CN105924761B - 一种植物纤维粉体改性eva复合发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料及其制备方法。该方法包括如下步骤：1)利用硅烷偶联剂对植物纤维粉体进行改性，得到改性植物纤维粉体；所述硅烷偶联剂的用量为所述植物纤维粉体质量的0.1％～1.5％；所述植物纤维粉体为大麻、竹粉或汉麻秆芯粉中至少一种；2)将乙烯‑乙酸乙烯共聚物和所述改性植物纤维粉体混合后进行混炼；3)向所述混炼的体系中加入发泡剂、交联剂和发泡助剂，继续进行混炼；4)将步骤3)中混炼后的物料压制成薄片；5)向发泡机的模具上喷涂脱模剂，将薄片加入至所述模具中进行模压发泡，即得。本发明一方面增加了发泡体弹性和耐压缩，还赋予了吸湿快干和抗菌除臭的新功能，并且在密度上也得到很大的降低。

Description

一种植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料及其制备方法。
背景技术
射出高分子聚合物是将高分子聚合物等原材料塑炼造粒高温熔融后，通过管道射出到模具，继而在模外发泡直接得到的产品。一般运动鞋的鞋底是由发泡中底和耐磨橡胶大底组成，由于高分子聚合物具有很好的可塑性、弹性、可加工性，发泡后材料密度小、力学性能好、易着色等优点。目前绝大多数运动鞋的中底或鞋垫采用EVA发泡材料，长时间穿着后容易变形，不易回复，并且产生臭味令人不悦。
一般射出EVA产品存在收缩和压缩变形严重等缺点，对后续的生产和使用有很大的障碍和局限，因此，需要提供一种新的改性高分子聚合物发泡体来解决上述一般射出EVA无法克服的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料及其制备方法，所述改性EVA复合发泡材料具有高回弹性、卫生舒适性等特点，可用于制备鞋垫。
本发明首先提供了植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
1)利用硅烷偶联剂对植物纤维粉体进行改性，得到改性植物纤维粉体；
所述硅烷偶联剂的用量为所述植物纤维粉体质量的0.1％～1.5％；
所述植物纤维粉体为大麻、竹粉和汉麻秆芯粉中至少一种；
所述植物纤维粉体的粒径为1～100μm；
2)将乙烯-乙酸乙烯共聚物和所述改性植物纤维粉体混合后进行混炼；
3)向所述混炼的体系中加入发泡剂、交联剂和发泡助剂，继续进行混炼；
4)将步骤2)中所述混炼后的物料压制成薄片；
5)向发泡机的模具上喷涂脱模剂，将所述薄片加入至所述模具中进行模压发泡，即得到所述改性EVA复合发泡材料。
上述的制备方法中，所述硅烷偶联剂可为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅烷、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷和γ-氨丙基-三甲氧基硅烷中至少一种；
所述硅烷偶联剂的用量可为所述植物纤维粉体质量的1％。
所述乙烯-乙酸乙烯共聚物的数均分子量为400～4000，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中，乙酸乙烯的质量百分含量可为16％～26％，具体可为EVA7350、EVA7470或EVA5110。
上述的制备方法中，所述发泡剂可为偶氮二甲酰胺，如AC-3000H或AC-6000H；
所述交联剂可为过氧化二异丙苯；
所述发泡助剂可为ZnO；
所述脱模剂可为硬脂酸。
上述的制备方法中，所述乙烯-乙酸乙烯共聚物、所述改性植物纤维粉体、所述发泡剂、所述发泡助剂、所述交联剂与所述脱模剂的质量比可为100：30～50：4～8：1.5～3：0.5～1：0.5～1，具体可为100：30：5：2.5：0.65：0.5、100：40：5：2.5：0.65：0.5或100：50：5：2.5：0.65：0.5。
上述的制备方法中，步骤2)中，所述混炼在密炼机中进行，加入所述乙烯-乙酸乙烯共聚物和所述改性植物纤维粉体之前，将所述密炼机的内腔加入至75℃～85℃，如80℃。
上述的制备方法中，步骤2)中所述混炼包括如下步骤：于95℃的条件下进行第一次除尘翻料，于100℃的条件下进行第二次除尘翻料，于105℃的条件下进行第三次除尘翻料；
步骤2)中所述混炼的时间可为10～15min，如15min；
步骤3)中所述混炼的时间可为2.5～5.5min，如3min。
上述的制备方法中，步骤4)中，所述薄片的厚度可为1～2mm，如1.5mm；
步骤5)中，喷涂所述脱模剂之前，将所述发泡机的模具加热至155℃～165℃，如160℃；
所述模压发泡的温度可为155℃～165℃，如160℃，所述模压发泡的时间可为600s～700s，如650s，所述模压发泡的压力可为10～15Mpa，如15Mpa。
本发明还进一步提供了由上述方法制备的植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料。
本发明植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料具有高回弹性和抗撕裂性能，能够用于制备鞋垫。
与现有EVA发泡材料相比，本发明植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料既具有传统EVA发泡材料的优秀性能特点，又克服因泡孔不均匀带来的如易撕裂等力学性能的缺点，极大的改善了材料的微观泡孔均匀性，增加了EVA发泡材料的应用领域，采用模压工艺，制备简单，而且植物纤维的加入部分替代了高分子材料，更加具有环保意义。本发明一方面增加了发泡体弹性和耐压缩，还赋予了吸湿快干和抗菌除臭的新功能，并且在密度上也得到很大的降低。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、模压发泡法制备植物纤维粉体改性EVA复合材料
1)喷淋乙烯基三乙氧基硅烷对汉麻秆芯粉(粒径为10～100μm)进行预处理，偶联剂的用量为汉麻秆芯粉质量的1％，储存、烘干制成均匀的预处理汉麻秆芯粉。
2)将密炼机内腔温度加热到80℃；将EVA7350(其中，VA的质量百分含量为30％)与预处理汉麻杆芯粉(粒径为500目)按表1中所示的比例同时加入到密炼机中混炼，汉麻杆芯和EVA7350混炼至95℃第一次除尘，100℃第二次除尘翻料，105℃第三次除尘，密炼15min，将发泡剂(ADC，偶氮二甲酰胺)、交联剂(DCP，过氧化二异丙苯)、发泡助剂(ZnO)充分混合，加入密炼机中，第四次除尘翻料，混炼时间为3min，转速30rpm。
2)将1)中混炼完毕好的混合物加入五辊开炼机中，压制成厚度为1.5mm的薄片，室温下冷却，裁片。
3)发泡机内置的模具温度加热到160℃，然后均匀地喷涂上脱模剂(STE，硬脂酸)，将2)中压制好的混合物加入到模具中，进行模压发泡。模压温度为160℃，模压时间为650s，压力为15Mpa。发泡完毕，卸压跳模，对发泡材料进行剪裁。
实施例2、模压发泡法制备植物纤维粉体改性EVA复合材料
制备方法与实施例1中相同，各原料的投料量见表1。
实施例3、模压发泡法制备植物纤维粉体改性EVA复合材料
制备方法与实施例1中相同，各原料的投料量见表1。
表1实施例1-3中各原料的质量份数
实施例1-实施例3制备的植物纤维粉体改性EVA复合材料的力学性能如表2中所示，表2中各指标的测定方法如下：
拉伸强度：参照GB/T 10654-2001，标线距离为50mm；
拉断伸长率：参照GB/T 10654-2001，标线距离为50mm；
回弹性：GB/T 10652-2001；
直角形撕裂强度：参照GB/T 10808-2006，测试速度为50mm/min；
抗菌性能：参照QB/T 2881-2013附录A及附录B，至少两种菌种合格；
饱和吸水率：F.5.1
吸湿快干率：F.5.1，自然蒸发时间为4h。
表2实施例1-3制备的植物纤维改性EVA复合发泡材料的理化性能
根据表2中的数据可以得知，本发明植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料具有高回弹、耐压缩、吸湿快干和抗菌除臭的功能，适用于制备各种竞技类和休闲类的鞋垫，具有重要的应用价值。

