CN115873396A - 一种高弹耐压缩的复合发泡材料、其制备方法及鞋底 - Google Patents
一种高弹耐压缩的复合发泡材料、其制备方法及鞋底 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及鞋材制造技术领域,尤其是涉及的是一种高弹耐压缩的复合发泡材料、其制备方法及鞋底。其中,该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌。该高弹耐压缩的复合发泡材料以脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、乙烯醋酸乙烯共聚物为主要基体材料,且经过两者之间的物理混合,改进了乙烯醋酸乙烯共聚物的特性,使得其易于降解,减少了环境污染,同时还加入了聚硼硅氧烷,使得该复合发泡材料柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡材料),且回复性能良好,从而满足运动鞋底的性能要求,可以给消费者带来持久的舒适体验。
Description
技术领域
本申请涉及鞋材制造技术领域,尤其是涉及的是一种高弹耐压缩的复合发泡材料、其制备方法及鞋底。
背景技术
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,人们科学穿鞋的意识不断增强,轻便、舒适和美观的鞋类产品越来越受欢迎。鞋底材料是鞋类产品的伴生物,随着鞋类产品的发展,鞋底材料质量不断提高。
目前市场上已有的鞋底常用材料是PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙稀)、EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)、橡胶等均为石油化工产品,它们均属高聚物,因聚合度较大,分子间作用力强,高分子链难以断裂分解,从而导致已有的鞋材及包装用抗震片材具有不可降解性,会污染环境,其制成的鞋底质地坚硬、密度大,缓冲、回弹性性能差,在穿着一段时间后,会出现塌陷、回弹性差等问题,严重影响了运动员穿着运动鞋的脚感。
发明内容
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过说明书以及说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。
本申请的目的在于克服上述不足,提供一种高弹耐压缩的复合发泡材料、其制备方法及鞋底。该高弹耐压缩的复合发泡材料以脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、乙烯醋酸乙烯共聚物为主要基体材料,减少了乙烯醋酸乙烯共聚物的使用量,大大降低了对石化原料的依赖,有利于环境的保护,且经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,改进了乙烯醋酸乙烯共聚物的特性,使得其易于降解,减少了环境污染,同时还加入了聚硼硅氧烷,使得该复合发泡材料柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡材料),且回复性能良好,从而满足运动鞋底的性能要求,可以给消费者带来持久的舒适体验。
第一方面,本申请提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料。该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;
基于该复合发泡材料的总质量计,
该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20.5%-33.5%,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的质量含量为55%-60%,该聚硼硅氧烷的质量含量为5%-10%,该发泡剂的质量含量为2.5%-4%,该活性剂的质量含量为1%-2%,该架桥剂的质量含量为0.7%-1.2%,该偶联剂的质量含量为1.3%-1.8%,该氧化锌的质量含量为1%-1.5%。
本申请以脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体为主,以乙烯醋酸乙烯共聚物为辅,减少了乙烯醋酸乙烯共聚物的使用量,大大降低了对石化原料的依赖,有利于环境的保护,且经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,改进了乙烯醋酸乙烯共聚物的特性,使得其易于降解,减少了环境污染。此外,本申请还加入了聚硼硅氧烷,在各种成分的配比协同作用下,大大降低了复合发泡材料的压缩形变量与重量,使得复合发泡材料的回弹性得到大大地提升,复合发泡材料柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡材料),从而满足运动鞋底的性能要求,可以给消费者带来持久的舒适体验。
在一些实施例中,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体包括聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶;
基于该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的总质量计,
该聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的质量含量为40%-45%,该苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物的质量含量为15%-20%,该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20%-38%,该热塑性硫化橡胶的质量含量为2%-5%,该三元乙丙橡胶的质量含量为5%-10%。
本申请经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体与乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,对乙烯醋酸乙烯共聚物的特性进行了改进,使得其易于降解,减少了环境的污染;与此同时,在特定原料的配比下,物理混合物与苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、热塑性硫化橡胶以及三元乙丙橡胶在熔融共混中,实现了交联反应,对聚己内酯进行了改性,提高了强度与韧性,降低了聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的熔点,使得其能够与乙烯醋酸乙烯共聚物完全熔融共混。
在一些实施例中,该聚硼硅氧烷为聚二甲基硅氧烷与硼酸于250℃-300℃中反应而成的。聚鹏硅氧烷是缺电子的硼原子从相邻分子中带电子对的氧原子上获得电子,从而形成B-O交联键,B-O交联键在室温条件下会吸收热能活化断裂,所以在受力时会让复合发泡材料拥有像橡皮泥一样的形变特性,而遇到高速冲击时,因为作用时间比交联键热化断裂的时间更短,反而能让分子形成网状结构,展现出减震、高回弹等特性。
在一些实施例中,该聚二甲基硅氧烷与该硼酸的质量比为25:2-4。本申请通过合理地控制聚二甲基硅氧烷与硼酸的质量比,能够保证缺电子的硼原子从相邻分子中带电子对的氧原子上获得充足的电子,进而形成足够多的B-O交联键,使得复合发泡材料在受力时能够具有压缩形变的特性,在受到高速冲击时能够让分子之间形成足够的网状结构而展现出减震、高回弹等特性。
在一些实施例中,反应时间为70h-74h。本申请通过合理地控制聚二甲基硅氧烷与硼酸的反应时间,能够保证缺电子的硼原子从相邻分子中带电子对的氧原子上获得充足的电子,进而形成足够多的B-O交联键,使得聚鹏硅氧烷能够发挥更大的作用。
在一些实施例中,该乙烯醋酸乙烯共聚物中的醋酸含量为28%。本申请通过选用醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物与聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体进行物理共混,使得乙烯醋酸乙烯共聚物的特性更容易被改进,使得乙烯醋酸乙烯共聚物更易于降解,减少了环境污染;此外,本申请选用醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物,使得脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的强度和韧性都得到了很大地提高,也降低了聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的熔点,使得其能够与乙烯醋酸乙烯共聚物完全熔融共混。
