一種eva微膠囊發泡材料及其製備方法

2023-06-07 15:29:31

專利名稱：一種eva微膠囊發泡材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種高分子微膠囊發泡材料及其製備方法，特別是EVA微膠囊發泡材料及其製備方法，屬於高分子材料技術領域。
背景技術：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)自20世紀60年代問世以來，以優良的著色性和良好的柔軟性在微孔發泡，廣泛用於運動器材、座墊、兒童地板、運動鞋等的製造，特別是海綿拖鞋領域長盛不衰。普通EVA發泡材料的密度為O. 23 O. 30g/cm3 (密度不夠小)，抗撕裂性及柔性不夠好，材料變形大。目前，EVA發泡材料由EVA基體、AC發泡劑、架橋劑、發泡促進劑、填料等組成，一般混煉溫度在110-120°C，混煉造粒後發泡，發泡是通過發泡劑分解產生氣體實現的。其中AC發泡劑的分解溫度高，最低分解溫度140°C，能源消耗大；添加架橋劑交聯EVA達到高溫下產生的氣體被控制在EVA基體內的目的，但交聯後的材料不利·於回收；發泡促進劑可以降低AC發泡劑的分解溫度，最低可降至140°C。這種EVA發泡材料具有配方複雜，加工工序多，能源消耗大，回彈性不高，柔軟性不夠等缺點。物理髮泡微膠囊是一種熱膨脹性微膠囊。它外有熱塑性殼層，內含低沸點有機溶劑，根據不同的用途.直徑為5 100 ym不等。在技術上外殼稱為壁材或囊膜，內含的有機溶劑稱為芯材。受熱時，芯材汽化產生足夠的壓力，迫使塑性化壁材膨脹.使微球的體積增大到原來的數十倍乃至100倍。膨脹後的微膠囊具有相對的形狀穩定性，冷卻後不回縮。在造紙的紙漿中加入物理髮泡微膠囊可以製造出有良好絕熱性和緩衝性的特種紙；在塑料加工中加入該微膠囊可以製得發泡均勻、細膩的泡沫塑料；在橡膠加工中加入該微膠囊可以製得能增加緩衝作用的發泡橡膠，適用於特殊的用途；在紡織品印花時採用適當的粘合劑、顏料等與之混合可形成發泡印花漿，印製乾燥後，再經一定溫度的熱處理，微膠囊發泡膨脹，花紋增高形成立體感、絨繡感很強的圖案，具有特別的裝飾作用吳明華，張倫生，陳水林.物理髮泡微膠囊及其在紡織印染中的應用.印染助劑，2001，18 (6)Γ4. ]0但是微膠囊發泡劑的分解溫度在85-200°C，與EVA在110-120°C混煉時，已經開始發泡。因此，採用微膠囊發泡劑發泡則必須控制混煉溫度完全低於微膠囊的分解溫度。

發明內容
本發明的目的是提供一種性能優良，且製備工藝簡單，有利於降低EVA的混煉溫度和發泡溫度的EVA微膠囊發泡材料及其製備方法。本發明的EVA微膠囊發泡材料，它的組分及其質量百分比含量為
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 50-95% ；
聚氧化乙烯(PEO) 0-20% ；
填料0_40% ；
微膠囊發泡劑3-20%。上述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯(VA)含量在15-40 %。
本發明中，所說的聚氧化乙烯的分子量在IO4-IO5。本發明中，所說的微膠囊發泡劑是以丙烯酸類樹脂樹脂為殼體，內含碳氫化合物的微球，其分解溫度85-120°C，發氣量100-300mL/g，可以市售。本發明中，所說的填料是碳酸鈣、滑石粉、二氧化矽、高嶺土、炭黑和石墨中的一種或幾種。EVA微膠囊發泡材料的製備方法，步驟如下
