一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有機(jī)高分子化合物【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料及其制備方法，由原料EVA、丁基橡膠、乙烯-辛烯共聚物、增容劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、納米氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸、快熟劑、無機(jī)填料經(jīng)過密煉、開煉、造粒制得橡塑粒子，再經(jīng)一次注射成型，得到質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料。所述質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、高減震、耐黃變性能好、尺寸穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，并且具有優(yōu)良的抗拉強(qiáng)度和抗撕強(qiáng)度，可應(yīng)用于汽車防震材料、各類減震片、鞋底材料等方面的應(yīng)用，特別適合作為慢跑鞋的中底，可以吸收來自地面的反作用力，很好地保護(hù)足部免受傷害。
【專利說明】一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)高分子化合物【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料 及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著大眾健身及運(yùn)動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對運(yùn)動(dòng)鞋的輕量化、富有彈性、減震等性能要求 也逐漸提高，避震系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)鞋中非常重要的一部分。運(yùn)動(dòng)時(shí)，人體會(huì)不停地承受很大重 力，腳落地時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的沖擊力，由此產(chǎn)生震蕩波，在沒有及時(shí)得到緩沖的情況下， 就會(huì)對人體的不同部位造成不同程度的慢性疲勞性損傷、運(yùn)動(dòng)傷害。鞋底的減震功能是吸 收或降低該震蕩波的能力，可以通過良好的減震結(jié)構(gòu)或有良好吸震能力的材料來實(shí)現(xiàn)，如 李寧公司的"李寧弓"結(jié)構(gòu)減震、耐克公司的空氣墊減震、阿迪達(dá)斯的減震膠減震、鴻星爾克 公司的GDS減震系統(tǒng)。鞋底在具有一定的減震性能情況下，人在運(yùn)動(dòng)過程中受到的沖擊不 會(huì)直接反作用于人體，而是將部分能量吸收，在運(yùn)動(dòng)進(jìn)行到登伸階段時(shí)，鞋底會(huì)因形變的恢 復(fù)而將能量再度歸還給穿著者，給穿著者以跑或跳的動(dòng)力。
[0003] 中國專利CN102051003A公布了減震橡塑復(fù)合材料，使用耐黃變性質(zhì)較差的氫 化苯乙烯-丁二烯共聚物為主體材料，且未公布材料的密度、減震、拉伸強(qiáng)度等具體性能參 數(shù)，不適合用于耐黃變要求高的鞋材。專利CN102702642B公布了一種具有很好減震性能 的EVA發(fā)泡材料，但是使用大量熱穩(wěn)定性差、耐老化性能差的PVC原料，PVC加工過程中對 熱敏感，受熱時(shí)會(huì)引起不同的降解，釋放有害物質(zhì)、腐蝕生產(chǎn)設(shè)備，高溫下甚至?xí)尫懦鲆?級致癌物二惡英。丁國芳報(bào)道了具有優(yōu)異阻尼性能的硅橡膠/IIR泡沫合金材料（2010年 全國高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)論文集），硅橡膠添加到鞋材中會(huì)直接導(dǎo)致鞋材的剝離 強(qiáng)度下降，且材料的密度較大、拉伸強(qiáng)度小，不適合作為運(yùn)動(dòng)鞋材使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有專利技術(shù)的缺陷，本發(fā)明采用減震阻尼性能優(yōu)異的丁基橡膠、力學(xué) 性能較好的乙烯-辛烯共聚物，與具有柔韌性能好、較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的EVA共混、再經(jīng) 一次注射成型，提供了一種具有質(zhì)輕、高減震、耐黃變性能好、尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)的環(huán)保 