在一些实施例中,该乙烯醋酸乙烯共聚物包括醋酸含量为33%的乙烯醋酸乙烯共聚物、醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物,其中,醋酸含量为33%的乙烯醋酸乙烯共聚物与醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物的重量比为1:5-1:3。本申请通过合理地选择醋酸含量为33%的乙烯醋酸乙烯共聚物、醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物之间的重量比,且在各种成分的配比协同作用下,大大降低了复合发泡材料的压缩形变量与重量,使得复合发泡材料的回弹性得到大大地提升,复合发泡材料柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡材料),从而满足运动鞋底的性能要求,可以给消费者带来持久的舒适体验。
第二方面,本申请提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:
一次混炼,乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌置于120℃-150℃中密炼7min-10min,形成第一混合料;
二次混炼,将发泡剂、偶联剂加入到第一混合料中,并置于130℃-140℃中密炼2min-3min,形成第二混合料;
造粒,将第二混合料置于80℃-90℃中进行造粒,形成复合材料;
发泡,将复合材料置于160℃-170℃中进行发泡,形成高弹耐压缩的复合发泡材料。
本申请先将乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌进行共混并一次密炼,再继续加入发泡剂、偶联剂进行共混并二次密炼,接着进行造粒与发泡,最后得到高弹耐压缩的复合发泡材料。该复合发泡材料柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡材料),且回复性能良好,从而满足运动鞋底的性能要求,可以给消费者带来持久的舒适体验。
在一些实施例中,该制备方法还包括脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的制备步骤,该制备步骤为:
将聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶加入双螺杆挤出机中,进行共混并挤出,得到脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体;
其中,共混时间为3min-5min,共混温度为150℃-180℃。
本申请经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体与乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,对乙烯醋酸乙烯共聚物的特性进行了改进,使得其易于降解,减少了环境的污染;与此同时,在特定原料的配比下,物理混合物与苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、热塑性硫化橡胶以及三元乙丙橡胶在熔融共混中,实现了交联反应,对聚己内酯进行了改性,提高了强度与韧性,降低了聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的熔点,使得其能够与乙烯醋酸乙烯共聚物完全熔融共混。
在一些实施例中,双螺杆挤出机的双螺杆加料区的温度为100℃-120℃,塑化区的温度为130℃-150℃。
在一些实施例中,双螺杆挤出机的双螺杆机头温度为90℃-110℃。
在一些实施例中,双螺杆挤出机的双螺杆转速为20转/S-40转/S。
第三方面,本申请提供了一种鞋底。该鞋底由高弹耐压缩的复合发泡材料经发泡磨具进行发泡,再经过成型模具进行加热、定型、冷却制成;其中,该高弹耐压缩的复合发泡材料包括包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;
基于该复合发泡材料的总质量计,
该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20.5%-33.5%,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的质量含量为55%-60%,该聚硼硅氧烷的质量含量为5%-10%,该发泡剂的质量含量为2.5%-4%,该活性剂的质量含量为1%-2%,该架桥剂的质量含量为0.7%-1.2%,该偶联剂的质量含量为1.3%-1.8%,该氧化锌的质量含量为1%-1.5%。
本申请利用高弹耐压缩的复合发泡材料经过发泡、加热、定型、冷却制成高弹耐压缩鞋底,使得单只鞋底的重量足足降低了60%左右,同时也使得单只鞋底的密度仅为传统鞋底密度的40%左右,此外,鞋底柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡鞋底),且回复性能良好,有效解决了鞋底长久穿着后“从软变硬、发生较大永久形变”的技术问题,大大延长了鞋底的使用寿命,强化鞋底的耐久性,提升了穿着者的穿着体验感。
在一些实施例中,发泡温度为160℃-180℃,发泡时间为400s-600s。本申请通过合理地控制高弹耐压缩的复合发泡材料在发泡模具中的发泡温度与发泡时间,大大提升了发泡倍率。
在一些实施例中,加热温度为165℃-185℃,加热时间为500s-700s,定型压力为80kg/m2-100kg/m2。本申请通过合理地控制加热与定型等参数,使得鞋底的结构稳定性更好。
通过采用上述的技术方案,本申请的有益效果是:
本申请以脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体为主,以乙烯醋酸乙烯共聚物为辅,减少了乙烯醋酸乙烯共聚物的使用量,大大降低了对石化原料的依赖,有利于环境的保护,且经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,改进了乙烯醋酸乙烯共聚物的特性,使得其易于降解,减少了环境污染。此外,本申请还加入了聚硼硅氧烷,在各种成分的配比协同作用下,大大降低了复合发泡材料的压缩形变量与重量,使得复合发泡材料的回弹性得到大大地提升,复合发泡材料柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡材料),从而满足运动鞋底的性能要求,可以给消费者带来持久的舒适体验。
本申请经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体与乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,对乙烯醋酸乙烯共聚物的特性进行了改进,使得其易于降解,减少了环境的污染;与此同时,在特定原料的配比下,物理混合物与苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、热塑性硫化橡胶以及三元乙丙橡胶在熔融共混中,实现了交联反应,对聚己内酯进行了改性,提高了强度与韧性,降低了聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的熔点,使得其能够与乙烯醋酸乙烯共聚物完全熔融共混。
本申请经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体与乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,对乙烯醋酸乙烯共聚物的特性进行了改进,使得其易于降解,减少了环境的污染;与此同时,在特定原料的配比下,物理混合物与苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、热塑性硫化橡胶以及三元乙丙橡胶在熔融共混中,实现了交联反应,对聚己内酯进行了改性,提高了强度与韧性,降低了聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的熔点,使得其能够与乙烯醋酸乙烯共聚物完全熔融共混。
本申请利用高弹耐压缩的复合发泡材料经过发泡、加热、定型、冷却制成高弹耐压缩鞋底,使得单只鞋底的重量足足降低了60%左右,同时也使得单只鞋底的密度仅为传统鞋底密度的40%左右,此外,鞋底柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡鞋底),且回复性能良好,有效解决了鞋底长久穿着后“从软变硬、发生较大永久形变”的技术问题,大大延长了鞋底的使用寿命,强化鞋底的耐久性,提升了穿着者的穿着体验感。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
无疑的,本申请的此类目的与其他目的在下文以多种附图与绘图来描述的较佳实施例细节说明后将变为更加显见。
为让本申请的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举一个或数个较佳实施例,并配合所示附图,作详细说明如下。
附图说明
附图用来提供对本申请的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施方式共同用于解释本申请,并不构成对本申请的限制。
