CN108047702B - 一种热塑性弹性体及其发泡材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热塑性弹性体及其发泡材料，是由Pebax与EVA、POE、OBC中的一种或多种共混后，经过交联，得到新的热塑性弹性体材料，之后将此材料进行超临界发泡，得到此弹性体的发泡材料；这种弹性体及其发泡材料，不仅具有Pebax的高性能，同时适当的降低了成本，且易于加工和回收，可再利用，能广泛应用在汽车、医用、航空航天等领域。

Description

一种热塑性弹性体及其发泡材料
技术领域
本发明属于高分子领域，涉及一种热塑性弹性体及其发泡材料的配方及制备方法，主要用于缓冲减震领域。
背景技术
Pebax是一种嵌段聚醚酰胺弹性体产品，其分子链具有优异的柔顺性，硬度范围广泛，一直以来，Pebax的优良性能已是众所皆知，此材料被认为是最轻的热塑性弹性体，在各种温度下都具备杰出的弯曲抗疲劳强度，极佳的缺口抗冲击性能、并拥有最好的回弹和弹性回复性，同时Pebax易加工，低温抗冲击性能好，迟滞性能低，因此具有非常好的动力学性能。Pebax作为最轻的工程热塑性弹性体，用于医疗器械、支架输送器，汽车和电子电器产品。在汽车工业中，它可以用于一些细微部件，大大改进耐曲挠和耐疲劳性，减少断裂，增加回弹和良好的“手感”，“触感”：遮阳板夹子，门锁复合注塑，挡风玻璃的清洗管道，汽车收音机天线，天线基部。在运动器材中：高级登山/运动鞋，手表外壳，球鞋鞋钉/掌，网球拍柄等。
近年来，阿科玛(Arkema)的PebaxPowered作为一款高性能弹性体材料，正不断帮助全世界的运动员们挑战弹跳极限。近日，美津浓(Mizuno)新推出的跑步鞋，便采用PebaxPowered材料发泡后用于跑步鞋的中底。据介绍，采用Pebax Powered材料，为运动员们带来了与众不同的极致体验：高回弹性、超柔韧、耐久性强、抗冲击性极佳，以及极轻的质感。与目前比较火爆的TPU鞋底相比，Pebax发泡材料用于鞋底将具有更好的抗老化性以及更轻更弹的优点。但是Pebax材料也是相当昂贵，市场上大约十多万一吨，对于面向民众的大市场来说，此款高性能超舒适鞋底的价格偏高，在市场上的竞争力还是不如传统的EVA发泡鞋底和TPU发泡鞋底的优势明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热塑性弹性体及其发泡材料，其不仅具有Pebax的高性能，还适当的降低了成本，且可回收再利用。本发明以Pebax、EVA、POE、OBC(陶氏化学的烯烃嵌段共聚物)为原料，将Pebax与其它一种或多种共混、交联后得到一种新的弹性体材料，这种热塑性弹性体可以通过超临界发泡得到其发泡材料，此种发泡材料可作为超轻，高性能的鞋中底材料应用，也可用在其他减震缓冲材料领域。
为实现上述目的，本发明一种热塑性弹性体及其发泡材料，其中，所述的热塑性弹性体是由Pebax与EVA、POE、OBC中的一种或多种共混后，经过交联，得到新的热塑性弹性体材料，之后将交联后材料进行超临界发泡，得到发泡材料；其特征在于，所述Pebax热塑性弹性体的配方为Pebax含量为总份数的50-95％，EVA、POE、OBC中的一种或多种占总分数为5-50％，弹性体的制备工艺为：将Pebax、EVA、POE、OBC按配方配比称量好，进行共混、交联后得到热塑性弹性体，弹性体切粒备用，或者注塑成型；弹性体发泡材料的制备工艺为：把交联后弹性体颗粒或者成型后材料放入超临界反应釜中，加入物理发泡剂，然后对反应釜进行升温、加压，达到超临界状态，饱和0.5-2h后，泄压，得到超临界发泡材料，然后可经过二次定型得到所需用途的超临界弹性体发泡材料。
其中，交联方式可以为动态交联或辐射交联，动态交联选用过氧化物为交联剂，如DCP、BIPB、双二五中的任一种，用量为EVA+POE+OBC份数总和的0.05-0.7％；辐射交联为电子束辐照交联，剂量为25-80kGy。
其中，超临界发泡制品的制备工艺可以为先将弹性体粒子进行超临界发泡，然后将发泡后的颗粒放入蒸气成型设备中成型，得到发泡成品；也可以先将弹性体粒子注塑成雏形，之后将雏形进行超临界发泡，然后再进行二次定型，得到发泡成品。
其中，超临界发泡过程中的工艺如下：将交联后弹性体材料放入超临界反应釜中，然后向反应釜中加入水，然后通入物理发泡剂，其中物理发泡剂为戊烷、丁烷、CO2、N2中的一种或多种混合物，使反应釜温度控制在30-140℃之间，釜内压力达到7-25Mpa，饱和0.5-2h，之后泄压，得到弹性体发泡材料。
本发明的有益效果为：以Pebax为弹性体主要原材料，加入一定量EVA、POE、OBC，进行交联后得到一种新的弹性体材料，此弹性体材料虽然经过交联，但是还是可以再成型，可以在回收利用，同样，此弹性体通过超临界发泡后得到的发泡材料，不仅具有Pebax的高强、耐老化、耐低温等优点，而且EVA、POE、OBC的加入使弹性体材料从成本上有所降低，而且同样展现出优异的性能和舒适性。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，但是本发明的范围不受这些实施例的限制。
实施例1-3
Pebax、EVA与POE按照配方配比称量好，然后将两者粒料混匀，加入挤出机中，挤出机温度设置为180℃-185℃-190℃-200℃，挤出后，吹干，切粒，将粒子送入电子束辐射室进行交联，交联后得到新的弹性体粒子，将得到粒子放入超临界反应釜中，釜中加入水和戊烷，然后通入气体，开启搅拌，升温，饱压一定时间后，泄压，得到发泡颗粒。实施例1-3的具体配方、工艺参数和性能见表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3
Pebax/EVA/POE 50/30/20 50/30/20 70/25/5
辐射剂量/kGy 70 50 50
CO<sub>2</sub>/Mpa 1 2 2
N<sub>2</sub>/Mpa 7 7 7
饱和温度(℃) 115 120 125
饱和时间(h) 1 2 1
密度(g/cm<sup>3</sup>) 0.1 0.08 0.08
实施例4-5
Pebax、EVA与OBC按照配方配比称量好，然后将两者粒料混匀，加入挤出机中，挤出机温度设置为180℃-185℃-190℃-200℃，挤出后，吹干，切粒，将粒子送入辐射室进行交联，交联后得到新的弹性体粒子，将得到粒子放入超临界反应釜中，釜中加入水和戊烷，然后通入气体，开启搅拌，升温，饱压一定时间后，泄压，得到发泡颗粒，然后将这些发泡颗粒放入模具中通入蒸汽，进行二次成型，然后冷却定型，得到不同形状的板材。实施例4-5的具体配方、工艺参数和性能见表2。
Figure BDA0001560022070000041
实施例6-7
Pebax、EVA与POE按照配方配比称量好，密炼机温度为170-190℃，先将Pebax放入密炼机中，然后加入EVA和POE，带混匀后加入交联剂DCP，在高温下进行动态硫化，待扭矩平稳后出料，将所得弹性体材料，放入模具中压片成型，得到弹性体片。然后将此弹性体放入超临界反应釜中，釜中加入水和戊烷，然后通入气体，开启搅拌，升温，饱压一定时间后，泄压，得到发泡板材。实施例6-7的具体配方、工艺参数和性能见表3。
实施例6 实施例7
Pebax/EVA/POE 70/20/10 60/35/15
DCP/％ 0.12 0.2
CO<sub>2</sub>/Mpa 2 2
N<sub>2</sub>/Mpa 7 7
饱和温度(℃) 120 108
饱和时间(h) 1 1
密度(g/cm<sup>3</sup>) 0.108 0.121
实施例8
Pebax、EVA按照70/30的配比称量好，然后将两者粒料混匀，加入挤出机中，挤出机温度设置为180℃-185℃-190℃-200℃，挤出后，吹干，切粒，将粒子放入注塑机中注塑得到鞋型，之后将鞋型送入电子束辐射室进行交联，辐照剂量为60kGy，将交联后鞋型，放入超临界反应釜中，釜中加入水和戊烷，然后通入CO2 2Mpa，然后继续加N2至10Mpa，反应釜升温至120℃，饱压2h后，泄压，得到一次发泡鞋底，然后将此鞋底放入模具中进行二次成型，得到鞋中底成品，此鞋底的密度为0.13，回弹为58％。

