CN112831082A - 一种用于pvc发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，它属于PVC加工助剂的生产技术领域，通过改善传统的悬浮聚合采用的原料及工艺参数，先将水相混合物和油相混合物进行混合，再进行高速剪切，随着反应的进行，聚合物大分子包裹住低沸点材料逐渐形成核‑壳结构，接着进一步发生链增长、交联形成稳定的高分子物质，最终得到物理膨胀高分子发泡剂，本发明通过高转速得到超低粒径的产品，超低粒径的物理发泡剂应用在PVC发泡鞋底，可形成超细密的泡孔，从而增加鞋底的弹性，减轻重量。本发明在反应结束后继续加入残余单体引发剂继续反应一段时间，可减少没有参与反应的残余单体的量，减小污染。
Description
技术领域
本发明涉及PVC加工助剂的生产技术领域，具体涉及一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺。
背景技术
鞋底材料发展很快，从最初使用的实心材料，到如今的泡沫材料如聚氯乙烯(PVC)、PU(聚氨酯)、聚烯经、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、热塑性橡胶等泡沫材料。为满足市场需求，鞋底材料都向着物理性能优异、轻盈舒适、加工方便、成本低廉的方向发展。近年来鞋底的中底材料作为了一个独立元件来生产，要求中底的成型密度小、力学性能好，并要确保尺寸稳定，表面光滑平整。目前鞋底的中底发泡材料基本都采用EVA，PU等制作。随着原材料价格上涨，为了进一步降低成本，选择价格低廉的PVC发泡材料作为鞋底材料。PVC发泡材料质量轻、柔软度好，具备缓冲、吸音、吸震、保温、过滤等功能。
PVC发泡材料是以基材、增塑剂、热稳定剂、加工助剂、发泡调节剂等原材料，加以气泡稳定剂(匀泡剂)、化学发泡剂、物理发泡剂等辅料，通过挤出、注射成型或模压技术，使塑料中出现大量细微气泡，体积增加，密度减少。
在PVC发泡鞋底中需要用到物理发泡剂，物理发泡剂使得高分子材料具有均一的发泡倍率，可在不影响材料性能的情况下使材料的总密度降低，从而制备出低密度的轻质化材料。为了开拓市场，本发明专门研发一款应用在PVC发泡鞋底的物理发泡剂。
发明内容
本发明提供一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，通过改善了传统的悬浮聚合采用的原料及工艺参数，先将水相混合物和油相混合物进行混合，再进行高速剪切，得到超低粒径的物理发泡剂，该物理发泡剂应用于PVC发泡鞋底，可形成超细密的泡孔，从而增加鞋底的弹性，减轻重量，得到低密度的PVC发泡鞋底。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将电解质水溶液50-100份，润湿剂0.05-0.1份，分散剂1.0-2.5份，水溶性单体0.1-0.3份混合搅拌得到水相组合物；
(2)将单体混合物100份，低沸点材料40-55份，交联剂0.3-2份，油溶性单体0.5-5份，引发剂0.3-2份混合搅拌得到油相组合物；
(3)将上述水相组合物与油相组合物按3∶1的质量比混合后高速剪切搅拌，转速900r/min，在48℃，压力0.5MPa条件下反应10-12h；
(4)继续加入残余单体引发剂，升温至50-55℃，压力0.6MPa，继续反应2-4h；
(5)反应完成后，抽滤洗涤干燥得到物理发泡剂。
优选的，所述引发剂为EHP，所述残余单体引发剂为过氧化氢，所述残余单体引发剂用量为单体混合物重量的0.05-2％。
优选的，所述电解质水溶液中电解质含量为40wt％，所述电解质为NaNO3。
优选的，所述润湿剂为亚甲基双萘磺酸钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚中的任意一种或两种。
优选的，所述分散剂为甲基纤维素。
优选的，所述水溶性单体为亚硝酸钠、亚硫酸氢钠中的任意一种或两种。
优选的，所述单体混合物由以下原料组成：丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，各原料的质量比为5-15∶2-5∶3-15∶2-8∶3-8∶1-2。
优选的，所述低沸点材料为异戊烷、异辛烷中的任意一种或两种。
优选的，所述交联剂为GMA、二乙烯基苯、邻苯二甲酸烯丙酯、二甲基丙烯酸1，6-己二醇酯中的任意一种。
优选的，所述油溶性单体为1，4丁二醇或松香季戊四醇酯中的任意一种或两种。
本发明的有益效果表现在：
(1)本发明改善了传统的悬浮聚合采用的原料及工艺参数，先将水相混合物和油相混合物进行混合，再进行高速剪切，随着反应的进行，聚合物大分子包裹住低沸点材料逐渐形成核-壳结构，接着进一步发生链增长、交联形成稳定的高分子物质，最终得到物理膨胀高分子发泡剂，本发明所得的物理发泡剂应用于PVC发泡材料，使得PVC发泡材料具有均一的发泡倍率，可在不影响材料性能的情况下使材料的总密度降低，从而制备出低密度的轻质化材料；
