CN102888067A - 一种弹性体发泡材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性体发泡材料及其制备方法，包括以热塑性弹性体材料(SEBS)为基料，加入PP、EVA树脂、无机填料、少量填充油，及促进剂、交联剂、发泡剂、各种助剂等，该发泡材料泡孔均匀，交联剂用量低，无毒无味，弹性好，防滑性能优良，密度低，密度最低可达到0.040g/cm³。

Description

一种弹性体发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种弹性体发泡材料及其制备方法。

背景技术

近几年EVA发泡鞋底材料，已逐渐成为休闲运动鞋材的主流，其良好的柔韧性、弹性，优异的耐化学品和着色性能、较轻的重量，迅速被广大运动鞋底生产厂商所接受，成为运动鞋材的代名词。特别是在结合TPR复合大底被研制出来后，更是将橡胶优异的耐磨性和EVA的低比重特性完美地结合起来。

前几年，运动鞋清一色的TPR橡胶大底虽然给穿用者提供了绝佳的防滑及耐磨性能，但其颜色的单调和相对较重的重量是设计人员一直无法突破的缺点。在EVA发泡材料的领域中虽然有许多应用制品，但是因受限于EVA塑性材料本身在柔软性、耐压缩性、止滑性、弹性与材料拉伸性等方面的特性较差，所以皆会使用弹性体来当改性剂。经过SEBS发泡材料改性后的EVA具有更佳的动态粘弹性质。

在美国专利2007/0129454中，台橡公司介绍了一种热塑性弹性体发泡材料及其制造方法，尤其是一种氢化苯乙烯/共轭二烯烃类共聚物发泡材料，相对较软，比重较低，密度为0.1-0.25g/cm³。

在美国专利2007/0155846中，科腾公司谈到一种发泡、挠性与耐热的热塑性弹性体材料。包括：100重量份一种或多种选择性加氢嵌段共聚物，具有至少两个未加氢的聚单乙烯基芳香烃嵌段A与选择性加氢弹性嵌段B，其中所述嵌段B在加氢前是共轭二烯烃，此嵌段共聚物总的表观分子量至少是25万，压缩永久变形为(70℃72h)34-88％，密度为0.26-0.32g/cm³。

以上美国专利中仍存在密度偏高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种弹性体发泡材料，该弹性体发泡材料具有回弹性好、密度较低、质轻，耐老化性能优异、止滑性和耐低温性等良好的效果。

本发明的目的是提供一种弹性体发泡材料的制备方法，该方法简单、实用，操作方便。

本发明涉及的弹性体发泡材料，该材料是采用线型或星型氢化丁二烯-苯乙烯共聚物为基料，通过加入填充油、滑石粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、架桥剂过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯、促进剂活性氧化锌和活化剂偶氮二甲酰胺共混进行发泡而得到的。

本发明所述的弹性体发泡材料，包含如下重量份数的组分：

星型结构、线型结构或是星型和线型混合型结构的氢化丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS 15-35份

填充油 25-50份

无机填料滑石粉 10-40份

乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 5-15份

聚丙烯PP 2-10份

促进剂活性氧化锌 0.5-3.0份

架桥剂过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯 0.1-0.2份

发泡剂偶氮二甲酰胺(Ac) 8-12份；

所述星型结构、线型结构或是星型和线型混合型结构的氢化丁二烯-苯乙烯共聚物原料的数均分子量为7-22万，苯乙烯质量百分含量为20-50％，丁二烯质量百分含量为80-50％。

本发明使用星型、线型或是星型和线型混合型结构的氢化丁二烯-苯乙烯共聚物为发泡基料，具有可塑性佳；高强韧度；触感佳；高柔软性；耐候性佳；产品雾面佳；高止滑性和耐低温性等良好的特性；可广泛应用于运动鞋底，休闲及运动用品如韵律舞运动垫、浮板浮床、救生衣、潜水衣、护肩、护膝垫及瑜珈垫等，婴幼儿用品等。

本发明采用的乙烯-醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯质量百分含量为17-20％，乙烯质量百分含量为80-83％。

