻纤维粉体和复合发泡材料的制备方法及抗菌复合鞋垫，属于工业大麻纤维技术领域。

背景技术

目前市场上的鞋垫主要有纯棉鞋垫、纯麻鞋垫、EVA鞋垫、天然橡胶鞋垫等。其中，传统大麻纤维鞋垫是通过纤维纠缠锁结在一起的，麻纤维较粗硬，抱合困难，如果反复作用，纤维易从非织造布中抽出，大麻纤维鞋垫容易变薄，甚至解体，抗震和回弹性差，同时舒适感较差。同时传统大麻纤维鞋垫，易折易皱，易断裂。如果脱胶不彻底的大麻纤维或棉麻织品还会让人感觉到刺痛感，影响穿着的舒适感。

目前市面上的鞋垫基本都是采用单一EVA或天然橡胶作为原料，前者虽然价格低廉、抗震效果好，但不透气，易滋生细菌、霉菌。后者透气、耐磨、回弹性好，但价格昂贵、防震效果差。

发明内容

针对现有技术中鞋垫不耐磨、缓冲效果差、易滋生细菌及霉菌等缺点，本发明提供了一种利用工业大麻纤维粉体、EVA、天然橡胶和甲壳素为主要材料的抗菌复合鞋垫及其制备方法，制备出的鞋垫具备耐磨、透气、吸汗、弹性好、抗震性好、利于伤口愈合等优点。

根据本申请的第一方面，提供一种工业大麻纤维粉体的制备方法。

一种工业大麻纤维粉体的制备方法，包含以下步骤：

(1)将工业大麻韧皮进行前处理；

(2)将前处理后的工业大麻韧皮在果胶酶水溶液中浸泡处理；

(3)将浸泡处理后的工业大麻韧皮置于碱溶液中，加入过氧化氢，煮沸，微波处理；

(4)将微波处理后的工业大麻韧皮冲洗，烘干，粉碎，获得工业大麻纤维粉体。

可选地，步骤(1)中，所述前处理包括：将工业大麻韧皮切成5～10cm小段，置于水中浸泡12～36h，捶打，冲洗5～15min。

具体地，步骤(1)中，所述前处理包括：将工业大麻韧皮切成10cm小段，置于水中浸泡24h，捶打，冲洗5min。

可选地，步骤(2)中，所述果胶酶水溶液的浓度为1.5～2.5g/ml；

所述浸泡处理的时间为30～60min。

具体地，步骤(2)中，所述果胶酶水溶液的浓度为2g/ml；

所述浸泡处理的时间为30min。

可选地，步骤(3)中，碱煮液中氢氧化钠的含量为8～12g/l，过氧化氢的含量为8～12g/l。

其中，碱煮液为碱溶液中加入过氧化氢后煮沸得到。

具体地，步骤(3)中，碱煮液中氢氧化钠的含量为10g/l，过氧化氢的含量为10g/l。

可选地，所述微波处理的条件为：微波加热温度为85～100℃，时间为45～90min。

具体地，所述微波处理的条件为：微波加热温度为100℃，时间为60min。

可选地，步骤(4)中，采用双层筛网过筛得到工业大麻纤维粉体。

作为一种具体的实施方式，所述工业大麻纤维粉体的制备方法包括：

(1)工业大麻韧皮前处理；

(2)将经步骤1的工业大麻韧皮用果胶酶水溶液浸泡处理；

(3)将步骤2得到的工业大麻韧皮置于碱煮液中，同时开启微波；

(4)将步骤3工业大麻韧皮冲洗，烘干，粉碎制得工业大麻纤维粉体。

所述步骤(1)前处理为将新鲜工业大麻韧皮切成5～10cm小段，置于自来水中浸泡12～36h，捶打，冲洗5～15min。

步骤2所述果胶酶水溶液浓度为1.5～2.5g/ml；浸泡时间30～60min

步骤3碱煮液中氢氧化钠的含量为10g/l，过氧化氢的含量为10g/l；微波加热温度为85～100℃，时间为45～90min。

步骤4，所述粉碎后的粒径50～100μm，采用双层筛网过筛。

根据本申请的第二方面，提供一种上述所述的工业大麻纤维粉体的制备方法制备得到的工业大麻纤维粉体。

上述所述的制备方法得到的工业大麻纤维粉体。

可选地，所述工业大麻纤维粉体的粒径为50～100μm。

根据本申请的第三方面，提供一种复合发泡材料的制备方法。

一种复合发泡材料的制备方法，将含有工业大麻纤维粉体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、天然橡胶和甲壳素的混合物通过混炼、压片和发泡处理制得；

