一种石墨烯多功能鞋垫及其制备方法

技术领域

本发明涉及鞋垫技术领域，尤其涉及一种石墨烯多功能鞋垫及其制备方法。

背景技术

鞋垫大量应用于制鞋业、保健、特殊功用；一般分为制鞋业应用型鞋厂应用型鞋垫和市场商品型两种模式。制鞋业应用的鞋垫主要是配合鞋子大底、中底、做出相应的型体；按照楦底板或者面板制作尺码板，并制作出相应的形状。市场商品型鞋垫主要是把鞋垫直接作为一种商品出售，由开发师设计，在市场上流通的产品。1、保健鞋垫，就是对人身体有健康益处的鞋垫。如:抗菌鞋垫，除臭鞋垫，中药鞋垫等。2、功能鞋垫:就是具备特殊功用的鞋来垫。如:抗静电鞋垫，增高鞋垫，防水鞋垫，空气循环鞋垫等。3、常规鞋垫；就是不具备以上2点的鞋垫，这个很常见。

现有的鞋垫透气性能差，同时吸湿速干性能一般，现有技术不能对二者进行协调改进，降低了产品的性能；

中国专利文献CN113519981A公开了一种内置透气、缓冲、按摩气鞋垫，包括鞋垫本体，所述鞋垫本体底部置于前脚掌的区域开设有多个透气孔，所述鞋垫本体的内部设有缓冲腔，所述缓冲腔的上下内壁均固定设有支撑柱，两个所述支撑柱均开设有空腔，该文献中的鞋垫虽具有透气性能，但采用透气孔性能一般，同时速干性不是很好，基于此，需进一步的改进处理；

中国专利文献CN113637316A公开了一种沉香抗菌除臭鞋垫，原料包括：聚醚多元醇组合料：40-50重量份；一氟二氯乙烷：5-12重量份；橡胶粉：1-3重量份；异氰酸酯：20-40重量份；该文献给出的鞋垫采用的配方，透气性能差，基于此，需进一步的改进。

中国专利文献CN113576108A公开了一种复合弹性运动鞋鞋垫，包括下垫，下垫的上端固定连接有气囊，下垫的外表面固定连接有保护壳，保护壳的内壁上端固定连接有上垫，该文献中的鞋垫，同样不具有鞋垫透气性能和吸湿速干性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯多功能鞋垫及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题；

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提出的一种石墨烯多功能鞋垫，包括鞋垫本体，所述鞋垫本体包括基垫体、传导层和透气层；透气层上布置有透气孔；

基垫体、传导层和透气层一体热熔帖合而成；所述石墨烯传导层上嵌设有导热加强块；

石墨烯多功能鞋垫，采用基垫体、传导层和透气层制成，基垫体制备中，待发泡体中引入石墨烯改进剂，石墨烯改进剂采用石墨烯经过表面活性剂分散，引入聚丙烯纤维，从而在基体中起到毛细孔的导向作用，提高吸湿快干效果，石墨烯与聚丙烯纤维配合提高了吸湿效率，此外，再传导层中通过引入滑石粉，滑石具有片状结构，经过氯化铁等溶液改性后，孔隙度增多，从而提高透气性能。

所述基垫体的制备方法为：

步骤一，将聚醚多元醇、聚合物多元醇、二乙醇胺按照重量比3:2:1混合，然后再加入聚醚多元醇总量1-5％的石墨烯改进剂，然后以100-500r/min的转速搅拌10-20min，得到待发泡体；

步骤二：将待发泡体45-55份、发泡剂水1-5份和叔胺类催化剂1-2份于65-75℃下发泡搅拌10-20min，搅拌转速为100-300r/min，搅拌结束；

步骤三：然后将步骤二原料送入到模具中进行热压浇筑成型，料温为30-40℃，注入模具温度为40-50℃，反应1-5min，然后脱模，得到基垫体11。

优选地，所述石墨烯改进剂的制备方法为：将石墨烯送入到3-4倍的去离子水中，加入石墨烯总量质量分数1-5％的十二烷基硫酸钠溶液，以100-200r/min的转速搅拌20-30min，随后再加入石墨烯总量10-20％的聚丙烯纤维，随后再加入石墨烯总量5-10％的质量分数10-20％稀土氯化镧溶液，然后进行电流处理，电流流量为1-5A，电流10-20min，电流结束，水洗、干燥，得到石墨烯改进剂。

优选地，所述电流流量为2-6A，电流10-20min。

优选地，所述电流流量为4A，电流15min。

优选地，所述传导层的制备方法为：将滑石粉送入到100-300℃下煅烧10-20min，然后送入到水中进行冷淬处理，处理结束，然后加热至55-65℃，于质量分数10％的氯化铁溶液中搅拌10-20min，搅拌转速为100-300r/min，搅拌结束，加入盐酸调节pH至4.0-5.0，随后采用等离子体轰炸处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到传导层。