(I)按組分含量稱取原料，將原料同時加入混煉機共混，混煉溫度70-80°C，混煉速度5-20r/min，混煉時間 8_15min。(2)將步驟(I)混煉後的物料加入軸向有孔的成型模具中，在模具的上下表面覆蓋聚酯膜，在平板硫化機上模壓成型，成型溫度80-85°C，成型壓力5-15MPa，成型時間5-15min。 (3)將步驟(2)成型後的樣品轉移到溫度85-120°C的平板上進行發泡，保留樣品上下表面所覆蓋的聚酯膜，發泡5-15min後，冷卻除去聚酯膜，得到EVA微膠囊發泡材料。上述的聚酯膜是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜，厚度為O. 05-0. 3mm。本發明配方及製備工藝簡單，發泡溫度低，大幅度地節約了能源；避免了架橋劑的使用，發泡材料易於回收再利用；EVA的混煉溫度低，穩定性好，混煉過程無發泡現象；覆蓋聚酯膜可以大幅度提高表面的平整性；所得發泡材料具有一種微孔結構，質地柔軟、表面光滑、回彈性好、抗震效果好、無氣味，可廣泛應用於體育休閒用品、包裝用品、內襯用品以及吸音減震用品等領域。
具體實施例方式實施例I
按質量百分比稱取80% VA含量為28%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10%聚氧化乙烯、10%微膠囊發泡劑；將稱取好的上述三種原料同時加入混煉機中，混煉溫度70°C，混煉速度10r/min,混煉時間IOmin ;混煉好的物料加入軸向有孔的成型模具中，在模具的上下表面覆蓋上O. Imm厚的PET膜，在平板硫化機上模壓成型，成型溫度80°C，成型壓力lOMPa，成型時間IOmin ;將成型後的覆蓋有聚酯膜的樣品置於溫度在120°C的平板上，發泡lOmin，冷卻後除去聚酯膜，得到EVA微膠囊發泡材料。所得發泡材料呈白色，具有微孔結構，表面光滑，質地柔軟，無氣味，回彈性好，密度O. 28g/cm3，拉伸強度2. 8MPa，回彈率55%，硬度56(AskerC測試)。實施例2
按質量百分比稱取95% VA含量為26%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5%微膠囊發泡劑；將稱取好的上述兩種原料同時加入混煉機中，混煉溫度75°C，混煉速度10r/min，混煉時間IOmin ;混煉好的物料加入軸向有孔的成型模具中，在模具的上下表面覆蓋上O. 15mm厚的PET膜，在平板硫化機上模壓成型，成型溫度85°C，成型壓力lOMPa，成型時間IOmin ;將成型後的覆蓋有聚酯膜的樣品置於溫度在120°C的平板上，發泡lOmin，冷卻後除去聚酯膜，得到EVA微膠囊發泡材料。所得發泡材料呈白色，具有微孔結構，表面光滑，質地柔軟，無氣味，回彈性好，密度O. 44g/cm3，拉伸強度4. 5MPa，回彈率50%,硬度50 (Asker C測試)。
實施例3
按質量百分比稱取50% VA含量為28%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20%聚氧化乙烯、10%微膠囊發泡劑、20%碳酸鈣；將稱取好的上述四種原料同時加入混煉機中，混煉溫度80°C，混煉速度10r/min，混煉時間IOmin ;混煉好的物料加入軸向有孔的成型模具中，在模具的上下表面覆蓋上O. Imm厚的PBT膜，在平板硫化機上模壓成型，成型溫度80°C，成型壓力lOMPa，成型時間IOmin ;將成型後的覆蓋有聚酯膜的樣品置於溫度在120°C的平板上，發泡lOmin，冷卻後除去聚酯膜，得到EVA微膠囊發泡材料。所得發泡材料呈白色，具有微孔結構，表面光滑，質地柔軟，無氣味，回彈性好，密度O. 36g/cm3，拉伸強度2. OMPa,回彈率52%，硬度52 (Asker C測試)。實施例4
按質量百分比稱取67% VA含量為28%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10%聚氧化乙烯、3%微膠囊發泡劑、20%炭黑；將稱取好的上述四種原料同時加入混煉機中，混煉溫度80°C， 混煉速度10r/min，混煉時間IOmin ;混煉好的物料加入軸向有孔的成型模具中，在模具的上下表面覆蓋上O. Imm厚的PET膜，在平板硫化機上模壓成型，成型溫度80°C，成型壓力lOMPa，成型時間IOmin ;將成型後的覆蓋有聚酯膜的樣品置於溫度在120°C的平板上，發泡lOmin，冷卻後除去聚酯膜，得到EVA微膠囊發泡材料。所得發泡材料呈白色，具有微孔結構，表面光滑，質地柔軟，無氣味，回彈性好，密度O. 58g/cm3，拉伸強度3. 6MPa，回彈率56%，硬度48 (Asker C測試)。實施例5
