CN104830007A - 一种高阻尼发泡材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于有机高分子化合物技术领域，特别涉及一种高阻尼发泡材料及其制备方法，所述高阻尼发泡材料由原料EVA、聚降冰片烯橡胶、丁基橡胶、填充油、发泡剂、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、无机填料经过密炼、开炼、造粒制得橡塑粒子，再经一次注射成型得到；所述高阻尼发泡材料具有高阻尼、低回弹、生产成本低等特点，并且具有优良的抗拉强度和抗撕强度，可应用于汽车保险杠、各类缓振片、鞋底材料等方面的应用，特别适合作为跑鞋中底，可以吸收来自地面的反作用力，很好地保护足部免受伤害。

Description

一种高阻尼发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明属于有机高分子化合物技术领域，特别涉及一种高阻尼发泡材料及其制备方法。

背景技术

随着高新技术的发展，对阻尼材料的要求愈来愈高。无论是传统的军工、机械领域，还是宇航工业、家电、建筑领域，阻尼材料作为一类特殊功能材料，将向着高性能、宽温域、智能化、精细化的方向发展。降冰片烯的开环聚合物在上世纪80年代已有工业化产品，也是最早被发现的具有形状记忆功能的聚合物，玻璃化转变温度介于橡胶与塑料之间，突出性能就是高减振阻尼性，样品在很短的时间内就能恢复原来的形状。

避振系统是运动鞋中非常重要的一部分，运动时，人体会不停地承受很大重力，脚落地时，还会产生相当大的冲击力，会对人体的不同部位造成不同程度的慢性疲劳性损伤、运动伤害。鞋底在具有一定的减振性能情况下，人在运动过程中受到的冲击不会直接反作用于人体，而是将部分能量吸收，在运动进行到登伸阶段时，鞋底会因形变的恢复而将能量再度归还给穿着者，给穿着者以跑或跳的动力。

发明内容

为了克服现有专利技术的缺陷，本发明提供一种高阻尼发泡材料及其制备方法，所述高阻尼发泡材料采用减振阻尼性能优异的聚降冰片烯橡胶与结晶性聚合物EVA进行共混发泡得到，具有高阻尼、低回弹、机械性能好、生产成本低等特点，可应用于汽车保险杠、各类缓振片、鞋底材料等方面的应用，特别适合作为跑鞋中底，可以吸收来自地面的反作用力，很好地保护足部免受伤害。

为实现上述目的，本发明采取的解决方案为：

一种高阻尼发泡材料，由以下原料组成制得： EVA、聚降冰片烯橡胶、丁基橡胶、填充油、发泡剂、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、快熟剂、无机填料。

进一步的是，各原料的重量份如下：

EVA                                30 份

聚降冰片烯橡胶                     35 - 50 份

丁基橡胶                           8 - 12 份

填充油                             8 - 15 份

发泡剂                             2 - 4 份

交联剂                             2 - 3 份

纳米氧化锌                         2 - 3 份

硬脂酸锌                           1 - 2 份

硬脂酸                             1 - 2 份

快熟剂                             1 - 2  份

无机填料                           15 - 22份。

进一步优选的，各组分按下列重量份配置:

EVA                                30 份

聚降冰片烯橡胶                     45 份

丁基橡胶                           10 份

填充油                             10 份

发泡剂                             2.2 份

交联剂                             1.8 份

纳米氧化锌                         2.0 份

硬脂酸锌                           1.5 份

硬脂酸                             1.8 份

快熟剂                             1 份

无机填料                           18份。

进一步的是：聚降冰片烯橡胶是分子量在200万-500万道尔顿的聚降冰片烯橡胶。

进一步的是：发泡剂是AC发泡剂或者OBSH发泡剂。

进一步的是：交联剂是DCP或者BIBP。

进一步的是：快熟剂至少包括TAIC、TMPTMA或顺丁橡胶中的一种。

进一步的是：无机填料至少包括白炭黑、碳酸钙或滑石粉中的一种。

一种制备前述高阻尼发泡材料的制备方法，包括步骤：

步骤1：制备橡塑粒子，所述橡塑粒子由以下原料制得：EVA、聚降冰片烯橡胶、丁基橡胶、填充油、发泡剂、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、快熟剂、无机填料; 先将除了交联剂、快熟剂以及发泡剂之外的其他原料混合进行密炼，密炼温度控制为 98-105℃，保持 5-6min，然后加入交联剂、快熟剂以及发泡剂，继续密炼升温，出料温度为110-115℃，密炼结束后进行开炼、造粒，得到橡塑粒子；

