CN111070539A - 一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，包括如下步骤：①采用热塑性弹性体类材料在高于大气压压力的反应釜中与至少一种惰性气体接触，以驱使气体进入所述材料内；所述反应釜的保压温度低于所述材料的熔融温度5‑40℃；②保持上述温度，再降低压力，所述热塑性弹性体类材料形成一次发泡材料，再将一次发泡材料从反应釜中取出；③将一次发泡材料转移至定型机的模具中，经加热二次发泡和模具定型之后得到成品。与现有技术相比，本发明由于对热塑性弹性体类材料没有进行交联操作，如此其成型出来的成品非常方便回收，同时由于其将发泡和定型的过程在定型机的模具中一次成型，还解决了材料因定型而收缩的问题。

Description

一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺
技术领域
本发明涉及超临界发泡工艺领域，具体涉及的是一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺。
背景技术
目前在鞋材领域，各式各样的减震材料得到了越来越多的亮相机会，当前比较受欢迎的两种材料是TPU或者PEBAX材料，为了取得较好的发泡效果，在发泡之前一般都需要对材料进行交联处理，交联的方式一般是通过添加交联剂的方式来实现，又或者是通过辐照交联来实现，但是由此带来的缺点也很明显，那就是交联后的材料将不能回收，即得到的产品环保性较差，不满足目前我国可持续发展的大方向。
常规的ETPU减震中底的成型方式是，采用超临界发泡的方式将TPU材料经过充分发泡之后得到发泡成型体，由于这个发泡成型体仍然属于半成品范畴，其与成品的减震中底之间还需要经过定型机进行定型处理的工序，在定型机模压加热定型过程中，未经过交联操作的TPU或PEBAX材料遇到高温会产生较大的收缩，严重影响了整个产品的品质。
由此，交联会造成无法回收利用的缺点，不交联又会影响到产品的品质，基于上述矛盾，本申请人对此进行深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，以解决现有技术中存在环保和产品品质之间存在矛盾的问题。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，其中，包括如下步骤：
①采用热塑性弹性体类材料在高于大气压压力的反应釜中与至少一种惰性气体接触，以驱使气体进入所述材料内；所述反应釜的保压温度低于所述材料的熔融温度5-40℃；
②保持上述温度，再降低压力，所述热塑性弹性体类材料形成一次发泡材料，再将一次发泡材料从反应釜中取出；
③将一次发泡材料转移至定型机的模具中，经加热二次发泡和模具定型之后得到成品。
进一步，在步骤②中，还包括将一次发泡材料取出并转移至0℃以下的冷库中保存起来的步骤；步骤③则是从冷库中将一次发泡材料取出进行加热。
进一步，在步骤①中，所述热塑性弹性体类材料在加入反应釜之前，还包括通过模具加工成鞋底胚模的步骤。
进一步，在步骤③的二次发泡步骤中，加热的温度高于所述材料的熔融温度10-40摄氏度，二次发泡的时间为5-60分钟。
进一步，所述步骤①中的至少一种惰性气体为超临界流体，为氮气、二氧化碳或者二者的混合气体，其保压压力为10-70兆帕，保压时间为0.5-24小时。
进一步，所述步骤②中降低压力采用排气的方式来实现，排气速度为5s-600s。
进一步，所述热塑性弹性体类材料为TPE、TPU、TPEE或PEBAX之一或者两种或两种以上材料的混合物。
采用上述结构后，本发明涉及一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
一、本发明保持反应釜一直处于一个稳定的温度(一直保持在低于所述材料的熔融温度5-40℃的温度下)，如此整个发泡过程中消耗能量极少，不需要和现有技术一样对反应釜进行升温和降温，不仅仅降低了能量消耗，降低了成本，而且还提高了生产效率。
二、本发明在步骤②中进行一次发泡，其实是一次部分发泡，其体积膨胀率一般不超过30％，在整个反应釜降低压力的过程中，位于热塑性弹性体类材料内部的惰性气体会一部分冲出到材料外部，从而让材料产生一定的膨胀，但是由于材料的当前温度是在软化点以下，故大部分气体还是保留在材料内部(这些保留的气体会在二次发泡过程中让材料发生膨胀发挥作用)，如此同样体积的反应釜，将可以放置更多的材料，进而提高整个反应釜的利用效率，进而降低单个材料在整个生产过程中的成本。
三、本发明实现了对传统鞋材生产设备——定型机的再次利用，从而大大降低了企业的生产成本，提升了企业的市场竞争力，对定型机的使用过程中只需要对当前鞋材的模具进行常规调整，即可得到成品鞋；本发明创新性地提出在传统定型机的模具的模腔中进行二次发泡，其主要是直接利用传统定型机中导热油对模具进行加热来实现；接着在发泡到末端程序时，直接利用模具来让发泡和定型最后同时完成，不仅仅节省了发泡所需的设备直接成本，而且还降低了发泡产品到定型过程中的各种人工成本，最终还由于发泡和定型同步完成，避免了对完全发泡好的材料进行再次加热，从而导致材料收缩的性能问题，一举多得。
四、本发明进一步还可以通过在步骤②中将一次发泡材料保存在0℃以下的冷库中，这样可以让一次发泡后的材料和定型机中二次发泡定型两者之间效率不同步的问题得到充分的解决，从而进一步提高整个工序在实际生产中的效率和竞争力。
五、本发明由于对热塑性弹性体类材料没有进行交联操作，如此其成型出来的成品非常方便回收，同时由于其将发泡和定型的过程在定型机的模具中一次成型，如此其不需要对发泡好的产品进行再次加热和定型，如此其也同时解决了未交联带来的收缩问题。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
本发明涉及一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，包括如下步骤：
①采用热塑性弹性体类材料在高于大气压压力的反应釜中与至少一种惰性气体接触，以驱使气体进入所述材料内；所述反应釜的保压温度低于所述材料的熔融温度5-40℃(优选为5-10℃)；
优选的，所述热塑性弹性体类材料为TPE、TPU、TPEE或PEBAX之一或者两种或两种以上材料的混合物。
优选的，所述步骤①中的至少一种惰性气体为超临界流体，为氮气、二氧化碳或者二者的混合气体，其保压压力为10-70兆帕(优选为50-70兆帕)，保压时间为0.5-24小时。
优选的，在步骤①中，所述热塑性弹性体类材料在加入反应釜之前，还包括通过模具加工成鞋底胚模的步骤；如此形成的胚模可以在定型机的模具中一次性成型得到成品的减震中底。
②保持上述温度，再降低压力，所述热塑性弹性体类材料形成一次发泡材料，再将一次发泡材料从反应釜中取出；具体地，所述步骤②中降低压力采用排气的方式来实现，排气速度为5s-600s，在该时间段内一次将压力释放到0兆帕，速度越快，得到的泡孔越细，速度越慢，得到的泡孔越大，生产时可以根据实际需要来调节排气速度。
③将一次发泡材料转移至定型机的模具中，经加热二次发泡和模具定型之后得到成品。具体地，在步骤③的二次发泡步骤中，加热的温度高于所述材料的熔融温度10-40摄氏度，二次发泡的时间为5-60分钟。
进一步，在步骤②中，还包括将一次发泡材料取出并转移至0℃以下的冷库中保存起来的步骤；步骤③则是从冷库中将一次发泡材料取出进行加热。这样，可以让一次发泡后的材料和定型机中二次发泡定型两者之间效率不同步的问题得到充分的解决，从而进一步提高整个工序在实际生产中的效率和竞争力。
如此，本发明涉及一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
一、本发明保持反应釜一直处于一个稳定的温度(一直保持在低于所述材料的熔融温度5-40℃的温度下)，如此整个发泡过程中消耗能量极少，不需要和现有技术一样对反应釜进行升温和降温，不仅仅降低了能量消耗，降低了成本，而且还提高了生产效率。
二、本发明在步骤②中进行一次发泡，其实是一次部分发泡，其体积膨胀率一般不超过30％，在整个反应釜降低压力的过程中，位于热塑性弹性体类材料内部的惰性气体会一部分冲出到材料外部，从而让材料产生一定的膨胀，但是由于材料的当前温度是在软化点以下，故大部分气体还是保留在材料内部(这些保留的气体会在二次发泡过程中让材料发生膨胀发挥作用)，如此同样体积的反应釜，将可以放置更多的材料，进而提高整个反应釜的利用效率，进而降低单个材料在整个生产过程中的成本。
三、本发明实现了对传统鞋材生产设备——定型机的再次利用，从而大大降低了企业的生产成本，提升了企业的市场竞争力，对定型机的使用过程中只需要对当前鞋材的模具进行常规调整，即可得到成品鞋；本发明创新性地提出在传统定型机的模具的模腔中进行二次发泡，其主要是直接利用传统定型机中导热油对模具进行加热来实现；接着在发泡到末端程序时，直接利用模具来让发泡和定型最后同时完成，不仅仅节省了发泡所需的设备直接成本，而且还降低了发泡产品到定型过程中的各种人工成本，最终还由于发泡和定型同步完成，避免了对完全发泡好的材料进行再次加热，从而导致材料收缩的性能问题，一举多得。
四、本发明由于对热塑性弹性体类材料没有进行交联操作，如此其成型出来的成品非常方便回收，同时由于其将发泡和定型的过程在定型机的模具中一次成型，如此其不需要对发泡好的产品进行再次加热和定型，如此其也同时解决了未交联带来的收缩问题。
上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (7)