优选地，所述轰炸功率为100-800W，轰炸时间为10-20min。

优选地，所述导热加强块的制备方法为碳纳米管送入到研磨机中研磨，过100-300目，研磨结束，然后送入到煅压机中成型，成型的导热加强块厚度为1-3mm，宽度为1-2mm。

优选地，所述煅压机中成型的煅烧温度为500-700℃，煅烧压力为2-8MPa，煅烧时间为10-20min。

优选地，所述透气层与基垫体的材料、结构相同。

一种石墨烯多功能鞋垫的制备方法，包括以下步骤：

将基垫体、传导层和透气层从下到上一体热熔帖合得到石墨烯超纤皮革，热熔贴合温度为105-115℃，贴合压力为1-3MPa，贴合结束，置于紫外箱中照射1-5min，紫外线功率为100-300W，照射结束，得到本发明的石墨烯多功能鞋垫。

本发明中的有益效果为：

1、本发明的石墨烯多功能鞋垫，采用基垫体、传导层和透气层制成，基垫体制备中，待发泡体中引入石墨烯改进剂，石墨烯改进剂采用石墨烯经过表面活性剂分散，引入聚丙烯纤维，从而在基体中起到毛细孔的导向作用，提高吸湿快干效果，石墨烯与聚丙烯纤维配合提高了吸湿效率，此外，再传导层中通过引入滑石粉，滑石具有片状结构，经过氯化铁等溶液改性后，孔隙度增多，从而提高透气性能。

2、透气层中设置的透气孔，能增强透气性能，同时配合基垫体材料，起到湿、热导向作用，进而提高透气、快干效率，同时配合传导层，提高了传导效率。

3、导热加强块采用碳纳米管制备，碳纳米管比表面高，与传导层中的滑石粉配合，从而提高传导效率，进而将湿、热导入到基垫体，通过基垫体的结构功能，起到快速的吸湿速干。

4、本发明湿气经过传导中，被透气层中穿透的气体加快干燥，同时配合传导层、基垫体传导效果，显著的增强吸湿速干性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明鞋垫本体的层状结构示意图；

图3为本发明导热加强块的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，本实施例的一种石墨烯多功能鞋垫，包括鞋垫本体1，所述鞋垫本体包括基垫体11、传导层12和透气层13；透气层13上布置有透气孔14；

基垫体11、传导层12和透气层13一体热熔帖合而成；所述石墨烯传导层12上嵌设有导热加强块15；

所述基垫体11的制备方法为：

步骤一，将聚醚多元醇、聚合物多元醇、二乙醇胺按照重量比3:2:1混合，然后再加入聚醚多元醇总量1-5％的石墨烯改进剂，然后以100-500r/min的转速搅拌10-20min，得到待发泡体；

步骤二：将待发泡体45-55份、发泡剂水1-5份和叔胺类催化剂1-2份于65-75℃下发泡搅拌10-20min，搅拌转速为100-300r/min，搅拌结束；

步骤三：然后将步骤二原料送入到模具中进行热压浇筑成型，料温为30-40℃，注入模具温度为40-50℃，反应1-5min，然后脱模，得到基垫体11。

本实施例的石墨烯改进剂的制备方法为：将石墨烯送入到3-4倍的去离子水中，加入石墨烯总量质量分数1-5％的十二烷基硫酸钠溶液，以100-200r/min的转速搅拌20-30min，随后再加入石墨烯总量10-20％的聚丙烯纤维，随后再加入石墨烯总量5-10％的质量分数10-20％稀土氯化镧溶液，然后进行电流处理，电流流量为1-5A，电流10-20min，电流结束，水洗、干燥，得到石墨烯改进剂。

本实施例的电流流量为2-6A，电流10-20min。

本实施例的电流流量为4A，电流15min。

本实施例的传导层12的制备方法为：将滑石粉送入到100-300℃下煅烧10-20min，然后送入到水中进行冷淬处理，处理结束，然后加热至55-65℃，于质量分数10％的氯化铁溶液中搅拌10-20min，搅拌转速为100-300r/min，搅拌结束，加入盐酸调节pH至4.0-5.0，随后采用等离子体轰炸处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到传导层。

本实施例的轰炸功率为100-800W，轰炸时间为10-20min。

本实施例的导热加强块15的制备方法为碳纳米管送入到研磨机中研磨，过100-300目，研磨结束，然后送入到煅压机中成型，成型的导热加强块厚度为1-3mm，宽度为1-2mm。

