CN107189189B - 一种高光钡和滑石粉共混改性eva发泡材料及其制备 - Google Patents

一种高光钡和滑石粉共混改性eva发泡材料及其制备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料及其制备，将如下以重量计算的EVA：70‑100Phr、高光钡15‑30Phr、滑石粉15‑30Phr、发泡剂4.0‑10.0Phr、氧化锌2.0～4.0Phr、硬脂酸1.0～1.5Phr、过氧化物交联剂0.6‑1.0Phr、颜料0.6‑1.0Phr；通过称料、密炼、开炼、出片、硫化发泡、冷却成型、加工的工艺流程制备成高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料，通过高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡，具有非常好的分散性、导热性、润滑性，在密炼和开练工艺上的混炼效果以及可操作性更佳，物理性能更佳，有效细化EVA发泡材料的表面密度，此外在硬度不变的前提下发泡体积增加了20％以上，成本有效降低，又解决了EVA发泡常见的由于模具发泡过程中传热不均造成的松孔夹层问题。此外，制备工艺简单，工业化程度高。

Description

一种高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料及其制备
技术领域
本发明涉及发泡材料领域，尤其涉及一种高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料及其制备。
背景技术
发泡材料，是指能在物质内部气化产生气泡使之成为多孔物质的发泡的物质，如制造泡沫塑料、泡沫橡胶、泡沫树脂等。发泡材料因材料内部由气体填充，具有质轻、弹性好，密度柔软等优势被广泛应用于各行业各业，特别是包装材料。
EVA发泡材料广泛应用于鞋材、包装材料、玩具材料等领域，是如今比较成熟而且常见的材料。在EVA发泡的体系中，需加入填充材料来改性，一般是选择碳酸钙填充。但是碳酸钙的填充制备成的EVA发泡材料存在松孔夹层问题，其表面密度不够细密，光滑性能欠佳，应用受限。
如何对EVA发泡材料进行改性以增加发泡的表面细密程度和光滑性，以解决EVA发泡厚模所遇到的松孔夹层问题值得研究。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种在保证基本的物理性能的同时，有效避免松孔夹层现象发生，提高材料表面的光滑度，使发泡材料表面气孔更小，气孔分布更均匀，并在同等硬度的前提下发泡体积得到有效增加以降低用料成本的高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料及其制备。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：一种高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料，包括如下以重量计算的制备原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 70-100Phr、高光钡15-30Phr、滑石粉15-30Phr、发泡剂4.0-10.0Phr、氧化锌2.0～4.0Phr、硬脂酸1.0～1.5Phr、过氧化物交联剂0.6-1.0Phr、颜料0.6-1.0Phr。
各种原料的用量必须严格按比例严格控制配合：
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA为燕山石化生产的牌号为18J3，醋酸含量为18％。EVA的合适添加可以提高产品的耐寒性、耐热性、耐磨性和耐化学性。
更为优选的，所述高光钡为亚微米级超细硫酸钡，目数为3000目以上，经化学提纯、超细加工而成的超细粉体；为无色斜方晶系结构，白色粉末，比重4.50(15℃)，熔点1580℃，化学性质相当稳定，具有阻隔和吸收高能射线能力，具有良好的粒度分布和分散性。
在一些实施方式中，所述滑石粉硅含量超过46％，目数超过1500目，其主要成分是滑石含水的硅酸镁，分子式为Mg3[Si4O10](OH)2。滑石粉，用于橡胶、塑料、油漆、等化工行业作为强化改质填充剂；其特点是增加产品形状的稳定，增加张力强度，剪切强度，绕曲强度，压力强度，降低变形，伸张率，热膨胀系数，白度高、粒度均匀分散性强等特点。
在一些实施方式中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，其作用在于调节产品的密度和硬度。
