CN114133658A - 一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的eva材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,由以下成分组成:混合阻燃剂、发泡剂、交联剂、硬脂酸、硬脂酸锌、生蛭石粉和EVA。在传统的EVA材料的基础上,加入了高膨胀生蛭石粉,并在制备过程中控制温度,防止生蛭石粉在发泡过程中完全膨胀,这样在受热后,生蛭石粉可以继续膨胀,达到更好的自动膨胀效果。本发明还在混合阻燃剂中加入少量的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶,该干凝胶具有三维双交联结构,聚苯胺生长在石墨烯片层上,片层上的聚苯胺相互交联,同时片层边缘处的聚苯胺又相互交织,与石墨烯共同形成三维双交联结构,故在发泡过程中,发泡效果更好,落水后浮力更大;遇冲击时也更容易使材料自动膨胀。
Description
技术领域
本发明涉及EVA材料技术领域,尤其涉及一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料。
背景技术
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA),是一种通用高分子聚合物,分子式是(C2H4)x.(C4H6O2)y,可燃,燃烧气味无刺激性。EVA具有如下优异性能:耐水性:密闭泡孔结构、不吸水、防潮、耐水性能良好。耐腐蚀性:耐海水、油脂、酸、碱等化学品腐蚀,抗菌、无毒、无味、无污染。加工性:无接头,且易于进行热压、剪裁、涂胶、贴合等加工。防震动:回弹性和抗张力高,韧性高,具有良好的防震、缓冲性能。保温性:隔热,保温防寒及低温性能优异,可耐严寒和曝晒。隔音性:密闭泡孔,隔音效果好。由于EVA具有良好的力学、加工性能、又不缺乏柔韧性和弹性。因此被广泛的应用于包装、建材、运动器材、鞋业等领域。但由于EVA泡沫材料极易燃烧,极限氧指数仅达到18%左右,大大限制了其应用范围。因此有必要对其进行阻燃改性处理。
本发明在改善EVA泡沫材料阻燃耐高温性能的基础上,尤其关注其在遇到高温及冲击的情况下的自动膨胀效果,从而有利于将其应用于学生安全书包。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料的制备方法。
本发明的技术方案如下:
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,由以下重量百分比的成分组成:混合阻燃剂12-18%、发泡剂2.5-3.5%、交联剂0.5-1.0%、硬脂酸0.8-1.2%、硬脂酸锌0.2-0.3%、生蛭石粉6-10%和EVA余量。
优选的,所述的混合阻燃剂,由以下重量份比例的成分组成:三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶:聚磷酸铵:白刚玉=1:(80-150):(180-220)。
优选的,所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。
优选的,所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
优选的,所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
优选的,所述的生蛭石粉为300℃受热体积膨胀15倍以上的生蛭石粉碎至800目得到的生蛭石粉。
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、将EVA、白刚玉和生蛭石粉放入转矩流变仪中熔融混炼15-25min,然后加入其余原料,继续混炼30-45min;
步骤B、制得的混炼料放置36-48h,再放入开炼机中混炼15-25min,然后将混合物料压制成3-5mm的薄片;
步骤C、将薄片置于预热好的平板硫化机模腔内,在25-35MPa、145-155℃下模压发泡4-6min,即可。
本发明的有益之处在于:本发明的高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,在传统的EVA材料的基础上,加入了高膨胀生蛭石粉,并在制备过程中控制温度,防止生蛭石粉在发泡过程中完全膨胀,这样在受热后,生蛭石粉可以继续膨胀,达到更好的自动膨胀效果。本发明还在混合阻燃剂中加入少量的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶,该干凝胶具有三维双交联结构,聚苯胺生长在石墨烯片层上,片层上的聚苯胺相互交联,同时片层边缘处的聚苯胺又相互交织,与石墨烯共同形成三维双交联结构,故在发泡过程中,发泡效果更好,落水后浮力更大;遇冲击时也更容易使材料自动膨胀。
本发明的高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,厚度可以根据实际应用需要进行调整;由于生产过程中不采用有机溶剂,故生产过程安全环保;其生产成本与传统的阻燃EVA材料相比,差异不超过5%,但性能提升显著。
具体实施方式
实施例1
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,由以下重量百分比的成分组成:混合阻燃剂15.5%、发泡剂3.2%、交联剂0.8%、硬脂酸1.0%、硬脂酸锌0.25%、生蛭石粉8.5%和EVA余量。