Claims (1)

1.一种热塑性弹性体发泡材料的制备方法，其特征在于，所述热塑性弹性体发泡材料的配方为：
Pebax，含量为总份数的50-95％；
EVA、POE、OBC中的一种或多种，含量为总份数的5-50％；
所述热塑性弹性体发泡材料的制备工艺为：
1)取Pebax，取EVA、POE、OBC中的一种或多种，备用；
2)将Pebax以及EVA、POE、OBC中的一种或多种共混，切粒，交联，得到热塑性弹性体粒子；
所述交联的方式可以为动态交联或辐射交联，动态交联选用过氧化物为交联剂，所述交联剂为DCP、BIPB、双二五中的任一种，所述交联剂的用量为EVA+POE+OBC份数总和的0.05-0.7％；辐射交联为电子束辐照交联，剂量为25-80kGy；
3)将步骤2)所得的弹性体粒子放入超临界反应釜中，加入物理发泡剂，然后，对反应釜进行升温、加压，达到超临界状态，饱和0.5-2h后，泄压，得到超临界发泡材料；
或者，
将步骤2)所得的弹性体粒子放入超临界反应釜中，加入物理发泡剂，然后，对反应釜进行升温、加压，达到超临界状态，饱和0.5-2h后，泄压，二次定型，得到超临界发泡成品；
所述超临界反应釜为带有水的超临界反应釜，物理发泡剂为戊烷、CO2和N2的混合物，反应釜温度控制在30-140℃之间，釜内压力达到7-25Mpa；
所述二次定型为蒸汽二次成型，蒸汽压力为0.15-0.4Mpa，热压时间为50s，冷却时间为120s。
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