为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一个或数个实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据此类附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备流程图;
图2为本申请实施例1的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备流程图;
图3为本申请实施例2的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备流程图;
图4为本申请实施例3的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式,借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是,只要不构成冲突,本申请中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本申请的保护范围之内。
同时,在以下说明中,处于解释的目的而阐述了许多具体细节,以提供对本申请实施例的彻底理解。然而,对本领域的技术人员来说显而易见的是,本申请可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料。该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;
基于该复合发泡材料的总质量计,
该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20.5%-33.5%,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的质量含量为55%-60%,该聚硼硅氧烷的质量含量为5%-10%,该发泡剂的质量含量为2.5%-4%,该活性剂的质量含量为1%-2%,该架桥剂的质量含量为0.7%-1.2%,该偶联剂的质量含量为1.3%-1.8%,该氧化锌的质量含量为1%-1.5%。
乙烯醋酸乙烯共聚物(英文全称ethylene-vinylacetatecopolymer,简称EVA),其中醋酸乙烯含量在5%~40%,与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从而降低了高结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。在发泡鞋料领域总,醋酸乙烯含量一般在15%~22%,由于EVA树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能,因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。
聚硼硅氧烷,其由聚二甲基硅氧烷与硼酸在250℃-300℃中反应而成的。聚鹏硅氧烷是缺电子的硼原子从相邻分子中带电子对的氧原子上获得电子,从而形成B-O交联键,B-O交联键在室温条件下会吸收热能活化断裂,所以在受力时会让复合发泡材料拥有像橡皮泥一样的形变特性,而遇到高速冲击时,因为作用时间比交联键热化断裂的时间更短,反而能让分子形成网状结构,展现出减震、高回弹等特性。
发泡剂,其可以使对象物质成孔的物质,其可分为化学发泡剂和物理发泡剂和表 面活性剂三大类。化学发泡剂是经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体,并在聚合 物组成中形成细孔的化合物;物理发泡剂就是泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化,即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的化合物。发泡剂均具有较高的表面活性,能有效降低液体的表面张力,并在液膜表面双电子层排列而包围空气,形成气泡,再由单个气泡组成泡沫。
根据本申请的一些实施例,可选地,该发泡剂为偶氮二甲酰胺、可膨胀球聚合物、OBSH发泡剂中的一种或两种以上的组合。
活性剂,能增加有机促进剂的活性,使之充分发挥效能,从而减少促进剂用量或缩短硫化时间的物质。
根据本申请的一些实施例,可选地,该活性剂为硬脂酸、硬脂酸锌中的一种或两种的组合。硬脂酸在橡胶的合成和加工过程中起重要作用:硬脂酸是天然、合成橡胶和胶乳中广泛应用的硫化活性剂,也可用作增塑剂和软化剂。在生产合成橡胶过程中可加硬脂酸作乳化剂,在制造泡沫槔胶时硬脂酸可作起泡剂,硬脂酸还可用作橡胶制品的脱模剂。
架桥剂,架桥剂学名为封闭型水性固化剂(非离子型交联剂),别名为架桥剂、固化剂、交联剂、固色剂、接着剂、增进剂、补强剂、牢度提升剂。其主成分是封闭多异氰酸酯。该系列固化剂常温下可与水性树脂(水性聚氨酯、水性丙烯酸酯、氟乳液、有机硅乳液等)长期稳定共存,热处理时该固化剂释放出的异氰酸酯(-NCO)基团与水性树脂分子链上羟基、羧基、氨基等基团反应形成交联结构,可显著改善水性树脂性能。
根据本申请的一些实施例,可选地,该架桥剂为过氧化二异丙苯(DCP)。
偶联剂,是一类具有两不同性质官能团的物质,其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团,一个是亲无机物的基团,易与无机物表面起化学反应;另一个是亲有机物的基团,能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”,用以改善无机物与有机物之间的界面作用,从而大大提高复合材料的性能,如物理性能、电性能、热性能、光性能等。偶联剂用于鞋底领域中,可提高鞋底的耐磨性和耐老化性能,并且能减小NR用量,从而降低成本。偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应,又能与基体树脂反应,在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层,界面层能传递应力,从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度,提高了复合材料的性能,同时还可以防止其它介质向界面渗透,改善界面状态,有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。
氧化锌,是一种无机物,化学式为ZnO,是锌的一种氧化物。难溶于水,可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂,广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑 油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。
本申请以脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体为主,以乙烯醋酸乙烯共聚物为辅,减少了乙烯醋酸乙烯共聚物的使用量,大大降低了对石化原料的依赖,有利于环境的保护,且经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,改进了乙烯醋酸乙烯共聚物的特性,使得其易于降解,减少了环境污染。此外,本申请还加入了聚硼硅氧烷,在各种成分的配比协同作用下,大大降低了复合发泡材料的压缩形变量与重量,使得复合发泡材料的回弹性得到大大地提升,复合发泡材料柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡材料),从而满足运动鞋底的性能要求,可以给消费者带来持久的舒适体验。
根据本申请的一些实施例,可选地,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体包括聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶;
基于该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的总质量计,
该聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的质量含量为40%-45%,该苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物的质量含量为15%-20%,该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20%-38%,该热塑性硫化橡胶的质量含量为2%-5%,该三元乙丙橡胶的质量含量为5%-10%。
聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体,其是通过聚己内酯与热塑性聚氨酯弹性体共混而成的。其中,
