CN108047697A - 一种热塑性硫化体发泡珠粒、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热塑性硫化体发泡珠粒、制备方法及应用，一种热塑性硫化体发泡珠粒，包括如下质量分数的成分：热塑性硫化体100份，交联剂0.1‑5份，成核剂1‑3份，紫外吸收剂0.1‑0.3份。本发明方法制备的发泡材料具有较高的耐磨性、柔软性、回弹性、耐黄变性、耐老化性能、环保无毒、可回收、柔软、质轻、抗湿滑。本发明的制备方法安全无毒，达到真正意义上的环保，且简单、安全，易于实现连续化的工业生产。

Description

一种热塑性硫化体发泡珠粒、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种热塑性硫化体发泡珠粒，特别是一种鞋中底用热塑性硫化体发泡珠粒、制备方法及应用。
背景技术：
鞋底用发泡材料要求具有良好的耐磨性、回弹性、柔软性、抗疲劳性、止滑性等优势。目前EVA共混发泡的鞋中底密度较大，弹性不够高，压缩永久变形大，止滑性能不好，冬天容易出现硬化现象，且交联后回收利用困难不利于环保；德国巴斯夫公司以TPU树脂为原料，采用物理发泡技术，成功开发了非交联TPU发泡珠粒材料(ETPU)，并应用于鞋底材料，具有良好的加工性、低压缩永久变形、高回弹、耐候性。但是TPU发泡制得的鞋中底耐黄变性、止滑性较差。专利CN102911430B EVA/TPU/POE复合发泡材料的制备以EVA为连续体，TPU为分散体。该专利是采用的模压化学方法制备的，EVA/POE为基体材料，TPU为分散相，TPU用于改善EVA/POE发泡的性能。
发明内容
本发明针对目前市面上的鞋中底材料的不耐磨、易变黄、易吸水、易断裂、不利环保等缺点开发了一种高耐磨性、柔软性、抗黄变性、环保、高性能用热塑性硫化体发泡珠粒及其制备方法。
一种热塑性硫化体发泡珠粒，包括如下质量分数的成分：热塑性硫化体100份，交联剂0.1-5份，成核剂1-3份，紫外吸收剂0.1-0.3份。
优选的是：所述热塑性硫化体为TPU/CPE或TPU/CSM。
优选的是：TPU60-100份，CPE或CSM为10-30份。
优选的是：所述的TPU分为聚酯型和聚醚型的任一种。
优选的是：所述的TPU/CPE共混体系的交联剂为无味DCP、噻二唑、双(叔丁过氧基)二异丙苯或2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧基)己烷中的任一种；TPU/CSM共混体系的交联剂为高活性氧化镁、无味DCP、TRA、DPTT的任一种。
优选的是：所述的成核剂为5000目滑石粉，纳米二氧化硅，二纳米氧化钛的任一种。
优选的是：所述的紫外吸收剂为UV-3。
本发明还提供一种热塑性硫化体发泡珠粒的制备方法，其步骤如下：
1)混炼胶制备
将TPU放入90℃真空干燥箱，干燥2小时；按配比称取所需质量的TPU/CPE，成核剂，交联剂，紫外吸收剂；捏炼机温度为160-180℃，转速为40-60rpm，将TPU/CPE放入捏炼机，待熔融后加入成核剂、紫外吸收剂，混炼均匀加入硫化剂，待转矩平衡后排料，开炼机压片；单螺杆挤出机设置温度为130-180℃，混炼胶切片加入挤出机，水切造粒，得到热塑性硫化体颗粒；或者
将TPU放入90℃真空干燥箱，干燥2小时；按配比称取所需质量的TPU/CSM，成核剂，硫化剂，紫外吸收剂；单螺杆挤出机挤出温度为150-200℃，将TPU/CSM成核剂、紫外吸收剂，放入挤出机，混炼均匀后于挤出机后段加入硫化剂，动态硫化；挤出并水切造粒，得到热塑性硫化体颗粒；
2)釜式发泡
硫化好的样品放入反应釜中，通入气体并升温、加压，温度：100-160℃，压力：5-20MPa,饱和20min-60min后,迅速释放压力，得到发泡珠粒；其中所述气体为CO2，N2的任一种或混合气。
本发明还提供采用上述方法制备的发泡材料。
本发明还提供上述发泡材料在鞋中底中的应用，由发泡颗粒经水蒸气成型设备成型得到。
本发明优点在于所选材料为TPU为基体，加入CPE或CSM为分散相，进行共混改性，通过动态硫化-挤出造粒-釜式发泡的方式制备热塑性硫化体发泡珠粒，经水蒸气成型设备成型后得到发泡中底，提高了TPU的耐黄变性能、止滑性、降低成本，提高了舒适性，同时所制备的发泡材料可回收利用。
本发明方法制备的发泡材料具有较高的耐磨性、柔软性、回弹性、耐黄变性、耐老化性能、环保无毒、可回收、柔软、质轻、抗湿滑。本发明的制备方法安全无毒，达到真正意义上的环保，且简单、安全，易于实现连续化的工业生产。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
配方：聚酯型TPU 70份，CPE 30份
