CN107383567A - 一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料及其制备方法 - Google Patents

一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料及其制备方法,如下成分及其质量百分比:乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物(EVA):45%~60%、乙烯‑辛烯共聚物(POE):5%~15%、聚烯烃类嵌段共聚物(OBCs):5%~15%、三元乙丙橡胶(EPDM):5%~15%、填充剂(RB510):5%~15%、石墨烯:0.1%~3%、偶联剂(KH580):0.5%~1.5%、润滑剂(ST):0.5%~1.5%、金属氧化物(ZnO):0.8%~1.5%、架桥剂(DCP):0.6%~1%、发泡剂(AC6000H):1.5%~3.5%,各原料经密炼机进行第二阶段密炼密炼、滚轮机混炼、造粒机造粒、发泡成型。本发明通过引入石墨烯,从而有效对复合材料的力学性能进行补强,使复合发泡材料达到轻质、耐磨、抗变形、耐撕裂。

Description

一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及高分子材料制造技术领域,具体涉及一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料及其制备方法。
背景技术
鞋底材料,广泛使用的有皮革、橡胶、聚氯乙烯以及聚氨酯、聚酯等天然材料或合成材料。其中,聚氨酯是一种介于橡胶和塑料之间的高分子聚合材料,其分子主链中含有较多氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的弹性聚合物,是典型的多嵌段共聚物材料。聚氨酯通常以聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂为原料进行加聚反应而制得,具有很高的强度和伸长率,从轻量化的观点出发,聚氨酯材料由于密度低、机械性能好等其它特性,在鞋底材料中得到了更广泛的应用。聚氨酯在机械性能、耐磨性、耐油性等方面是优越的,并且允许熔体模塑。但是对于聚氨酯鞋材来说,作为运动鞋等用途时其强度不充分。现有技术通常采用纤维来增强聚氨酯弹性体的强度,但往往存在纤维与聚氨酯弹性体界面之间的结合问题,导致其力学性能还有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料及其制备方法,通过在复合发泡材料中引入石墨烯,从而有效提高复合发泡材料的力学性能,使复合发泡材料具有轻质、柔软、高弹性、抗变形、耐撕裂等特性。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料,包括如下成分及其质量百分比:
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA):45%~60%;
乙烯-辛烯共聚物(POE) :5%~15%;
聚烯烃类嵌段共聚物(OBCs):5%~15%;
三元乙丙橡胶(EPDM):5%~15%;
填充剂:5%~15%;
石墨烯:0.1%~3%;
偶联剂:0.5%~1.5%;
润滑剂:0.5%~1.5%;
金属氧化物:0.8%~1.5%;
架桥剂:0.6%~1%;
发泡剂:1.5%~3.5%。
根据以上方案,所述填充剂为滑石粉RB510、偶联剂为硅烷偶联剂KH580、润滑剂为硬脂酸ST、金属氧化物为ZnO、架桥剂为二-(叔丁基过氧化异丙基)苯DCP、发泡剂为偶氮二甲酰胺AC6000H。
一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料的制备方法,包括如下步骤:
1)取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚烯烃类嵌段共聚物、三元乙丙橡胶、填充剂、石墨烯、偶联剂、润滑剂和金属氧化物混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼,翻料3-4次,密炼温度控制在105-108℃,时间为9-10min,再加入架桥剂和发泡剂,再次启动密炼机进行第二阶段密炼,翻料3-4次,密炼温度控制在115-120℃,时间为9-10min,即得到混合料;
2)将密炼好的混合料在滚轮机上进行混炼,先进行打厚,厚度为1.4-1.6cm;再进行打薄,厚度为2-3mm;最后进行打厚,厚度为1.4-1.6cm;
3)将混炼混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒,得到粒料 ;
4)将粒料经发泡,再经恒温箱定型,得到成品;或将粒料直接倒入模具进行一次发泡,再进行二次发泡并冷却得到成品。
根据以上方案,将粒料经注塑机注入模具中发泡,再经恒温箱定型,得到成品。
根据以上方案,将粒料直接倒入模具进行发泡,再经恒温箱定型,得到成品。
本发明的有益效果是:
本发明以聚合物EVA为主要材料、POE、OBCs、EPDM能增加材料弹性和柔软性;石墨烯能提高材料拉伸强度、撕裂、延伸率等力学性能;填料能稳定产品尺寸以及降低材料成本;偶联剂能改善复合材料的分散性;润滑剂能避免复合发泡材料在加工过程中粘在机械上;金属氧化物能降低发泡剂的发泡温度;架桥剂能起交联作用;发泡剂主能使材料进行发泡,表现出优异的抗冲击性能,而且撕裂强度高;总之,本发明产品能有效补强复合发泡材料的力学性能,使复合发泡材料具有轻质、柔软、高弹性、抗变形、耐撕裂等特性,适合于作为运动鞋、篮球鞋、足球鞋、跑鞋等的鞋底;且制备方法简单、操作简便。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行说明。
实施例1:
本发明提供一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料,包括如下成分及其质量:EVA:47.2g、POE:10g、OBCs:10g、EPDM:15g、填充剂(RB510):10g、石墨烯:2g、偶联剂(KH580):1g、润滑剂(ST):1g、金属氧化物(ZnO):1g、架桥剂(DCP) :0.8g、发泡剂(AC6000H):2g,其制备方法,包括如下步骤:
1)取EVA、POE、OBCs、EPDM、填充剂、石墨烯、偶联剂、润滑剂和金属氧化物混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼,翻料4次,密炼温度控制在106℃,时间为9min,再加入架桥剂和发泡剂,再次启动密炼机进行第二阶段密炼,翻料3次,密炼温度控制在118℃,时间为10min,即得到混合料;