步骤2：将橡塑粒子放入一次注射机台的料斗，经一次注射成型，控制温度在170-175度，得到高阻尼发泡材料。

通过采用前述技术方案，本发明的高阻尼发泡材料具有如下进步特点：

1. 本发明的高阻尼发泡材料，最大损耗因子可以达到0.9,优于丁基橡胶、氯丁橡胶等阻尼橡胶，保持了突出的缓振性能，还具有抓地力好、机械性能好、密度低等特点。

2. 本发明的高阻尼发泡材料，使用具有表面多孔性、极强吸附力的聚降冰片烯橡胶，与碳氢化合物具有高度亲和性，可吸收大量的填充油而不影响其他物性，提高了加工操作性能，并降低生产成本。

具体实施方式

现结合具体实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

本实施例中， 高阻尼发泡材料由以下组分按重量份组成：

EVA  PA470                         20份

EVA  5110J                         10 份

聚降冰片烯橡胶                     45 份

丁基橡胶                           10 份

白矿油                             10 份

发泡剂Ac                           2.2 份

交联剂BIBP                         1.8 份

纳米氧化锌                         2 份

硬脂酸锌                           1.5 份

硬脂酸                             1.8 份

快熟剂TAIC                         1 份

滑石粉                             18 份;

先将除了交联剂、快熟剂以及发泡剂之外的其他原料混合进行密炼，密炼温度控制为101℃，保持 6min，然后加入交联剂、快熟剂以及发泡剂，继续密炼升温，出料温度为115℃，密炼结束后进行开炼、造粒，得到橡塑粒子；将橡塑粒子放入一次注射机台的料斗，经一次注射成型，控制温度在175度，得到高阻尼发泡材料。

上述制备得到的高阻尼发泡材料，密度0.51 g/cm³、硬度C 46、回弹率14%、永久压缩歪度30%、尺寸收缩1.2%、撕裂强度5.8N/mm、拉伸强度2.9MPa、最大损耗因子0.92。

实施例2：

本实施例中，一种高阻尼发泡材料的制备方法与实施例1中的制备方法相同，所不同的是：

EVA 5110J 30份、聚降冰片烯橡胶35份、白矿油8份、硬脂酸1份、硬脂酸锌1份、滑石粉15份。

上述制备得到的高阻尼发泡材料，密度0.49 g/cm³、硬度C 44、回弹率30%、永久压缩歪度18%、尺寸收缩0.9%、撕裂强度6.1N/mm、拉伸强度3.1MPa、最大损耗因子0.76。

实施例3：

本实施例中，一种高阻尼发泡材料的制备方法与实施例1中的制备方法相同，所不同的是：

EVA PA470 30份、聚降冰片烯橡胶50份、丁基橡胶8份、滑石粉20份；成型温度控制在175度。

上述制备得到的高阻尼发泡材料，密度0.56 g/cm³、硬度C 42、回弹率11%、永久压缩歪度33%、尺寸收缩1.8%、撕裂强度4.3N/mm、拉伸强度2.2MPa、最大损耗因子0.95。

实施例4：

本实施例中，一种高阻尼发泡材料的制备方法与实施例1中的制备方法相同，所不同的是：

EVA 14J4 30份、聚降冰片烯橡胶40份、丁基橡胶12份、白矿油15份、硬脂酸2份、硬脂酸锌2份、纳米碳酸钙22份。

上述制备得到的高阻尼发泡材料，密度0.59 g/cm³、硬度C 50、回弹率21%、永久压缩歪度22%、尺寸收缩2.1%、撕裂强度4.6N/mm、拉伸强度2.2MPa、最大损耗因子0.79。

