CN104151663A - 一种eva复合发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种EVA复合发泡材料及其制备方法，其中EVA复合发泡材料以重量份计，包括：聚烯烃热塑性弹性体55～90份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0～35份、聚乙烯0～25份、三元乙丙橡胶0～15份、填充剂0～15份、活性剂0.5～2.5份、交联剂0.5～2.5份、发泡剂1～6份和助剂1～7份。该EVA复合发泡材料的密度低、弹性好。该EVA复合发泡材料的制备方法包括：1)称取上述EVA复合发泡材料包括的各成分；2)将除交联剂、发泡剂以外的所有成分倒入密炼机里进行混炼；3)向混炼后的物料中加入交联剂和发泡剂进行混炼；将得到的混合物倒入造粒机里面造粒，然后进行发泡，得到EVA复合发泡材料。

Description

一种EVA复合发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋材领域，具体涉及一种EVA复合发泡材料及其制备方法。
背景技术
EVA是乙烯-乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物，它是由乙烯(英文名称为：Ethylene)和乙酸乙烯(英文名称为：Vinyl Acetate)共聚而制得，英文全称为：Ethylene Vinyl Acetate，简称为EVA，或E/VAC。其中，乙酸乙烯含量一般在5％～40％。与聚乙烯相比，EVA由于在分子链中引入了乙酸乙烯单体，从而降低了结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性、和热密封性能，被广泛应用于发泡鞋料、玩具等领域。
在鞋材使用的EVA树脂中，乙酸乙烯含量一般在15％～22％。由于EVA树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能，因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。
但随着人类生活水平的提高，人们对鞋子的舒适度要求也越来越高，尤其是对鞋子的质地、柔软度、弹性、耐弯折等性能要求更高。这样就需要鞋用EVA发泡材料，尤其是鞋底用EVA发泡材料要具有质地更轻、柔软度更好、弹性佳、耐弯折等性能。然而上述的现有的EVA发泡材料已经满足不了人们的需求，主要是因为目前市场上鞋用EVA复合发泡材料主要是以聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物为主材料制得的发泡材料，其密度不够小，一般在0.22g/cm3左右，在确保鞋用物理性能的条件下无法进一步降低密度，从而质地不能够更轻；且其回弹率一般在40％左右，回复性差，反弹效果不理想，弹性不能有效提高；且在实际生产应用中，经常出现，由上述现有的EVA发泡材料制成的鞋子在反复穿著后易出现回复性不佳的塌陷问题，影响鞋子的穿著功能性和外观。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种EVA复合发泡材料以解决现有EVA复合发泡材料不具备密度低、高回弹性的问题。
本发明提供一种EVA复合发泡材料，以重量份计，包括：聚烯烃热塑性弹性体55～90份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0～35份、聚乙烯0～25份、三元乙丙橡胶0～15份、填充剂0～15份、活性剂0.5～2.5份、交联剂0.5～2.5份、发泡剂1～6份和助剂1～7份。
优选的，所述聚烯烃热塑性弹性体为型号Engage8450、Engage8150、Engage8003、Engage7467中的一种或几种。
优选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为型号EVA460、EVA462、EVA265、EVA40L-03、EVA40W中的一种或几种。
优选的，所述聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的一种或几种。
优选的，所述三元乙丙橡胶为型号IP3745、EPDM8800、EPDM9500中的一种或几种。
优选的，所述填充剂为空心微球改性填充剂。
优选的，所述活性剂为硬脂酸、脂肪酸、低分子量聚乙烯中的一种或几种。
优选的，所述交联剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
优选的，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、可膨胀微球、OBSH发泡剂中的一种或几种。
优选的，所述助剂为氧化锌和硬脂酸锌，其中氧化锌占所述EVA复合发泡材料总量的0.5～5份，硬脂酸锌占所述EVA复合发泡材料总量的0.5～2份。
