CN1970611A - Eva/pe/淀粉复合发泡材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：以EVA、PE为主要原料，以淀粉及无机粉料为辅料，并配以甘油、交联剂、发泡剂AC和表面改性剂；其制备过程为：将淀粉与甘油置入高速搅拌机进行捏合，使淀粉糊化，然后与EVA、PE表面改性剂及其它原料一起加入到开炼机中进行混炼，混炼过程中表面改性剂与EVA、PE发生化学接枝反应，改善淀粉与EVA、PE两相界面间的粘合性能，待混炼塑化完全后出片、裁剪、称量，放入平板硫化机中进行硫化发泡，制备出EVA/PE/淀粉复合发泡材料。应用该方法制备出的发泡材料不仅具有密度低、弹性好、耐挠曲、不易压缩变形而且生产成本低。
Description
技术领域
本发明提供了一种EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法。
背景技术
目前市场上常见的EVA或PE发泡材料一般都是用碳酸钙与EVA或PE、其它改性剂(如POE、PE、BR等化学物质)共混发泡而成的，存在添加量少，回弹性差、易压缩变形、易变脆、产生裂纹等缺陷。近十年来，国内各生产企业为了拓宽或保持自身的市场区域，注重材料成本的降低，采取添加再生EVA、其它廉价的弹性体材料、或增加无机材料的添加量、或利用EVA泡沫回收料等手段，制造低成本、低档次的EVA或PE发泡材料。
根据查新检索结果，目前国内EVA或PE复合发泡材料的研制开发，大都采用与EVA、PE、POE、BR等化学物质的复合，本项目在国内首次采用淀粉与EVA、PE复合制备发泡材料，而且综合性能良好，属国内首创。
发明内容
本发明的目的是要提供一种EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，应用该方法制备出的发泡材料不仅具有密度低、弹性好、耐挠曲、不易压缩变形而且生产成本低。
本发明所提供的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：原料各组分的重量配比如下：淀粉占总量的1％～40％；EVA占总量的0％～80％；PE占总量的0％～80％；无机粉料占总量的0～20％；甘油占总量的0.1％～8％；交联剂占总量的0.8～1.2％；发泡剂占总量的2～4％；表面改性剂占总量1～3％，表面处理剂占总量1～2％，其它助剂占总量0～3％(ZnO：0～1.5％，硬脂酸锌：0～1.5％)；其制备过程为：将淀粉与甘油置入高速搅拌机进行捏合，使淀粉糊化，然后与EVA、PE、顺丁烯二酸酐、苯乙烯一起加入到开炼机中进行混炼，混炼过程中顺丁烯二酸酐、苯乙烯与EVA、PE发生化学接枝反应，改善淀粉与EVA、PE两相界面间的粘合性能，待混炼塑化完全后出片、裁剪、称量，放入平板硫化机中进行硫化发泡，制备出EVA/PE/淀粉复合发泡材料。
本发明利用玉米淀粉、稻谷淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉与EVA、PE树脂共混，并添加交联剂、发泡剂、表面改性剂、表面处理剂、甘油等环保型助剂，通过特定的工艺流程制成EVA/PE/淀粉复合发泡材料。具有密度低、耐挠曲、回弹性优良、压缩变形小和剥离强度高等综合性能，该材料可广泛用于制造沙滩鞋、拖鞋、儿童拼图、泡沫地板等产品。该材料的制备有利于环境保护，缓解塑料原料紧缺现象。因此开发此类产品具有广泛的市场前景和良好的社会经济效益。
具体实施方式
本发明所提供的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：原料各组分的重量配比如下：淀粉占总量的1％～40％；EVA占总量的0％～80％；PE占总量的0％～80％；无机粉料占总量的0～20％；甘油占总量的0.1％～8％；交联剂占总量的0.8～1.2％；发泡剂占总量的2～4％；表面改性剂占总量1～3％，表面处理剂占总量1～2％，其它助剂占总量0～3％(ZnO：0～1.5％，硬脂酸锌：0～1.5％)；其制备过程为：将淀粉与甘油置入高速搅拌机进行捏合，使淀粉糊化，然后与EVA、PE、表面改性剂一起加入到开炼机中进行混炼，混炼过程中表面改性剂与EVA、PE发生化学接枝反应，改善淀粉与EVA、PE两相界面间的粘合性能，待混炼塑化完全后出片、裁剪、称量，放入平板硫化机中进行硫化发泡，制备出EVA/PE/淀粉复合发泡材料。
