CN112159540A - 母粒材料、发泡母粒制备方法及用途、发泡鞋制备方法 - Google Patents

母粒材料、发泡母粒制备方法及用途、发泡鞋制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种母粒材料、发泡母粒制备方法及用途、发泡鞋制备方法，属于高分子材料加工技术领域，具体包括母粒材料，由包括以下重量份的组分制成：载体树脂5～10份，增塑剂5～15份，发泡助剂20～26份，稳定剂20～38份，发泡剂20～31份，其中，所述发泡剂为热膨胀微球和偶氮二甲酰胺发泡剂的混合物。通过本公开的处理方案，使得母粒材料发泡后的泡孔更加均匀稳定，得到的制品发泡均匀、稳定，制得的发泡制品力学性能更佳。

Description

母粒材料、发泡母粒制备方法及用途、发泡鞋制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料加工技术领域，具体涉及一种母粒材料、发泡母粒制备方法及用途、发泡鞋制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是世界上用量最大的五大合成树脂之一，PVC材料具有强度高、价格低廉、耐化学腐蚀性好，电绝缘性好和难以燃烧等特点，广泛用于制鞋业、工程建筑、食品包装以及电气。但是在PVC发泡鞋的生产过程中存在以下问题：1.粉尘问题；2.加料步骤繁琐，工艺操作过程复杂；3.气泡结构不规整。
在制备PVC发泡鞋时需要添加一定量的发泡剂，目前所添加的发泡剂主要采用AC(偶氮二甲酰胺)发泡剂或ADC(RHCO3，RH为有机官能团)发泡剂，并且加工时需要先用捏合机加热捏合1.5h后出料再进行塑炼，再用热压机加热塑化，再加热冷却冲裁。加工过程周期长、操作繁琐，导致生产效率低。并且AC和ADC分解温度较高，属于放热型发泡剂，在分解过程中不断放热，使得温度迅速提高，分解的温程较短，导致发泡剂的分解具有突发性，气孔结构不规整。
发明内容
因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种提高发泡效果的母粒材料、发泡母粒制备方法及用途、发泡鞋制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种母粒材料，由包括以下重量份的组分制成：载体树脂5～10份，增塑剂5～15份，发泡助剂20～26份，稳定剂20～38份，发泡剂20～31份，其中，所述发泡剂为热膨胀微球和偶氮二甲酰胺发泡剂(AC发泡剂)的混合物。
在其中一个实施例中，所述载体树脂为EVA、PVC中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述热膨胀微球为由聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂，所述壳体由聚合性单体的单体混合物聚合而成，所述聚合性单体为丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的至少一种，所述芯剂为沸点不高于壳体的低沸点烃类。
在其中一个实施例中，所述发泡助剂为530发泡助剂、丙烯酸酯类树脂、ZnO、聚乙烯蜡、石蜡中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂、二盐基稳定剂、三盐基铅盐稳定剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述载体树脂为EVA，所述发泡剂为热膨胀微球和偶氮二甲酰胺发泡剂的复配物，所述发泡助剂为530发泡助剂，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
