CN104774373A - 一种超轻形聚合物弹性体发泡材料 - Google Patents

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Abstract

一种超轻形聚合物弹性体发泡材料。其是由乙烯-乙酸乙烯脂共聚物或聚氨酯与微胶囊发泡剂及碳酸钙以100∶0.1—4∶8—15重量比组成的混合物经螺杆挤出机挤压而制成。本发明提供的超轻形聚合物弹性体发泡材料的形状特征为橄榄球形或者“爆米花”形的颗粒，优点是发泡倍率超过30—50倍，为超轻型泡沫颗粒，具有弹性高、抗冲击强、节约材料、环保性友好等特点。

Description

一种超轻形聚合物弹性体发泡材料
技术领域
本发明属于发泡材料制备技术领域，特别是涉及一种超轻形聚合物弹性体发泡材料。
背景技术
由于泡沫塑料具有相对密度低、比弹性模量高、比强度高的优点，因此是一种理想的轻质结构材料，同时由于泡沫塑料吸收冲击能力强，具有良好的缓冲、隔音、隔热等性能，从而作为一种有效的防护材料而在各个行业中得到广泛的应用。
为使聚合物材料体现出质轻、有弹性、耐冲击等特点，目前已经开发出很多种聚合物发泡材料，其制备方法主要分为物理发泡和化学发泡两种方法。其中物理发泡方法是在聚合物内注入丁烷、二氧化碳等气体而使该气体与聚合物混合形成具有不同直径的孔状物。化学发泡方法是在聚合物中加入具有能够产生气体功能的发泡剂，比如偶氮化合物，包括偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、二偶氮氨基苯、偶氮二甲酸钡等；酰肼类化合物，包括4，4’-二磺酰肼二苯醚(OB-SH)、对苯磺酰肼、3，3’-二磺酰肼二苯砜、4，4’-二苯二磺酰肼、1，3’-苯二磺酰肼、1，4’-苯二磺酰肼等。使用较多的发泡剂为AC、DPT、OBSH等，其中AC在国外占化学发泡剂消费量的90％，在我国占95％以上。但偶氮类发泡剂存在的缺点是产生的氮气对人的身体健康和环境有害，因此尤其是儿童使用的制品应避免使用该类试剂。
随着科学技术的发展，人们对发泡材料的成型技术提出了更高的要求，如环境友好性要求，不使用有可能对聚合物基体或环境造成污染的发泡剂和添加剂，成型工艺可以适用于大多数的聚合物材料，微观结构的可控及能够实现连续生产等。目前微发泡成型技术用于不同类型的聚合物已经有相当多的文献报道，可以在聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚砜等均可以采用二氧化碳制备无定型聚合物发泡材料。
发泡聚合物一般用作传统的包装充填物，其中聚苯乙烯泡沫塑料具有重量轻、抗冲击、耐老化等优点，但也存在不少缺点，例如强度低、容易断裂、回收困难，并对环境造成污染。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种超轻形聚合物弹性体发泡材料。
为了达到上述目的，本发明提供的超轻形聚合物弹性体发泡材料是由乙烯-乙酸乙烯脂共聚物或聚氨酯与微胶囊发泡剂及碳酸钙以100∶0.1—4∶8—15重量比组成的混合物经螺杆挤出机挤压而制成。
所述的微胶囊发泡剂选自丙烯酸酯共聚物型微胶囊发泡剂和4,4氧代双苯磺酰肼型微胶囊发泡剂中的至少一种，直径范围为10-50μm，密度范围为1.05-1.20g/cc，发泡温度为90-220℃，发泡倍率为20-100倍。
所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
本发明提供的超轻形聚合物弹性体发泡材料的形状特征为橄榄球形或者“爆米花”形的颗粒，优点是发泡倍率超过30—50倍，为超轻型泡沫颗粒，具有弹性高、抗冲击强、节约材料、环保性友好等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明提供的超轻形聚合物弹性体发泡材料进行详细说明。
实施例1：
将乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)100克、丙烯酸酯共聚物型微胶囊发泡剂0.3克(型号CELLCOM-CAP/170K，上海佑弘橡塑有限公司提供，其是由丙烯酸酯共聚物材料的外壳和包覆在外壳内的液化碳氢化合物(发泡剂)而构成)、碳酸钙10克混合后放入双螺杆挤出机中，各段温度控制在75℃—85℃，辅机为水下切粒装置，温度控制在室温，由此制成超轻形聚合物弹性体发泡材料。由于该发泡材料的形状为椭圆形或者橄榄球形状，故称其为“爆米花”形。
实施例2、
将乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)100克、4,4氧代双苯磺酰肼型微胶囊发泡剂1.0克(型号150D，深圳市英荃化工有限公司提供)、碳酸钙8克混合后放入双螺杆挤出机中，各段温度控制在75℃—85℃，辅机为水下切粒装置，温度控制在室温，由此制成超轻形聚合物弹性体发泡材料。
