CN102250408A

CN102250408A - 一种高分子泡沫材料及其制备方法

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Publication number: CN102250408A
Application number: CN 201110149761
Authority: CN
Inventors: 王万炯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2011-11-23

Abstract

一种高分子泡沫材料及其制备方法，所述泡沫材料配方包括有：配方A，EVA或LDPE或弹性体100份、氧化锌0.1-5份、硬脂酸0.2-5份、交联剂0.2-3份、发泡剂0.3-30份；配方B，橡胶100份、氧化锌0.1-10份、硫磺0.2-3.5份、硬脂酸0.2-10份、促进剂0.2-3.5份、发泡剂0.3-30份；上述配方A与配方B的混合比例为：A∶B＝1∶0.1-20或者A∶B＝0.1-20∶1，上述为重量份，所述EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，所述LDPE指高压聚乙烯。本发明在配方中应用橡胶用硫磺作交联剂和塑料用过氧化物作交联剂的二种交联体系，因硫磺中的硫分子直接参与交联而形成细密的发泡材料，实现本发明的泡沫材料具有耐高温的性能。本发明的制作工艺简单，而且操作稳定。

Description

一种高分子泡沫材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子泡沫材料及其制备方法。

背景技术

现有一种申请号为200910176780.4名称为《共聚物泡沫塑料及其制备方法》的中国发明专利公开了一种配方和制备方法，该泡沫塑料原料为：甲基丙烯酸32～72wt％，丙烯晴68～28wt％，引发剂0.08～0.50wt％、发泡剂1.0～9.0wt％，引发剂选自过氧化有机酸酯；制备步骤如下：在水温35～65℃下，聚合22～75h；将得到的可发泡共聚片在180～220℃的强循环热空气中进行自由发泡，制备出该共聚物泡沫塑料；将得到的该共聚物泡沫塑料在120～180℃的热空气中进行热处理4～12h。该共聚物泡沫塑料采用丙烯晴代替价格昂贵的甲基丙烯晴，使用过氧化有机酸酯代替偶氮化合物，在成本得到控制的同时，性能也得到保障。但该制备方法不适用于高分材料中的EVA、LDPE及弹性体为原料来制备具有耐高温性能的泡沫材料；所以其制备方法也有待于改进。

发明内容

本发明所要解决第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种配方合理且能耐高温的高分子泡沫材料。

本发明所要解决第二个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种操作工艺方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：本高分子的泡沫材料，其特征在于：所述泡沫材料的配方包括有：

配方A，EVA或LDPE或弹性体100份、氧化锌0.1～5份、硬脂酸0.2～5份、交联剂0.2～3份、发泡剂0.3～30份；

配方B，橡胶100份、氧化锌0.1～10份、硫磺0.2～3.5份、硬脂酸0.2～10份、促进剂0.2～3.5份、发泡剂0.3～30份；

上述配方A与配方B的混合比例为：A∶B＝1∶0.1～20或者A∶B＝0.1～20∶1，上述为重量份，所述EVA为乙烯～醋酸乙烯酯共聚物，所述LDPE指高压聚乙烯，所述弹性体是指热塑性弹性体、热塑性苯乙烯类弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺热塑性弹性体、含卤素热塑性弹性体或离子型热塑性弹性体。

作为改进，所述交联剂可优选为过氧化二异丙苯或双叔丁过氧基二异丙苯或硫磺。

再改进，所述发泡剂可选择为：偶氮二甲酰胺，小苏打，发泡剂H，发泡剂obsh，所述发泡剂H是公知技术，其化合名称为N，N～二亚硝基五亚甲基四胺，所述发泡剂obsh亦为公知技术，其化合名称为4，4′～氧代双苯磺酰肼，所述的小苏打是指碳酸氢钠，也是公知技术，上述这些在网上均能查到。

