CN102911430A - 一种eva/tpu/poe复合发泡材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，先将EVA、POE、EVA接枝马来酸酐与TPU在密炼机里充分混炼均匀，再将发泡剂偶氮二甲酰胺、交联剂过氧化二异丙苯、发泡助剂、滑石粉加入到密炼机中，混炼得混合物，将混合物在开放式双棍混炼机上压制成片材，将片材放入硫化机，进行模压交联发泡成型出片，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料，用本发明的EVA-MA即可得到具有良好相容性EVA/TPU复合发泡材料，避免了4,4-二氨基二苯甲烷的使用，使得工艺简单，节约成本而且具有更佳的性能，同时在体系中引入了POE材料，更佳改善了所制备发泡材料的重要性能指标。
Description
技术领域
本发明涉及一种发泡材料的制备方法，具体涉及一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法。
背景技术
近年来，乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）发泡材料需求增长十分迅速，尽管在全球金融危机的冲击下，下游出口需求减弱，但市场从2006年到2010年的年复合增长率依然超过9％，2010年市场规模超过180亿元，年复合增长率超过10％，预计到2015年市场规模将达到300亿元。
乙烯-乙酸乙烯共聚物（Ethylene-Vinyl Acetate，EVA）橡塑制品是新型环保塑料包装材料,具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮、抗化验学腐蚀等优点，具无毒、不吸水。EVA橡塑制品经设计可加工成形，其防震性能优于聚苯乙烯(泡沫)等传统包装材料，且符合环保要求，是出口产品的最佳选择。相对于防震包装可以切割、成型；因密度差异较大，还可以有更为广泛的用途。被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。
但是，由于乙烯-醋酸乙烯共聚物发泡率高时，材料变形大，力学性能显著下降，且仍存在耐磨性、黏合性以及与其他物质的相容性较差等缺陷，大大降低了它的使用性能，因此，开发性能更加优异的乙烯-醋酸乙烯共聚物发泡材料具有重要的意义。
热塑性聚氨酯（TPU）因其优越的性能和环保概念日益受到人们的欢迎，其具有的良好的机械性能、耐磨性、低温柔顺性以及黏合性等优点恰好可与乙烯-醋酸乙烯共聚物形成性能互补优势，尤其适用于鞋底材料。但由于热塑性聚氨酯与乙烯-醋酸乙烯共聚物相容性差，直接使用热塑性聚氨酯对乙烯-醋酸乙烯共聚物共混改性，乙烯-醋酸乙烯共聚物的性能优势难以充分发挥。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，使用本发明的EVA-MA即可得到具有良好相容性EVA/TPU复合发泡材料，避免了4,4-二氨基二苯甲烷的使用，使得工艺简单，节约成本而且具有更佳的性能。同时在体系中引入了POE材料，更佳改善了所制备发泡材料的重要性能指标。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将55重量份的EVA、3-8重量份的POE、1-10重量份的EVA接枝马来酸酐（EVA-g-MA）与1-15重量份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100-110℃，密炼时间为5min、转速为25-50 rpm/min；
（2）再将1.0-2.0重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.5-1.5重量份的交联剂过氧化二异丙苯、发泡助剂、10份滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10 min得混合物，发泡助剂由1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌组成；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为1-5 mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180-190℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（4）所得的片材放入硫化机，进行模压交联发泡成型出片，40-50℃恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料；
所述EVA采用醋酸乙烯质量百分比为15-30%；EVA-g-MA中的VA含量20-30%，马来酸酐接枝率为1.0-1.4%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
本发明具有以下有益效果：
本发明中使用的EVA-g-MA可以显著提高EVA与TPU的相容性，同时引入了具有高回弹性的POE材料。此工艺简单易行，所制备的EVA/TPU/POE复合发泡材料相比于传统的EVA发泡材料具有更加优异的机械性能和使用性能，更能够满足其作为鞋底材料使用时对材料性能的要求。本发明制备的EVA/TPU/POE复合发泡材料具有良好的机械性能，抗张强度为2.09-2.44 MPa、断裂伸长率为278.2-314.2%、撕裂强度为4.10-5.13 N/mm及剥离强度为2.70-3.72 N/mm。同时具有良好的回弹性55-62%、压缩歪25-42%、以及较低的密度0.2-0.25 g/cm3。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一
一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将3重量份的EVA-g-MA、55重量份的EVA、5重量份的POE与1.8重量份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为5 min、转速为30 rpm/min；
（2）再将1.5重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.78重量份的交联剂过氧化二异丙苯、1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌和10重量份的滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10min得混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180 ℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（3）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，45 ℃下恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料；
其中，EVA采用VA质量百分比为21%；EVA-g-MA中VA含量28%，马来酸酐接枝率为1.2%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
本实施例所制备发泡材料，其抗张强度为2.40 MPa、断裂伸长率为278.17%、撕裂强度为4.22 N/mm及剥离强度为2.70 N/mm。同时具有良好的回弹性61%、压缩歪29.5%、以及较低的密度0.220 g/cm3。
实施例二
一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将3重量份的EVA-g-MA、55重量份的EVA、5重量份的POE与3份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为5 min、转速为30 rpm/min；
（2）再将1.5重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.78重量份的交联剂过氧化二异丙苯、1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌和10重量份的滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10min得混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180 ℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（4）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，45 ℃下恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料；
其中，EVA采用VA质量百分比为21%；EVA-g-MA中VA含量28%，马来酸酐接枝率为1.2%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
本实施例所制备发泡材料，其抗张强度为2.44 MPa、断裂伸长率为304.95%、撕裂强度为4.10 N/mm及剥离强度为2.92 N/mm。同时具有较好的回弹性58.3%、压缩歪31.2%、以及较低的密度0.220 g/cm3。
实施例三
一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将3重量份的EVA-g-MA、55重量份的EVA、5重量份的POE与5份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为5 min、转速为30 rpm/min；
（2）再将1.5重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.78重量份的交联剂过氧化二异丙苯、1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌和10重量份的滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10min得混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180 ℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（4）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，45 ℃下恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料；
