CN107189188A - 一种新型tpe减震发泡材料及其制备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型TPE减震发泡材料及其制备，将如下以重量计算的改性TPE 30‑50Phr、乙烯‑醋酸乙烯共聚物EVA 30‑50Phr、滑石粉10‑20Phr、发泡剂5.0‑8.0Phr、氧化锌2.0～4.0Phr、硬脂酸1.0～1.5Phr、过氧化物交联剂0.6‑1.0Phr、颜料1.0‑3.0Phr；通过称料、改性TPE的预处理、密炼、开炼、出片、硫化发泡、冷却成型、加工的工艺流程制备成新型TPE减震发泡材料，其中改性TPE为SEBS、白矿油、碳酸钙按照1:1:1的质量比混合改性制备而成，有效增加了发泡材料的回弹性能以及减震缓冲性能，且本发明的改性TPE材料为环保无毒材料，环保安全，且在回弹性能、防震减震缓冲性能比市面传统使用的PVC/NBR减震材料更优，且制备工艺简单，材料易得无毒。

Description

一种新型TPE减震发泡材料及其制备
技术领域
本发明涉及发泡材料领域，尤其涉及一种新型TPE减震发泡材料及其制备。
背景技术
发泡材料，是指能在物质内部气化产生气泡使之成为多孔物质的发泡的物质，如制造泡沫塑料、泡沫橡胶、泡沫树脂等等。发泡材料因材料内部由气体填充，具有质轻、弹性好，密度柔软等优势被广泛应用于各行业各业，特别是包装材料。
目前用于包装材料的常用发泡材料为EVA或者PE发泡材料，但是其缓冲效果一般，难以有效地保护被包装度材料不被破坏。
TPE热塑性弹性体是一种具有橡胶的高弹性，高强度，高回弹性的新型材料，如何利用其本身的特性再辅以其他化学物质的改性处理将其制备成具有最佳回弹性能以达到最佳的减震缓冲效果的发泡材料将会解决上述问题。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了一种在保证基本的物理性能的同时，兼具优异的减震缓冲效果以及高回弹性能的新型TPE减震发泡材料及其制备。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：一种新型TPE减震发泡材料，包括如下以重量计算的制备原料：改性TPE 30-50Phr、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 30-50Phr、滑石粉10-20Phr、发泡剂5.0-8.0Phr、氧化锌2.0～4.0Phr、硬脂酸1.0～1.5Phr、过氧化物交联剂0.6-1.0Phr、颜料1.0-3.0Phr；所述改性TPE为SEBS、白矿油、碳酸钙按照1:1:1的质量比混合制备而成。
各种原料的用量必须严格按比例严格控制配合：
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA为燕山石化生产的牌号18J3，醋酸含量为18％，合适的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA的添加比例可以提高产品的柔韧性、弹性，过量添加将会增加成本。
在一些实施方式中，所述滑石粉目数为1500目以上，以达到最佳的填充效果。
在一些实施方式中，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，其作用在于调节产品的密度和硬度。
氧化锌为助发泡剂，用于调节发泡速度，与发泡剂的量配合进行调节，过低则发泡剂发气量太小会造成发泡剂量的浪费、发泡速度减慢、硫化发泡时间延长、能耗增加的弊端，过多则发泡太快造成闭孔率下降，产品回弹性差的问题。
硬脂酸用作助发泡和润滑剂，调节发泡速度与操作过程中防粘作用，太少发泡稍变慢，物料在操作中稍粘设备，太多则发泡稍变快，混炼时打滑升温慢，开炼过程在开炼机上易脱辊。
所述过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯中的一种，过氧化物交联剂，合适的添加可以调节材料交联密度；过少添加则会造成硫化发泡过程中交联密度低，从而熔体强度低以至包不住气体而形成连续孔结构或无法发泡；过多的添加则会造成硫化发泡过程中交联密度太高造成熔体强度太高而发泡倍率小或无法发泡。
本发明还公开了上述新型TPE减震发泡材料的制备，包括如下步骤：
(1)称料：将所需原料按配方的配比，用电子天平准确称取，误差在1g以下；