工艺：将捏炼机温度设置为170℃，按配比依次加入CPE和TPU(使用前在90℃真空干燥箱中干燥2h)，待熔融后加入5000目滑石粉3份，紫外吸收剂为UV-3 0.3份，混炼均匀加入交联剂无味DCP 0.25份，待转矩平衡后出料，开炼机压片。设置挤出机温度第一段170℃，第二段180℃，第三段190℃，加入混炼好的胶片熔融，水切造粒。热塑性硫化体颗粒样品放入反应釜中，通入CO2、温度130℃，压力8MPa,饱和30min后,迅速释放压力，得到热塑性硫化体发泡珠粒，发泡珠粒密度0.15±0.04g/cm3，之后将发泡珠粒放入模具中通入水蒸气热压成型，蒸汽压力为0.25MPa，得到发泡鞋中底。
基本性能：密度为0.21g/cm3，回弹为55％，压缩永久变形为率为41％，静态止滑性系数0.37。
实施例2
配方：TPU 70份，CSM 30份
工艺：按配比称取所需质量的TPU/CSM，纳米二氧化钛3份，DCP 0.3份，UV-3 0.3份。双螺杆挤出机从料筒到挤出机头的温度为100-190℃，将TPU/CSM纳米二氧化钛、UV-3放入挤出机，混炼均匀后于挤出机第三段加入无味DCP，动态硫化，挤出后水切造粒，得到热塑性硫化体颗粒，将热塑性硫化体颗粒样品放入反应釜中，通入二氧化碳、温度133℃，压力10MPa，饱和30min后,迅速释放压力，得到热塑性硫化体发泡珠粒。发泡珠粒密度0.13±0.04g/cm3，之后将发泡珠粒放入模具中通入水蒸气热压成型，蒸汽压力为0.24MPa，得到发泡鞋中底。
基本性能：密度为0.2g/cm3，回弹为56％，压缩永久变形为率为38％，静态止滑性0.39。
实施例3
配方：TPU 80份，CSM 20份
工艺：将捏炼机温度设置为180℃，加入TPU(使用前在90℃真空干燥箱中干燥2h)和CSM，待熔融后加入纳米二氧化硅2份，UV-3 0.3份，混炼均匀加入交联剂TRA 1份，待转矩平衡后出料，开炼机压片。设置挤出机温度第一段160℃，第二段175℃，第三段190℃，加入混炼好的胶片熔融挤出，水切造粒。热塑性硫化体颗粒样品放入反应釜中，通入CO2、温度130℃，压力15MPa,饱和30min后,迅速释放压力，得到热塑性硫化体发泡珠粒。发泡珠粒密度0.16±0.04g/cm3，之后将发泡珠粒放入模具中通入水蒸气热压成型，蒸汽压力为0.2MPa，得到发泡鞋中底。
基本性能：密度为0.20g/cm3，回弹为52％，压缩永久变形为率为34％，静态止滑性系数0.3。
以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热塑性硫化体发泡珠粒，其特征在于：包括如下质量分数的成分：热塑性硫化体100份，交联剂0.1-5份，成核剂1-3份，紫外吸收剂0.1-0.3份。
2.如权利要求1所述的一种热塑性硫化体发泡珠粒，其特征在于：所述热塑性硫化体为TPU/CPE或TPU/CSM。
3.如权利要求2所述的一种热塑性硫化体发泡珠粒，其特征在于：TPU60-100份，CPE或CSM为10-30份。
4.如权利要求2所述的一种热塑性硫化体发泡珠粒，其特征在于：所述的TPU分为聚酯型和聚醚型的任一种。
5.如权利要求2所述的一种热塑性硫化体发泡珠粒，其特征在于：所述的TPU/CPE共混体系的交联剂为无味DCP、噻二唑、双(叔丁过氧基)二异丙苯或2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧基)己烷中的任一种；TPU/CSM共混体系的交联剂为高活性氧化镁、无味DCP、TRA、DPTT的任一种。
6.如权利要求1所述的一种热塑性硫化体发泡珠粒，其特征在于：所述的成核剂为5000目滑石粉，纳米二氧化硅，二纳米氧化钛的任一种。
7.如权利要求1所述的一种热塑性硫化体发泡珠粒，其特征在于：所述的紫外吸收剂为UV-3。
8.一种热塑性硫化体发泡珠粒的制备方法，其步骤如下：
1)混炼胶制备
将TPU放入90℃真空干燥箱，干燥2小时；按配比称取所需质量的TPU/CPE，成核剂，交联剂，紫外吸收剂；捏炼机温度为160-180℃，转速为40-60rpm，将TPU/CPE放入捏炼机，待熔融后加入成核剂、紫外吸收剂，混炼均匀加入硫化剂，待转矩平衡后排料，开炼机压片；单螺杆挤出机设置温度为130-180℃，混炼胶切片加入挤出机，水切造粒，得到热塑性硫化体颗粒；或者
将TPU放入90℃真空干燥箱，干燥2小时；按配比称取所需质量的TPU/CSM，成核剂，硫化剂，紫外吸收剂；单螺杆挤出机挤出温度为150-200℃，将TPU/CSM成核剂、紫外吸收剂，放入挤出机，混炼均匀后于挤出机后段加入硫化剂，动态硫化；挤出并水切造粒，得到热塑性硫化体颗粒；
2)釜式发泡
硫化好的样品放入反应釜中，通入气体并升温、加压，温度：100-160℃，压力：5-20MPa,饱和20min-60min后,迅速释放压力，得到发泡珠粒；其中所述气体为CO2，N2的任一种或混合气。
9.采用如权利要求8所述方法制备的发泡材料。
10.如权利要求9所述发泡材料在鞋中底中的应用，其特征在于：由发泡颗粒经水蒸气成型设备成型得到。
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