所述的无机粉料为CaCO3或膨润土或其二者的混合物。所述的交联剂为过氧化二异丙苯，即DCP。所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺，即AC。所述的表面改性剂为苯乙烯和顺丁烯二酸酐复合，其中苯乙烯与顺丁烯二酸酐的比例为1∶2.5。所述的表面处理剂为硅烷偶联剂。所述的其它助剂为ZnO和硬脂酸锌，其中ZnO占总量的0～1.5％，硬脂酸锌占总量的0～1.5％)。
为了确保产品的质量且有利于加工，所述的淀粉需置入高速搅拌机，加入甘油，高速捏合处理，得到糊化的淀粉。同时为了改善淀粉与EVA、PE树脂间两相界面间的粘合性能，我们在淀粉与EVA、PE及其他改性助剂加入开炼机中进行混炼时添加表面改性剂，对EVA、PE进行化学接枝改性。
原料在高速搅拌机中捏合时，温度应控制在100℃以内。
在开炼机中混炼时，所述的开炼机工艺参数为温度控制在120℃以内，直至物料在开炼机内混炼均匀、塑化完全为止。
平板硫化机工作时，所述的平板硫化机工艺参数为：温度为170℃～180℃，硫化时间为3min～4min。
本发明采用玉米淀粉、稻谷淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉中的任何一种为基料，可以制出不同的EVA/PE/淀粉复合发泡材料，其原料配方选用以下任何一种：
(1)玉米淀粉：在配方中，玉米淀粉的比例为1～40％，甘油的比例为0.1～8％，EVA的比例为0～80％，PE占总量的0％～80％，配料中还包括无机粉料0～20％，交联剂0.8～1.2％，发泡剂2～4％，表面改性剂占总量1～3％，表面处理剂为硅烷偶联剂，占总量1～2％，其它助剂0～3％。其中，无机粉料为0～5％CaCO3和0～5％膨润土的混合物；表面改性剂为苯乙烯1％和顺丁烯二酸酐2.5％的混合物；其它助剂为0～1.5％氧化锌、0～1.5％硬脂酸锌的混合物，以下相同。
(2)稻谷淀粉：在配方中，稻谷淀粉的比例为1～40％，甘油的比例为0.1～8％，EVA的比例为0～80％，PE占总量的0％～80％，配料中还包括无机粉料0～20％，交联剂0.8～1.2％，发泡剂2～4％，表面改性剂占总量1～3％，表面处理剂为硅烷偶联剂，占总量1～2％，其它助剂0～3％。
(3)小麦淀粉：在配方中，小麦淀粉的比例为1～40％，甘油的比例为0.1～8％，EVA的比例为0～80％，PE占总量的0％～80％，配料中还包括无机粉料0～20％，交联剂0.8～1.2％，发泡剂2～4％，表面改性剂占总量1～3％，表面处理剂为硅烷偶联剂，占总量1～2％，其它助剂0～3％。
(4)马铃薯淀粉：在配方中，马铃薯淀粉的比例为1～40％，甘油的比例为0.1～8％，EVA的比例为0～80％，PE占总量的0％～80％，配料中还包括无机粉料0～20％，交联剂0.8～1.2％，发泡剂2～4％，表面改性剂占总量1～3％，表面处理剂为硅烷偶联剂，占总量1～2％，其它助剂0～3％。
(5)红薯淀粉：在配方中，红薯淀粉的比例为1～40％，甘油的比例为0.1～8％，EVA的比例为0～80％，PE占总量的0％～80％，配料中还包括无机粉料0～20％，交联剂0.8～1.2％，发泡剂2～4％，表面改性剂占总量1～3％，表面处理剂为硅烷偶联剂，占总量1～2％，其它助剂0～3％。
(6)木薯淀粉：在配方中，木薯淀粉的比例为1～40％，甘油的比例为0.1～8％，EVA的比例为0～80％，PE占总量的0％～80％，配料中还包括无机粉料0～20％，交联剂0.8～1.2％，发泡剂2～4％，表面改性剂占总量1～3％，表面处理剂为硅烷偶联剂，占总量1～2％，其它助剂0～3％。
此外，本发明可以因地制宜利用其它淀粉如芭蕉芋等，制造出EVA/PE/淀粉复合发泡材料。
以下为采用不同淀粉材料的实施例：
实施例一