本实施例的煅压机中成型的煅烧温度为500-700℃，煅烧压力为2-8MPa，煅烧时间为10-20min。

本实施例的透气层13与基垫体11的材料、结构相同。

一种石墨烯多功能鞋垫的制备方法，包括以下步骤：

将基垫体11、传导层12和透气层13从下到上一体热熔帖合得到石墨烯超纤皮革，热熔贴合温度为105-115℃，贴合压力为1-3MPa，贴合结束，置于紫外箱中照射1-5min，紫外线功率为100-300W，照射结束，得到本发明的石墨烯多功能鞋垫。

实施例1：

本实施例的一种石墨烯多功能鞋垫，包括鞋垫本体1，所述鞋垫本体包括基垫体11、传导层12和透气层13；透气层13上布置有透气孔14；

基垫体11、传导层12和透气层13一体热熔帖合而成；所述石墨烯传导层12上嵌设有导热加强块15；

所述基垫体11的制备方法为：

步骤一，将聚醚多元醇、聚合物多元醇、二乙醇胺按照重量比3:2:1混合，然后再加入聚醚多元醇总量1％的石墨烯改进剂，然后以100r/min的转速搅拌10min，得到待发泡体；

步骤二：将待发泡体45份、发泡剂水1份和叔胺类催化剂1份于65℃下发泡搅拌10min，搅拌转速为100r/min，搅拌结束；

步骤三：然后将步骤二原料送入到模具中进行热压浇筑成型，料温为30℃，注入模具温度为40℃，反应1min，然后脱模，得到基垫体11。

本实施例的石墨烯改进剂的制备方法为：将石墨烯送入到3倍的去离子水中，加入石墨烯总量质量分数1％的十二烷基硫酸钠溶液，以100r/min的转速搅拌20min，随后再加入石墨烯总量10-20％的聚丙烯纤维，随后再加入石墨烯总量5％的质量分数10％稀土氯化镧溶液，然后进行电流处理，电流流量为1A，电流10min，电流结束，水洗、干燥，得到石墨烯改进剂。

本实施例的电流流量为2A，电流10min。

本实施例的传导层12的制备方法为：将滑石粉送入到100℃下煅烧10min，然后送入到水中进行冷淬处理，处理结束，然后加热至55℃，于质量分数10％的氯化铁溶液中搅拌10min，搅拌转速为100r/min，搅拌结束，加入盐酸调节pH至4.0，随后采用等离子体轰炸处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到传导层。

本实施例的轰炸功率为100W，轰炸时间为10min。

本实施例的导热加强块15的制备方法为碳纳米管送入到研磨机中研磨，过100目，研磨结束，然后送入到煅压机中成型，成型的导热加强块厚度为1mm，宽度为1mm。

本实施例的煅压机中成型的煅烧温度为500℃，煅烧压力为2MPa，煅烧时间为10in。

本实施例的透气层13与基垫体11的材料、结构相同。

一种石墨烯多功能鞋垫的制备方法，包括以下步骤：

将基垫体11、传导层12和透气层13从下到上一体热熔帖合得到石墨烯超纤皮革，热熔贴合温度为105℃，贴合压力为1MPa，贴合结束，置于紫外箱中照射1min，紫外线功率为100W，照射结束，得到本发明的石墨烯多功能鞋垫。

实施例2：

本实施例的一种石墨烯多功能鞋垫，包括鞋垫本体1，所述鞋垫本体包括基垫体11、传导层12和透气层13；透气层13上布置有透气孔14；

基垫体11、传导层12和透气层13一体热熔帖合而成；所述石墨烯传导层12上嵌设有导热加强块15；

所述基垫体11的制备方法为：

步骤一，将聚醚多元醇、聚合物多元醇、二乙醇胺按照重量比3:2:1混合，然后再加入聚醚多元醇总量5％的石墨烯改进剂，然后以500r/min的转速搅拌20min，得到待发泡体；

步骤二：将待发泡体45份、发泡剂水5份和叔胺类催化剂2份于75℃下发泡搅拌20min，搅拌转速为300r/min，搅拌结束；

步骤三：然后将步骤二原料送入到模具中进行热压浇筑成型，料温为40℃，注入模具温度为50℃，反应5min，然后脱模，得到基垫体11。

本实施例的石墨烯改进剂的制备方法为：将石墨烯送入到4倍的去离子水中，加入石墨烯总量质量分数5％的十二烷基硫酸钠溶液，以200r/min的转速搅拌30min，随后再加入石墨烯总量20％的聚丙烯纤维，随后再加入石墨烯总量10％的质量分数120％稀土氯化镧溶液，然后进行电流处理，电流流量为5A，电流20min，电流结束，水洗、干燥，得到石墨烯改进剂。

本实施例的电流流量为6A，电流20min。

本实施例的传导层12的制备方法为：将滑石粉送入到300℃下煅烧20min，然后送入到水中进行冷淬处理，处理结束，然后加热至65℃，于质量分数10％的氯化铁溶液中搅拌20min，搅拌转速为300r/min，搅拌结束，加入盐酸调节pH至5.0，随后采用等离子体轰炸处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到传导层。