型的質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，可廣泛應(yīng)用于汽車防震材料、各類減震片、鞋底材料等方面， 且提供了所述質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料的制備方法，工藝簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的解決方案為： 一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，由以下原料組成制得：EVA、丁基橡膠、乙烯-辛烯共聚 物、增容齊IJ、發(fā)泡齊IJ、交聯(lián)劑、納米氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸、快熟齊IJ、無機(jī)填料。
[0006] 進(jìn)一步的是，各原料的重量份如下： EVA 30 份 丁基橡膠 20 - 80份 乙烯-辛烯共聚物 5 - 15份 增容劑 4 - 8份 發(fā)泡劑 1. 5 - 3. 5份 交聯(lián)劑 1. 0 - 3份 納米氧化鋅 0. 5 - 3份 硬脂酸鋅 0.5 - 1.5份 硬脂酸 1.0 - 2. 5份 快熟劑 2 - 6份 無機(jī)填料 5 - 15份。
[0007] 進(jìn)一步優(yōu)選的，各組分按下列重量份配置： EVA 30 份 丁基橡膠 40 - 60份 乙烯-辛烯共聚物 8 -10份 增容劑 4 - 5份 發(fā)泡劑 2. 2 - 2. 8份 交聯(lián)劑 1. 5 - 1. 8份 納米氧化鋅 1. 0 - 2. 0份 硬脂酸鋅 1.0 - 1.5份 硬脂酸 1.8 - 2. 3份 快熟劑 2. 5 - 3. 5份 無機(jī)填料 9 - 12份。
[0008] 進(jìn)一步的是：丁基橡膠是不飽和度小于2%、拉伸強(qiáng)度大于18MPa的丁基橡膠。
[0009] 進(jìn)一步的是：乙烯-辛烯共聚物是熔融溫度在80-105度、拉伸強(qiáng)度大于20MPa的 乙烯-辛烯共聚物。
[0010] 進(jìn)一步的是：增容劑至少包括聚乙烯馬來酸酐接枝共聚物、聚乙烯丙烯酸接枝共 聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物中的一種；發(fā)泡劑是AC發(fā)泡劑或者0BSH發(fā)泡劑；交聯(lián)劑是 DCP或者BIBP;快熟劑至少包括TAIC、TMPTMA或順丁橡膠中的一種；無機(jī)填料至少包括白 炭黑、碳酸鈣或滑石粉中的一種。
[0011] -種制備前述質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料的制備方法，包括步驟： 步驟1 :制備橡塑粒子，所述橡塑粒子由以下原料制得：EVA、丁基橡膠、乙烯-辛烯共聚 物、增容劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、納米氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸、快熟劑、無機(jī)填料；先將除了 交聯(lián)劑、快熟劑以及發(fā)泡劑之外的其他原料混合進(jìn)行密煉，密煉溫度控制為90-KKTC，保 持4-6min，然后加入交聯(lián)劑、快熟劑以及發(fā)泡劑，繼續(xù)密煉升溫，出料溫度為110-115°C，密 煉結(jié)束后進(jìn)行開煉、造粒，得到橡塑粒子。
[0012] 步驟2 :將橡塑粒子放入一次注射機(jī)臺(tái)的料斗，經(jīng)一次注射成型，控制溫度在 165-175度，得到質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料。
[0013] 通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：所述質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，采 用丁基橡膠作為基體橡膠，其分子鏈上側(cè)甲基十分密集，形成蠕蟲鏈結(jié)構(gòu)，因而具有較高的 阻尼系數(shù)，又因?yàn)椴ＡЩD(zhuǎn)變溫度附近存在著次級轉(zhuǎn)變，內(nèi)耗峰既高又寬，是一種較理想的 減震阻尼材料，而且耐熱性、耐臭氧性、耐候性能好，由于EVA分子鏈的交聯(lián)在一定程度上 阻礙了分子鏈上側(cè)甲基的運(yùn)動(dòng)，增加了內(nèi)耗，進(jìn)而有效提高了丁基橡膠的損耗因子，同時(shí)拓 寬丁基橡膠阻尼材料的使用范圍。因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材 料具有如下進(jìn)步特點(diǎn)： 1.本發(fā)明的橡塑發(fā)泡材料，保持突出減震性能的同時(shí)，具有質(zhì)輕、耐黃變性能好、耐候 性能好等特點(diǎn)。
[0014] 2.本發(fā)明的橡塑發(fā)泡材料，使用環(huán)保型材料，且具有很好的抗拉強(qiáng)度和抗撕強(qiáng) 度。