所述工业大麻纤维粉体选自上述所述的制备方法制备得到的工业大麻纤维粉体中的至少一种。

可选地，所述混合物中，各组分用量按重量份计，如下：

可选地，所述工业大麻纤维粉体的重量份独立地选自20、22、25、28、30中的任意值或任意两者之间的范围值。

可选地，所述天然橡胶的重量份独立地选自30、35、40、45、50中的任意值或任意两者之间的范围值。

可选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量份独立地选自30、35、40、45、50中的任意值或任意两者之间的范围值。

可选地，所述甲壳素的重量份独立地选自5、6、7、8、9、10中的任意值或任意两者之间的范围值。

可选地，所述混炼包括：

(a)将所述混合物进行混炼I，得到混炼物I；

(b)将混炼物I和发泡剂、交联剂、发泡助剂混合后继续混炼II，得到混炼物II。

可选地，步骤(a)中，所述混炼I的条件为：温度95～105℃，时间10～20min。

具体地，所述混炼I的条件为：温度100℃，时间10min。

可选地，步骤(b)中，所述发泡剂、交联剂、发泡助剂按重量份计，为：

发泡剂 4～6

交联剂 0.4～0.6

发泡助剂 2～3。

可选地，步骤(b)中，所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺。

可选地，所述交联剂选自过氧化二异丙苯。

可选地，所述发泡助剂选自氧化锌。

可选地，步骤(b)中，所述混炼II的条件为：温度95～105℃，时间3～5min。

具体地，所述混炼II的条件为：温度100℃，时间3～5min。

具体地，所述混炼II的条件为：温度100℃，时间5min。

可选地，所述压片为将混炼所得的混炼物II压制得到薄片，所述薄片的厚度为1～2mm。

具体地，所述薄片的厚度为1.5mm。

可选地，所述发泡处理包括：将压片得到的薄片加入模具中进行模压发泡，得到所述复合发泡材料。

可选地，所述模压发泡的条件为：温度为155℃～160℃，压力为15～20MPa，时间为400～700s。

具体地，所述模压发泡的条件为：温度为155℃，压力为15MPa，时间为700s。

作为一种具体的实施方式，所述复合发泡材料的制备方法包括：

步骤1：

将上述得到的工业大麻纤维粉体、天然橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和甲壳素混合后进行混炼，得混炼物一。