将上述实施例1 ～ 4 的数据整理后，得到如下表1（注：硬度采用GS-701N硬度计测试，回弹率测试采用GT-7042-RE型冲击弹性试验机，永久压缩歪度按照HG/T 2876-2009测试，尺寸收缩按照ISO 20873：2001测试，撕裂强度按照GB/T 529-2008测试直角形试片，拉伸强度按照GB/T 528-2009测试，最大损耗因子测试采用RSA G2固体分析仪测试）： 

实施例	1	2	3	4
					密度 (g/cm3)	0.51	0.49	0.56	0.59
硬度C	46	44	42	50
					回弹率(%)	14	30	11	21
永久压缩歪度(%)	30	18	33	22
					尺寸收缩(%)	1.2	0.9	1.8	2.1
撕裂强度(N/mm)	5.8	6.1	4.3	4.6
					拉伸强度(MPa)	2.9	3.1	2.2	2.2
最大损耗因子	0.92	0.76	0.95	0.79

表1：实施例1～4制备的高阻尼发泡材料的性能参数对照表

综上所述，按照本发明的高阻尼发泡材料的制备方法，能够制得具有高阻尼、低回弹、尺寸稳定性好、生产成本低、优良抗拉强度和抗撕强度的高阻尼发泡材料，可应用于汽车保险杠、各类缓振片、鞋底材料等方面的应用，特别适合作为慢跑鞋的中底，可以吸收来自地面的反作用力，很好地保护足部免受伤害，而且制备工艺简单，易实现，适合批量化生产。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (6)

1.一种高阻尼发泡材料，其特征在于，由以下原料组成制得：EVA、聚降冰片烯橡胶、丁基橡胶、填充油、发泡剂、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、快熟剂、无机填料。

2.根据权利要求1所述的高阻尼发泡材料，其特征在于，各原料的重量份如下：

EVA                                30 份

聚降冰片烯橡胶                     35 - 50 份

丁基橡胶                           8 - 12 份

填充油                             8 - 15 份

发泡剂                             2 - 4 份

交联剂                             2 - 3 份

纳米氧化锌                         2 - 3 份

硬脂酸锌                           1 - 2 份

硬脂酸                             1 - 2 份

快熟剂                             1 - 2  份

无机填料                           15 - 22份。

3. 根据权利要求1或2所述的高阻尼发泡材料，其特征在于：由以下组分按下列重量份原料制备而成:

EVA                                30份

聚降冰片烯橡胶                     45份

丁基橡胶                           10份

填充油                             10份

发泡剂                             2.2份

交联剂                             1.8份

纳米氧化锌                         2.0份

硬脂酸锌                           1.5份

硬脂酸                             1.8份

快熟剂                             1 份

无机填料                           18份。

4. 根据权利要求1或2所述的高阻尼发泡材料，其特征在于：聚降冰片烯橡胶是分子量在200万-500万道尔顿的聚降冰片烯橡胶。

5. 根据权利要求1或2所述的高阻尼发泡材料，其特征在于：发泡剂是AC发泡剂或者OBSH发泡剂；交联剂是DCP或者BIBP；快熟剂至少包括TAIC、TMPTMA或顺丁橡胶中的一种。

6. 一种制备权利要求1-5任一所述高阻尼发泡材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：制备橡塑粒子，所述橡塑粒子由以下原料制得：EVA、聚降冰片烯橡胶、丁基橡胶、填充油、发泡剂、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、快熟剂、无机填料; 先将除了交联剂、快熟剂以及发泡剂之外的其他原料混合进行密炼，密炼温度控制为 98-105℃，保持 5-6min，然后加入交联剂、快熟剂以及发泡剂，继续密炼升温，出料温度为110-115℃，密炼结束后进行开炼、造粒，得到橡塑粒子；

步骤2：将橡塑粒子放入一次注射机台的料斗，经一次注射成型，控制温度在170-175度，得到高阻尼发泡材料。