CN111363234B - 一种可降解的eva发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可降解的EVA发泡材料及其制备方法，所述可降解的EVA发泡材料由包括以下重量份的原料制成：乙烯‑醋酸乙烯共聚物35～45份、POE弹性体15～20份、橡胶8～12份、生物基聚己二酸戊二胺聚合物6～10份、可降解有机物20～30份、硬脂酸1～1.5份、氧化锌1～1.2份、过氧化物1～1.5份、AC发泡剂1～5份；所述可降解有机物为木薯粉或玉米淀粉；所述乙烯‑醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为32.5～36.5%；所述POE弹性体为乙烯‑辛烯共聚物和乙烯‑己烯共聚物的混合物。本发明的可降解的EVA发泡材料具有良好的耐磨性能；具有高弹性；具有良好的轻便性；具有良好的止滑效果；具有良好力学性能；综合性能好，具有广阔的应用前景。

Description

一种可降解的EVA发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及发泡材料技术领域，具体涉及一种可降解的EVA发泡材料及其制备方法。
背景技术
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)是类似橡胶的热塑性塑料，与聚乙烯相比具有优异的柔韧性、低温脑曲性、弹性、耐应力开裂性以及良好的可塑性、可加工性，因此得到广泛的应用。EVA交联发泡材料是一种物性优良、无毒的发泡材料，由于气相的存在，其具有密度低、比强度高、能吸收载荷等优点。但EVA发泡材料变形大，耐磨性不够，存在打滑、低温***的缺点，从而限制了它的应用。
近年来，国内外对EVA交联发泡材料的研究较多，主要对配方和加工工艺进行涉及，其中加入改性剂是配方涉及的一条重要途径。其中，热塑性聚合物如热塑性橡胶、三元乙丙橡胶等常用作EVA交联发泡的改性剂。
但是，目前所使用的EVA发泡材料还存在以下问题：
1、耐磨性能较差；
2、弹性较差；
3、止滑效果差；
4、不可降解，不环保，力学强度等综合使用性能差。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种可降解的EVA发泡材料及其制备方法，可有效解决以上问题。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种可降解的EVA发泡材料，由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物35～45份、
POE弹性体15～20份、
橡胶8～12份、
生物基聚己二酸戊二胺聚合物6～10份、
可降解有机物20～30份、
硬脂酸1～1.5份、
氧化锌1～1.2份、
过氧化物1～1.5份、
AC发泡剂1～5份。
优选的，所述可降解有机物为木薯粉或玉米淀粉。
优选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为32.5～36.5％。
优选的，所述POE弹性体为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物。
优选的，所述生物基聚己二酸戊二胺聚合物由石油基己二酸和生物基1,5-戊二胺制成。
优选的，所述过氧化物为过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物。
优选的，所述可降解的EVA发泡材料由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物40份、
POE弹性体17.5份、
橡胶10份、
生物基聚己二酸戊二胺聚合物8份、
可降解有机物25份、
硬脂酸1.3份、
氧化锌1.1份、
过氧化物1.25份、
AC发泡剂2.5份。
优选的，所述乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物中乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的质量之比为1：(0.3～0.4)。
优选的，所述乙烯-辛烯共聚物中辛烯含量为30～35％；乙烯-己烯共聚物中己烯含量为32～38％。
优选的，所述橡胶为天然橡胶。
优选的，所述过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物中过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的质量之比为1：(0.22～0.26)。
本发明还提供一种所述的可降解的EVA发泡材料的制备方法，包括下列步骤：
A、分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂；
B、将乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂送入双螺杆挤出机，进行熔融挤出、造粒，得到所述可降解的EVA发泡材料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的可降解的EVA发泡材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，提升了产品的质量，制得的可降解的EVA发泡材料具有良好的耐磨性能；回弹率高，且压缩永久变形小，具有高弹性；密度小，单位体积质量轻，具有良好的轻便性；干式止滑系数和湿式止滑系数高，止滑性能好，具有良好的止滑效果；拉伸强度高，具有良好力学性能；综合性能好，具有广阔的应用前景。
本发明的可降解的EVA发泡材料的DIN耐磨性能测试表明，本发明的可降解的EVA发泡材料具有良好的耐磨性能，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料在不添加耐磨剂的前提下，与对比例的耐磨性能接近，具有高耐磨性；密度小，单位体积质量轻，具有良好的轻便性；回弹率高，且压缩永久变形小，具有高弹性，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料的回弹率显著提高，且压缩永久变形更小，即弹性更好；干式止滑系数和湿式止滑系数高，止滑性能好，具有良好的止滑效果，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料的干式止滑系数和湿式止滑系数均明显提高，止滑效果显著提升；拉伸强度高，具有良好力学性能，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料在密度接近，即发泡程度接近的情况下，拉伸强度明显高于对比例，具有更好的力学性能。
本发明的可降解的EVA发泡材料的原料中添加了适当比例的乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物，作为复合基体材料，四者相互配合，起到良好的协同作用，保证了本发明的可降解的EVA发泡材料具有良好的耐磨性能；具有高弹性；具有良好的轻便性；具有良好的止滑效果；以及具有良好力学性能；