聚己内酯,(英文全称为Polycaprolactone,英文简称为PCL)是通过ε-己内酯单体在金属阴离子络合催化剂催化下开环聚合而成的高分子有机聚合物,通过控制聚合条件,可以获得不同的分子量。其外观为白色固体粉末,无毒,不溶于水,易溶于多种极性有机溶剂。PCL具有良好的生物相容性、良好的有机高聚物相容性,以及良好的生物降解性,可用作细胞生长支持材料,可与多种常规塑料互相兼容,自然环境下6-12个月即可完全降解。
热塑性聚氨酯弹性体,由高熔点结晶性硬段(聚酰胺)和非结晶性软段(聚酯或聚 醚)组成,其中,硬段为PA-6、PA-66、PA-12等,软段是聚醚或聚酯组成,以内酰胺、二羧酸、聚 醚多元醇为基础进行酯交换和缩聚反应而制成弹性体。其性能取决于硬段类型及两种嵌段的长度。由于硬段聚酰胺的存在,使聚酰胺热塑性弹性体具有优异的韧性、耐化学性、耐磨 性及消音性。通过选择和控制嵌段类别,其力学、热和化学性能可在很大范围内变化。
苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物,其采用阴离子聚合法成功制备了苯乙烯(St)-异戊二烯(Ip)-丁二烯(Bd)三元共聚物,通过核磁共振、气相色谱、凝胶渗透色谱、透射电镜、动态力学分析等方法表征材料的结构与性能,并与通用橡胶进行性能对比。结果表明,St含量低于30%时,共聚物趋于无规分布,St含量高于35%时,苯乙烯嵌段结构产生,随着St含量的增加,共聚物侧基结构含量下降;三元共聚中St、Ip、Bd的转化率随总转化率的增加而逐渐增大;St含量较低时,共聚物微观相态均一,随St含量的增大,微观相态产生相分离,损耗峰向高温移动,宽度略有增加;嵌段共聚物的物理力学性能与其他橡胶材料相当,抗湿滑性优于通用胶,滚动阻力小于通用胶,是一种理想的轮胎胎面用橡胶材料。
乙烯醋酸乙烯共聚物,(英文全称ethylene-vinylacetatecopolymer,简称EVA),其中醋酸乙烯含量在5%~40%,与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从而降低了高结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。在发泡鞋料领域总,醋酸乙烯含量一般在15%~22%,由于EVA树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能,因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。
热塑性硫化橡胶,(英文全称为Thermoplastic Vulcanizate,英文简称为TPV),TPV主要由两部分组成,一是塑料,作为连续相,二是橡胶作为分散相。TPV的制备方法通常有3种,即熔融共混法、溶液共混法、胶乳共混法。其中熔融共混法是最常见的,所采用的设备主要有2种,混炼机或者双螺杆挤出机。根据工艺的不同,可以单独使用一种设备,或者2种都使用。在工业上,因双螺杆挤出机可以连续化生产,所以考虑到质量稳定,双螺杆挤出机成为最为通用的动态硫化设备。动态硫化的具体步骤如下:首先在密炼机内将橡胶和塑料熔融共混,当达到充分混合后,加入硫化剂,此时边混合、边硫化,如果硫化速度越快,那么混合程度也必须越激烈,以保证共混物具有良好的加工性能。因为有颗粒状的橡胶出售,所以可以不用密炼机混合塑料与橡胶,可以直接采用双螺杆挤出机混合。在具体的工艺上,动态硫化可以分2步走,塑料可以分2次加入与橡胶混合,以保护塑料在动态硫化时受到硫化剂的氧化作用。
三元乙丙橡胶,是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物。其中,二烯烃具有特殊的结构,只有两键之一的才能共聚,不饱和的双键主要是作为交链处;另一个不饱和的不会成为聚合物主链,只会成为边侧链。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的,使得三元乙 丙可以抵抗热、光、氧气,尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的,对极性溶液和化学物具有抗性,吸水率低,具有良好的绝缘特性。在三元乙丙生产过程中,通过改变三单体的数量,乙烯丙烯比,分子量及其分布以及硫化的方法可以调整其特性。
本申请经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体与乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,对乙烯醋酸乙烯共聚物的特性进行了改进,使得其易于降解,减少了环境的污染;与此同时,在特定原料的配比下,物理混合物与苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、热塑性硫化橡胶以及三元乙丙橡胶在熔融共混中,实现了交联反应,对聚己内酯进行了改性,提高了强度与韧性,降低了聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的熔点,使得其能够与乙烯醋酸乙烯共聚物完全熔融共混。
根据本申请的一些实施例,可选地,该聚硼硅氧烷为聚二甲基硅氧烷与硼酸于250℃-300℃中反应而成的。
聚二甲基硅氧烷为二甲基硅油的化学状态,根据相对分子质量的不同,外观由无色透明的挥发性液体至极高黏度的液体或硅胶,无味,透明度高,具有耐热性、耐寒性、黏度随温度变化小、防水性、表面张力小、具有导热性,导热系数为0.134-0.159W/(m·K),透光性为透光率100%,聚二甲基硅氧烷无毒无味,具有生理惰性、良好的化学稳定性。电绝缘性和耐候性、疏水性好,并具有很高的抗剪切能力,可在-50℃~200℃下长期使用。具有优良的物理特性,可直接用于防潮绝缘,阻尼,减震,消泡,润滑,抛光等方面,广泛用作绝缘润滑、防震、防油尘、介电液和热载体。以及用作消泡、脱模剂、油漆及日化品添加剂。
硼酸,是一种无机化合物,化学式为H3BO3,为白色结晶性粉末,有滑腻手感,无气味。
聚鹏硅氧烷是缺电子的硼原子从相邻分子中带电子对的氧原子上获得电子,从而形成B-O交联键,B-O交联键在室温条件下会吸收热能活化断裂,所以在受力时会让复合发泡材料拥有像橡皮泥一样的形变特性,而遇到高速冲击时,因为作用时间比交联键热化断裂的时间更短,反而能让分子形成网状结构,展现出减震、高回弹等特性。
可选地,聚二甲基硅氧烷与硼酸的反应温度为250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、300℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
根据本申请的一些实施例,可选地,该聚二甲基硅氧烷与该硼酸的质量比为25:2-4。本申请通过合理地控制聚二甲基硅氧烷与硼酸的质量比,能够保证缺电子的硼原子从相邻分子中带电子对的氧原子上获得充足的电子,进而形成足够多的B-O交联键,使得复合发泡材料在受力时能够具有压缩形变的特性,在受到高速冲击时能够让分子之间形成足够的网状结构而展现出减震、高回弹等特性。
可选地,该聚二甲基硅氧烷与该硼酸的质量为25:2、25:2.1、25:2.2、25:2.3、25:2.4、25:2.5、25:2.6、25:2.7、25:2.8、25:2.9、25:3.0、25:3.1、25:3.2、25:3.3、25:3.4、25:3.5、25:3.6、25:3.7、25:3.8、25:3.9、25:4,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
根据本申请的一些实施例,可选地,反应时间为70h-74h。本申请通过合理地控制聚二甲基硅氧烷与硼酸的反应时间,能够保证缺电子的硼原子从相邻分子中带电子对的氧原子上获得充足的电子,进而形成足够多的B-O交联键,使得聚鹏硅氧烷能够发挥更大的作用。
可选地,该聚二甲基硅氧烷与该硼酸的反应时间为70h、70.5h、71h、71.5h、72h、72.5h、73h、73.5h、74h,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
根据本申请的一些实施例,可选地,该乙烯醋酸乙烯共聚物中的醋酸含量为28%。本申请通过选用醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物与聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体进行物理共混,使得乙烯醋酸乙烯共聚物的特性更容易被改进,使得乙烯醋酸乙烯共聚物更易于降解,减少了环境污染;此外,本申请选用醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物,使得脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的强度和韧性都得到了很大地提高,也降低了聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的熔点,使得其能够与乙烯醋酸乙烯共聚物完全熔融共混。