(2)改性TPE的预处理：先将SEBS、碳酸钙、白矿油在密炼机中充分混合均匀后，经过开炼机打包后放置24h；
(3)密炼：将称取好的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、滑石粉、氧化锌、硬脂酸、颜料以及步骤(2)预处理得到的改性TPE倒入密炼机，未压入重锤的情况下搅拌均匀后再进行混炼处理，待各原料混合均匀后，加入发泡剂和过氧化物交联剂，充分搅拌，其中密炼机内冷却水温控制为70℃以下，压缩空气压力为0.7-0.9MPa、料温为105-115℃时排出物料；
(4)开炼：将密炼机排出的物料送入开炼机进行开炼，前辊温度为80-90℃，后辊温度为70-80℃，辊距为0.3-0.7mm，补炼3-5遍；
(5)出片：将开炼后的物料送入出片机进行加工，得到料片后冷却，冷却水温≤35℃；
(6)硫化发泡：将出片后的料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.7-0.75MPa；
(7)修边冷却：将硫化好的片材剪修边条后，静置冷却48小时后，成型后切割、冲裁、印刷，得到所需发泡材料。
更为优选的，步骤(6)中硫化发泡的模具规格为60mm*60mm*8mm。
更进一步的，步骤(6)中硫化时间为12min。
有益效果：本发明提供的一种新型TPE减震发泡材料及其制备，将如下以重量计算的改性TPE 30-50Phr、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 30-50Phr、滑石粉10-20Phr、发泡剂5.0-8.0Phr、氧化锌2.0～4.0Phr、硬脂酸1.0～1.5Phr、过氧化物交联剂0.6-1.0Phr、颜料1.0-3.0Phr；通过称料、改性TPE的预处理、密炼、开炼、出片、硫化发泡、冷却成型、加工的工艺流程制备成新型TPE减震发泡材料，其中改性TPE为SEBS、白矿油、碳酸钙按照1∶1∶1的质量比混合改性制备而成，有效增加了发泡材料的回弹性能以及减震缓冲性能，且本发明的改性TPE材料为环保无毒材料，环保安全，且在回弹性能、防震减震缓冲性能比市面传统使用的PVC/NBR减震材料更优，且制备工艺简单，材料易得无毒。
具体实施方式
实施例1：
一种新型TPE减震发泡材料，包括如下以重量计算的制备原料：改性TPE 30hr、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 50Phr、滑石粉10Phr、发泡剂8.0Phr、氧化锌4.0Phr、硬脂酸1.0Phr、过氧化物交联剂1.0Phr、颜料1.0Phr。
所述改性TPE为SEBS、白矿油、碳酸钙按照1∶1∶1的质量比混合制备而成；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA为燕山石化生产的牌号18J3，醋酸含量为18％，所述滑石粉目数为1500目以上；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯。
实施例2-实施例5：
具体制备原料配比如表1所示，其余与实施例1相同。
表1实施例2-5制备原料配方 单位Phr
原料 TPE EVA 滑石粉 发泡剂 DCP 硬脂酸 氧化锌 颜料
实施例2 35 45 12 7.0 0.8 1.2 3.5 1.5
实施例3 40 40 15 6.0 0.8 1.2 3.0 2.0
实施例4 45 35 18 5.5 0.6 1.5 2.0 3.0
实施例5 50 30 20 5.0 0.8 1.2 2.0 2.0
备注：其中TPE为改性TPE，DCP为过氧化物交联剂。
实施例6：
采取实施例1的配比，一种新型TPE减震发泡材料的制备，包括如下步骤：
(1)称料：将所需原料按配方的配比，用电子天平准确称取，误差在1g以下；
(2)改性TPE的预处理：先将SEBS、碳酸钙、白矿油在密炼机中充分混合均匀后，经过开炼机打包后放置24h；
(3)密炼：将称取好的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、滑石粉、氧化锌、硬脂酸、颜料以及步骤(2)预处理得到的改性TPE倒入密炼机，未压入重锤的情况下搅拌均匀后再进行混炼处理，待各原料混合均匀后，加入发泡剂和过氧化物交联剂，充分搅拌，其中密炼机内冷却水温控制为70℃以下，压缩空气压力为0.7-0.9MPa、料温为105-115℃时排出物料；