实施例3
将乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)100克、丙烯酸酯共聚物型微胶囊发泡剂1.5克(型号CELLCOM-CAP/170K，上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸钙15克混合后放入双螺杆挤出机中，各段温度控制在75℃—85℃，辅机为水下切粒装置，温度控制在室温，由此制成超轻形聚合物弹性体发泡材料。
实施例4
将乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)100克、4,4氧代双苯磺酰肼型微胶囊发泡剂3.0克(型号150D、深圳市英荃化工有限公司提供)、碳酸钙15克混合后放入单螺杆挤出机中，各段温度控制在75℃—85℃，辅机为风冷切粒装置，温度控制在室温，由此制成超轻形聚合物弹性体发泡材料。
实施例5
将乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)100克、4,4氧代双苯磺酰肼型混合丙烯酸酯共聚物型微胶囊发泡剂，混合比例1：1，共计4.0克(型号分别150D和CELLCOM-CAP/170K，分别由深圳市英荃化工有限公司和上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸钙8克混合后放入双螺杆挤出机中，各段温度控制在75℃—85℃，辅机为水下切粒装置，温度控制在室温，由此制成超轻形聚合物弹性体发泡材料。
实施例6
将聚氨酯(TPU)100克、丙烯酸酯共聚物型微胶囊发泡剂0.3克(型号CELLCOM-CAP/170K，上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸钙10克混合后放入双螺杆挤出机中，各段温度控制在75℃—85℃，辅机为风冷切粒装置，温度控制在室温，由此制成超轻形聚合物弹性体发泡材料。
实施例7
将聚氨酯(TPU)100克、4,4氧代双苯磺酰肼型微胶囊发泡剂1.3克(型号161D、深圳市英荃化工有限公司提供)、碳酸钙12克混合后放入单螺杆挤出机中，各段温度控制在75℃—85℃，辅机为风冷切粒装置，温度控制在室温，由此制成超轻形聚合物弹性体发泡材料。
实施例8
将聚氨酯(TPU)100克、丙烯酸酯共聚物型微胶囊发泡剂3.0克(型号CELLCOM-CAP/170K，上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸钙15克混合后放入双螺杆挤出机中，各段温度控制在75℃—85℃，辅机为风冷切粒装置，温度控制在室温，由此制成超轻形聚合物弹性体发泡材料。
实施例9
将聚氨酯(TPU)100克、4,4氧代双苯磺酰肼型混合丙烯酸酯共聚物型微胶囊发泡剂，混合比例1：1，共计4.0克(型号分别150D和CELLCOM-CAP/170K，分别由深圳市英荃化工有限公司和上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸钙10克混合后放入单螺杆挤出机中，各段温度控制在75℃—85℃，辅机为水下切粒装置，温度控制在室温，由此制成超轻形聚合物弹性体发泡材料。
经检测，由上述实施例制备出的超轻形聚合物弹性体发泡材料发泡倍为30倍，并且具有很强的回弹性，回弹倍率95％。与聚苯乙烯发泡塑料相比较冲击强度提高了2—3倍，韧性提高了5倍，疲劳寿命提高了5倍，并具有良好的热稳定性等。这些良好的力学性能使得该发泡材料在航空航天、食品包装、汽车航空零件、吸附剂及催化剂载体等领域有着广泛应用。

Claims (3)

1.一种超轻形聚合物弹性体发泡材料，其特征在于：其是由乙烯-乙酸乙烯脂共聚物或聚氨酯与微胶囊发泡剂及碳酸钙以100∶0.1—4∶8—15重量比组成的混合物经螺杆挤出机挤压而制成。
2.根据权利要求1所述的超轻形聚合物弹性体发泡材料，其特征在于：所述的微胶囊发泡剂选自丙烯酸酯共聚物型微胶囊发泡剂和4,4氧代双苯磺酰肼型微胶囊发泡剂中的至少一种，直径范围为10-50μm，密度范围为1.05-1.20g/cc，发泡温度为90-220℃，发泡倍率为20-100倍。
3.根据权利要求1所述的超轻形聚合物弹性体发泡材料，其特征在于：所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
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