CN104448521A - 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：乙烯-醋酸乙烯共聚物50～90份、聚烯烃热塑性弹性体0～30份、三元乙丙橡胶0～30份、填充剂0～20份、无味交联剂0.7～2.5份、发泡剂1～8份和去氨剂5-10份。该EVA复合发泡材料无氨气气味无异味，弹性好，物性佳。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)将除无味交联剂、去氨剂、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、去氨剂和发泡剂进行混炼；4)将得到的混合物倒入造粒机里面造粒，然后进行发泡，得到无氨味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
本发明涉及工业材料领域，具体涉及一种EVA复合发泡材料及其制备方法。
背景技术
EVA发泡材料，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％。由于其造价低廉，并且与聚乙烯相比，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，因此被广泛的应用于各个领域，例如：鞋业、建材业、箱包业、玩具业等等。
目前市场上用于鞋材领域的EVA发泡材料主要是由EVA经添加AC发泡剂(偶氮二甲酰胺(H2NCON))发泡制得。
AC发泡剂(偶氮二甲酰胺(H2NCON))在高温条件下受热发泡分解的产物有：主要是N2还有CO、CO2、NH3(氨)、COHNH2(甲酰胺)及其他CN化合物。
在一般鞋材使用的EVA树脂中，乙酸乙烯含量一般在15％～22％，然后添加AC发泡剂制得EVA树脂共混发泡制品，其具有柔软、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。但由于发泡剂在发泡分解过程中会产生的NH3(氨气)、COHNH2(甲酰胺)等，进而导致EVA发泡材料有存在刺鼻难闻的异味。该异味产生的原因是，现有的发泡工艺中必须用到AC系列的发泡剂，而目前使用AC发泡剂所生产的EVA复合发泡材料中会释放氨气，而该氨气正是该刺鼻难闻异味产生的根源。
氨气是一种无机化合物，常温下为气体，无色有刺激性恶臭的气味，氨气含量过高会影响人体健康，因此，如何提供一种符合发泡材料能够避免在材料分解过程中产生氨气成为本技术领域人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种EVA复合发泡材料以解决上述现有技术中存在的技术问题。
本发明提供一种EVA复合发泡材料，以重量份计，包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物50～90份、聚烯烃热塑性弹性体0～30份、三元乙丙橡胶0～30份、填充剂0～20份、无味交联剂0.7～2.5份、发泡剂1～8份和去氨剂5-10份。
优选的，所述去氨剂为混合物，包括：有机盐、助溶剂和溶剂。
优选的，进一步包括：催化剂0.8～2.5份。
优选的，所述催化剂为混合物，包括：氧化钙、氧化镁和三烯丙基异三聚氰酸酯。
优选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物型号为EVA460、EVA462、EVA265、EVA40L-03、EVA40W中的一种或几种。
优选的，所述聚烯烃热塑性弹性体型号为Engage8480、Engage8150、Engage8003、Engage7467中的一种或几种。
优选的，所述三元乙丙橡胶型号为IP3745、EPDM8800、EPDM3722中的一种或几种。
优选的，所述填充剂为滑石粉。
优选的，所述无味交联剂为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。
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：
步骤一：按重量份数称取以下成分：乙烯-醋酸乙烯共聚物50～90份、聚烯烃热塑性弹性体0～30份、三元乙丙橡胶0～30份、填充剂0～20份、催化剂0.8～2.5份、无味交联剂0.7～2.5份、发泡剂1～8份和去氨剂5～10份；
步骤二：将步骤一中称取好的除无味交联剂、去氨剂、发泡剂以外的所有成分进行混炼；
步骤三：向混炼后的物料中加入步骤一中称取好的无味交联剂、去氨剂、发泡剂进行混炼；
步骤四：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，所述步骤一包括：称取催化剂0.8～2.5份。
优选的，所述步骤二中混炼的时间为大于等于8分钟，小于等于10分钟；温度为大于等于110℃，小于等于115℃。
优选的，所述步骤三中混炼的时间为大于等于5分钟，小于等于8分钟；温度为大于等于115℃，小于等于120℃。
优选的，所述步骤二和步骤三中所述进行混炼的设备为密炼机。
优选的，所述步骤四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：
一方面是，由于乙烯-醋酸乙烯共聚物具有回弹性高等特性，聚烯烃热塑性弹性体具有密度小、弹性优良等特性，三元乙丙橡胶具有较高的回弹性、较小的密度，再加上填充剂、无味交联剂和发泡剂的优良特性，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，进而提升消费者穿着时的舒适性。
另一方面是，由于本发明提供的EVA复合发泡材料中加入的去氨剂，而该去氨剂能够去除发泡剂发泡时所分解产生的氨离子，使氨离子在形成氨气前与去氨剂中的物质结合，进而避免氨气的形成，保证使用的舒适性和安全性。