氧化锌为助发泡剂，用于调节发泡速度，与发泡剂的量配合进行调节，过低则发泡剂发气量太小会造成发泡剂量的浪费、发泡速度减慢、硫化发泡时间延长、能耗增加的弊端，过多则发泡太快造成闭孔率下降，产品回弹性差的问题。
硬脂酸用作助发泡和润滑剂，调节发泡速度与操作过程中防粘作用，太少发泡稍变慢，物料在操作中稍粘设备，太多则发泡稍变快，混炼时打滑升温慢，开炼过程在开炼机上易脱辊。
所述过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯中的一种，过氧化物交联剂，合适的添加可以调节材料交联密度；过少添加则会造成硫化发泡过程中交联密度低，从而熔体强度低以至包不住气体而形成连续孔结构或无法发泡；过多的添加则会造成硫化发泡过程中交联密度太高造成熔体强度太高而发泡倍率小或无法发泡。
本发明还公开了上述高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料的制备，包括如下步骤：
(1)称料：将所需原料按配方的配比，用电子天平准确称取，误差在1g以下；
(2)密炼：将称取好的除发泡剂和过氧化物交联剂外的原料倒入密炼机，未压入重锤的情况下搅拌均匀后再进行混炼处理，待各原料混合均匀后，加入发泡剂和过氧化物交联剂，充分搅拌，其中密炼机内冷却水温控制为70℃以下，压缩空气压力为0.7-0.9MPa、料温为105-115℃时排出物料；
(3)开炼：将密炼机排出的物料送入开炼机进行开炼，前辊温度为80-90℃，后辊温度为70-80℃，辊距为0.3-0.7mm，补炼3-5遍；
(4)出片：将开炼后的物料送入出片机进行加工，得到料片后冷却，冷却水温≤35℃；
(5)硫化发泡：将出片后的料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.85-0.90MPa；
(6)修边冷却：将硫化好的片材剪修边条后，静置冷却48小时后，成型后切割、冲裁、印刷，得到所需发泡材料。
更为优选的，步骤(6)中硫化发泡的模具规格为680mm*1750mm*25mm。
更进一步的，步骤(6)中硫化时间为40min。
有益效果：本发明提供的一种高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料及其制备，将如下以重量计算的：乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 70-100Phr、高光钡15-30Phr、滑石粉15-30Phr、发泡剂4.0-10.0Phr、氧化锌2.0～4.0Phr、硬脂酸1.0～1.5Phr、过氧化物交联剂0.6-1.0Phr、颜料0.6-1.0Phr；通过称料、密炼、开炼、出片、硫化发泡、冷却成型、加工的工艺流程制备成高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料，通过高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡，具有非常好的分散性、导热性、润滑性，在密炼和开练工艺上的混炼效果以及可操作性更佳，物理性能更佳，有效细化EVA发泡材料的表面密度，此外在硬度不变的前提下发泡体积增加了20％以上，成本有效降低，又解决了EVA发泡常见的由于模具发泡过程中传热不均造成的松孔夹层问题。此外，制备工艺简单，工业化程度高。
附图说明
图1为本发明对比例2制备的发泡材料成品所拍摄外观示意图；
图2为本发明实施例2制备的发泡材料成品所拍摄外观示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料，包括如下以重量计算的制备原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA70Phr、高光钡20Phr、滑石粉30Phr、发泡剂5.0Phr、氧化锌2.0Phr、硬脂酸1.0Phr、过氧化物交联剂0.65Phr、颜料1.0Phr。
所述EVA为燕山石化生产的牌号为18J3，醋酸含量为18％。所述高光钡为亚微米级超细硫酸钡，目数为3000目以上；所述所述滑石粉硅含量超过46％，目数超过1500目；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯。
上述一种高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料的制备，包括如下步骤：
(1)称料：将所需原料按配方的配比，用电子天平准确称取，误差在1g以下；
(2)密炼：将称取好的除发泡剂和过氧化物交联剂外的原料倒入密炼机，未压入重锤的情况下搅拌均匀后再进行混炼处理，待各原料混合均匀后，加入发泡剂和过氧化物交联剂，充分搅拌，其中密炼机内冷却水温控制为70℃以下，压缩空气压力为0.7-0.9MPa、料温为105-115℃时排出物料；