再改进，所述促进剂可选择为六亚甲基四胺、二硫化苯并噻唑、二苯胍、硫醇基苯并噻唑或N～环乙基～2～苯并噻唑次磺酸胺。

再改进，所述配方A中包括有适量的颜料和填充剂，在配方B中包括有防老化剂0.001～20份、润滑剂0.001～20份。

再改进，所述颜料可优选为钛白粉、群青或增白剂和黑粉。

再改进，所述填充剂可优选为碳酸钙。

再改进，所述所述防老化剂可选择为苯乙烯苯酚，所述润滑剂为硬脂酸或石腊。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：根据上述高分子泡沫材料配方来制备上述高分子泡沫材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、混合，将原料根据配方放入温度在80～150℃的混合设备中混合均匀并出片或者切粒；

二、发泡，将混合料在温度为140～200℃、压力为2～20MPa中，通过模压发泡或注射发泡或挤出发泡工艺3～120分钟，取出发泡材料或者发泡产品。

作为改进，所述配方A和配方B在步骤一中的混合为：将配方A和配方B分别放入温度在80～150℃中各自的捏炼机混合，然后将混合好的配方A料与配方B料称量后在捏炼机中充分混合；或者所述配方A和配方B同时放入温度在80～150℃中捏炼机中混合，然后投入开炼机中相互混合开炼均匀后出料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：过氧化物通过打开或活化EVA或LDPE或弹性体的热塑性材料料的C～H键将LDPE或EVA从线性结构变成网状结构，在添加发泡剂、发泡助剂及内外润滑剂等助剂条件下，能形成发泡体，但是这样的结构是不能耐高温的，本发明在配方中并用有橡胶，通过硫磺作第二交联剂，因硫磺中的硫分子直接参与交联而形成细密的发泡材料，从而实现本发明的泡沫材料具有耐高温的性能。本发明的制作工艺简单，而且操作稳定，是一种非常实用的制备方法。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。以下均为重量份，以下的EVA指乙烯～醋酸乙烯酯共聚物，以下的LDPE指高压聚乙烯，所述弹性体是指热塑性聚烯烃弹性体、热塑性苯乙烯类弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺热塑性弹性体、含卤素热塑性弹性体或离子型热塑性弹性体，橡胶是天然橡胶和合成橡胶。

实施例一，本实施例的高分子的泡沫材料，本高分子的泡沫材料的配方包括有：

配方A，EVA或LDPE或弹性体100份、氧化锌1份、硬脂酸1份、过氧化二异丙苯或双叔丁过氧基二异丙苯0.5份、偶氮二甲酰胺0.5份；

配方B，橡胶100份、氧化锌1份、硫磺0.5份、硬脂酸1份、六亚甲基四胺或二硫化苯并噻唑或二苯胍或硫醇基苯并噻唑或N～环乙基～2～苯并噻唑次磺酸胺0.2份、偶氮二甲酰胺0.5份；上述配方A与配方B的混合比例为：A∶B＝1∶0.1～20或者A∶B＝0.1～20∶1。

实施例二，本实施例的高分子的泡沫材料，本高分子的泡沫材料的配方包括有：

配方A，EVA或LDPE或弹性体100份、氧化锌2.5份、硬脂酸2.5份、过氧化二异丙苯或双叔丁过氧基二异丙苯1份、偶氮二甲酰胺5份；

配方B，橡胶100份、氧化锌5份、硫磺3份、硬脂酸5份、六亚甲基四胺、二硫化苯并噻唑、二苯胍、硫醇基苯并噻唑或N～环乙基～2～苯并噻唑次磺酸胺3份、偶氮二甲酰胺5份；上述配方A与配方B的混合比例为：A∶B＝1∶0.1～20或者A∶B＝0.1～20∶1。

实施例三，本实施例的高分子的泡沫材料，本高分子的泡沫材料的配方包括有：

配方A，EVA或LDPE或弹性体100份、氧化锌5份、硬脂酸5份、过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙苯1.3份、偶氮二甲酰胺20份；