本发明的可降解的EVA发泡材料的原料中添加了适当比例的POE弹性体和橡胶，POE弹性体优选为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物；橡胶优选为天然橡胶。其中，上述优选的POE弹性体主要用于提高本发明的可降解的EVA发泡材料的弹性，一定程度提高本发明的可降解的EVA发泡材料的止滑效果；上述优选的橡胶主要用于提高本发明的可降解的EVA发泡材料的止滑效果，一定程度提高本发明的可降解的EVA发泡材料的弹性，两者相互配合，起到良好的协同作用，大大提升了本发明的可降解的EVA发泡材料的弹性和止滑效果，使本发明的可降解的EVA发泡材料的回弹率高，且压缩永久变形小，具有高弹性，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料的回弹率显著提高，且压缩永久变形更小，即弹性更好；干式止滑系数和湿式止滑系数高，止滑性能好，具有良好的止滑效果，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料的干式止滑系数和湿式止滑系数均明显提高，止滑效果显著提升。
本发明的可降解的EVA发泡材料的原料中添加了适当比例的生物基聚己二酸戊二胺聚合物和可降解有机物，生物基聚己二酸戊二胺聚合物优选由石油基己二酸和生物基1,5-戊二胺制成；可降解有机物优选为木薯粉或玉米淀粉。在本发明的原料体系中，上述优选的生物基聚己二酸戊二胺聚合物和可降解有机物，与其他组分相互交联，相互配合，得到良好的弹***联网络，既保证了本发明的可降解的EVA发泡材料具有良好的耐磨性能；具有高弹性；具有良好的轻便性；具有良好的止滑效果；以及具有良好力学性能；又使本发明的可降解的EVA发泡材料的具有良好的可降解性；其中，适当比例的生物基聚己二酸戊二胺聚合物的添加，大大提升了本发明的可降解的EVA发泡材料的耐磨性能和力学性能。
本发明的可降解的EVA发泡材料的原料中添加了适当比例的过氧化物，过氧化物优选为过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物。在本发明的原料体系中，上述优选的过氧化物，可使乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物等起到良好交联效果，得到良好的弹***联网络，既保证了本发明的可降解的EVA发泡材料具有良好的耐磨性能；具有高弹性；具有良好的轻便性；具有良好的止滑效果；以及具有良好力学性能。
本发明的可降解的EVA发泡材料可采用螺杆挤出生产，工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种可降解的EVA发泡材料，由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物35～45份、
POE弹性体15～20份、
橡胶8～12份、
生物基聚己二酸戊二胺聚合物6～10份、
可降解有机物20～30份、
硬脂酸1～1.5份、
氧化锌1～1.2份、
过氧化物1～1.5份、
AC发泡剂1～5份。
在本实施例中，所述可降解有机物优选为木薯粉或玉米淀粉。
在本实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量优选为32.5～36.5％。
在本实施例中，所述POE弹性体优选为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物。
在本实施例中，所述生物基聚己二酸戊二胺聚合物优选由石油基己二酸和生物基1,5-戊二胺制成。
在本实施例中，所述过氧化物优选为过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物。
在本实施例中，所述可降解的EVA发泡材料优选由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物40份、
POE弹性体17.5份、
橡胶10份、
生物基聚己二酸戊二胺聚合物8份、
可降解有机物25份、
硬脂酸1.3份、
氧化锌1.1份、
过氧化物1.25份、
AC发泡剂2.5份。
在本实施例中，所述乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物中乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的质量之比优选为1：(0.3～0.4)。
在本实施例中，所述乙烯-辛烯共聚物中辛烯含量优选为30～35％；乙烯-己烯共聚物中己烯含量优选为32～38％。
在本实施例中，所述橡胶优选为天然橡胶。
在本实施例中，所述过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物中过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的质量之比优选为1：(0.22～0.26)。
本实施例还提供一种所述的可降解的EVA发泡材料的制备方法，包括下列步骤：
A、分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂；
B、将乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂送入双螺杆挤出机，进行熔融挤出、造粒，得到所述可降解的EVA发泡材料。
实施例2：
一种可降解的EVA发泡材料，由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物35份、
POE弹性体15份、
橡胶8份、
生物基聚己二酸戊二胺聚合物6份、
可降解有机物20份、
硬脂酸1份、
氧化锌1份、
过氧化物1份、
AC发泡剂1份。
在本实施例中，所述可降解有机物为木薯粉或玉米淀粉。
在本实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为32.5％。
在本实施例中，所述POE弹性体为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物。
在本实施例中，所述生物基聚己二酸戊二胺聚合物由石油基己二酸和生物基1,5-戊二胺制成。
在本实施例中，所述过氧化物为过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物。
在本实施例中，所述乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物中乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的质量之比为1：0.3。
在本实施例中，所述乙烯-辛烯共聚物中辛烯含量为30％；乙烯-己烯共聚物中己烯含量为32％。
在本实施例中，所述橡胶为天然橡胶。
在本实施例中，所述过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物中过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的质量之比为1：0.22。
在本实施例中，所述的可降解的EVA发泡材料的制备方法，包括下列步骤：
A、分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂；
B、将乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂送入双螺杆挤出机，进行熔融挤出、造粒，得到所述可降解的EVA发泡材料。
实施例3：
一种可降解的EVA发泡材料，由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物45份、
POE弹性体20份、
橡胶12份、
生物基聚己二酸戊二胺聚合物10份、
可降解有机物30份、
硬脂酸1.5份、
氧化锌1.2份、
过氧化物1.5份、
AC发泡剂5份。
在本实施例中，所述可降解有机物为木薯粉或玉米淀粉。
在本实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为36.5％。