[0015] 3.本發(fā)明的橡塑發(fā)泡材料，通過添加增容劑，改性聚乙烯材料，改善了丁基橡膠 自粘性與互粘性能較差的問題。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017] 實(shí)施例1 : 本實(shí)施例中，質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料由以下組分按重量份組成： EVA5110J30份、丁基橡膠50份、乙烯-辛烯共聚物8540 10份、乙烯丙烯酸乙酯共聚 物5份、AC發(fā)泡劑2. 3份、交聯(lián)劑BIBP1. 8份、納米氧化鋅1. 6份、硬脂酸鋅1. 3份、硬脂 酸2. 0份、快熟劑TAIC2. 5份、碳酸鈣10份； 先將除了交聯(lián)劑、快熟劑以及發(fā)泡劑之外的其他原料混合進(jìn)行密煉，密煉溫度控制為 96°C，保持5min，然后加入交聯(lián)劑、快熟劑以及發(fā)泡劑，繼續(xù)密煉升溫，出料溫度為110°C， 密煉結(jié)束后進(jìn)行開煉、造粒，得到橡塑粒子。 將橡塑粒子放入一次注射機(jī)臺(tái)的料斗，經(jīng)一次注射成型，控制溫度在170度，得到質(zhì) 輕、減震橡塑發(fā)泡材料。
[0018] 上述制備得到的質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，密度0.268g/cm3、邵氏硬度39、回 彈率15%、永久壓縮歪度25%，尺寸收縮0. 5%，撕裂強(qiáng)度7. 2N/mm，延伸率259%，拉伸強(qiáng)度 2. 9MPa，耐黃變測試5級。
[0019] 實(shí)施例2: 本實(shí)施例中，一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料的制備方法與實(shí)施例1中的制備方法相同， 所不同的是： 實(shí)施例2:EVAE260F30份、丁基橡膠20份、乙烯-辛烯共聚物8003 10份、聚乙烯馬 來酸酐接枝共聚物4份、AC發(fā)泡劑1. 5份、交聯(lián)劑DCP1. 0份、快熟劑TMPTMA2份、成型溫 度控制在168度。
[0020] 上述制備得到的質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，密度0.249g/cm3、邵氏硬度47、回 彈率39%、永久壓縮歪度21%，尺寸收縮0. 2%，撕裂強(qiáng)度9. 5N/mm，延伸率268%，拉伸強(qiáng)度 2. 4MPa，耐黃變測試5級。
[0021] 實(shí)施例3: 本實(shí)施例中，一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料的制備方法與實(shí)施例1中的制備方法相同， 所不同的是： 實(shí)施例3:EVA5110J15份、EVA7470M15份、丁基橡膠80份、乙烯丙烯酸乙酯共聚物 8份、AC發(fā)泡劑3. 5份、交聯(lián)劑BIBP2. 1份、快熟劑TAIC3. 8份、成型溫度控制在174-175 度。
[0022] 上述制備得到的質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，密度0.225g/cm3、邵氏硬度43回彈率 10%、永久壓縮歪度32%，尺寸收縮2. 7%，撕裂強(qiáng)度8. 3N/mm，延伸率294%，拉伸強(qiáng)度3. 4MPa， 耐黃變測試4-5級。
[0023] 實(shí)施例4 : 本實(shí)施例中，一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料的制備方法與實(shí)施例1中的制備方法相同， 所不同的是： 實(shí)施例4:EVA7470M30份、乙烯-辛烯共聚物8445 15份、聚乙烯丙烯酸接枝共聚物 4份、發(fā)泡劑0BSH3. 5份、交聯(lián)劑DCP1. 0份、快熟劑TAIC3. 2份、滑石粉15份。
[0024] 上述制備得到的質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，密度0.247g/cm3、邵氏硬度41、回 彈率20%、永久壓縮歪度22%，尺寸收縮0. 7%，撕裂強(qiáng)度7. 6N/mm，延伸率273%，拉伸強(qiáng)度 3.IMPa，耐黃變測試4-5級。
[0025] 實(shí)施例5 : 本實(shí)施例中，一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料的制備方法與實(shí)施例1中的制備方法相同， 所不同的是： 實(shí)施例5:EVAE180F30份、丁基橡膠60份、乙烯-辛烯共聚物8003 5份、快熟劑順 丁橡膠2份、白炭黑5份、成型溫度控制在172-173度。