(2)本发明通过高转速得到超低粒径的产品，超低粒径的物理发泡剂应用在PVC发泡鞋底，可形成超细密的泡孔，从而增加鞋底的弹性，减轻重量；
(3)本发明通过采用低温高活性引发剂，降低反应温度，降低低沸点材料的挥发，降低反应的压力，提高了安全系数，此外，本发明在反应结束后继续加入残余单体引发剂继续反应一段时间，可减少没有参与反应的残余单体的量，减小污染。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1：
一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将电解质水溶液50份，润湿剂0.05份，分散剂1.0份，水溶性单体0.1份混合搅拌得到水相组合物；
(2)将单体混合物100份，低沸点材料40份，交联剂0.3份，油溶性单体0.5份，引发剂0.3份混合搅拌得到油相组合物；
(3)将上述水相组合物与油相组合物按3∶1的质量比混合后高速剪切搅拌，转速900r/min，在48℃，压力0.5MPa条件下反应10-12h；
(4)继续加入残余单体引发剂，升温至50-55℃，压力0.6MPa，继续反应2-4h；
(5)反应完成后，抽滤洗涤干燥得到物理发泡剂。
所述引发剂为EHP，所述残余单体引发剂为过氧化氢，所述残余单体引发剂用量为单体混合物重量的0.05％。所述电解质水溶液中电解质含量为40wt％，所述电解质为NaNO3。所述润湿剂为亚甲基双萘磺酸钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚。所述分散剂为甲基纤维素。所述水溶性单体为亚硝酸钠、亚硫酸氢钠。所述单体混合物由以下原料组成：丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，各原料的质量比为5∶2∶15∶8∶3∶1。所述低沸点材料为异戊烷。所述交联剂为GMA。所述油溶性单体为1，4丁二醇。
实施例2
本实施例与上述实施例1的制备工艺完全相同，不同之处在于采用的原料或原料质量不同，具体为：电解质水溶液100份，润湿剂0.1份，分散剂2.5份，水溶性单体0.3份，单体混合物100份，低沸点材料55份，交联剂2份，油溶性单体5份，引发剂2份。所述引发剂为EHP，所述残余单体引发剂为过氧化氢，所述残余单体引发剂用量为单体混合物重量的2％。所述润湿剂为亚甲基双萘磺酸钠。所述分散剂为甲基纤维素。所述水溶性单体为亚硝酸钠。所述单体混合物由以下原料组成：丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，各原料的质量比为15∶5∶3∶2∶8∶2。所述低沸点材料为异辛烷。所述交联剂为二乙烯基苯。所述油溶性单体为1，4丁二醇或松香季戊四醇酯。
实施例3
本实施例与上述实施例1的制备工艺完全相同，不同之处在于采用的原料或原料质量不同，具体为：电解质水溶液70份，润湿剂0.06份，分散剂1.8份，水溶性单体0.2份，单体混合物100份，低沸点材料45份，交联剂1份，油溶性单体2份，引发剂1.5份。所述引发剂为EHP，所述残余单体引发剂为过氧化氢，所述残余单体引发剂用量为单体混合物重量的1％。所述润湿剂为十二烷基醇聚氧乙烯醚。所述分散剂为甲基纤维素。所述水溶性单体为亚硫酸氢钠。所述单体混合物由以下原料组成：丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，各原料的质量比为10∶3∶8∶5∶6∶1.5。所述低沸点材料为异戊烷和异辛烷。所述交联剂为邻苯二甲酸烯丙酯。所述油溶性单体为松香季戊四醇酯。
实施例4
本实施例与上述实施例1的制备工艺完全相同，不同之处在于采用的原料或原料质量不同，具体为：电解质水溶液90份，润湿剂0.09份，分散剂2.2份，水溶性单体0.15份，单体混合物100份，低沸点材料50份，交联剂1.2份，油溶性单体3份，引发剂1.2份。所述引发剂为EHP，所述残余单体引发剂为过氧化氢，所述残余单体引发剂用量为单体混合物重量的0.15％。所述润湿剂为亚甲基双萘磺酸钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚。所述分散剂为甲基纤维素。所述水溶性单体为亚硝酸钠、亚硫酸氢钠。所述单体混合物由以下原料组成：丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，各原料的质量比为11∶4∶10∶4∶5∶1。所述低沸点材料为异辛烷。所述交联剂为二甲基丙烯酸1，6-己二醇酯。所述油溶性单体为1，4丁二醇。
对比例1
一种常规物理发泡剂，所述物理发泡剂由水相组合物与油相组合物经悬浮聚合制备而成，所述水相组合物、油相组合物的质量比为2∶1；所述水相组合物由以下重量份数的原料制备而成：电解质水溶液90份，润湿剂0.06份，分散剂1.8份，水溶性单体0.15份；所述油相组合物由以下重量份数的原料制备而成：高分子单体混合物180份，低沸点材料60份，交联剂1份，油溶性单体3份，引发剂1份；其中，所述油溶性单体为N-苯基马来酰亚胺，所述引发剂选用过硫酸钾。