本发明还提供了一种发泡母粒制备方法，包含：将母粒材料在80℃的捏合机混合并搅拌10～15min；将混合好的所述母粒材料加入单螺杆挤出机挤出，所述单螺杆挤出机的挤出温度为70～100℃，转速为20～100r/min；采用切粒机对从所述单螺杆挤出机挤出的所述母粒材料进行切割得到发泡母粒，并采用所述切粒机的风冷模块将制备的所述发泡母粒冷却至30～40℃，其中，所述母粒材料为上述的母粒材料。
本发明还提供了一种发泡鞋制备方法，包含：按照重量份数将3-8份发泡母粒与40～50份DBP、50～60份PVC原料加入混合机中搅拌5～20min；将发泡母粒与DBP、PVC原料混合好的物料加入圆盘注塑机中注塑生产发泡鞋，注塑温度为190℃，其中，所述发泡母粒是上述的发泡母粒。
本发明还提供了一种采用上述的发泡母粒用于制备PVC发泡鞋、PVC发泡板的用途。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过热膨胀微球作为物理发泡剂，并复配偶氮二甲酰胺发泡剂，使得母粒材料发泡后的泡孔更加均匀稳定，得到的制品发泡均匀、稳定，也弥补了AC发泡的突发性和不可控性，以此制得的发泡制品力学性能更佳。而且，热膨胀微球干粉直接用于注塑发泡时会存在一定的分散性问题导致发泡效果不佳，将热膨胀微球和偶氮二甲酰胺发泡剂混合后做成发泡母粒，在进行产品注塑时解决了微球的分散性问题，并提高了发泡效果。本发明的发泡母粒在用于PVC吹气鞋注塑时，只需要先将DBP和PVC混合，再将母粒直接加入DBP与PVC的混合物中，再注塑即可。避免了注塑配料时多次称量物料和粉尘的问题。
具体实施方式
下面是对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。
本公开实施例提供一种母粒材料，由包括以下重量份的组分制成：载体树脂5～10份，增塑剂5～15份，发泡助剂20～26份，稳定剂20～38份，发泡剂20～31份，其中，发泡剂为热膨胀微球和偶氮二甲酰胺发泡剂的混合物。
载体树脂的作用是包覆物料充当载体。载体树脂可以为EVA、PVC中的至少一种。
热膨胀微球为由聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂。壳体由聚合性单体的单体混合物聚合而成，聚合性单体为丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的至少一种。芯剂为沸点不高于壳体的低沸点烃类，芯剂可以为正戊烷、异戊烷、新戊烷、丁烷、异丁烷、己烷、异己烷、新己烷、庚烷、异庚烷、辛烷、异辛烷和石油醚中的任意一种或几种。
发泡助剂的作用是降低AC发泡剂的分解温度，以便适应注塑产品时的加工温度。发泡助剂可以为530发泡助剂(丙烯酸酯类单体经多段乳液聚合而得的具有多层结构的超高分子量聚合物)、丙烯酸酯类树脂(K400)、ZnO、PE蜡(聚乙烯蜡)、石蜡中的至少一种。
稳定剂的作用是提高PVC的分解温度，促进PVC树脂塑化，使树脂在加料段部分塑化后，熔体压力迅速增大，熔体粘度下降，温度升高，从而使得塑化温度降低。稳定剂为钙锌复合稳定剂、二盐基稳定剂、三盐基铅盐稳定剂中的至少一种。
增塑剂分布在大分子链之间，降低分子间作用力，使聚合物粘度降低，柔韧性增强，并降低PVC的加工温度，以改善高分子性能，降低生产成本，提高生产效益。增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油中的至少一种。
在其中一个实施例中，载体树脂为EVA，发泡剂为热膨胀微球和AC发泡剂的复配物，发泡助剂为530发泡助剂，稳定剂为钙锌复合稳定剂，增塑剂为DBP。
上述母粒材料，通过热膨胀微球作为物理发泡剂，并复配偶氮二甲酰胺发泡剂，使得母粒材料发泡后的泡孔更加均匀稳定，得到的制品发泡均匀、稳定，也弥补了AC发泡剂的突发性和不可控性，以此制得的发泡制品力学性能更佳。