所述的混合阻燃剂,由以下重量份比例的成分组成:三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶:聚磷酸铵:白刚玉=1:135:190。
所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。
所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
所述的生蛭石粉为300℃受热体积膨胀18倍的生蛭石粉碎至800目得到的生蛭石粉。
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、将EVA、白刚玉和生蛭石粉放入转矩流变仪中熔融混炼22min,然后加入其余原料,继续混炼40min;
步骤B、制得的混炼料放置45h,再放入开炼机中混炼20min,然后将混合物料压制成3.5mm的薄片;
步骤C、将薄片置于预热好的平板硫化机模腔内,在30MPa、150℃下模压发泡4.5min,即可。
实施例2
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,由以下重量百分比的成分组成:混合阻燃剂18%、发泡剂2.5%、交联剂1.0%、硬脂酸0.8%、硬脂酸锌0.3%、生蛭石粉6%和EVA余量。
所述的混合阻燃剂,由以下重量份比例的成分组成:三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶:聚磷酸铵:白刚玉=1:150:180。
所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。
所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
所述的生蛭石粉为300℃受热体积膨胀16倍的生蛭石粉碎至800目得到的生蛭石粉。
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、将EVA、白刚玉和生蛭石粉放入转矩流变仪中熔融混炼25min,然后加入其余原料,继续混炼30min;
步骤B、制得的混炼料放置48h,再放入开炼机中混炼15min,然后将混合物料压制成5mm的薄片;
步骤C、将薄片置于预热好的平板硫化机模腔内,在25MPa、145℃下模压发泡4min,即可。
实施例3
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,由以下重量百分比的成分组成:混合阻燃剂12%、发泡剂3.5%、交联剂0.5%、硬脂酸1.2%、硬脂酸锌0.2%、生蛭石粉10%和EVA余量。
所述的混合阻燃剂,由以下重量份比例的成分组成:三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶:聚磷酸铵:白刚玉=1:80:220。
所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。
所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
所述的生蛭石粉为300℃受热体积膨胀20倍的生蛭石粉碎至800目得到的生蛭石粉。
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、将EVA、白刚玉和生蛭石粉放入转矩流变仪中熔融混炼15min,然后加入其余原料,继续混炼45min;
步骤B、制得的混炼料放置36h,再放入开炼机中混炼25min,然后将混合物料压制成3mm的薄片;
步骤C、将薄片置于预热好的平板硫化机模腔内,在35MPa、155℃下模压发泡6min,即可。
实施例4
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,由以下重量百分比的成分组成:混合阻燃剂15%、发泡剂3.1%、交联剂0.9%、硬脂酸0.9%、硬脂酸锌0.28%、生蛭石粉8.5%和EVA余量。
所述的混合阻燃剂,由以下重量份比例的成分组成:三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶:聚磷酸铵:白刚玉=1:120:210。
所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。
所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
所述的生蛭石粉为300℃受热体积膨胀18倍的生蛭石粉碎至800目得到的生蛭石粉。
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、将EVA、白刚玉和生蛭石粉放入转矩流变仪中熔融混炼20min,然后加入其余原料,继续混炼35min;
步骤B、制得的混炼料放置45h,再放入开炼机中混炼15min,然后将混合物料压制成5mm的薄片;
步骤C、将薄片置于预热好的平板硫化机模腔内,在28MPa、145℃下模压发泡5.5min,即可。
实施例5
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,由以下重量百分比的成分组成:混合阻燃剂13.5%、发泡剂2.8%、交联剂0.8%、硬脂酸1.1%、硬脂酸锌0.25%、生蛭石粉8.7%和EVA余量。