根据本申请的一些实施例,可选地,该乙烯醋酸乙烯共聚物包括醋酸含量为33%的乙烯醋酸乙烯共聚物、醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物,其中,醋酸含量为33%的乙烯醋酸乙烯共聚物与醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物的重量比为1:5-1:3。本申请通过合理地选择醋酸含量为33%的乙烯醋酸乙烯共聚物、醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物之间的重量比,且在各种成分的配比协同作用下,大大降低了复合发泡材料的压缩形变量与重量,使得复合发泡材料的回弹性得到大大地提升,复合发泡材料柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡材料),从而满足运动鞋底的性能要求,可以给消费者带来持久的舒适体验。
可选地,醋酸含量为33%的乙烯醋酸乙烯共聚物与醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物的重量比为1:5、1:4.9、1:4.8、1:4.7、1:4.6、1:4.5、1:4.4、1:4.3、1:4.2、1:4.1、1:4、1:3.9、1:3.8、1:3.7、1:3.6、1:3.5、1:3.4、1:3.3、1:3.2、1:3.1、1:3,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
参照图1,图1为本申请一些实施例的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备流程图。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:
一次混炼,乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌置于120℃-150℃中密炼7min-10min,形成第一混合料;
二次混炼,将发泡剂、偶联剂加入到第一混合料中,并置于130℃-140℃中密炼2min-3min,形成第二混合料;
造粒,将第二混合料置于80℃-90℃中进行造粒,形成复合材料;
发泡,将复合材料置于160℃-170℃中进行发泡,形成高弹耐压缩的复合发泡材料。
本申请先将乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌进行共混并一次密炼,再继续加入发泡剂、偶联剂进行共混并二次密炼,接着进行造粒与发泡,最后得到高弹耐压缩的复合发泡材料。该复合发泡材料柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡材料),且回复性能良好,从而满足运动鞋底的性能要求,可以给消费者带来持久的舒适体验。
可选地,一次混炼的温度为120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃、126℃、127℃、128℃、129℃、130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃、140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃、150℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,一次混炼的时间为7min、7.1min、7.2min、7.3min、7.4min、7.5min、7.6min、7.7min、7.8min、7.9min、8min、8.1min、8.2min、8.3min、8.4min、8.5min、8.6min、8.7min、8.8min、8.9min、9.1min、9.2min、9.3min、9.4min、9.5min、9.6min、9.7min、9.8min、9.9min、10min,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,二次混炼的温度为130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃、140℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,二次混炼的时间为2min、2.1min、2.2min、2.3min、2.4min、2.5min、2.6min、2.7min、2.8min、2.9min、3min,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,造粒的温度为80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,发泡的温度为160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、166℃、167℃、168℃、169℃、170℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
根据本申请的一些实施例,可选地,该制备方法还包括脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的制备步骤,该制备步骤为:
将聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶加入双螺杆挤出机中,进行共混并挤出,得到脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体;
其中,共混时间为3min-5min,共混温度为150℃-180℃。
本申请经过聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体与乙烯醋酸乙烯共聚物的物理混合,对乙烯醋酸乙烯共聚物的特性进行了改进,使得其易于降解,减少了环境的污染;与此同时,在特定原料的配比下,物理混合物与苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、热塑性硫化橡胶以及三元乙丙橡胶在熔融共混中,实现了交联反应,对聚己内酯进行了改性,提高了强度与韧性,降低了聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的熔点,使得其能够与乙烯醋酸乙烯共聚物完全熔融共混。
可选地,共混时间为3min、3.1min、3.2min、3.3min、3.4min、3.5min、3.6min、3.7min、3.8min、3.9min、4.0min、4.1min、4.2min、4.3min、4.4min、4.5min、4.6min、4.7min、4.8min、4.9min、5min,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,共混温度为150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃、160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、166℃、167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃、180℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
根据本申请的一些实施例,可选地,双螺杆挤出机的双螺杆加料区的温度为100℃-120℃,塑化区的温度为130℃-150℃。
可选地,双螺杆加料区的温度为100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,塑化区的温度为130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃、140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃、150℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
根据本申请的一些实施例,可选地,双螺杆挤出机的双螺杆机头温度为90℃-110℃。
可选地,双螺杆机头温度为90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
根据本申请的一些实施例,可选地,双螺杆挤出机的双螺杆转速为20转/S-40转/S。
可选地,双螺杆转速为20转/S、21转/S、22转/S、23转/S、24转/S、25转/S、26转/S、27转/S、28转/S、29转/S、30转/S、31转/S、32转/S、33转/S、34转/S、35转/S、36转/S、37转/S、38转/S、39转/S、40转/S,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种鞋底。该鞋底由高弹耐压缩的复合发泡材料经发泡磨具进行发泡,再经过成型模具进行加热、定型、冷却制成;其中,该高弹耐压缩的复合发泡材料包括包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;
