一种质轻、减震橡塑发泡材料及其制备方法
【专利摘要】本发明属于有机高分子化合物【技术领域】，特别涉及一种质轻、减震橡塑发泡材料及其制备方法，由原料EVA、丁基橡胶、乙烯-辛烯共聚物、增容剂、发泡剂、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、快熟剂、无机填料经过密炼、开炼、造粒制得橡塑粒子，再经一次注射成型，得到质轻、减震橡塑发泡材料。所述质轻、减震橡塑发泡材料具有质轻、高减震、耐黄变性能好、尺寸稳定性高等特点，并且具有优良的抗拉强度和抗撕强度，可应用于汽车防震材料、各类减震片、鞋底材料等方面的应用，特别适合作为慢跑鞋的中底，可以吸收来自地面的反作用力，很好地保护足部免受伤害。
【专利说明】一种质轻、减震橡塑发泡材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机高分子化合物【技术领域】，特别涉及一种质轻、减震橡塑发泡材料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着大众健身及运动产业的发展，对运动鞋的轻量化、富有弹性、减震等性能要求 也逐渐提高，避震系统是运动鞋中非常重要的一部分。运动时，人体会不停地承受很大重 力，脚落地时，还会产生相当大的冲击力，由此产生震荡波，在没有及时得到缓冲的情况下， 就会对人体的不同部位造成不同程度的慢性疲劳性损伤、运动伤害。鞋底的减震功能是吸 收或降低该震荡波的能力，可以通过良好的减震结构或有良好吸震能力的材料来实现，如 李宁公司的"李宁弓"结构减震、耐克公司的空气垫减震、阿迪达斯的减震胶减震、鸿星尔克 公司的GDS减震系统。鞋底在具有一定的减震性能情况下，人在运动过程中受到的冲击不 会直接反作用于人体，而是将部分能量吸收，在运动进行到登伸阶段时，鞋底会因形变的恢 复而将能量再度归还给穿着者，给穿着者以跑或跳的动力。
[0003] 中国专利CN102051003A公布了减震橡塑复合材料，使用耐黄变性质较差的氢 化苯乙烯-丁二烯共聚物为主体材料，且未公布材料的密度、减震、拉伸强度等具体性能参 数，不适合用于耐黄变要求高的鞋材。专利CN102702642B公布了一种具有很好减震性能 的EVA发泡材料，但是使用大量热稳定性差、耐老化性能差的PVC原料，PVC加工过程中对 热敏感，受热时会引起不同的降解，释放有害物质、腐蚀生产设备，高温下甚至会释放出一 级致癌物二恶英。丁国芳报道了具有优异阻尼性能的硅橡胶/IIR泡沫合金材料（2010年 全国高分子材料科学与工程研讨会论文集），硅橡胶添加到鞋材中会直接导致鞋材的剥离 强度下降，且材料的密度较大、拉伸强度小，不适合作为运动鞋材使用。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有专利技术的缺陷，本发明采用减震阻尼性能优异的丁基橡胶、力学 性能较好的乙烯-辛烯共聚物，与具有柔韧性能好、较高玻璃化转变温度的EVA共混、再经 一次注射成型，提供了一种具有质轻、高减震、耐黄变性能好、尺寸稳定性好等特点的环保 型的质轻、减震橡塑发泡材料，可广泛应用于汽车防震材料、各类减震片、鞋底材料等方面， 且提供了所述质轻、减震橡塑发泡材料的制备方法，工艺简单，适合工业化生产。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取的解决方案为： 一种质轻、减震橡塑发泡材料，由以下原料组成制得：EVA、丁基橡胶、乙烯-辛烯共聚 物、增容齐IJ、发泡齐IJ、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、快熟齐IJ、无机填料。