本发明优选的技术方案为：

星型结构、线型结构或是星型和线型混合型结构氢化丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS 27份，填充油37份，无机填料滑石粉25份，乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 7份，聚丙烯4份，促进剂(活性氧化锌)1.5份，架桥剂过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯0.17份，发泡剂偶氮二甲酰胺(Ac)10.2份。

本发明所述的弹性体发泡材料，其制备方法如下：

将星型结构、线型结构或是星型和线型混合型结构氢化丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS、填充油、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、聚丙烯PP、无机填料滑石粉和促进剂活性氧化锌称量好后，加入到密炼机密炼，密炼温度为85-110℃，密炼10-15分钟后加入称量好的架桥剂过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯、发泡剂偶氮二甲酰胺，密炼3-5分钟后，出料到单螺杆挤出机造粒，造粒温度控制在85-120℃。粒料在模压设备内发泡，发泡温度控制在175-185℃，发泡时间控制在7-10分钟，发泡压力控制在10-15Mpa，然后开模进行发泡，即得弹性体发泡材料。

本发明通过以上的组分的选定及重量份数的确定，即通过在星型、线型或是星型和线型混合型结构的氢化丁二烯-苯乙烯共聚物基料中，添加滑石粉作为发泡成核剂，有利于泡孔的形成，乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚丙烯提高其与基料的共混相容性，添加活性氧化锌降低发泡温度，加快发泡速度，缩短弹性体的发泡时间，添加过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯能提高弹性体熔体强度，以免在发泡剂分解时熔体强度不够引起泡孔破灭，使弹性体发泡材料形成细微均匀的泡孔，添加的偶氮二甲酰胺，能提供弹性体材料发泡所需的气体，是一种高效发泡剂。也正是由于上述各个组分间相互配合，共同作用使得本发明产品弹性好，具有类似CR、SBR或PU发泡材料的柔软触感，且可使得加工更加简易并不具异味或吐霜之困扰。本发明材料与其它高发泡、低比重的柔软发泡材料相比，具有较佳的物性与尺寸稳定性。本发明得到的弹性体发泡材料不仅具有很好的回弹性，回弹性可高达71％，而且密度小，最低可达到0.040g/cm³，质轻。另外，该弹性体发泡材料的老化性能相当优异，尤其止滑性能特别突出，用这种材料做成的拖鞋和瑜珈垫，安全性能很好。

本发明弹性体发泡材料广泛应用于运动鞋底、婴幼儿用品和休闲及运动用品，如韵律舞运动垫、浮板浮床、救生衣、潜水衣、护肩、护膝垫和瑜珈垫等。

附图说明

图1为实施例3为弹性体发泡材料的SEM(*100倍)图。

图2为实施例3弹性体发泡材料的SEM(*25倍)图。

图3为实施例3弹性体发泡材料的SEM(*50倍)图。

具体实施方式

下面先对本发明发泡组成物的基本组分加以说明，详情见表1。

表1

实例1-5

实施例1-5选取弹性体SEB SYH-503为发泡基料，将粒料放进YX-50型平板硫化机进行发泡，模具尺寸为150mm×100mm×10mm，发泡时间控制在10mm，发泡温度控制在180℃，回弹性以10mm厚的非发泡注射成型片测定，结果见表2：

表2

表2说明，本发明的弹性体发泡材料老化性能相当优异，尤其止滑性能特别突出，这意味用这种材料做成的拖鞋和瑜珈垫，其安全性能好；实施例3综合性能最佳，滑石粉的加入量对材料的回弹性和密度影响较大，SEBS的加入量越多，弹性体发泡材料的回弹性越好。

发泡材料的密度按静力学方法进行测试，其测试方法如下：

在空气中用托盘天平称取样品质量后，用支持线系住样品悬在水中，称取水中样品和支持线的质量。在悬入水中称重前，先将样品浸入乙醇中，然后吸干乙醇，有助于消除测定时产生误差的气泡。推荐使用非常细的线作为支持介质。按如下方法计算密度：

密度(25℃，单位g/cm³)＝0.9971×A/[A-(B-C)]

其中：A为样品质量(g)；B为水中样品及支持线的质量(g)；C为水中支持线的质量(g)。

回弹性按JIS-K6225测试方法进行测试，移动铁棒，使指针在刻度100之位置，然后使铁棒自由落下，读取第4次打击时，弹回之高度，即为该试料之反跳弹性率，每个样品重复测试3次。