所述混炼在橡胶密炼机中进行，在加入混炼物之前，事先预热到70℃以上，以80～85℃为宜；混炼温度为100℃左右下，混炼时间10～20min；

步骤2：

向混炼物一中加入发泡剂、交联剂和发泡助剂，继续进行混炼，得混炼物二。

发泡剂、交联剂和发泡助剂质量比为5:0.5:2.5；

发泡剂、交联剂和发泡助剂分别为偶氮二甲酰胺、过氧化二异丙苯(DCP)和氧化锌，混炼时间为3～5min。

步骤3：

将步骤2中所得的混炼物二压制成1～2mm薄片。

步骤4：

将步骤3所得的薄片加入模具中进行模压发泡(事先加入硬脂酸盐作为脱模剂)，既得到所述工业大麻纤维粉体-EVA-天然橡胶复合发泡材料。

成型温度为155℃～160℃，成型压力为15～20MPa，成型时间为400～700s，经冷却定型后，得到复合发泡材料。

根据本申请的第四方面，提供一种抗菌复合鞋垫。

一种抗菌复合鞋垫，将复合发泡材料剪裁得到；

所述复合发泡材料选自根据上述所述的制备方法制备得到的复合发泡材料中的至少一种。

可选地，所述抗菌复合鞋垫的回弹性为55％～65％。

可选地，所述抗菌复合鞋垫的吸湿率为30％～40％。

可选地，所述抗菌复合鞋垫的细菌减少率为90％～99％。

本申请中，“EVA”，是指乙烯-醋酸乙烯共聚物。

本申请能产生的有益效果包括：

本申请所提供的工业大麻纤维粉体的制备方法，具有简单方便的特点。本申请所提供的复合发泡材料的制备方法制备得到的复合发泡材料通过裁剪可以很方便的制备得到抗菌复合鞋垫，该复合发泡材料综合利用以工业大麻纤维粉体、EVA、天然橡胶和甲壳素进行混炼，其制成的抗菌复合鞋垫具有耐磨、透气、吸汗、弹性好、抗震性好、利于伤口愈合等优点。

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。如无特别说明，测试方法均采用常规方法，仪器设置均采用均厂家推荐的设置。

实施例中，原料使用的份数均是重量份。

实施例1

(一)制备工业大麻粗纤维

将新鲜工业大麻韧皮切成10cm小段，浸泡在自来水中24h，捶打，冲洗5min，将得到的工业大麻韧皮小段浸泡于果胶酶水溶液中30min(果胶酶水溶液的浓度为2g/ml)，冲洗10min，将冲洗过的工业大麻韧皮小段置于100℃的碱煮液中(碱煮液中氢氧化钠的含量为10g/l，过氧化氢的含量为10g/l；碱煮液为碱溶液中加入过氧化氢后煮沸得到)，同时开启微波60min，将得到的工业大麻韧皮用室温下的自来水进行冲洗10min，烘干，得到干燥的工业大麻粗纤维。

(二)制备复合鞋垫

将工业大麻粗纤维粉碎成粒径为50μm的工业大麻纤维粉体(25重量份)；后转移到混炼机中(温度100℃)，同时加入天然橡胶(40重量份)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(40重量份)和甲壳素(8重量份)混合后进行混炼10min，得混炼物一；再向混炼物一中加入偶氮二甲酰胺(5重量份)、过氧化二异丙苯(DCP)(0.5重量份)、氧化锌(2.5重量份)，100℃下混炼5min，得混炼物二；将混炼物二压成1.5mm的薄片，保证其薄厚均匀，自然冷却后；移至发泡机中，同时对模具涂抹适量的硬脂酸镁，在温度155℃、压强15MPa下对薄片进行发泡处理700s，发泡结束后、冷却剪裁，得到所述抗菌复合鞋垫。

实施例2

(一)制备工业大麻粗纤维

将新鲜工业大麻韧皮切成10cm小段，浸泡在自来水中24h，捶打，冲洗5min，将得到的工业大麻韧皮小段浸泡于果胶酶水溶液中30min(果胶酶水溶液的浓度为2g/ml)，冲洗10min，将冲洗过的工业大麻韧皮小段置于100℃的碱煮液中(碱煮液中氢氧化钠的含量为10g/l，过氧化氢的含量为10g/l；碱煮液为碱溶液中加入过氧化氢后煮沸得到)，同时开启微波60min，将得到的工业大麻韧皮用室温下的自来水进行冲洗10min，烘干，得到干燥的工业大麻粗纤维。

(二)制备复合鞋垫

将汉麻粗纤维粉碎成粒径为50μm的工业大麻纤维粉体(20重量份)；后转移到混炼机中(温度100℃)，同时加入天然橡胶(30重量份)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(30重量份)和甲壳素(5重量份)混合后进行混炼10min，得混炼物一；再向混炼物一中加入偶氮二甲酰胺(4重量份)、过氧化二异丙苯(DCP)(0.4重量份)、氧化锌(2重量份)，100℃下混炼5min，得混炼物二；将混炼物压成1.5mm的薄片，保证其薄厚均匀，自然冷却后；移至发泡机中，同时对模具涂抹适量的硬脂酸镁，在温度155℃、压强15MPa下对薄片进行发泡处理700s，发泡结束后、冷却剪裁，得到所述复合鞋垫。