按質量百分比稱取80% VA含量為26%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10%微膠囊發泡劑、10%碳酸鈣；將稱取好的上述三種原料同時加入混煉機中，混煉溫度75°C，混煉速度IOr/min,混煉時間IOmin ;混煉好的物料加入軸向有孔的成型模具中，在模具的上下表面覆蓋上O. Imm厚的PET膜，在平板硫化機上模壓成型，成型溫度80°C，成型壓力lOMPa，成型時間IOmin ;將成型後的覆蓋有聚酯膜的樣品置於溫度在120°C的平板上，發泡lOmin，冷卻後除去聚酯膜，得到EVA微膠囊發泡材料。所得發泡材料呈白色，具有微孔結構，表面光滑，質地柔軟，無氣味，回彈性好，密度O. 30g/cm3，拉伸強度2. OMPa,回彈率58%，硬度56 (Asker C測試)。
權利要求
1.一種EVA微膠囊發泡材料，其特徵是它的組分及其質量百分比含量為 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50-95% ； 聚氧化乙烯0-20% ； 填料0_40% ； 微膠囊發泡劑3-20% ； 上述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量在15-40 %。
2.根據權利要求I所述的EVA微膠囊發泡材料，其特徵是所說的聚氧化乙烯的分子量在 IO4-IO50
3.根據權利要求I所述的EVA微膠囊發泡材料，其特徵是所說的微膠囊發泡劑是以丙烯酸類樹脂樹脂為殼體，內含碳氫化合物的微球，其分解溫度85-120°C，發氣量100_300mL/g。
4.根據權利要求I所述的EVA微膠囊發泡材料，其特徵是所說的填料是碳酸鈣、滑石粉、二氧化矽、高嶺土、炭黑和石墨中的一種或幾種。
5.製備權利要求I所述的EVA微膠囊發泡材料的方法，其特徵是步驟如下 (1)按組分含量稱取原料，將原料同時加入混煉機共混，混煉溫度70-80V，混煉速度5-20r/min，混煉時間 8_15min ； (2)將步驟(I)混煉後的物料加入軸向有孔的成型模具中，在模具的上下表面覆蓋聚酯膜，在平板硫化機上模壓成型，成型溫度80-85°C，成型壓力5-15MPa，成型時間5_15min ； (3)將步驟(2)成型後的樣品轉移到溫度85-120°C的平板上進行發泡，保留樣品上下表面所覆蓋的聚酯膜，發泡5-15min後，冷卻除去聚酯膜，得到EVA微膠囊發泡材料。
6.根據權利要求5所述的EVA微膠囊發泡材料的方法，其特徵是所用的聚酯膜是聚對苯二甲酸乙二醇酯膜或聚對苯二甲酸丁二醇酯膜，厚度為O. 05-0. 3mm。
全文摘要
本發明涉及EVA微膠囊發泡材料及其製備方法，該材料的組分及其質量百分比含量為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50-95%；聚氧化乙烯0-20%；填料0-40%；微膠囊發泡劑3-20%。將上述原料同時加入混煉機混煉；混煉料上下表面覆蓋聚酯膜後在平板硫化機上模壓成型；成型後的樣品置於平板上發泡，冷卻後除去聚酯膜即可。本發明配方及製備工藝簡單，發泡溫度低，大幅度地節約了能源；避免了架橋劑的使用，所得發泡材料具有一種微孔結構，質地柔軟、表面光滑、回彈性好、抗震效果好、無氣味，可廣泛應用於體育休閒用品、包裝用品、內襯用品以及吸音減震用品等領域。
文檔編號B29C69/02GK102875886SQ201210409498
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者沈烈, 汪文, 丁宏亮 申請人:浙江大學