在其中一个实施例中，还提供了一种发泡母粒制备方法，包含：将母粒材料在80℃的捏合机混合并搅拌10～15min；将混合好的母粒材料加入单螺杆挤出机挤出，单螺杆挤出机的挤出温度为70～100℃，转速为20～100r/min；采用切粒机对从单螺杆挤出机挤出的母粒材料进行切割得到发泡母粒，并采用切粒机的风冷模块将制备的发泡母粒冷却至30～40℃。
上述发泡母粒制备方法，通过热膨胀微球作为物理发泡剂，并复配偶氮二甲酰胺发泡剂，使得母粒材料发泡后的泡孔更加均匀稳定，得到的制品发泡均匀、稳定，也弥补了AC发泡剂的突发性和不可控性，以此制得的发泡制品力学性能更佳。而且，将热膨胀微球和偶氮二甲酰胺发泡剂混合后做成发泡母粒，在进行产品注塑时解决了微球的分散性问题，并提高了发泡效果。
在其中一个实施例中，还提供了一种发泡鞋制备方法，包含：按照重量份数将3-8份发泡母粒与40-50份DBP、50-60份PVC原料加入混合机中搅拌5-20min；将发泡母粒与DBP、PVC原料混合好的物料加入圆盘注塑机中注塑生产发泡鞋，注塑温度为190℃。
在其中一个实施例中，还提供了一种发泡鞋制备方法，包含：按照重量份数将5份发泡母粒与44份DBP、56份PVC原料加入混合机中搅拌10min；将发泡母粒与DBP、PVC原料混合好的物料加入圆盘注塑机中注塑生产发泡鞋，注塑温度为190℃。
上述发泡鞋制备方法，先将增塑剂和载体树脂混合制备得到发泡母粒，再将发泡母粒直接加入增塑剂与载体树脂的混合物中，不仅简化了操作过程，也减少了制备过程中产生的粉尘污染，并且还提高了发泡效果、从而提高了发泡鞋的性能。
在其中一个实施例中，母粒材料包括以下重量份数的组分：重量份数为EVA树脂10份，DBP5份，AC发泡助剂12份，钙锌稳定剂32份，530发泡助剂20份，热膨胀微球12份。
采用该母粒材料制备发泡母粒的方法，包含以下步骤：
第一步，将EVA、DBP、AC、钙锌稳定剂、530发泡助剂、热膨胀微球按照上述重量份加入80℃的捏合机混合并搅拌15min；
第二步，将混合好的母粒材料从单螺杆挤出机的喂料口加入单螺杆挤出机，并从单螺杆挤出机的出料口挤出，单螺杆挤出机的挤出温度为90℃，转速为60r/min；
第三步，采用切粒机对从单螺杆挤出机挤出的母粒材料进行切割得到发泡母粒，并采用切粒机的风冷模块将制备的发泡母粒冷却至40℃，冷却得到的即为符合产品需求的发泡母粒。
可以采用发泡母粒制备多种注塑产品，在一个实施例中，可以采用发泡母粒制备发泡鞋，该发泡鞋制备方法包含以下步骤：
按照重量份数将5份发泡母粒与44份DBP、56份PVC原料加入混合机中搅拌10min；
将发泡母粒与DBP、PVC原料混合好的物料加入圆盘注塑机中注塑生产发泡鞋，注塑温度为190℃。该发泡鞋为采用本实施例制备得到的产品1。
在其中一个实施例中，母粒材料包括以下重量份数的组分：重量份数为PVC树脂10份，DBP5份，AC发泡助剂12份，钙锌稳定剂32份，530发泡助剂20份，热膨胀微球12份。
采用该母粒材料制备发泡母粒的方法，包含以下步骤：
第一步，将PVC、DBP、AC、钙锌稳定剂、530发泡助剂、热膨胀微球按照上述重量份加入80℃的捏合机混合并搅拌15min；
第二步，将混合好的母粒材料从单螺杆挤出机的喂料口加入单螺杆挤出机，并从单螺杆挤出机的出料口挤出，单螺杆挤出机的挤出温度为90℃，转速为60r/min；
第三步，采用切粒机对从单螺杆挤出机挤出的母粒材料进行切割得到发泡母粒，并采用切粒机的风冷模块将制备的发泡母粒冷却至40℃，冷却得到的即为符合产品需求的发泡母粒。
可以采用发泡母粒制备多种注塑产品，例如制备PVC发泡鞋、PVC发泡板，在一个实施例中，可以采用发泡母粒制备发泡鞋，该发泡鞋制备方法包含以下步骤：
按照重量份数将5份发泡母粒与44份DBP、56份PVC原料加入混合机中搅拌10min；
将发泡母粒与DBP、PVC原料混合好的物料加入圆盘注塑机中注塑生产发泡鞋，注塑温度为190℃。该发泡鞋为采用本实施例制备得到的产品2。
将产品1和产品2和现有技术制备得到的发泡鞋，其中发泡母粒与聚氯乙烯均按照5：100的比例共混后在注塑机中制成样条，对样条进行密度和挺度的测试得到如下测试结果：