配方B，橡胶100份、氧化锌10份、硫磺3.5份、硬脂酸10份、六亚甲基四胺、二硫化苯并噻唑、二苯胍、硫醇基苯并噻唑或N～环乙基～2～苯并噻唑次磺酸胺3.5份、偶氮二甲酰胺30份；上述配方A与配方B的混合比例为：A∶B＝1∶0.1～20或者A∶B＝0.1～20∶1。

实施例四，本实施例的高分子的泡沫材料，本高分子的泡沫材料的配方包括有：

配方A，EVA或LDPE或弹性体100份、氧化锌1份、硬脂酸1份、过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙苯0.5份、偶氮二甲酰胺0.5份、适量的钛白粉、群青或增白剂、碳酸钙；所述适量是本技术领域的公知常，可以根据泡沫材料的颜色的要求而定，如多再一点，颜色就深一点，少加一点泡沫材料的颜色就浅一点，所述作填充剂的碳酸钙也是一样，可以根据实际情况多加一点或少加一点，如我们生活中加食用盐一样。以下的实施例五与实施例六为相同性质，就不再注明。

配方B，橡胶100份、氧化锌1份、硫磺0.5份、硬脂酸1份、六亚甲基四胺、二硫化苯并噻唑、二苯胍、硫醇基苯并噻唑或N～环乙基～2～苯并噻唑次磺酸胺0.2份、偶氮二甲酰胺0.5份、苯乙烯苯酚0.001份、硬脂酸或石腊0.001份，上述配方A与配方B的混合比例为：A∶B＝1∶0.1～20或者A∶B＝0.1～20∶1。

实施例五，本实施例的高分子的泡沫材料，本高分子的泡沫材料的配方包括有：

配方A，EVA或LDPE或弹性体100份、氧化锌3份、硬脂酸3份、过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙苯1份、偶氮二甲酰胺5份、适量的钛白粉或群青或增白剂、碳酸钙；

配方B，橡胶100份、氧化锌1～10份、硫磺3份、硬脂酸5份、六亚甲基四胺或二硫化苯并噻唑或二苯胍或硫醇基苯并噻唑或N～环乙基～2～苯并噻唑次磺酸胺3份、偶氮二甲酰胺5份、苯乙烯苯酚5份、硬脂酸或石腊5份，上述配方A与配方B的混合比例为：A∶B＝1∶0.1～20或者A∶B＝0.1～20∶1。

实施例六，本实施例的高分子的泡沫材料，本高分子的泡沫材料的配方包括有：

配方A，EVA或LDPE或弹性体100份、氧化锌5份、硬脂酸5份、过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙苯1.3份、偶氮二甲酰胺20份、适量的钛白粉、群青或增白剂、碳酸钙；

配方B，橡胶100份、氧化锌10份、硫磺3.5份、硬脂酸10份、六亚甲基四胺、二硫化苯并噻唑、二苯胍、硫醇基苯并噻唑或N～环乙基～2～苯并噻唑次磺酸胺3.5份、偶氮二甲酰胺30份、苯乙烯苯酚20份、硬脂酸或石腊20份，上述配方A与配方B的混合比例为：A∶B＝1∶0.1～20或者A∶B＝0.1～20∶1。

根据上述实施例一至实施例六中任一配方的高分子泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

一、混合，本发明的混合步骤分为二步：第一步，先在捏炼机中进行，将原料根据配方放入温度在90～150℃的捏炼机中塑化至充分混合。当然第一混合可以在具有混合功能相关的设备来完成，只要达到主料与助剂充分混合就可以。所述主料指EVA或LDPE或弹性体和橡胶，助剂指主料以外的配料。第二步，在开炼机中进行，可将第一步捏炼后的混合料在温度为90～140℃的开炼机继续塑化混合后出料；同样第二混合可以在具有混合功能相关的设备来完成，只要达到主料与助剂充分混合就可以。

二、发泡，将混合后的料在温度为140～200℃、压力为2～20MPa中，通过模压发泡或注射发泡或挤出发泡中发泡3～120分钟，取出发泡材料或者发泡产品，即完成本发明的高分子泡沫材料的制作。