所述的混合阻燃剂,由以下重量份比例的成分组成:三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶:聚磷酸铵:白刚玉=1:115:205。
所述的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶的制备方法参考中国发明专利CN110183718A的实施例1。
所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
所述的生蛭石粉为300℃受热体积膨胀15倍以上的生蛭石粉碎至800目得到的生蛭石粉。
一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、将EVA、白刚玉和生蛭石粉放入转矩流变仪中熔融混炼22min,然后加入其余原料,继续混炼40min;
步骤B、制得的混炼料放置42h,再放入开炼机中混炼18min,然后将混合物料压制成4.5mm的薄片;
步骤C、将薄片置于预热好的平板硫化机模腔内,在28MPa、148℃下模压发泡5min,即可。
对比例1
将实施例1中的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶替换为常规的石墨烯材料,其余配比和制备方法与实施例1相同。
对比例2
将实施例1中的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶替换为C60足球烯材料,其余配比和制备方法与实施例1相同。
对比例3
将实施例1中的三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶去除,其余配比和制备方法与实施例1相同。
以下对实施例1-5和对比例1-3制备的EVA材料进行阻燃性能和物理性能检测,得到如下检测结果,具体数据见表1和表2。
表1:EVA材料阻燃性能检测结果;
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
极限氧指数% | 27.5 | 27.5 | 27.5 | 27.6 | 27.4 | 27.3 | 27.2 | 27.2 |
UL-94(3.2mm) | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 |
由以上检测结果可以知道,本发明制备的EVA材料具有非常好的阻燃耐高温性能。
表2:EVA材料发泡性能检测结果;
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
视密度mg/m<sup>3</sup> | 0.19 | 0.22 | 0.19 | 0.21 | 0.20 | 0.29 | 0.27 | 0.29 |
回弹性% | 82.5 | 81.7 | 83.2 | 82.1 | 82.3 | 61.5 | 67.8 | 58.2 |
具体测试方法:视密度:HG/T2872-2009,测试片带皮;回弹性:GB/T10652-2001,测试片带皮。
由以上测试数据可以知道,本发明制备的EVA材料具有非常好的浮力和耐冲击性能。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,其特征在于,由以下重量百分比的成分组成:混合阻燃剂12-18%、发泡剂2.5-3.5%、交联剂0.5-1.0%、硬脂酸0.8-1.2%、硬脂酸锌0.2-0.3%、生蛭石粉6-10%和EVA余量。
2.如权利要求1所述的高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,其特征在于,所述的混合阻燃剂,由以下重量份比例的成分组成:三维多孔双交联聚苯胺/石墨烯复合干凝胶:聚磷酸铵:白刚玉=1:(80-150):(180-220)。
3.如权利要求1所述的高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,其特征在于,所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
4.如权利要求1所述的高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,其特征在于,所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
5.如权利要求1所述的高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,其特征在于,所述的生蛭石粉为300℃受热体积膨胀15倍以上的生蛭石粉碎至800目得到的生蛭石粉。
6.如权利要求2-5任一所述的高浮力耐高温遇冲击自动膨胀的EVA材料,其特征在于,其制备方法,包括以下步骤:
步骤A、将EVA、白刚玉和生蛭石粉放入转矩流变仪中熔融混炼15-25min,然后加入其余原料,继续混炼30-45min;
步骤B、制得的混炼料放置36-48h,再放入开炼机中混炼15-25min,然后将混合物料压制成3-5mm的薄片;
步骤C、将薄片置于预热好的平板硫化机模腔内,在25-35MPa、145-155℃下模压发泡4-6min,即可。
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