实施例3

(一)制备工业大麻粗纤维

将新鲜工业大麻韧皮切成10cm小段，浸泡在自来水中24h，捶打，冲洗5min，将得到的工业大麻韧皮小段浸泡于果胶酶水溶液中30min(果胶酶水溶液的浓度为2g/ml)，冲洗10min，将冲洗过的工业大麻韧皮小段置于100℃的碱煮液中(碱煮液中氢氧化钠的含量为10g/l，过氧化氢的含量为10g/l；碱煮液为碱溶液中加入过氧化氢后煮沸得到)，同时开启微波60min，将得到的工业大麻韧皮用室温下的自来水进行冲洗10min，烘干，得到干燥的工业大麻粗纤维。

(二)制备复合鞋垫

将汉麻粗纤维粉碎成粒径为50μm的工业大麻纤维粉体(30重量份)；后转移到混炼机中(温度100℃)，同时加入天然橡胶(50重量份)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(50重量份)和甲壳素(10重量份)混合后进行混炼10min，得混炼物一；再向混炼物一中加入偶氮二甲酰胺(6重量份)、过氧化二异丙苯(DCP)(0.6重量份)、氧化锌(3重量份)，100℃下混炼5min，得混炼物二；将混炼物压成1.5mm的薄片，保证其薄厚均匀，自然冷却后；移至发泡机中，同时对模具涂抹适量的硬脂酸镁，在温度155℃、压强15MPa下对薄片进行发泡处理700s，发泡结束后、冷却剪裁。

对比例1

在混炼机中加入天然橡胶(100重量份)、偶氮二甲酰胺(5重量份)、过氧化二异丙苯(DCP)(0.5重量份)、氧化锌(2.5重量份)，100℃下混炼10min，得混炼物一；将混炼物压成1.5mm的薄片，保证其薄厚均匀，自然冷却后；移至发泡机中，同时对模具涂抹适量的硬脂酸镁，在温度155℃、压强15MPa下对薄片进行发泡处理600s，发泡结束后、冷却剪裁，得到所述抗菌复合鞋垫。

对比例2

在混炼机中加入乙烯-醋酸乙烯共聚物(100重量份)、偶氮二甲酰胺(5份)、过氧化二异丙苯(DCP)(0.5重量份)、氧化锌(2.5重量份)，100℃下混炼10min，得混炼物一；将混炼物压成1.5mm的薄片，保证其薄厚均匀，自然冷却后；移至发泡机中，同时对模具涂抹适量的硬脂酸镁，在温度155℃、压强15MPa下对薄片进行发泡处理600s，发泡结束后、冷却剪裁。

对比例3

将实施例中得到的麻纤维与丙纶长丝按质量比1：1混合制成非织造布鞋垫初模，后剪裁成厚度约为0.5cm的麻纤维鞋垫。

(三)实验检测

将上述制备的抗菌复合鞋垫进行下列各指标检测，方法如下：

回弹性：GB/T 10652-2001；

抗菌性能：SHAKE FLASK法抗菌测试

吸湿率：采用如下方法。

1)试验仪器

电子天平(精确度0.001g)，秒表，挂钩，托盘，烧杯，玻璃棒，蒸馏水。

2)实验步骤及结果计算

2.1)取样：平行取样五块，大小均为5cm×5cm的正方形。

2.2)称重：在温度、湿度(20℃、60％)恒定的情况下，放置24h，称重，记录为G0，精确至0.001g。

2.3)试验：将称重后试样放入盛有2-3L蒸馏水的容器内，试验水温(20±2)℃。用玻璃棒将试样压至水中，直至彻底沉入水中20min。

2.4)湿重：试样在水中完全浸润后取出，用滤纸将表面水分吸收掉，称重记为G1，精确至0.001g。

2.5)计算：

根据式1计算吸湿率，保留两位有效数字，取其五次平均值，作为该试样的测试结果：

W——吸湿率；

G1——样品浸润前重量，单位为g；

G0——样品浸润后重量，单位为g。

通过对抗菌复合鞋垫的各指标检测可知，本申请实施例制备的抗菌复合鞋垫的回弹性优于对比例2和对比例3；本申请实施例制备的抗菌复合鞋垫的抗菌性能优于对比例2和对比例3；本申请实施例制备的抗菌复合鞋垫的吸湿率优于对比例1，综上可知，本申请提供的抗菌复合鞋垫具有耐磨、透气、吸汗、弹性好、抗震性好等优点。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。