[0006] 进一步的是，各原料的重量份如下： EVA 30 份 丁基橡胶 20 - 80份 乙烯-辛烯共聚物 5 - 15份 增容剂 4 - 8份 发泡剂 1. 5 - 3. 5份 交联剂 1. 0 - 3份 纳米氧化锌 0. 5 - 3份 硬脂酸锌 0.5 - 1.5份 硬脂酸 1.0 - 2. 5份 快熟剂 2 - 6份 无机填料 5 - 15份。
[0007] 进一步优选的，各组分按下列重量份配置： EVA 30 份 丁基橡胶 40 - 60份 乙烯-辛烯共聚物 8 -10份 增容剂 4 - 5份 发泡剂 2. 2 - 2. 8份 交联剂 1. 5 - 1. 8份 纳米氧化锌 1. 0 - 2. 0份 硬脂酸锌 1.0 - 1.5份 硬脂酸 1.8 - 2. 3份 快熟剂 2. 5 - 3. 5份 无机填料 9 - 12份。
[0008] 进一步的是：丁基橡胶是不饱和度小于2%、拉伸强度大于18MPa的丁基橡胶。
[0009] 进一步的是：乙烯-辛烯共聚物是熔融温度在80-105度、拉伸强度大于20MPa的 乙烯-辛烯共聚物。
[0010] 进一步的是：增容剂至少包括聚乙烯马来酸酐接枝共聚物、聚乙烯丙烯酸接枝共 聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物中的一种；发泡剂是AC发泡剂或者0BSH发泡剂；交联剂是 DCP或者BIBP;快熟剂至少包括TAIC、TMPTMA或顺丁橡胶中的一种；无机填料至少包括白 炭黑、碳酸钙或滑石粉中的一种。
[0011] -种制备前述质轻、减震橡塑发泡材料的制备方法，包括步骤： 步骤1 :制备橡塑粒子，所述橡塑粒子由以下原料制得：EVA、丁基橡胶、乙烯-辛烯共聚 物、增容剂、发泡剂、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、快熟剂、无机填料；先将除了 交联剂、快熟剂以及发泡剂之外的其他原料混合进行密炼，密炼温度控制为90-KKTC，保 持4-6min，然后加入交联剂、快熟剂以及发泡剂，继续密炼升温，出料温度为110-115°C，密 炼结束后进行开炼、造粒，得到橡塑粒子。
[0012] 步骤2 :将橡塑粒子放入一次注射机台的料斗，经一次注射成型，控制温度在 165-175度，得到质轻、减震橡塑发泡材料。
[0013] 通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：所述质轻、减震橡塑发泡材料，采 用丁基橡胶作为基体橡胶，其分子链上侧甲基十分密集，形成蠕虫链结构，因而具有较高的 阻尼系数，又因为玻璃化转变温度附近存在着次级转变，内耗峰既高又宽，是一种较理想的 减震阻尼材料，而且耐热性、耐臭氧性、耐候性能好，由于EVA分子链的交联在一定程度上 阻碍了分子链上侧甲基的运动，增加了内耗，进而有效提高了丁基橡胶的损耗因子，同时拓 宽丁基橡胶阻尼材料的使用范围。因此，相对于现有技术，本发明的质轻、减震橡塑发泡材 料具有如下进步特点： 1.本发明的橡塑发泡材料，保持突出减震性能的同时，具有质轻、耐黄变性能好、耐候 性能好等特点。
[0014] 2.本发明的橡塑发泡材料，使用环保型材料，且具有很好的抗拉强度和抗撕强 度。
[0015] 3.本发明的橡塑发泡材料，通过添加增容剂，改性聚乙烯材料，改善了丁基橡胶 自粘性与互粘性能较差的问题。
【具体实施方式】
[0016] 现结合具体实施例对本发明进一步说明。
[0017] 实施例1 : 本实施例中，质轻、减震橡塑发泡材料由以下组分按重量份组成： EVA5110J30份、丁基橡胶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发泡剂2. 3份、交联剂BIBP1. 8份、纳米氧化锌1. 6份、硬脂酸锌1. 3份、硬脂 酸2. 0份、快熟剂TAIC2. 5份、碳酸钙10份； 先将除了交联剂、快熟剂以及发泡剂之外的其他原料混合进行密炼，密炼温度控制为 96°C，保持5min，然后加入交联剂、快熟剂以及发泡剂，继续密炼升温，出料温度为110°C， 密炼结束后进行开炼、造粒，得到橡塑粒子。 将橡塑粒子放入一次注射机台的料斗，经一次注射成型，控制温度在170度，得到质 轻、减震橡塑发泡材料。