本发明还提供一种EVA复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量份数称取以下成分：聚烯烃热塑性弹性体55～90份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0～35份、聚乙烯0～25份、三元乙丙橡胶0～15份、填充剂0～15份、活性剂0.5～2.5份、交联剂0.5～2.5份、发泡剂1～6份和助剂1～7份；
2)将步骤1)中称取好的除交联剂、发泡剂以外的所有成分进行混炼；
3)向混炼后的物料中加入步骤1)中称取好的交联剂和发泡剂进行混炼；将得到的混合物进行造粒，然后进行发泡，得到EVA复合发泡材料。
优选的，所述步骤2)中混炼的时间为8分钟～10分钟，温度为110℃～115℃。
优选的，所述步骤3)中混炼的时间为5分钟～7分钟，温度为115℃～120℃。
优选的，所述步骤2)中所述进行混炼的设备为密炼机。
优选的，所述步骤3)中所述进行造粒的设备为造粒机。。
与现有技术相比本发明提供的EVA复合发泡材料具有以下优点：本EVA复合发泡材料，包括：聚烯烃热塑性弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、三元乙丙橡胶、填充剂、活性剂、交联剂、发泡剂和助剂；其中，聚烯烃热塑性弹性体具有密度小、弹性优良等特性，乙烯-醋酸乙烯共聚物具有回弹性高等特性，三元乙丙橡胶具有较高的回弹性、较小的密度，聚乙烯具有较佳的刚性、优良的抗撕裂和抗收缩性能，再加上填充剂、活性剂、交联剂、发泡剂和助剂的优良特性，使得由上述成分制成的EVA复合发泡材料具备密度低、高回弹性、低压缩歪、耐弯折、质地柔软等优点；其中，密度可降低35％左右，使得EVA复合发泡材料的质地更轻、柔软度更好，弹性可提高25％左右，可提升消费者穿着时的舒适性并延长产品使用寿命。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明提供一种EVA复合发泡材料，以重量份计，包括：聚烯烃热塑性弹性体55～90份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0～35份、聚乙烯0～25份、三元乙丙橡胶0～15份、填充剂0～15份、活性剂0.5～2.5份、交联剂0.5～2.5份、发泡剂1～6份和助剂1～7份。采用聚烯烃热塑性弹性体作为主体材料，与乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯或三元乙丙橡胶进行加工改性。
其中，聚烯烃热塑性弹性体具有密度小、弹性优良等特性，乙烯-醋酸乙烯共聚物具有回弹性高等特性，三元乙丙橡胶具有较高的回弹性、较小的密度，聚乙烯具有较佳的刚性、优良的抗撕裂和抗收缩性能，再加上填充剂、活性剂、交联剂、发泡剂和助剂的优良特性，使得由上述成分制成的EVA复合发泡材料具备密度低、高回弹性、低压缩歪、耐弯折、质地柔软等优点；其中，密度可降低35％左右，使得EVA复合发泡材料的质地更轻、柔软度更好，弹性可提高25％左右，可提升消费者穿着时的舒适性并延长产品使用寿命。
具体的，聚烯烃热塑性弹性体是一类由橡胶和聚烯烃树脂组成的呈两相分离的聚合物混合物。它具有密度小、质量轻，抗撕裂强度性能佳，弹性优良的特性。EVA复合发泡材料的配方中添加聚烯烃热塑性弹性体后，可以使得制成的EVA复合发泡材料具有密度低、质地轻等特性，同时提高EVA复合发泡材料的回弹性。
上述聚烯烃热塑性弹性体可选用型号为Engage8450、Engage8150、Engage8003、Engage7467中的一种或几种，这些型号的聚烯烃热塑性弹性体可以自陶氏化学公司(Dow Chemical Company)购得。
具体的，乙烯-醋酸乙烯共聚物具有优良的柔韧性、高回弹性，良好的延展性、加工性。EVA复合发泡材料的配方中添加乙烯-醋酸乙烯共聚物后，可调整EVA复合发泡材料的耐压缩回复性、弹性及综合的物理性能。
上述乙烯-醋酸乙烯共聚物可选用型号为EVA460、EVA462、EVA265、EVA40L-03、EVA40W中的一种或几种，这些型号的乙烯-醋酸乙烯共聚物可以自杜邦公司购得。
具体的，聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。它具有较佳的刚性，优良的抗撕裂和抗收缩性能，易于加工。上述聚乙烯可选用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的一种或几种。低密度聚乙烯具有较小的密度和优良的加工性、线性低密度聚乙烯具有抗撕裂和优良的加工性、超高分子量聚乙烯抗冲击及抗撕裂，添加到EVA复合发泡材料的配方中，可调整EVA复合发泡材料的密度和硬度，提高EVA复合发泡材料的抗收缩、抗撕裂性能及综合的物理性能。
上述低密度聚乙烯的密度范围为0.910～0.930g/cm3；与高密度和中密度聚乙烯相比，它具有较低的结晶度(50％～65％)、较低的软化点(108～126℃)以及较宽的熔体指数(MI＝0.2～80g/min)；低密度聚乙烯的相对分子量介于25000至50000。上述线性低密度聚乙烯的密度范围为0.913～0.930g/cm3。上述超高分子量聚乙烯的相对分子量大于1000000，结晶度为80％以上，密度范围为0.92～0.97g/cm3。