本实施例具体描述了EVA/PE/玉米淀粉复合发泡材料的制备过程，将玉米淀粉置入高速搅拌机中，添加甘油，进行糊化处理，然后与EVA、PE及其它原料一起加入到开炼机中进行混炼，混炼塑化完全时出片、裁剪、称量，放入到平板硫化机进行硫化发泡，制备出EVA/PE/淀粉复合发泡材料。具体配方见表1。高速搅拌机工艺参数：温度应控制在100℃以内。开炼机工艺参数：温度控制在120℃以内，物料在开炼机内混炼均匀、塑化完全为止。平板硫化机工艺参数为：温度为170℃～180℃，硫化时间为3min～4min。
表1EVA/PE/玉米淀粉复合发泡材料共混配方
| 共混物料 | 玉米淀粉 | PE | EVA | 无机粉料 | 交联剂 | 发泡剂 | 其它助剂 |
| 比例％ | 20 | 15 | 50 | 15 | 1.1 | 3 | 10 |
| 30 | 35 | 30 | 10 | 1.1 | 3 | 10 | |
| 40 | 55 | 10 | 5 | 1.1 | 3 | 10 |
实施例二
实施例二叙述的是EVA/PE/稻谷淀粉复合发泡材料的制备方法，加工步骤与工艺参数同实施例一，共混配方如表2所示。
表2EVA/PE/稻谷淀粉复合发泡材料共混配方
| 共混物料 | 稻谷淀粉 | PE | EVA | 无机粉料 | 交联剂 | 发泡剂 | 其它助剂 |
| 比例％ | 20 | 15 | 50 | 15 | 1.1 | 3 | 10 |
| 30 | 35 | 30 | 10 | 1.1 | 3 | 10 | |
| 40 | 55 | 10 | 5 | 1.1 | 3 | 10 |
实施例三
实施例三叙述的是EVA/PE/小麦淀粉复合发泡材料的制备方法，加工步骤与工艺参数同实施例一，共混配方如表3所示。
表3EVA/PE/小麦淀粉复合发泡材料共混配方
| 共混物料 | 小麦淀粉 | PE | EVA | 无机粉料 | 交联剂 | 发泡剂 | 其它助剂 |
| 比例％ | 20 | 15 | 50 | 15 | 1.1 | 3 | 10 |
| 30 | 35 | 30 | 10 | 1.1 | 3 | 10 | |
| 40 | 55 | 10 | 5 | 1.1 | 3 | 10 |
实施例四
实施例四叙述的是EVA/PE/马铃薯淀粉复合发泡材料的制备方法，加工步骤与工艺参数同实施例一，共混配方如表4所示。
表4 EVA/PE/马铃薯淀粉复合发泡材料共混配方
| 共混物料 | 马铃薯淀粉 | PE | EVA | 无机粉料 | 交联剂 | 发泡剂 | 其它助剂 |
| 比例％ | 20 | 15 | 50 | 15 | 1.1 | 3 | 10 |
| 30 | 35 | 30 | 10 | 1.1 | 3 | 10 | |
| 40 | 55 | 10 | 5 | 1.1 | 3 | 10 |
实施例五
实施例五叙述的是EVA/PE/红薯淀粉复合发泡材料的制备方法，加工步骤与工艺参数同实施例一，共混配方如表5所示。
表5 EVA/PE/红薯淀粉复合发泡材料共混配方
| 共混物料 | 红薯淀粉 | PE | EVA | 无机粉料 | 交联剂 | 发泡剂 | 其它助剂 |
| 比例％ | 20 | 15 | 50 | 15 | 1.1 | 3 | 10 |
| 30 | 35 | 30 | 10 | 1.1 | 3 | 10 | |
| 40 | 55 | 10 | 5 | 1.1 | 3 | 10 |
实施例六
实施例六叙述的是EVA/PE/木薯淀粉复合发泡材料的制备方法，加工步骤与工艺参数同实施例一，共混配方如表6所示。
表6 EVA/PE/木薯淀粉复合发泡材料共混配方
| 共混物料 | 木薯淀粉 | PE | EVA | 无机粉料 | 交联剂 | 发泡剂 | 其它助剂 |
| 比例％ | 20 | 15 | 50 | 15 | 1.1 | 3 | 10 |
| 30 | 35 | 30 | 10 | 1.1 | 3 | 10 | |
| 40 | 55 | 10 | 5 | 1.1 | 3 | 10 |
本发明构思新颖，设计合理，具有较大的推广应用价值。
Claims (12)