因此，本发明提供的EVA复合发泡材料具备无氨无味，绿色环保，弹性佳，物性优良的特性。
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：乙烯-醋酸乙烯共聚物50～90份、聚烯烃热塑性弹性体0～30份、三元乙丙橡胶0～30份、填充剂0～20份、无味交联剂0.7～2.5份、发泡剂1～8份和去氨剂5～10份。
采用乙烯-醋酸乙烯共聚物作为主体材料，与聚烯烃热塑性弹性体或三元乙丙橡胶进行加工改性。
乙烯-醋酸乙烯共聚物具有回弹性高等特性，聚烯烃热塑性弹性体具有密度小、弹性优良等特性，三元乙丙橡胶具有较高的回弹性、较小的密度，去氨剂主要是去除发泡剂发泡时所分解产生的氨离子在形成氨气前形成氨盐以避免氨气的形成，催化剂是促进发泡剂的分解发泡完成以便与去氨剂同步完成去氨，无味交联剂可大减少交联时所产生的异味，再加上填充剂、发泡剂的优良特性，使得由上述成分制成的EVA复合发泡材料具备无氨味，绿色环保，弹性佳，物性优良的EVA复合发泡材料，氨气含量可控制在30PPM以下。
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Engage8480、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，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、EPDM3722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。
上述填充剂为滑石粉，可改善产品的强度和加工性能，提高尺寸稳定性。
上述无味交联剂可选用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。
上述发泡剂为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，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。
为使发泡剂分解出的氨气能够有效去除，本发明的去氨剂可以通过将有机盐、助溶剂和溶剂等物质进行混合来消除氨气，具体地，当发泡剂发泡时所分解产生的氨离子会在形成氨气前，能够在去氨剂混合物中助溶剂和溶剂的作用下，与混合物中的有机盐发生化学反应，也就是说，氨离子能够与有机盐中的酸根离子组成化合物铵盐，进而避免氨气形成，并且铵盐还具有杀菌和抑霉防蛀特性，进一步提高发泡材料的性能。
需要说明的是，去氨剂的成分还可以包括其他物质，并不限于上述内容。
为使发泡剂能够快速充分的分解，以便与去氨剂同步完成去氨，本发明还添加有催化剂0.8～2.5份，该催化剂可以包括：氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)和三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)等物质的混合物。上述催化剂不但能够使发泡剂快速充分的分解，其还可以作为发泡及架桥助剂，进而提高发泡产品的熟度，改善制品的脱模效果、外观尺寸及物理性能。
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：
步骤一：按重量份数称取以下成分：乙烯-醋酸乙烯共聚物50～90份、聚烯烃热塑性弹性体0～30份、三元乙丙橡胶0～30份、填充剂0～20份、无味交联剂0.7～2.5份、发泡剂1～8份和去氨剂5～10份。
步骤二：将步骤一中称取好的除无味交联剂、去氨剂、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℃；
步骤三：向混炼后的物料中加入步骤一中称取好的无味交联剂、去氨剂、发泡剂进行混炼，混炼的时间可以优选为5分钟～8分钟，温度可以优选为115℃～120℃；
步骤四：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。
为使发泡剂能够更好的分解，以便与去氨剂同步完成去氨，所述步骤一进一步包括：称取催化剂0.8～2.5份。该催化剂可以是氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)和三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)的混合物。上述催化剂不但能够使发泡剂快速充分的分解，其还可以作为发泡及架桥助剂，进而提高发泡产品的熟度，改善制品的脱模效果、外观尺寸及物理性能。
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无氨无味，物性好等优越的性能；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)将步骤一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)向经步骤二混炼好的材料中，加入无味交联剂、去氨剂、发泡剂进行混炼，混炼时间6分钟，温度115～120℃。
4)将得到的混合物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。
待步骤四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，乙烯～醋酸乙烯共聚物选用型号为EVA265，其为杜邦公司生产；聚烯烃热塑性弹性体选用型号为Engage8150，其为陶氏化学公司生产；三元乙丙橡胶选用型号为IP3745，其为陶氏化学公司生产；填充剂选用滑石粉；催化剂为一种碱性物；无味交联剂选用1，4双叔丁基过氧异丙基苯；发泡剂选用偶氮二甲酰胺；去氨剂选用包括有机盐、助溶剂和溶剂的混合物。