基于该复合发泡材料的总质量计,
该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20.5%-33.5%,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的质量含量为55%-60%,该聚硼硅氧烷的质量含量为5%-10%,该发泡剂的质量含量为2.5%-4%,该活性剂的质量含量为1%-2%,该架桥剂的质量含量为0.7%-1.2%,该偶联剂的质量含量为1.3%-1.8%,该氧化锌的质量含量为1%-1.5%。
本申请利用高弹耐压缩的复合发泡材料经过发泡、加热、定型、冷却制成高弹耐压缩鞋底,使得单只鞋底的重量足足降低了60%左右,同时也使得单只鞋底的密度仅为传统鞋底密度的40%左右,此外,鞋底柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡鞋底),且回复性能良好,有效解决了鞋底长久穿着后“从软变硬、发生较大永久形变”的技术问题,大大延长了鞋底的使用寿命,强化鞋底的耐久性,提升了穿着者的穿着体验感。
根据本申请的一些实施例,可选地,发泡温度为160℃-180℃,发泡时间为400s-600s。本申请通过合理地控制高弹耐压缩的复合发泡材料在发泡模具中的发泡温度与发泡时间,大大提升了发泡倍率。
可选地,发泡温度为160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、178℃、179℃、180℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,发泡时间为400s、410s、420s、430s、440s、450s、460s、470s、480s、490s、500s、510s、520s、530s、540s、550s、560s、570s、580s、590s、600s,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
根据本申请的一些实施例,可选地,加热温度为165℃-185℃,加热时间为500s-700s,定型压力为80kg/m2-100kg/m2。本申请通过合理地控制加热与定型等参数,使得鞋底的结构稳定性更好。
可选地,加热温度为165℃、166℃、167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃、180℃、181℃、182℃、183℃、184℃、185℃,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,加热时间为500s、510s、520s、530s、540s、550s、560s、570s、580s、590s、600s、610s、620s、630s、640s、650s、670s、680s、690s、700s,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
可选地,定型压力为80kg/m2、81kg/m2、82kg/m2、83kg/m2、84kg/m2、85kg/m2、86kg/m2、87kg/m2、88kg/m2、89kg/m2、90kg/m2、91kg/m2、92kg/m2、93kg/m2、94kg/m2、95kg/m2、96kg/m2、97kg/m2、98kg/m2、99kg/m2、100kg/m2,或者其数值在上述任意两个数值合并所获得的范围之内。
实施例1
参照图2,图2为本申请实施例1的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备流程图。
本实施例提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料。该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;基于该复合发泡材料的总质量计,该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为33.5%,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的质量含量为55%,该聚硼硅氧烷的质量含量为5%,该发泡剂的质量含量为2.5%,该活性剂的质量含量为1%,该架桥剂的质量含量为0.7%,该偶联剂的质量含量为1.3%,该氧化锌的质量含量为1%。
该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体包括聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物(醋酸含量为28%)、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶;基于该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的总质量计,该聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的质量含量为40%,该苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物的质量含量为15%,该乙烯醋酸乙烯共聚物(醋酸含量为28%)的质量含量为38%,该热塑性硫化橡胶的质量含量为2%,该三元乙丙橡胶的质量含量为5%。
该聚硼硅氧烷为聚二甲基硅氧烷与硼酸(两者的质量比为25:2)于250℃中反应74h而成的。
本实施例还提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:
脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的制备,将聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶加入双螺杆挤出机中(双螺杆挤出机的双螺杆加料区的温度为100℃,塑化区的温度为130℃,双螺杆机头温度为90℃,双螺杆转速为20转/S),进行共混(共混时间为3min,共混温度为180℃)并挤出,得到脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体;
一次混炼,乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌置于120℃中密炼10min,形成第一混合料;
二次混炼,将发泡剂、偶联剂加入到第一混合料中,并置于130℃中密炼2min,形成第二混合料;
造粒,将第二混合料置于80℃中进行造粒,形成复合材料;
发泡,将复合材料置于160℃中进行发泡,形成高弹耐压缩的复合发泡材料。
此外,本实施例提供了一种鞋底。该鞋底由高弹耐压缩的复合发泡材料经发泡磨具进行发泡(发泡温度为160℃,发泡时间为600s),再经过成型模具进行加热(加热温度为165℃,加热时间为700s)、定型(定型压力为80kg/m2)、冷却制成。
实施例2
参照图3,图3为本申请实施例2的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备流程图。
本实施例提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料。该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;基于该复合发泡材料的总质量计,该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为27%,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的质量含量为57.5%,该聚硼硅氧烷的质量含量为7.5%,该发泡剂的质量含量为3.25%,该活性剂的质量含量为1.5%,该架桥剂的质量含量为0.95%,该偶联剂的质量含量为1.55%,该氧化锌的质量含量为1.25%。
该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体包括聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物(醋酸含量为28%)、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶;基于该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的总质量计,该聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的质量含量为42.5%,该苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物的质量含量为17.5%,该乙烯醋酸乙烯共聚物(醋酸含量为28%)的质量含量为29%,该热塑性硫化橡胶的质量含量为3.5%,该三元乙丙橡胶的质量含量为7.5%。