Claims (5)

1.一种植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
1）利用硅烷偶联剂对植物纤维粉体进行改性，得到改性植物纤维粉体；
所述硅烷偶联剂的用量为所述植物纤维粉体质量的0.1%~1.5%；
所述植物纤维粉体为大麻、竹粉和汉麻秆芯粉中至少一种；
所述植物纤维粉体的粒径为1~100μm；
2）将乙烯-乙酸乙烯共聚物和所述改性植物纤维粉体混合后进行混炼；
所述乙烯-乙酸乙烯共聚物中，乙酸乙烯的质量百分含量为16%~26%；
所述混炼在密炼机中进行，加入所述乙烯-乙酸乙烯共聚物和所述植物纤维粉体之前，将所述密炼机的内腔加入至75℃~85℃；
所述混炼包括如下步骤：于95℃的条件下进行第一次除尘翻料，于100℃的条件下进行第二次除尘翻料，于105℃的条件下进行第三次除尘翻料；
步骤2）中所述混炼的时间为10~15min；
3）向所述混炼的体系中加入发泡剂、交联剂和发泡助剂，继续进行混炼；
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；
所述交联剂为过氧化二异丙苯；
所述发泡助剂为ZnO；
步骤3）中所述混炼的时间为2.5~5.5min；
4）将步骤3）中所述混炼后的物料压制成薄片；
5）向发泡机的模具上喷涂脱模剂，将所述薄片加入至所述模具中进行模压发泡，即得到所述改性EVA复合发泡材料；
所述脱模剂为硬脂酸；
所述乙烯-乙酸乙烯共聚物、所述改性植物纤维粉体、所述发泡剂、所述发泡助剂、所述交联剂与所述脱模剂的质量比为100：30~50：4~8：1.5~3：0.5~1：0.5~1。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅烷、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷和γ-氨丙基-三甲氧基硅烷中至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤4）中，所述薄片的厚度为1~2mm；
步骤5）中，喷涂所述脱模剂之前，将所述发泡机的模具加热至155℃~165℃；
所述模压发泡的温度为155℃~165℃，所述模压发泡的时间为600s~700s，所述模压发泡的压力为10~15 Mpa。
4.权利要求1-3中任一项所述方法制备的植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料。
5.权利要求4所述植物纤维粉体改性EVA复合发泡材料在制备鞋垫中的应用。
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