1.一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
①采用热塑性弹性体类材料在高于大气压压力的反应釜中与至少一种惰性气体接触，以驱使气体进入所述材料内；所述反应釜的保压温度低于所述材料的熔融温度5-40℃；
②保持上述温度，再降低压力，所述热塑性弹性体类材料形成一次发泡材料，再将一次发泡材料从反应釜中取出；
③将一次发泡材料转移至定型机的模具中，经加热二次发泡和模具定型之后得到成品。
2.如权利要求1所述的一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，其特征在于，在步骤②中，还包括将一次发泡材料取出并转移至0℃以下的冷库中保存起来的步骤；步骤③则是从冷库中将一次发泡材料取出进行加热。
3.如权利要求1所述的一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，其特征在于，在步骤①中，所述热塑性弹性体类材料在加入反应釜之前，还包括通过模具加工成鞋底胚模的步骤。
4.如权利要求1所述的一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，其特征在于，在步骤③的二次发泡步骤中，加热的温度高于所述材料的熔融温度10-40摄氏度，二次发泡的时间为5-60分钟。
5.如权利要求1所述的一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，其特征在于，所述步骤①中的至少一种惰性气体为超临界流体，为氮气、二氧化碳或者二者的混合气体，其保压压力为10-70兆帕，保压时间为0.5-24小时。
6.如权利要求1所述的一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，其特征在于，所述步骤②中降低压力采用排气的方式来实现，排气速度为5s-600s。
7.如权利要求1所述的一种环保热塑性弹性体的发泡定型工艺，其特征在于，所述热塑性弹性体类材料为TPE、TPU、TPEE或PEBAX之一或者两种或两种以上材料的混合物。
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Applicant before: JINJIANG XINGXUN NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Application publication date: 20200428

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