CN105037908A - 一种四元组份作为基质的eva发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种四元组份作为基质的EVA发泡材料及其制备方法。该发泡材料由以下质量份数的物质组成：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～90份，橡胶10～30份，淀粉1～9份，碳酸钙1～9份，添加剂包括发泡剂、交联剂和组合发泡助剂4.6~7.3份。该发泡材料具有力学性能优良、泡孔分布均匀、可自然降解等特点，可广泛用于鞋材、儿童拼图、泡沫地板、精密电子仪器和电器及医疗器械的包装材料等。

Description

一种四元组份作为基质的EVA发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种四元组份作为基质的EVA发泡材料及其制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术
EVA发泡材料是指以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为原料，并加入其它发泡助剂后，经模压发泡或注塑发泡所制成的发泡类材料。
EVA基发泡材料作为聚合物基发泡材料中的重要一员，被广泛应用于鞋材、箱包内衬、玩具用材、体育用品、建材以及电子配件和汽车内饰等。但是传统EVA发泡材料存在泡孔分布不均、力学强度差、弹性不好、压缩永久变形量大、耐候性、耐老化性能不佳等缺点，对后续的生产和使用造成较大的障碍和局限。
专利CN103756111A公开了一种抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料。淀粉是一种环境友好型材料，将PE加入到基体中能增加材料的力学性能，抗菌剂和抗静电剂的加入可增加产品的抗菌性能和抗静电性能，但该材料的耐候性和耐老化性能不佳。
专利CN103788468A公开了一种EVA/PE复合发泡材料。除EVA外，还加入了低密度聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、纳米碳酸钙、纳米氧化锌等，制得的EVA/PE复合发泡材料回弹性好、尺寸稳定性高，具有良好的阻燃和抗静电功能。但所选择的发泡剂为4,4-氧代双苯磺酰肼，材料成本较高。
专利CN103122094A公开了一种无味环保的EVA发泡材料。该发泡材料以EVA、三元乙丙橡胶为基础材料，添加发泡剂、无味交联剂(BIBP)等。其中，三元乙丙橡胶具有良好的低温特性，抗臭氧能力强；BIBP分解后无刺激性臭味，使产品更具环保性。但BIBP分解温度较高，加工条件相对严格。
专利CN104151663A公开了一种以聚烯烃热塑性弹性体、EVA、PE、三元乙丙橡胶EPDM为原料的复合发泡材料，其中，聚烯烃热塑性弹性体弹性优良，EPDM耐老化性能优异，PE具有较佳的刚性，使得由上述成分制成的EVA复合发泡材料具备高回弹性、低压缩率、耐弯折等优点。但选用的改性剂较多，各改性剂间的相容性变差。
上述专利文献中所涉及的多为二元或三元复合材料发泡体系，所涉及的四元复合材料发泡体系亦存在不足之处，不能同时满足泡孔分布均匀、密度低、回弹性高、耐老化性能优异及成本低、环境友好等特点，使其应用受到了一定的限制。
本发明涉及一种四元复合材料发泡体系，包括EVA、橡胶、淀粉、碳酸钙，此四元体系是之前文献未予提及的；并且，相对四元发泡体系合适的发泡温度、发泡时间、发泡剂用量、交联剂用量和组合发泡助剂用量，能够制备出泡孔分布均匀、力学性能优良及成本低、环境友好的EVA发泡材料也是前未涉及的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四元组份作为基质的EVA发泡材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种四元组份作为基质的EVA发泡材料，主要由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～90份，橡胶10～30份，淀粉1～9份，碳酸钙1～9份，添加剂4.6~7.3份组成。