性能指标 测试仪器/方法 实施例1 实施例2 对比例
密度/g·ml 排水法 0.4049 0.4182 0.4855
挺度/(10mm,N) 万能力学性能测试机 75.31 78.01 52.28
由测试结果可以看出，采用本申请的母粒材料、发泡母粒制备得到的发泡鞋密度不仅均低于现有技术制备得到的发泡鞋密度，而且挺度也高于现有技术制备得到的发泡鞋挺度，不仅证明了母粒材料、发泡母粒的发泡效果更好，也提升了发泡制品的力学性能。
并且，将各个PVC吹气鞋切开对比纵切面可得现有技术制备的PVC发泡鞋泡孔不及本申请PVC发泡鞋的泡孔均匀，进一步证实发泡母粒在载体树脂中的分散性优于微球干粉的分散性，泡孔致密均匀，所以发泡母粒的发泡效果优于现有方案，密度降低较多，力学性能更佳。
以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种母粒材料，其特征在于，由包括以下重量份的组分制成：
载体树脂5～10份，增塑剂5～15份，发泡助剂20～26份，稳定剂20～38份，发泡剂20～31份，
其中，所述发泡剂为热膨胀微球和偶氮二甲酰胺发泡剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的母粒材料，其特征在于，所述载体树脂为EVA、PVC中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的母粒材料，其特征在于，所述热膨胀微球为由聚合物形成的壳体中内包作为芯剂的挥发性膨胀剂，所述壳体由聚合性单体的单体混合物聚合而成，所述聚合性单体为丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的至少一种，所述芯剂为沸点不高于壳体的低沸点烃类。
4.根据权利要求1所述的母粒材料，其特征在于，所述发泡助剂为530发泡助剂、丙烯酸酯类树脂、ZnO、聚乙烯蜡、石蜡中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的母粒材料，其特征在于，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂、二盐基稳定剂、三盐基铅盐稳定剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的母粒材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的母粒材料，其特征在于，所述载体树脂为EVA，所述发泡剂为热膨胀微球和偶氮二甲酰胺发泡剂的复配物，所述发泡助剂为530发泡助剂，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
8.一种发泡母粒制备方法，其特征在于，包含：
将母粒材料在80℃的捏合机混合并搅拌10～15min；
将混合好的所述母粒材料加入单螺杆挤出机挤出，所述单螺杆挤出机的挤出温度为70～100℃，转速为20～100r/min；
采用切粒机对从所述单螺杆挤出机挤出的所述母粒材料进行切割得到发泡母粒，并采用所述切粒机的风冷模块将制备的所述发泡母粒冷却至30～40℃，
其中，所述母粒材料为权利要求1～7中任意一项所述的母粒材料。
9.一种发泡鞋制备方法，其特征在于，包含：
按照重量份数将3-8份发泡母粒与40-50份DBP、50-60份PVC原料加入混合机中搅拌5-20min；
将发泡母粒与DBP、PVC原料混合好的物料加入圆盘注塑机中注塑生产发泡鞋，注塑温度为190℃，
其中，所述发泡母粒是权利要求8所述的发泡母粒。
10.一种采用权利要求8所述的发泡母粒用于制备PVC发泡鞋、PVC发泡板的用途。
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