测试样品规格：1.试片：Φ28.68-29mm，(D)12.7mm

2.铁棒：Φ12.7mm(L)356，(R)6.35mm，重量：350g

3.刻度尺水平长度：(L)625，(R)2000mm

4.刻度尺垂直高度：100mm(分成100等份)

5.落下高度：100mm(垂直向下)

实施例3用扫描电子显微镜SEM(日本电子株式会社，型号为JSM-5900LV)测试该发泡样品在不同倍率下的内部结构图，见图1-3。从图1-3可以看出，发泡样品的泡孔均匀，泡孔细小，直径在500-50微米之间，且为闭孔结构。

实施例6-10

实施例6-10选取不同型号的弹性体SEBS为发泡基料，将粒料放进发泡装置中，模具尺寸为150mm×100mm×10mm，发泡时间控制在10mm，发泡温度控制在180℃，回弹性以非发泡注射成型片测定，结果见表3：

表3

表3说明用SEBSYH-502和YH-561，弹性体发泡材料能获得较好的回弹性和较低的密度，且止滑性能和耐老化性能优异。。

实施例11-15

实施例11-15以SEBSYH-502为发泡基料，分别用DCP和BIBP作为架桥剂，发泡温度控制在180℃，发泡时间控制在10mm，将粒料放进发泡装置中，模具尺寸为150mm×100mm×10mm，回弹性以非发泡注射成型片测定，结果表4：

表4

表4说明，架桥剂BIBP比DCP的效率要高，而且以BIBP为架桥剂的弹性体发泡材料没有气味，以DCP为架桥剂的弹性体发泡材料则略有气味。

Claims (5)

1.一种弹性体发泡材料，其特征在于，是由包括如下重量份数的原料制成：

(1)星型结构、线型结构或是星型和线型混合型结构的氢化丁二烯-苯乙烯共聚物15-35份，

(2)填充油 25-50份，

(3)滑石粉 10-40份，

(4)乙烯-醋酸乙烯共聚物 5-15份，

(5)聚丙烯 2-10份，

(6)活性氧化锌 0.5-3.0份，

(7)过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯 0.1-0.2份，

(8)偶氮二甲酰胺 8-12份；

所述星型结构、线型结构或是星型和线型混合型结构的氢化丁二烯-苯乙烯共聚物，数均分子量为7-22万，其中苯乙烯质量百分含量为20-50％，丁二烯质量百分含量为80-50％。

2.根据权利要求1所述弹性体发泡材料，其特征在于，所用的乙烯-醋酸乙烯共聚物中，数均分子量为1.5-3万，醋酸乙烯质量百分含量为17-20％，乙烯质量百分含量为80-83％。

3.根据权利要求1-2任一项所述的弹性体发泡材料，其特征在于包含如下重量份数的组分：

星型结构、线型结构或是星型和线型混合型结构的氢化丁二烯-苯乙烯共聚物27份，填充油37份，滑石粉25份，乙烯-醋酸乙烯共聚物7份，聚丙烯4份，活性氧化锌1.5份，过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯0.17份，偶氮二甲酰胺10.2份。

4.权利要求1-2任一项所述弹性体发泡材料的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

(1)将星型结构、线型结构或是星型和线型混合型结构的氢化丁二烯-苯乙烯共聚物、填充油、滑石粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯和活性氧化锌称量好后，加入到密炼机密炼，密炼温度为85-110℃，密炼10-15分钟后加入称量好的过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯，偶氮二甲酰胺；

(2)将上述共混物密炼3-5分钟后，出料到单螺杆挤出机造粒，造粒温度为85-120℃；

(3)造粒完后，粒料在模压设备内发泡，发泡温度为175-185℃，发泡时间为7-10分钟，发泡压力为10-15Mpa。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包含如下重量份数的组分：

星型结构、线型结构或是星型和线型混合型结构的氢化丁二烯-苯乙烯共聚物27份，填充油37份，滑石粉25份，乙烯-醋酸乙烯共聚物7份，聚丙烯4份，活性氧化锌1.5份，过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯0.17份，偶氮二甲酰胺10.2份。

Images