所述橡胶为三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶中的一种或几种。
所述淀粉为玉米淀粉、氧化淀粉、淀粉磷酸酯中的一种或几种。
所述碳酸钙为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙中的一种或几种。
所述添加剂包含发泡剂、交联剂和组合发泡助剂，其中发泡剂采用偶氮二甲酰胺，质量份数为2～3份；交联剂采用过氧化二异丙苯，质量份数为0.5～0.8份；组合发泡助剂采用硬脂酸、氧化锌和硬脂酸锌的组合物，质量份数分别为0.8～1.2份、1.2～2.0份和0.1～0.3份。
本发明还提供一种四元组份作为基质的EVA发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)研磨混合：按比例称取上述原料，然后将其研磨混合；
(2)混炼：将研磨混合后的原料投入双辊开炼机，开炼温度设为110～115℃，剪切薄通7～10min，出片；
(3)模压成型：将平板硫化机的温度设为130±5℃，先预热20±5min，缓慢加压至10MPa，之后将模压温度升至155～175℃，压力保持不变，模压9～21min；
(4)泄压发泡：解除平板硫化机压力，使热熔融片材膨胀弹出，并在瞬间完成发泡。
与现有技术相比，本发明提供的四元组份作为基质的EVA发泡材料具有以下优点：
(1)三元乙丙橡胶耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异；顺丁橡胶耐磨性和弹性优异；氯丁橡胶物理机械性能良好，耐油、耐热、耐臭氧、耐酸碱等；
(2)淀粉可自然降解，不会对环境造成污染；
(3)碳酸钙不但能降低成本，而且能有效地提高气泡的成核速率，可制备得到泡孔分布均匀的发泡材料。
具体实施方式
实施例1
(1)研磨混合：按下述配方比例称取各原料，然后将其研磨混合；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70份
三元乙丙橡胶30份
淀粉磷酸酯5份
纳米碳酸钙5份
发泡剂2.5份
交联剂0.65份
组合发泡助剂2.8份
(2)混炼：将研磨混合后的原料投入双辊开炼机，开炼温度设为110～115℃，剪切薄通10min，出片；
(3)模压成型：将平板硫化机的温度设为130℃，先预热20min，缓慢加压至10MPa，之后将模压温度升至165℃，压力保持不变，模压18min；
(4)泄压发泡：解除平板硫化机压力，使热熔融片材膨胀弹出，并在瞬间完成发泡。
实施例2
(1)研磨混合：按下述配方比例称取各原料，然后将其研磨混合；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物90份
三元乙丙橡胶10份
淀粉磷酸酯5份
重质碳酸钙5份
发泡剂2份
交联剂0.80份
组合发泡助剂2.1份
(2)混炼：将研磨混合后的原料投入双辊开炼机，开炼温度设为110～113℃，剪切薄通8min，出片；
(3)模压成型：将平板硫化机的温度设为125℃，先预热25min，缓慢加压至10MPa，之后将模压温度升至165℃，压力保持不变，模压9min；
(4)泄压发泡：解除平板硫化机压力，使热熔融片材膨胀弹出，并在瞬间完成发泡。
实施例3
(1)研磨混合：按下述配方比例称取各原料，然后将其研磨混合；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物80份
顺丁橡胶20份
玉米淀粉9份
重质碳酸钙1份
发泡剂2份
交联剂0.65份
组合发泡助剂2.1份
(2)混炼：将研磨混合后的原料投入双辊开炼机，开炼温度设为110～112℃，剪切薄通7min，出片；
(3)模压成型：将平板硫化机的温度设为135℃，先预热15min，缓慢加压至10MPa，之后将模压温度升至155℃，压力保持不变，模压21min；
(4)泄压发泡：解除平板硫化机压力，使热熔融片材膨胀弹出，并在瞬间完成发泡。
实施例4
(1)研磨混合：按下述配方比例称取各原料，然后将其研磨混合；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物90份
顺丁橡胶10份
氧化淀粉1份
纳米碳酸钙9份
发泡剂3份
交联剂0.65份
组合发泡助剂3.5份