具体的，三元乙丙橡胶具有较高的回弹性，优良的回复性，较小的密度，较佳的柔韧性能。EVA复合发泡材料的配方中添加三元乙丙橡胶后，可提高材料的回弹性，降低材料的密度，提高材料的耐曲折变形及改良材料的综合物理性能。
上述三元乙丙橡胶可以选用型号为IP3745、EPDM8800、EPDM9500中的一种或几种，这些型号的三元乙丙橡胶可以自陶氏化学公司(Dow ChemicalCompany)购得。
上述填充剂可选用空心微球改性填充剂。空心微球改性填充剂为一种中空结构的改性硅酸盐类细小的颗粒微球，其密度小，质量较轻，加入EVA复合发泡材料的配方后可降低材料的密度，使得材料发泡均匀、加工性优良，改良材料的平滑度。空心微球改性填充剂是包含空心微球材料(也称空心玻璃微珠材料)的填充剂，空心微球改性填充剂相关内容可参考《化学建材》2008年第24卷第3期46至48页上收录的胡传群等人的署名文章。
上述活性剂可选用硬脂酸、脂肪酸、低分子量聚乙烯中的一种或几种。所述低分子量聚乙烯的分子量为500～5000，它的密度为0.92～0.936g/cm3，其分子量较小熔值较高加工性能优良。活性剂在EVA复合发泡材料的配方中可以起到润滑剂的作用，改善发泡产品的脱模效果及产品的外观。
上述交联剂可选用1,4-双叔丁基过氧异丙基苯或三烯丙基异三聚氰酸酯。交联剂利用化学发泡方法，引发交联，提升产品硬度、弹性、耐压缩性能及综合的物理性能。
上述发泡剂可选用包覆气体的受热膨胀遇冷定型的可膨胀到原来体积的数倍的偶氮二甲酰胺、可膨胀微球、OBSH发泡剂中的一种或几种。加入发泡剂可制作出均匀的密闭式的气孔结构，降低材料的密度。
上述助剂可为氧化锌和硬脂酸锌，其中氧化锌占所述EVA复合发泡材料总量的0.5～5份，硬脂酸锌占所述EVA复合发泡材料总量的0.5～2份。
相应的本发明还提供了该EVA复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量份数称取以下成分：聚烯烃热塑性弹性体55～90份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0～35份、聚乙烯0～25份、三元乙丙橡胶0～15份、填充剂0～15份、活性剂0.5～2.5份、交联剂0.5～2.5份、发泡剂1～6份和助剂1～7份；
2)将步骤1)中称取好的除交联剂、发泡剂以外的所有成分倒入密炼机里进行混炼，混炼的时间可以优选为8分钟～10分钟，温度可以优选为110℃～115℃；
3)向混炼后的物料中加入步骤1)中称取好的交联剂和发泡剂进行混炼，混炼的时间可以优选为5分钟～7分钟，温度可以优选为115℃～120℃；将得到的混合物倒入造粒机里面造粒，然后进行发泡，得到EVA复合发泡材料。
该EVA复合发泡材料的生产过程简单，只需将各种组份按顺序装入混炼机进行混炼，时间短，操作条件适宜，得到的发泡材料具有质量超轻、高弹性、低压缩歪、耐曲折变形等优越的性能；在得到的发泡材料冷却后，经过半成品处理加工打粗，再模压成型，即可得到鞋底成品；或经射出发泡成型也可得到同样效果的鞋底成品。
按照以上所述的EVA复合发泡材料及其制备方法，本发明所述的EVA复合发泡材料可选用不同的配方组合，来满足不同产品的要求，以下实施例示出了多种不同的EVA复合发泡材料的配方组合及其制备过程。
实施例1～3
表1：EVA复合发泡材料共混配方(份)
1)按表1中的原料成分组成及各成分的重量份数称取各原料；
2)将步骤1)中称取好的除交联剂和发泡剂以外的所有原料一起倒入密炼机里进行混炼，混炼时间8分钟，温度110～115℃。
3)向经步骤2)混炼好的材料中，加入交联剂和发泡剂进行混炼，混炼时间5分钟，温度115～120℃；然后倒入造粒机里面造粒，然后模压发泡或一次射出发泡，得到运动鞋底用发泡材料。
待步骤3)得到的运动鞋底用发泡材料冷却后，经过半成品处理加工打粗，再模压成型，得到鞋底成品。
其中，聚烯烃热塑性弹性体选用型号为Engage8450和型号为Engage8150，二者的比例为2：1，其为陶氏化学公司生产；聚乙烯选用型号为LDPE6520，其为台塑公司生产；乙烯～醋酸乙烯共聚物选用型号为EVA40L-03，其为杜邦公司生产；三元乙丙橡胶选用型号为IP3745，其为陶氏化学公司生产；填充剂选用空心微球改性填充剂；活性剂选用硬脂酸；交联剂选用1，4双叔丁基过氧异丙基苯；发泡剂选用偶氮二甲酰胺和膨胀微球，偶氮二甲酰胺和膨胀微球的比例为3：1；助剂选用氧化锌和硬脂酸锌，氧化锌和硬脂酸锌的比例为2：1。
实施例4～6
表2：EVA复合发泡材料共混配方(份)
1)按表2中的原料成分组成及各成分的重量份数称取各原料；
2)将步骤1)中称取好的除交联剂和发泡剂以外的所有原料一起倒入密炼机里进行混炼，混炼时间8分钟，温度110～115℃。
3)向经步骤2)混炼好的材料中，加入交联剂和发泡剂进行混炼，混炼时间5分钟，温度115～120℃；然后倒入造粒机里面造粒，然后模压发泡或一次射出发泡，得到运动鞋底用发泡材料。
待步骤3)得到的运动鞋底用发泡材料冷却后，经过半成品处理加工打粗，再模压成型，得到鞋底成品。