在本实施例中，所述POE弹性体为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物。
在本实施例中，所述生物基聚己二酸戊二胺聚合物由石油基己二酸和生物基1,5-戊二胺制成。
在本实施例中，所述过氧化物为过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物。
在本实施例中，所述乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物中乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的质量之比为1：0.4。
在本实施例中，所述乙烯-辛烯共聚物中辛烯含量为35％；乙烯-己烯共聚物中己烯含量为38％。
在本实施例中，所述橡胶为天然橡胶。
在本实施例中，所述过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物中过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的质量之比为1：0.26。
在本实施例中，所述的可降解的EVA发泡材料的制备方法，包括下列步骤：
A、分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂；
B、将乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂送入双螺杆挤出机，进行熔融挤出、造粒，得到所述可降解的EVA发泡材料。
实施例4：
一种可降解的EVA发泡材料，由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物40份、
POE弹性体17.5份、
橡胶10份、
生物基聚己二酸戊二胺聚合物8份、
可降解有机物25份、
硬脂酸1.3份、
氧化锌1.1份、
过氧化物1.25份、
AC发泡剂2.5份。
在本实施例中，所述可降解有机物为木薯粉或玉米淀粉。
在本实施例中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为34.5％。
在本实施例中，所述POE弹性体为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物。
在本实施例中，所述生物基聚己二酸戊二胺聚合物由石油基己二酸和生物基1,5-戊二胺制成。
在本实施例中，所述过氧化物为过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物。
在本实施例中，所述乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物中乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的质量之比为1：0.35。
在本实施例中，所述乙烯-辛烯共聚物中辛烯含量为32.5％；乙烯-己烯共聚物中己烯含量为35％。
在本实施例中，所述橡胶为天然橡胶。
在本实施例中，所述过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物中过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的质量之比为1：0.24。
在本实施例中，所述的可降解的EVA发泡材料的制备方法，包括下列步骤：
A、分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂；
B、将乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂送入双螺杆挤出机，进行熔融挤出、造粒，得到所述可降解的EVA发泡材料。
对比例：
公开号为CN110577696A的中国专利。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的可降解的EVA发泡材料以及对比例行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002469931920000081
Figure BDA0002469931920000091
从上表可以看出，本发明的可降解的EVA发泡材料具有以下优点：
DIN耐磨性能测试表明，本发明的可降解的EVA发泡材料具有良好的耐磨性能，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料在不添加耐磨剂的前提下，与对比例的耐磨性能接近，具有高耐磨性；密度小，单位体积质量轻，具有良好的轻便性；回弹率高，且压缩永久变形小，具有高弹性，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料的回弹率显著提高，且压缩永久变形更小，即弹性更好；干式止滑系数和湿式止滑系数高，止滑性能好，具有良好的止滑效果，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料的干式止滑系数和湿式止滑系数均明显提高，止滑效果显著提升；拉伸强度高，具有良好力学性能，且与对比例相比，本发明的可降解的EVA发泡材料在密度接近，即发泡程度接近的情况下，拉伸强度明显高于对比例，具有更好的力学性能。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种可降解的EVA发泡材料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物40份、POE弹性体17.5份、橡胶10份、生物基聚己二酸戊二胺聚合物8份、可降解有机物25份、硬脂酸1.3份、氧化锌1.1份、过氧化物1.25份、AC发泡剂2.5份；
其中，所述可降解有机物为木薯粉或玉米淀粉，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为32.5～36.5%，所述POE弹性体为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物，所述乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的混合物中乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯共聚物的质量之比为1：(0.3～0.4)，所述乙烯-辛烯共聚物中辛烯含量为30～35%，乙烯-己烯共聚物中己烯含量为32～38%；
所述生物基聚己二酸戊二胺聚合物由石油基己二酸和生物基1,5-戊二胺制成，所述橡胶为天然橡胶；
所述过氧化物为过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物，所述过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的混合物中过氧化锡和双(叔丁过氧异丙基)苯的质量之比为1：(0.22～0.26)；
该可降解的EVA发泡材料的制备方法，包括下列步骤：
A、分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂；
B、将乙烯-醋酸乙烯共聚物、POE弹性体、橡胶、生物基聚己二酸戊二胺聚合物、可降解有机物、硬脂酸、氧化锌、过氧化物和AC发泡剂送入双螺杆挤出机，进行熔融挤出、造粒，得到所述可降解的EVA发泡材料。
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