(2)混炼：将研磨混合后的原料投入双辊开炼机，开炼温度设为111～112℃，剪切薄通7min，出片；
(3)模压成型：将平板硫化机的温度设为130℃，先预热25min，缓慢加压至10MPa，之后将模压温度升至175℃，压力保持不变，模压12min；
(4)泄压发泡：解除平板硫化机压力，使热熔融片材膨胀弹出，并在瞬间完成发泡。
实施例5
(1)研磨混合：按下述配方比例称取各原料，然后将其研磨混合；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70份
氯丁橡胶30份
玉米淀粉9份
纳米碳酸钙1份
发泡剂3份
交联剂0.8份
组合发泡助剂3.5份
(2)混炼：将研磨混合后的原料投入双辊开炼机，开炼温度设为110～115℃，剪切薄通9min，出片；
(3)模压成型：将平板硫化机的温度设为130℃，先预热20min，缓慢加压至10MPa，之后将模压温度升至160℃，压力保持不变，模压18min；
(4)泄压发泡：解除平板硫化机压力，使热熔融片材膨胀弹出，并在瞬间完成发泡。
实施例6
(1)研磨混合：按下述配方比例称取各原料，然后将其研磨混合；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70份
氯丁橡胶30份
淀粉磷酸酯1份
轻质碳酸钙9份
发泡剂2份
交联剂0.5份
组合发泡助剂2.1份
(2)混炼：将研磨混合后的原料投入双辊开炼机，开炼温度设为112～115℃，剪切薄通9min，出片；
(3)模压成型：将平板硫化机的温度设为125℃，先预热15min，缓慢加压至10MPa，之后将模压温度升至170℃，压力保持不变，模压15min；
(4)泄压发泡：解除平板硫化机压力，使热熔融片材膨胀弹出，并在瞬间完成发泡。
对实施例1～6所得的发泡制品进行性能测试，显示该发泡体系具有优良的发泡材料性能，结果如表1所示，检测条件为：室温23±3℃、相对湿度40±5%。
表1各实施例EVA发泡材料的物理性能

Claims (7)

1.一种四元组份作为基质的EVA发泡材料，其特征在于：所述发泡材料由以下质量份数的物质组成：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～90份
橡胶10～30份
淀粉1～9份
碳酸钙1～9份
添加剂4.6～7.3份。
2.如权利要求1所述的四元组份作为基质的EVA发泡材料，其特征在于所述橡胶为三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的四元组份作为基质的EVA发泡材料，其特征在于所述淀粉为玉米淀粉、氧化淀粉、淀粉磷酸酯中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的四元组份作为基质的EVA发泡材料，其特征在于所述碳酸钙为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的四元组份作为基质的EVA发泡材料，其特征在于所述添加剂包含发泡剂、交联剂和组合发泡助剂，其中发泡剂采用偶氮二甲酰胺，质量份数为2～3份；交联剂采用过氧化二异丙苯，质量份数为0.5～0.8份；组合发泡助剂采用硬脂酸、氧化锌和硬脂酸锌的组合物，质量份数分别为0.8～1.2份、1.2～2.0份和0.1～0.3份。
6.如权利要求1所述的四元组份作为基质的EVA发泡材料，其特征在于所述发泡材料按以下方法制备得到：按比例称取各原料，然后将其研磨混合，再进入开炼机中混炼均匀，最后在平板硫化机里模压成型，泄压时形成均匀泡孔，制得所述发泡材料。
7.如权利要求6所述的方法，主要包括以下步骤：
(1)研磨混合：按比例称取权利要求1所述的原料，然后将其研磨混合；
(2)混炼：将研磨混合后的原料投入双辊开炼机，开炼温度设为110～115℃，剪切薄通7～10min，出片；
(3)模压成型：将平板硫化机的温度设为130±5℃，先预热20±5min，缓慢加压至10MPa，之后将模压温度升至155～175℃，压力保持不变，模压9～21min；
(4)泄压发泡：解除平板硫化机压力，使热熔融片材膨胀弹出，并在瞬间完成发泡。
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