(3)开炼：将密炼机排出的物料送入开炼机进行开炼，前辊温度为80-90℃，后辊温度为70-80℃，辊距为0.3-0.7mm，补炼3-5遍；
(4)出片：将开炼后的物料送入出片机进行加工，得到料片后冷却，冷却水温≤35℃；
(5)硫化发泡：将出片后的料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.85-0.90MPa；其中硫化发泡的模具规格为680mm*1750mm*25mm，硫化时间为40min；
(6)修边冷却：将硫化好的片材剪修边条后，静置冷却48小时后，成型后切割、冲裁、印刷，得到所需发泡材料。
实施例2-3：
具体制备原料配比如表1所示，其余与实施例1相同。
表1实施例2-3制备原料配方单位Phr
原料 EVA 滑石粉 高光钡 发泡剂 DCP 硬脂酸 氧化锌 颜料
实施例2 80 25 25 6.0 0.7 1.2 3.0 2.0
实施例3 90 20 30 7.0 0.8 1.5 4.0 3.0
备注：其中DCP为过氧化物交联剂。
另设对比例1-3：
对比例1其余配比以及制备方法同实施例1相同，将30Phr滑石粉和20Phr高光钡用50Phr1500目钙粉替代。
对比例2其余配比以及制备方法同实施例2相同，将25Phr滑石粉和25Phr高光钡用50Phr1500目钙粉替代。
对比例3其余配比以及制备方法同实施例3相同，将20Phr滑石粉和30Phr高光钡用50Phr1500目钙粉替代。
经三组实施例与对比例的成品进行对比和测试，结果如下：
a)实施例较对比例的发泡材料具有表面光滑性更好，气孔更小且分布更均匀。
b)实施例较对比例的发泡材料发泡体积增加至少20％。
c)如图1所示，对比例2拍摄的成品照片可看出存在松孔夹层现象，发泡材料表面气孔较大，而对比如图2所示，实施例2拍摄的成品照片无松孔夹层现象，发泡材料表面气孔更小。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料，其特征在于包括如下以重量计算的制备原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 70-100Phr、高光钡15-30Phr、滑石粉15-30Phr、发泡剂4.0-10.0Phr、氧化锌2.0~4.0Phr、硬脂酸1.0~1.5Phr、过氧化物交联剂0.6-1.0Phr、颜料0.6-1.0Phr；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA为燕山石化生产的牌号为18J3，醋酸含量为18%；所述高光钡为亚微米级超细硫酸钡，目数为3000目以上；所述滑石粉硅含量超过46%，目数超过1500目；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯中的一种。
2.如权利要求1所述的高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料的制备，其特征在于包括如下步骤：
（1）称料：将所需原料按配方的配比，用电子天平准确称取，误差在1g以下；
（2）密炼：将称取好的除发泡剂和过氧化物交联剂外的原料倒入密炼机，未压入重锤的情况下搅拌均匀后再进行混炼处理，待各原料混合均匀后，加入发泡剂和过氧化物交联剂，充分搅拌，其中密炼机内冷却水温控制为70℃以下，压缩空气压力为0.7-0.9MPa、料温为105-115℃时排出物料；
（3）开炼：将密炼机排出的物料送入开炼机进行开炼，前辊温度为80-90℃，后辊温度为70-80℃，辊距为0.3-0.7mm，补炼3-5遍；
（4）出片：将开炼后的物料送入出片机进行加工，得到料片后冷却，冷却水温≤35℃；
（5）硫化发泡：将出片后的料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.85-0.90MPa；
（6）修边冷却：将硫化好的片材剪修边条后，静置冷却48小时后，成型后切割、冲裁、印刷，得到所需发泡材料。
3.根据权利要求2所述的高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料的制备，其特征在于步骤（5）中硫化发泡的模具规格为680mm*1750mm*25mm。
4.根据权利要求2所述的高光钡和滑石粉共混改性EVA发泡材料的制备，其特征在于步骤（5）中硫化时间为40min。
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