上述配方A和配方B的混合为：将配方A和配方B分别放入温度在90～150℃中各自的混合机中混合，然后将各自混合后的配方A料与配方B料称量后再在混合机中充分混合；或者所述配方A和配方B同时放入温度在80～150℃中的混合机塑化混合，然后放入开炼机中相互混合开炼均匀后出料，或者挤出造粒备用。

一、第一混合可以在捏炼机进行，将原料根据配方放入温度在80～150℃的捏炼机中塑化至充分混合。当然第一混合可以在具有混合功能相关的设备来完成，只要达到主料与助剂充分混合就可以。所述主料指EVA或LDPE或弹性体和橡胶，助剂指主料以外的配料；

二、第二混合可以开炼机中进行，可将第一混合后的混合料再在温度为80～140℃的开炼机继续塑化混合后出料；同样第二混合可以在具有混合功能相关的设备来完成，只要达到主料与助剂充分混合就可以；

三、发泡，将开炼后的出料在温度为140～200℃、压力为2～20MPa中，通过模压发泡或注射发泡或挤出发泡中发泡3～120分钟，取出发泡材料或者发泡产品；

上述配方A和配方B在步骤一中的混合为：将配方A和配方B分别放入温度在80～150℃中各自的捏炼机捏炼混合，再将混合后配方A料配方B料称量后在捏炼机中充分混合；或者所述配方A和配方B同时放入温度在80～150℃中的捏炼机捏炼塑化混合，然后投入开炼机中相互混合开炼均匀后出料。至于选择哪一种可以按实施情况而定。

本发明中提到的本产品的泡沫材料能耐高温，是相对于现有技术中的EVA或LDPE或弹性体在100度情况下就会发生变形，也就说，现有技术中由EVA或LDPE或弹性体制成的泡沫材料的耐温性一般不能超过100度。而本发明中所述的耐高温指的是耐温性能超过100度，即所述的高温是指在100～200度或更高一些范围里面。

Claims

1.一种高分子的泡沫材料，其特征在于：所述泡沫材料的配方包括有：

上述配方A与配方B的混合比例为：A∶B＝1∶0.1～20或者A∶B＝0.1～20∶1，上述为重量份，所述EVA为乙烯～醋酸乙烯酯共聚物，所述LDPE指高压聚乙烯，所述弹性体是指热塑性聚烯烃弹性体、热塑性苯乙烯类弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺热塑性弹性体、含卤素热塑性弹性体或离子型热塑性弹性体，橡胶为天然橡胶或合成橡胶。

2.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于：所述交联剂为过氧化二异丙苯或双叔丁过氧基二异丙苯或硫磺。

3.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于：所述发泡剂为：偶氮二甲酰胺，或小苏打或发泡剂H或发泡剂obsh。

4.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于：所述促进剂为六亚甲基四胺、二硫化苯并噻唑、二苯胍、硫醇基苯并噻唑或N～环乙基～2～苯并噻唑次磺酸胺。

5.根据权利要求1所述的泡沫材料，其特征在于：所述配方A中包括有适量的颜料和填充剂，在配方B中包括有防老化剂0.001～20份、润滑剂0.001～20份。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述颜料为钛白粉、群青或增白剂。

7.根据权利要求5所述的泡沫材料，其特征在于：所述填充剂为碳酸钙。

8.根据权利要求5所述的泡沫材料，其特征在于：所述防老化剂为苯乙烯苯酚，所述润滑剂为硬脂酸或石腊。

9.一种根据权利要求1至8中任一所述权利要求所述的高分子泡沫材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、混合，将原料根据配方放入温度在80～150℃的混合机中塑化至充分混合，可以是一次或者多次；

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述配方A和配方B的混合为：将配方A和配方B分别放入温度在90～150℃中各自的混合机中混合，然后将各自混合后的配方A料与配方B料称量后再在混合机中充分混合；或者所述配方A和配方B同时放入温度在80～150℃中混合机塑化混合，然后放入开炼机中相互混合开炼均匀后出料，或者挤出造粒备用。