[0026] 上述制備得到的質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，密度0.252g/cm3、邵氏硬度37、回 彈率16%、永久壓縮歪度27%，尺寸收縮0. 4%，撕裂強(qiáng)度6. 4N/mm，延伸率223%，拉伸強(qiáng)度 2.IMPa，耐黃變測試5級。
[0027] 將上述實(shí)施例1?5的數(shù)據(jù)整理后，得到如下表1 (注：邵氏硬度按照HG/ T2489-93測試，回彈率測試采用GT-7042-RE型沖擊彈性試驗(yàn)機(jī)，永久壓縮歪度按照HG/T 2876-2009測試，尺寸收縮按照ISO20873 :2001測試，撕裂強(qiáng)度按照GB/T529-2008測試 直形試片，延伸率和拉伸強(qiáng)度按照GB/T528-2009測試，耐黃變測試按照HG/T3689-2001 測試）：

【權(quán)利要求】
1. 一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，其特征在于：由以下原料組成制得：EVA、丁基橡膠、 乙烯-辛烯共聚物、增容劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、納米氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸、快熟劑、無機(jī) 填料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，其特征在于：各原料的重量份如 下： EVA 30 份 丁基橡膠 20 - 80份 乙烯-辛烯共聚物 5 - 15份 增容劑 4 - 8份 發(fā)泡劑 1. 5 - 3. 5份 交聯(lián)劑 1. 0 - 3份 納米氧化鋅 0. 5 - 3份 硬脂酸鋅 0.5 - 1.5份 硬脂酸 1.0 - 2. 5份 快熟劑 2 - 6份 無機(jī)填料 5 - 15份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，其特征在于：由以下組分按 下列重量份原料制備而成： EVA 30 份 丁基橡膠 40 - 60份 乙烯-辛烯共聚物 8 -10份 增容劑 4 - 5份 發(fā)泡劑 2. 2 - 2. 8份 交聯(lián)劑 1. 5 - 1. 8份 納米氧化鋅 1. 0 - 2. 0份 硬脂酸鋅 1.0 - 1.5份 硬脂酸 1.8 - 2. 3份 快熟劑 2. 5 - 3. 5份 無機(jī)填料 9 - 12份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，其特征在于：丁基橡膠是不 飽和度小于2%、拉伸強(qiáng)度大于18MPa的丁基橡膠。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，其特征在于：乙烯-辛烯共 聚物是熔融溫度在80-105度、拉伸強(qiáng)度大于20MPa的乙烯-辛烯共聚物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料，其特征在于：增容劑至少包 括聚乙烯馬來酸酐接枝共聚物、聚乙烯丙烯酸接枝共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物中的一 種；發(fā)泡劑是AC發(fā)泡劑或者OBSH發(fā)泡劑；交聯(lián)劑是DCP或者BIBP;快熟劑至少包括TAIC、 TMPTMA或順丁橡膠中的一種；無機(jī)填料至少包括白炭黑、碳酸鈣或滑石粉中的一種。
7. -種制備權(quán)利要求1-6任一所述質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于： 包括如下步驟： 步驟1 :制備橡塑粒子，所述橡塑粒子由以下原料制得：EVA、丁基橡膠、乙烯-辛烯共聚 物、增容劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、納米氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸、快熟劑、無機(jī)填料；先將除了 交聯(lián)劑、快熟劑以及發(fā)泡劑之外的其他原料混合進(jìn)行密煉，密煉溫度控制為90-100°C，保 持4-6min，然后加入交聯(lián)劑、快熟劑以及發(fā)泡劑，繼續(xù)密煉升溫，出料溫度為110-115°C，密 煉結(jié)束后進(jìn)行開煉、造粒，得到橡塑粒子； 步驟2 :將橡塑粒子放入一次注射機(jī)臺(tái)的料斗，經(jīng)一次注射成型，控制溫度在165-175 度，得到質(zhì)輕、減震橡塑發(fā)泡材料。
【文檔編號(hào)】C08K3/26GK104277318SQ201410430484
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】盧鑫, 丁思博, 羅顯發(fā), 曾建偉, 周小蘭, 郭彩蓮, 林江, 金校紅 申請人:茂泰(福建)鞋材有限公司