实施例4～6
表2：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)将步骤一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)向经步骤二混炼好的材料中，加入无味交联剂、去氨剂、发泡剂进行混炼，混炼时间6分钟，温度115～120℃。
4)将得到的混合物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。
待步骤四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，乙烯～醋酸乙烯共聚物选用型号为EVA265与EVA40L-03，二者比例为2：1，其为杜邦公司生产；聚烯烃热塑性弹性体选用型号为Engage7467，其为陶氏化学公司生产；三元乙丙橡胶选用型号为IP3745，其为陶氏化学公司生产；填充剂选用滑石粉；催化剂为一种碱性物；无味交联剂选用1，4双叔丁基过氧异丙基苯；发泡剂选用偶氮二甲酰胺；去氨剂选用包括有机盐、助溶剂和溶剂的混合物。
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％；其中现有发泡材料是未去氨以乙烯醋酸乙烯酯共聚物为主要原料EVA发泡材料。
表3:实施例1～6得到的EVA复合发泡材料产品性能与现有鞋底EVA中底对比。
由表3中所示数据可知，通过本发明制备方法制得的EVA复合发泡材料具有氨气含量低，使人闻起来能够达到无氨无味的效果，绿色环保，物性效果良好，改善了现有产品气味大，氨气重，刺鼻难闻，不环保等问题，符合国家相关性能标准。
以上对本发明提供的一种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 (16)

1.一种EVA复合发泡材料，其特征在于，以重量份计，包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物50～90份、聚烯烃热塑性弹性体0～30份、三元乙丙橡胶0～30份、填充剂0～20份、无味交联剂0.7～2.5份、发泡剂1～8份和去氨剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述去氨剂为混合物，包括：有机盐、助溶剂和溶剂。
3.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，包括：催化剂0.8～2.5份。
4.根据权利要求3所述的EVA复合发泡材料，其特征在于，所述催化剂为混合物，包括：氧化钙、氧化镁和三烯丙基异三聚氰酸酯。
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。
6.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于：所述聚烯烃热塑性弹性体型号为Engage8450、Engage8150、Engage8003、Engage7467中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于：所述三元乙丙橡胶型号为IP3745、EPDM3722、EPDM9500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：所述填充剂为滑石粉。
9.根据权利要求1所述的EVA复合发泡材料，其特征在于：所述无味交联剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
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。
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：
步骤一：按重量份数称取以下成分：乙烯-醋酸乙烯共聚物50～90份、聚烯烃热塑性弹性体0～30份、三元乙丙橡胶0～30份、填充剂0～20份、催化剂0.8～2.5份、无味交联剂0.7～2.5份、发泡剂1～8份和去氨剂5～10份；
步骤二：将步骤一中称取好的除无味交联剂、去氨剂、发泡剂以外的所有成分进行混炼；
步骤三：向混炼后的物料中加入步骤一中称取好的交联剂、去氨剂和发泡剂进行混炼；
步骤四：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，所述步骤一包括：称取催化剂0.8～2.5份。
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，所述步骤二中混炼的时间为大于等于8分钟，小于等于10分钟；温度为大于等于110℃，小于等于115℃。
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，所述步骤三中混炼的时间为大于等于5分钟，小于等于8分钟；温度为大于等于115℃，小于等于120℃。
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，所述步骤二和步骤三中所述进行混炼的设备为密炼机。
16.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，所述步骤四中所述进行造粒的设备为造粒机。
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