1.一种EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：原料各组分的重量配比如下：淀粉占总量的1％～40％；EVA占总量的0％～80％；PE占总量的0％～80％；无机粉料占总量的0～20％；甘油占总量的0.1％～8％；交联剂占总量的0.8～1.2％；发泡剂占总量的2～4％；表面改性剂占总量1～3％，表面处理剂占总量1～2％，其它助剂占总量0～3％；其制备过程为：将淀粉与甘油置入高速搅拌机进行捏合，使淀粉糊化，然后与EVA、PE、顺丁烯二酸酐、苯乙烯一起加入到开炼机中进行混炼，待混炼塑化完全后出片、裁剪、称量，放入平板硫化机中进行硫化发泡，最后制备出EVA/PE/淀粉复合发泡材料。
2.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的无机粉料为CaCO3或膨润土或其二者的混合物。
3.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的交联剂为过氧化二异丙苯，即DCP。
4.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺，即AC。
5.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的表面改性剂为苯乙烯和顺丁烯二酸酐复合，其中苯乙烯与顺丁烯二酸酐的比例为1∶2.5。
6.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的表面处理剂为硅烷偶联剂。
7.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的其它助剂为ZnO和硬脂酸锌，其中ZnO占总量的0～1.5％，硬脂酸锌占总量的0～1.5％。
8.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的淀粉放入高速捏合机，加入甘油处理5min～10min，得到糊化的淀粉。
9.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的高速搅拌机工艺参数为温度控制在100℃以内。所述的丌炼机工艺参数为温度控制在120℃以内，直至物料在开炼机上混炼均匀、塑化完全为止。
10.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的平板硫化机工艺参数为：温度为170℃～180℃，硫化时间为3min～4min。
11.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：可以采用玉米淀粉、稻谷淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉中的一种为基料，得出不同的EVA/PE/淀粉复合发泡材料。
12.根据权利要求1所述的EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，其特征在于：还可利用其它淀粉如芭蕉芋等，制造EVA/PE/淀粉复合发泡材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Fuzhou Kunming composite plastic Co.,Ltd. Assignor: Fuzhou University Contract record no.: 2010350000084 Denomination of invention: Preparation method of EVA/PE/ starch composite foaming material Granted publication date: 20091014 License type: Exclusive License Open date: 20070530 Record date: 20100512 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091014 Termination date: 20210802 |