所述电解质水溶液中电解质含量为50wt％，所述电解质为NaNO3；。所述润湿剂为亚甲基双萘磺酸钠。所述分散剂为纳米氯化镁。所述水溶性单体为亚硝酸钠。所述高分子单体混合物由以下重量份数的原料组成：丙烯酸异辛酯4份、甲基丙烯酰胺5份、丙烯酸8份、甲基丙烯酸10份。所述低沸点材料为石油醚。所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯。
具体包括以下步骤：
称取水相组合物并将其搅拌溶解，称取油相组合物并将其搅拌溶解，然后按比例将水相组合物与油相组合物加入到混合釜中得到混合相，开启搅拌，搅拌速度为60-70rpm，升温到50-60℃，开始反应10-15h，然后降温到30℃，排压，放料得到物理发泡剂。
将上述实施例1-4以及对比例1所得的物理发泡剂进行性能检测，结果如下表1所示：
表1
将上述实施例1-4以及对比例1所得的物理发泡剂应用于制备PVC发泡制品，PVC发泡制品的具体配方原料如下所示：PVC树脂100份、稳定剂5份、无机填料50份、发泡剂3份、发泡调节剂5份，将上述原料经PVC生产线共混挤出后进行性能测试，结果如下表2所示：
表2
| 组别 | 发泡高度(cm) | 重量(g) |
| 实施例1 | 12 | 116 |
| 实施例2 | 10.9 | 123 |
| 实施例3 | 11.5 | 120 |
| 实施例4 | 9.8 | 133 |
| 对比例1 | 4.5 | 145 |
由表1可以看出，本发明生产的物理发泡剂具有超低粒径(30μm左右)，超低粒径的物理发泡剂应用在鞋底，可形成超细密的泡孔，从而增加鞋底的弹性，减轻重量，通过表2可以看出，采用本发明物理发泡剂所得的PVC发泡制品的发泡高度高、重量轻，发泡高度越大，发泡的体积就越大，发泡倍率越大，所得发泡制品的密度就越小，从而发泡制品的重量就越小。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将电解质水溶液50-100份，润湿剂0.05-0.1份，分散剂1.0-2.5份，水溶性单体0.1-0.3份混合搅拌得到水相组合物；
(2)将单体混合物100份，低沸点材料40-55份，交联剂0.3-2份，油溶性单体0.5-5份，引发剂0.3-2份混合搅拌得到油相组合物；
(3)将上述水相组合物与油相组合物按3：1的质量比混合后高速剪切搅拌，转速900r/min，在48℃，压力0.5MPa条件下反应10-12h；
(4)继续加入残余单体引发剂，升温至50-55℃，压力0.6MPa，继续反应2-4h；
(5)反应完成后，抽滤洗涤干燥得到物理发泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，所述引发剂为EHP，所述残余单体引发剂为过氧化氢，所述残余单体引发剂用量为单体混合物重量的0.05-2％。
3.根据权利要求1所述的一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，所述电解质水溶液中电解质含量为40wt％，所述电解质为NaNO3。
4.根据权利要求1所述的一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，所述润湿剂为亚甲基双萘磺酸钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚中的任意一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，所述分散剂为甲基纤维素。
6.根据权利要求1所述的一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，所述水溶性单体为亚硝酸钠、亚硫酸氢钠中的任意一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，所述单体混合物由以下原料组成：丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，各原料的质量比为5-15：2-5：3-15：2-8：3-8：1-2。
8.根据权利要求1所述的一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，所述低沸点材料为异戊烷、异辛烷中的任意一种或两种。
9.根据权利要求1所述的一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，所述交联剂为GMA、二乙烯基苯、邻苯二甲酸烯丙酯、二甲基丙烯酸1，6-己二醇酯中的任意一种。
10.根据权利要求1所述的一种用于PVC发泡鞋底的物理发泡剂的生产工艺，其特征在于，所述油溶性单体为1，4丁二醇或松香季戊四醇酯中的任意一种或两种。
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