该聚硼硅氧烷为聚二甲基硅氧烷与硼酸(两者的质量比为25:3)于275℃中反应72h而成的。
本实施例还提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:
脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的制备,将聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶加入双螺杆挤出机中(双螺杆挤出机的双螺杆加料区的温度为110℃,塑化区的温度为140℃,双螺杆机头温度为100℃,双螺杆转速为30转/S),进行共混(共混时间为4min,共混温度为165℃)并挤出,得到脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体;
一次混炼,乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌置于135℃中密炼8.5min,形成第一混合料;
二次混炼,将发泡剂、偶联剂加入到第一混合料中,并置于135℃中密炼2.5min,形成第二混合料;
造粒,将第二混合料置于85℃中进行造粒,形成复合材料;
发泡,将复合材料置于165℃中进行发泡,形成高弹耐压缩的复合发泡材料。
此外,本实施例提供了一种鞋底。该鞋底由高弹耐压缩的复合发泡材料经发泡磨具进行发泡(发泡温度为170℃,发泡时间为500s),再经过成型模具进行加热(加热温度为170℃,加热时间为600s)、定型(定型压力为90kg/m2)、冷却制成。
实施例3
参照图4,图4为本申请实施例3的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备流程图。
本实施例提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料。该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;基于该复合发泡材料的总质量计,该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20.5%,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的质量含量为60%,该聚硼硅氧烷的质量含量为10%,该发泡剂的质量含量为4%,该活性剂的质量含量为2%,该架桥剂的质量含量为1.2%,该偶联剂的质量含量为1.8%,该氧化锌的质量含量为1.5%。
该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体包括聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物(醋酸含量为28%)、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶;基于该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的总质量计,该聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的质量含量为45%,该苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物的质量含量为20%,该乙烯醋酸乙烯共聚物(醋酸含量为28%)的质量含量为20%,该热塑性硫化橡胶的质量含量为5%,该三元乙丙橡胶的质量含量为10%。
该聚硼硅氧烷为聚二甲基硅氧烷与硼酸(两者的质量比为25:4)于300℃中反应70h而成的。
本实施例还提供了一种高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:
脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的制备,将聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶加入双螺杆挤出机中(双螺杆挤出机的双螺杆加料区的温度为120℃,塑化区的温度为150℃,双螺杆机头温度为110℃,双螺杆转速为40转/S),进行共混(共混时间为5min,共混温度为150℃)并挤出,得到脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体;
一次混炼,乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌置于150℃中密炼7min,形成第一混合料;
二次混炼,将发泡剂、偶联剂加入到第一混合料中,并置于140℃中密炼2min,形成第二混合料;
造粒,将第二混合料置于90℃中进行造粒,形成复合材料;
发泡,将复合材料置于170℃中进行发泡,形成高弹耐压缩的复合发泡材料。
此外,本实施例提供了一种鞋底。该鞋底由高弹耐压缩的复合发泡材料经发泡磨具进行发泡(发泡温度为180℃,发泡时间为400s),再经过成型模具进行加热(加热温度为185℃,加热时间为500s)、定型(定型压力为100kg/m2)、冷却制成。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于:对比例1未加入脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体。
对比例1提供了一种复合发泡材料。该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;基于该复合发泡材料的总质量计,该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为88.5%,该聚硼硅氧烷的质量含量为5%,该发泡剂的质量含量为2.5%,该活性剂的质量含量为1%,该架桥剂的质量含量为0.7%,该偶联剂的质量含量为1.3%,该氧化锌的质量含量为1%。
该聚硼硅氧烷为聚二甲基硅氧烷与硼酸(两者的质量比为25:2)于250℃中反应74h而成的。
对比例1还提供了一种复合发泡材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:
一次混炼,乙烯醋酸乙烯共聚物、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌置于120℃中密炼10min,形成第一混合料;
二次混炼,将发泡剂、偶联剂加入到第一混合料中,并置于130℃中密炼2min,形成第二混合料;
造粒,将第二混合料置于80℃中进行造粒,形成复合材料;
发泡,将复合材料置于160℃中进行发泡,形成复合发泡材料。
此外,对比例1提供了一种鞋底。该鞋底由复合发泡材料经发泡磨具进行发泡(发泡温度为160℃,发泡时间为600s),再经过成型模具进行加热(加热温度为165℃,加热时间为700s)、定型(定型压力为80kg/m2)、冷却制成。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于:对比例2未加入脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体。
对比例2提供了一种复合发泡材料。该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;基于该复合发泡材料的总质量计,该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为84.5%,该聚硼硅氧烷的质量含量为7.5%,该发泡剂的质量含量为3.25%,该活性剂的质量含量为1.5%,该架桥剂的质量含量为0.95%,该偶联剂的质量含量为1.55%,该氧化锌的质量含量为1.25%。
该聚硼硅氧烷为聚二甲基硅氧烷与硼酸(两者的质量比为25:3)于275℃中反应72h而成的。
对比例2还提供了一种复合发泡材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:
一次混炼,乙烯醋酸乙烯共聚物、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌置于135℃中密炼8.5min,形成第一混合料;
二次混炼,将发泡剂、偶联剂加入到第一混合料中,并置于135℃中密炼2.5min,形成第二混合料;
造粒,将第二混合料置于85℃中进行造粒,形成复合材料;
发泡,将复合材料置于165℃中进行发泡,形成复合发泡材料。
此外,对比例2提供了一种鞋底。该鞋底由复合发泡材料经发泡磨具进行发泡(发泡温度为170℃,发泡时间为500s),再经过成型模具进行加热(加热温度为170℃,加热时间为600s)、定型(定型压力为90kg/m2)、冷却制成。
对比例3
对比例3与实施例3的区别在于:对比例3未加入脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体。