(4)开炼：将密炼机排出的物料送入开炼机进行开炼，前辊温度为80-90℃，后辊温度为70-80℃，辊距为0.3-0.7mm，补炼3-5遍；
(5)出片：将开炼后的物料送入出片机进行加工，得到料片后冷却，冷却水温≤35℃；
(6)硫化发泡：将出片后的料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.7-0.75MPa；硫化发泡的模具规格为60mm*60mm*8mm，硫化时间为12min；
(7)修边冷却：将硫化好的片材剪修边条后，静置冷却48小时后，成型后切割、冲裁、印刷，得到所需发泡材料。
实施例7：
采取实施例2的原料配比，制备方法与实施6相同。
实施例8：
采取实施例3的原料配比，制备方法与实施6相同。
实施例9：
采取实施例4的原料配比，制备方法与实施6相同。
实施例10：
采取实施例5的原料配比，制备方法与实施6相同。
取本发明实施例6-10制备的新型TPE减震发泡材料与市售普通用于减震材料的PVC/NBR材料分别取一定量的材料进行回弹率的测试对比试验：
表2实施例6-10以及对比例PVC材料、NBR材料回弹率对比
从表2中数据可以明显看出，本发明的改性TPE材料在回弹性能、防震减震缓冲性能比市面传统使用的PVC/NBR减震材料更优。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型TPE减震发泡材料，其特征在于包括如下以重量计算的制备原料：改性TPE30-50Phr、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 30-50Phr、滑石粉10-20Phr、发泡剂5.0-8.0Phr、氧化锌2.0～4.0Phr、硬脂酸1.0～1.5Phr、过氧化物交联剂0.6-1.0Phr、颜料1.0-3.0Phr；所述改性TPE为SEBS、白矿油、碳酸钙按照1:1:1的质量比混合制备而成。
2.根据权利要求1所述的新型TPE减震发泡材料，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA为燕山石化生产的牌号18J3，醋酸含量为18％。
3.根据权利要求1所述的新型TPE减震发泡材料，其特征在于：所述滑石粉目数为1500目以上。
4.根据权利要求1所述的新型TPE减震发泡材料，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的新型TPE减震发泡材料，其特征在于：所述过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯中的一种。
6.如权利要求1所述的新型TPE减震发泡材料的制备，其特征在于包括如下步骤：
(1)称料：将所需原料按配方的配比，用电子天平准确称取，误差在1g以下；
(2)改性TPE的预处理：先将SEBS、碳酸钙、白矿油在密炼机中充分混合均匀后，经过开炼机打包后放置24h；
(3)密炼：将称取好的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、滑石粉、氧化锌、硬脂酸、颜料以及步骤(2)预处理得到的改性TPE倒入密炼机，未压入重锤的情况下搅拌均匀后再进行混炼处理，待各原料混合均匀后，加入发泡剂和过氧化物交联剂，充分搅拌，其中密炼机内冷却水温控制为70℃以下，压缩空气压力为0.7-0.9MPa、料温为105-115℃时排出物料；
(4)开炼：将密炼机排出的物料送入开炼机进行开炼，前辊温度为80-90℃，后辊温度为70-80℃，辊距为0.3-0.7mm，补炼3-5遍；
(5)出片：将开炼后的物料送入出片机进行加工，得到料片后冷却，冷却水温≤35℃；
(6)硫化发泡：将出片后的料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.7-0.75MPa；
(7)修边冷却：将硫化好的片材剪修边条后，静置冷却48小时后，成型后切割、冲裁、印刷，得到所需发泡材料。
7.根据权利要求6所述的新型TPE减震发泡材料的制备，其特征在于步骤(6)中硫化发泡的模具规格为60mm*60mm*8mm。
8.根据权利要求6所述的新型TPE减震发泡材料的制备，其特征在于步骤(6)中硫化时间为12min。
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