2)将密炼好的混合料在滚轮机上进行混炼,先进行打厚,厚度为1.5cm;再进行打薄,厚度为2.5mm;最后进行打厚,厚度为1.5cm;
3)将混炼混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒,得到粒料 ;
4)将粒料经注塑机注入模具中发泡,再经恒温箱定型,得到成品。
实施例2:
本发明提供一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料,包括如下成分及其质量:EVA:45g、POE:15g、OBCs:15g、EPDM:11.6g、填充剂(RB510):5g、石墨烯:0.1g、偶联剂(KH580):1.5g、润滑剂(ST):1.5g、金属氧化物(ZnO):0.8g、架桥剂(DCP) :1g、发泡剂(AC6000H) :3.5g,其制备方法,包括如下步骤:
1)取EVA、POE、OBCs、EPDM、填充剂、石墨烯、偶联剂、润滑剂和金属氧化物混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼,翻料4次,密炼温度控制在105℃,时间为10min,再加入架桥剂和发泡剂,再次启动密炼机进行第二阶段密炼,翻料4次,密炼温度控制在120℃,时间为9min,即得到混合料;
2)将密炼好的混合料在滚轮机上进行混炼,先进行打厚,厚度为1.6cm;再进行打薄,厚度为3mm;最后进行打厚,厚度为1.6cm;
3)将混炼混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒,得到粒料 ;
4)将粒料直接倒入模具进行发泡,再经恒温箱定型,得到成品。
实施例3:
本发明提供一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料,包括如下成分及其质量:EVA:60g、POE:5g、OBCs:5g、EPDM:7.4g、填充剂(RB510):15g、石墨烯:3g、偶联剂(KH580):0.5g、润滑剂(ST):0.5g、金属氧化物(ZnO):1.5g、架桥剂(DCP) :0.6g、发泡剂(AC6000H) :1.5g,其制备方法,包括如下步骤:
1)取EVA、POE、OBCs、EPDM、填充剂、石墨烯、偶联剂、润滑剂和金属氧化物混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼,翻料3次,密炼温度控制在108℃,时间为9min,再加入架桥剂和发泡剂,再次启动密炼机进行第二阶段密炼,翻料4次,密炼温度控制在115℃,时间为10min,即得到混合料;
2)将密炼好的混合料在滚轮机上进行混炼,先进行打厚,厚度为1.4cm;再进行打薄,厚度为2mm;最后进行打厚,厚度为1.4cm;
3)将混炼混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒,得到粒料 ;
4)将粒料直接倒入模具进行一次发泡,再进行二次发泡并冷却得到成品。
根据DIN53504、DIN53512等测量实施例1产品的力学性能,其结果如表1所示:
表1 实施例1产品的力学性能
检测项目 实验数据 实验方法
硬度 48AskerC HG/T2489
密度 0.23 g/cm3 HG/T2872
弹性 62% GB/T1681
拉伸强度 3.0MPa GB/T528
断裂伸长率 305% GB/T528
裤型撕裂 3.1N/mm GB/T529
压缩变形 27% GB/T2876
从测量结果可知,本发明的产品具有良好的力学性能。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的相关技术人员应当理解:可以对本发明进行修改或者同等替换,但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料,其特征在于,包括如下成分及其质量百分比:
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:45%~60%;
乙烯-辛烯共聚物:5%~15%;
聚烯烃类嵌段共聚物:5%~15%;
三元乙丙橡胶:5%~15%;
填充剂:5%~15%;
石墨烯:0.1%~3%;
偶联剂:0.5%~1.5%;
润滑剂:0.5%~1.5%;
金属氧化物:0.8%~1.5%;
架桥剂:0.6%~1%;
发泡剂:1.5%~3.5%。
2.根据权利要求1所述的石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料,其特征在于,所述填充剂为滑石粉RB510、偶联剂为硅烷偶联剂KH580、润滑剂为硬脂酸ST、金属氧化物为ZnO、架桥剂为二-(叔丁基过氧化异丙基)苯DCP、发泡剂为偶氮二甲酰胺AC6000H。
3.一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚烯烃类嵌段共聚物、三元乙丙橡胶、填充剂、石墨烯、偶联剂、润滑剂和金属氧化物混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼,翻料3-4次,密炼温度控制在105-108℃,时间为9-10min,再加入架桥剂和发泡剂,再次启动密炼机进行第二阶段密炼,翻料3-4次,密炼温度控制在115-120℃,时间为9-10min,即得到混合料;
2)将密炼好的混合料在滚轮机上进行混炼,先进行打厚,厚度为1.4-1.6cm;再进行打薄,厚度为2-3mm;最后进行打厚,厚度为1.4-1.6cm;
3)将混炼混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒,得到粒料 ;
4)将粒料经发泡,再经恒温箱定型,得到成品;或将粒料直接倒入模具进行一次发泡,再进行二次发泡并冷却得到成品。
4.根据权利要求3所述的石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料的制备方法,其特征在于,将粒料经注塑机注入模具中发泡,再经恒温箱定型,得到成品。
5.根据权利要求3所述的石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料的制备方法,其特征在于,将粒料直接倒入模具进行发泡,再经恒温箱定型,得到成品。
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