对比例3提供了一种复合发泡材料。该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;基于该复合发泡材料的总质量计,该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为80.5%,该聚硼硅氧烷的质量含量为10%,该发泡剂的质量含量为4%,该活性剂的质量含量为2%,该架桥剂的质量含量为1.2%,该偶联剂的质量含量为1.8%,该氧化锌的质量含量为1.5%。
该聚硼硅氧烷为聚二甲基硅氧烷与硼酸(两者的质量比为25:4)于300℃中反应70h而成的。
对比例3还提供了一种复合发泡材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤:
一次混炼,乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌置于150℃中密炼7min,形成第一混合料;
二次混炼,将发泡剂、偶联剂加入到第一混合料中,并置于140℃中密炼2min,形成第二混合料;
造粒,将第二混合料置于90℃中进行造粒,形成复合材料;
发泡,将复合材料置于170℃中进行发泡,形成高弹耐压缩的复合发泡材料。
此外,对比例3提供了一种鞋底。该鞋底由复合发泡材料经发泡磨具进行发泡(发泡温度为180℃,发泡时间为400s),再经过成型模具进行加热(加热温度为185℃,加热时间为500s)、定型(定型压力为100kg/m2)、冷却制成。
表1实施例1-3与对比例1-3所得的复合发泡材料的物理性能测试结果
表2实施例1-3与对比例1-4所得的鞋底的物理性能测试结果
从表1-2可以看出,实施例1-3的各种性能(硬度、密度、回弹性、拉伸强度、热收缩、压缩形变、断裂伸长率以及分层撕裂)均优于对比例1-3,实施例1-3的鞋底柔软舒适,缓冲、回弹性能优异,耐磨损优异(远超普通EVA发泡鞋底),且回复性能良好,有效解决了鞋底长久穿着后“从软变硬、发生较大永久形变”的技术问题,大大延长了鞋底的使用寿命,强化鞋底的耐久性,提升了穿着者的穿着体验感。
应该理解的是,本申请所公开的实施例不限于这里所公开的特定处理步骤或材料,而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的此类特征的等同替代。还应当理解的是,在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,而并不意味着限制。
说明书中提到的“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,说明书通篇各个地方出现的短语或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
此外,所描述的特征或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。在上面的描述中,提供一些具体的细节,例如厚度、数量等,以提供对本申请的实施例的全面理解。然而,相关领域的技术人员将明白,本申请无需上述一个或多个具体的细节便可实现或者也可采用其他方法、组件、材料等实现。
Claims (15)
1.一种高弹耐压缩的复合发泡材料,其特征在于,该复合发泡材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;
基于该复合发泡材料的总质量计,
该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20.5%-33.5%,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的质量含量为55%-60%,该聚硼硅氧烷的质量含量为5%-10%,该发泡剂的质量含量为2.5%-4%,该活性剂的质量含量为1%-2%,该架桥剂的质量含量为0.7%-1.2%,该偶联剂的质量含量为1.3%-1.8%,该氧化锌的质量含量为1%-1.5%。
2.根据权利要求1所述的高弹耐压缩的复合发泡材料,其特征在于,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体包括聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶;
基于该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的总质量计,
该聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体的质量含量为40%-45%,该苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物的质量含量为15%-20%,该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20%-38%,该热塑性硫化橡胶的质量含量为2%-5%,该三元乙丙橡胶的质量含量为5%-10%。
3.根据权利要求1所述的高弹耐压缩的复合发泡材料,其特征在于,该聚硼硅氧烷为聚二甲基硅氧烷与硼酸于250℃-300℃中反应而成的。
4.根据权利要求3所述的高弹耐压缩的复合发泡材料,其特征在于,该聚二甲基硅氧烷与该硼酸的质量比为25:2-4。
5.根据权利要求3所述的高弹耐压缩的复合发泡材料,其特征在于,反应时间为70h-74h。
6.根据权利要求2所述的高弹耐压缩的复合发泡材料,其特征在于,该乙烯醋酸乙烯共聚物中的醋酸含量为28%。
7.根据权利要求1所述的高弹耐压缩的复合发泡材料,其特征在于,该乙烯醋酸乙烯共聚物包括醋酸含量为33%的乙烯醋酸乙烯共聚物、醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物,其中,醋酸含量为33%的乙烯醋酸乙烯共聚物与醋酸含量为28%的乙烯醋酸乙烯共聚物的重量比为1:5-1:3。
8.一种高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:
一次混炼,乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、活性剂、架桥剂、氧化锌置于120℃-150℃中密炼7min-10min,形成第一混合料;
二次混炼,将发泡剂、偶联剂加入到第一混合料中,并置于130℃-140℃中密炼2min-3min,形成第二混合料;
造粒,将第二混合料置于80℃-90℃中进行造粒,形成复合材料;
发泡,将复合材料置于160℃-170℃中进行发泡,形成高弹耐压缩的复合发泡材料。
9.根据权利要求8所述的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法,其特征在于,该制备方法还包括脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的制备步骤,该制备步骤为:
将聚己内酯热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚加氢聚合物、乙烯醋酸乙烯共聚物、热塑性硫化橡胶、三元乙丙橡胶加入双螺杆挤出机中,进行共混并挤出,得到脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体;
其中,共混时间为3min-5min,共混温度为150℃-180℃。
10.根据权利要求9所述的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法,其特征在于,双螺杆挤出机的双螺杆加料区的温度为100℃-120℃,塑化区的温度为130℃-150℃。
11.根据权利要求9所述的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法,其特征在于,双螺杆挤出机的双螺杆机头温度为90℃-110℃。
12.根据权利要求9所述的高弹耐压缩的复合发泡材料的制备方法,其特征在于,双螺杆挤出机的双螺杆转速为20转/S-40转/S。
13.一种鞋底,其特征在于,该鞋底由高弹耐压缩的复合发泡材料经发泡磨具进行发泡,再经过成型模具进行加热、定型、冷却制成;其中,该高弹耐压缩的复合发泡材料包括包括乙烯醋酸乙烯共聚物、脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体、聚硼硅氧烷、发泡剂、活性剂、架桥剂、偶联剂、氧化锌;
基于该复合发泡材料的总质量计,
该乙烯醋酸乙烯共聚物的质量含量为20.5%-33.5%,该脂肪族热塑性聚氨酯复合弹性体的质量含量为55%-60%,该聚硼硅氧烷的质量含量为5%-10%,该发泡剂的质量含量为2.5%-4%,该活性剂的质量含量为1%-2%,该架桥剂的质量含量为0.7%-1.2%,该偶联剂的质量含量为1.3%-1.8%,该氧化锌的质量含量为1%-1.5%。
14.根据权利要求13所述的鞋底,其特征在于,发泡温度为160℃-180℃,发泡时间为400s-600s。
15.根据权利要求13所述的鞋底,其特征在于,加热温度为165℃-185℃,加热时间为500s-700s,定型压力为80kg/m2-100kg/m2。
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