其中，聚烯烃热塑性弹性体选用型号为Engage8450和型号为Engage8150，二者比例为2：1，其为陶氏化学公司所生产；聚乙烯选用型号为LDPE6520，其为台塑公司生产；乙烯～醋酸乙烯共聚物选用型号为EVA265，其为杜邦公司生产；三元乙丙橡胶选用型号为IP3745，其为陶氏化学公司生产；填充剂选用为空心微球改性填充剂；活性剂选用型号为硬脂酸；交联剂选用型号为1，4双叔丁基过氧异丙基苯；发泡剂选用型号为偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠，偶氮二甲酰胺和碳酸氢钠的比例为3：1；助剂选用型号为氧化锌和硬脂酸锌，氧化锌和硬脂酸锌的比例为2：1。
对实施例1～6得到的EVA复合发泡材料产品进行物理性能测试，同时与一般运动鞋EVA中底标准进行对比，结果如下表3，检测条件为：室温23±3℃、湿度60±5％；其中现有发泡材料以乙烯醋酸乙烯酯共聚物为主要原料。
表3:实施例1～6得到的EVA复合发泡材料产品性能与跑鞋标准对比
由表3中所示数据可知，本发明制得的EVA复合发泡材料具有密度低、质地轻，高回弹性，低压缩歪，耐曲折变形等性能，改善了现有产品密度高、回弹性低、产品曲折变形等问题，符合国家相关物理性能标准。
以上对本发明提供的EVA复合发泡材料及其制造方法的实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.一种EVA复合发泡材料，其特征在于，以重量份计，包括：聚烯烃热塑性弹性体55～90份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0～35份、聚乙烯0～25份、三元乙丙橡胶0～15份、填充剂0～15份、活性剂0.5～2.5份、交联剂0.5～2.5份、发泡剂1～6份和助剂1～7份。
2.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述聚烯烃热塑性弹性体为型号Engage8450、Engage8150、Engage8003、Engage7467中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为型号EVA460、EVA462、EVA265、EVA40L-03、EVA40W中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶为型号IP3745、EPDM8800、EPDM9500中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述填充剂为空心微球改性填充剂。
7.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述活性剂为硬脂酸、脂肪酸、低分子量聚乙烯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述交联剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
9.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、可膨胀微球、OBSH发泡剂中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述助剂为氧化锌和硬脂酸锌，其中氧化锌占所述EVA复合发泡材料总量的0.5～5份，硬脂酸锌占所述EVA复合发泡材料总量的0.5～2份。
11.一种EVA复合发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按重量份数称取以下成分：聚烯烃热塑性弹性体55～90份、乙烯-醋酸乙烯共聚物0～35份、聚乙烯0～25份、三元乙丙橡胶0～15份、填充剂0～15份、活性剂0.5～2.5份、交联剂0.5～2.5份、发泡剂1～6份和助剂1～7份；
2)将步骤1)中称取好的除交联剂、发泡剂以外的所有成分进行混炼；
3)向混炼后的物料中加入步骤1)中称取好的交联剂和发泡剂进行混炼；将得到的混合物进行造粒，然后进行发泡，得到EVA复合发泡材料。
12.根据权利要求11所述的EVA复合发泡材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中混炼的时间为8分钟～10分钟，温度为110℃～115℃。
13.根据权利要求11所述的EVA复合发泡材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中混炼的时间为5分钟～7分钟，温度为115℃～120℃。
14.根据权利要求11所述的EVA复合发泡材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述进行混炼的设备为密炼机。
15.根据权利要求11所述的EVA复合发泡材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中所述进行造粒的设备为造粒机。
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