其中，EVA采用VA质量百分比为21%；EVA-g-MA中VA含量28%，马来酸酐接枝率为1.2%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
本实施例所制备发泡材料，其抗张强度为2.32 MPa、断裂伸长率为313.91%、撕裂强度为4.62 N/mm及剥离强度为3.31 N/mm。同时具有良好的回弹性57.5%，且压缩歪为35.6%、以及较低的密度0.215 g/cm3。
实施例四
一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将3重量份的EVA-g-MA、55重量份的EVA、5重量份的POE与7份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为5 min、转速为30 rpm/min；
（2）再将1.5重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.78重量份的交联剂过氧化二异丙苯、1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌和10重量份的滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10min得混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180 ℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（4）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，45 ℃下恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料；
其中，EVA采用VA质量百分比为21%；EVA-g-MA中VA含量28%，马来酸酐接枝率为1.2%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
本实施例所制备发泡材料，其抗张强度为2.26 MPa、断裂伸长率为314.17%、撕裂强度为5.13 N/mm及剥离强度为3.32 N/mm。回弹性56.7%、压缩歪36.4%、以及较低的密度0.204 g/cm3。
实施例五
一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将3重量份的EVA-g-MA、55重量份的EVA、5重量份的POE与10份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为5 min、转速为30 rpm/min；
（2）再将1.5重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.78重量份的交联剂过氧化二异丙苯、1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌和10重量份的滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10min得混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180 ℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（4）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，45 ℃下恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料；
其中，EVA采用VA质量百分比为21%；EVA-g-MA中VA含量28%，马来酸酐接枝率为1.2%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
本实施例所制备发泡材料，其抗张强度为2.09 MPa、断裂伸长率为305.25%、撕裂强度为4.77 N/mm及剥离强度为3.72 N/mm。回弹性54.5%、压缩歪41.9%、以及较低的密度0.209 g/cm3。
Claims (6)
1.一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将55重量份的EVA、3-8重量份的POE、1-10重量份的EVA接枝马来酸酐（EVA-g-MA）与1-15重量份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100-110℃，密炼时间为5min、转速为25-50 rpm/min；
（2）再将1.0-2.0重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.5-1.5重量份的交联剂过氧化二异丙苯、发泡助剂、10份滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10 min得混合物，发泡助剂由1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌组成；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为1-5 mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180-190℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（4）所得的片材放入硫化机，进行模压交联发泡成型出片，40-50℃恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料。
2.根据权利要求1的要求，所述EVA采用醋酸乙烯质量百分比为15-30%；EVA-g-MA中的VA含量20-30%，马来酸酐接枝率为1.0-1.4%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将3重量份的EVA-g-MA、55重量份的EVA、5重量份的POE与1.8重量份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为5 min、转速为30 rpm/min；
（2）再将1.5重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.78重量份的交联剂过氧化二异丙苯、1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌和10重量份的滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10min得混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180 ℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（3）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，45 ℃下恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料；
其中，EVA采用VA质量百分比为21%；EVA-g-MA中VA含量28%，马来酸酐接枝率为1.2%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
4.根据权利要求1所述的一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将3重量份的EVA-g-MA、55重量份的EVA、5重量份的POE与5份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为5 min、转速为30 rpm/min；
（2）再将1.5重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.78重量份的交联剂过氧化二异丙苯、1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌和10重量份的滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10min得混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180 ℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（4）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，45 ℃下恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料；
其中，EVA采用VA质量百分比为21%；EVA-g-MA中VA含量28%，马来酸酐接枝率为1.2%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
5.根据权利要求1所述的一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将3重量份的EVA-g-MA、55重量份的EVA、5重量份的POE与7份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为5 min、转速为30 rpm/min；
（2）再将1.5重量份的发泡剂偶氮二甲酰胺、0.78重量份的交联剂过氧化二异丙苯、1重量份的氧化锌、0.3重量份的硬脂酸、0.5重量份的硬脂酸锌和10重量份的滑石粉加入到密炼机中，在30 rpm/min继续混炼10min得混合物；
（3）将步骤（2）所得的混合物在开放式双棍混炼机上压制成厚度为约3mm的片材；
（4）预先将硫化机内嵌模具加热至180 ℃，然后均匀地喷涂上聚硅氧烷水性乳液脱模剂，等待水汽蒸发；
（5）将步骤（4）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，45 ℃下恒温冷却，得到EVA/TPU/POE复合发泡材料；
其中，EVA采用VA质量百分比为21%；EVA-g-MA中VA含量28%，马来酸酐接枝率为1.2%；TPU为低熔点聚酯型热塑性聚氨酯。
6.根据权利要求1所述的一种EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将3重量份的EVA-g-MA、55重量份的EVA、5重量份的POE与10份的TPU在密炼机里充分混炼均匀，密炼温度为100℃，密炼时间为5 min、转速为30 rpm/min；
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