本实施例的轰炸功率为800W，轰炸时间为20min。

本实施例的导热加强块15的制备方法为碳纳米管送入到研磨机中研磨，过300目，研磨结束，然后送入到煅压机中成型，成型的导热加强块厚度为3mm，宽度为2mm。

本实施例的煅压机中成型的煅烧温度为700℃，煅烧压力为8MPa，煅烧时间为20min。

本实施例的透气层13与基垫体11的材料、结构相同。

一种石墨烯多功能鞋垫的制备方法，包括以下步骤：

将基垫体11、传导层12和透气层13从下到上一体热熔帖合得到石墨烯超纤皮革，热熔贴合温度为115℃，贴合压力为3MPa，贴合结束，置于紫外箱中照射5min，紫外线功率为300W，照射结束，得到本发明的石墨烯多功能鞋垫。

实施例3：

本实施例的一种石墨烯多功能鞋垫，包括鞋垫本体1，所述鞋垫本体包括基垫体11、传导层12和透气层13；透气层13上布置有透气孔14；

基垫体11、传导层12和透气层13一体热熔帖合而成；所述石墨烯传导层12上嵌设有导热加强块15；

所述基垫体11的制备方法为：

步骤一，将聚醚多元醇、聚合物多元醇、二乙醇胺按照重量比3:2:1混合，然后再加入聚醚多元醇总量3％的石墨烯改进剂，然后以300r/min的转速搅拌15min，得到待发泡体；

步骤二：将待发泡体50份、发泡剂水3份和叔胺类催化剂1.5份于70℃下发泡搅拌15min，搅拌转速为200r/min，搅拌结束；

步骤三：然后将步骤二原料送入到模具中进行热压浇筑成型，料温为35℃，注入模具温度为45℃，反应3min，然后脱模，得到基垫体11。

本实施例的石墨烯改进剂的制备方法为：将石墨烯送入到3.5倍的去离子水中，加入石墨烯总量质量分数3％的十二烷基硫酸钠溶液，以150r/min的转速搅拌25min，随后再加入石墨烯总量15％的聚丙烯纤维，随后再加入石墨烯总量7.5％的质量分数15％稀土氯化镧溶液，然后进行电流处理，电流流量为3A，电流15min，电流结束，水洗、干燥，得到石墨烯改进剂。

本实施例的电流流量为4A，电流15min。

本实施例的传导层12的制备方法为：将滑石粉送入到150℃下煅烧15min，然后送入到水中进行冷淬处理，处理结束，然后加热至55-65℃，于质量分数10％的氯化铁溶液中搅拌15min，搅拌转速为200r/min，搅拌结束，加入盐酸调节pH至4.5，随后采用等离子体轰炸处理，处理结束，然后水洗、干燥，得到传导层。

本实施例的轰炸功率为450W，轰炸时间为15min。

本实施例的导热加强块15的制备方法为碳纳米管送入到研磨机中研磨，过200目，研磨结束，然后送入到煅压机中成型，成型的导热加强块厚度为1-3mm，宽度为1.5mm。

本实施例的煅压机中成型的煅烧温度为600℃，煅烧压力为5MPa，煅烧时间为15min。

本实施例的透气层13与基垫体11的材料、结构相同。

一种石墨烯多功能鞋垫的制备方法，包括以下步骤：

将基垫体11、传导层12和透气层13从下到上一体热熔帖合得到石墨烯超纤皮革，热熔贴合温度为110℃，贴合压力为2MPa，贴合结束，置于紫外箱中照射3min，紫外线功率为200W，照射结束，得到本发明的石墨烯多功能鞋垫。

采用GB/T20944.3-2008测试方法测试实施例1-3产品的抗菌性能；GB/T30127-2013测试远红外发射率；GB/T35263-2017测试接触凉感系数

对比例1.

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未加入石墨烯改进剂。

对比例2.

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未加入导热加强块。

实验例1：吸湿速干性能测定

按照GB/T21655.1-2008国际标准进行吸湿速干性能测定(吸湿实验在30℃，相对湿度为100％的条件下进行，放湿实验在25℃，相对湿度20％环境下进行，实验中每隔30min称重一次，直到吸、放湿平衡)

从实施例1-3及对比例1-2可看出，本发明的产品具有优异的吸湿速干性能。

实验例2：鞋垫透气量性能测定

按照GB/T5453-1997鞋垫透气量实验性能测定

鞋垫的透气性能

实施例1-3的鞋垫具有优异的透气性能，未加入石墨烯改进剂，透气量变差。

实验例3：鞋垫抗菌性能性能测定

实施例1-3及对比例1-2产品的杀菌性能测试；

从实施例1-3及对比例1-2可看出，产品具有优异的抗菌性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。