[0018] 上述制备得到的质轻、减震橡塑发泡材料，密度0.268g/cm3、邵氏硬度39、回 弹率15%、永久压缩歪度25%，尺寸收缩0. 5%，撕裂强度7. 2N/mm，延伸率259%，拉伸强度 2. 9MPa，耐黄变测试5级。
[0019] 实施例2: 本实施例中，一种质轻、减震橡塑发泡材料的制备方法与实施例1中的制备方法相同， 所不同的是： 实施例2:EVAE260F30份、丁基橡胶20份、乙烯-辛烯共聚物8003 10份、聚乙烯马 来酸酐接枝共聚物4份、AC发泡剂1. 5份、交联剂DCP1. 0份、快熟剂TMPTMA2份、成型温 度控制在168度。
[0020] 上述制备得到的质轻、减震橡塑发泡材料，密度0.249g/cm3、邵氏硬度47、回 弹率39%、永久压缩歪度21%，尺寸收缩0. 2%，撕裂强度9. 5N/mm，延伸率268%，拉伸强度 2. 4MPa，耐黄变测试5级。
[0021] 实施例3: 本实施例中，一种质轻、减震橡塑发泡材料的制备方法与实施例1中的制备方法相同， 所不同的是： 实施例3:EVA5110J15份、EVA7470M15份、丁基橡胶80份、乙烯丙烯酸乙酯共聚物 8份、AC发泡剂3. 5份、交联剂BIBP2. 1份、快熟剂TAIC3. 8份、成型温度控制在174-175 度。
[0022] 上述制备得到的质轻、减震橡塑发泡材料，密度0.225g/cm3、邵氏硬度43回弹率 10%、永久压缩歪度32%，尺寸收缩2. 7%，撕裂强度8. 3N/mm，延伸率294%，拉伸强度3. 4MPa， 耐黄变测试4-5级。
[0023] 实施例4 : 本实施例中，一种质轻、减震橡塑发泡材料的制备方法与实施例1中的制备方法相同， 所不同的是： 实施例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、发泡剂0BSH3. 5份、交联剂DCP1. 0份、快熟剂TAIC3. 2份、滑石粉15份。
[0024] 上述制备得到的质轻、减震橡塑发泡材料，密度0.247g/cm3、邵氏硬度41、回 弹率20%、永久压缩歪度22%，尺寸收缩0. 7%，撕裂强度7. 6N/mm，延伸率273%，拉伸强度 3.IMPa，耐黄变测试4-5级。
[0025] 实施例5 : 本实施例中，一种质轻、减震橡塑发泡材料的制备方法与实施例1中的制备方法相同， 所不同的是： 实施例5:EVAE180F30份、丁基橡胶60份、乙烯-辛烯共聚物8003 5份、快熟剂顺 丁橡胶2份、白炭黑5份、成型温度控制在172-173度。
[0026] 上述制备得到的质轻、减震橡塑发泡材料，密度0.252g/cm3、邵氏硬度37、回 弹率16%、永久压缩歪度27%，尺寸收缩0. 4%，撕裂强度6. 4N/mm，延伸率223%，拉伸强度 2.IMPa，耐黄变测试5级。
[0027] 将上述实施例1?5的数据整理后，得到如下表1 (注：邵氏硬度按照HG/ T2489-93测试，回弹率测试采用GT-7042-RE型冲击弹性试验机，永久压缩歪度按照HG/T 2876-2009测试，尺寸收缩按照ISO20873 :2001测试，撕裂强度按照GB/T529-2008测试 直形试片，延伸率和拉伸强度按照GB/T528-2009测试，耐黄变测试按照HG/T3689-2001 测试）：
【权利要求】
1. 一种质轻、减震橡塑发泡材料，其特征在于：由以下原料组成制得：EVA、丁基橡胶、 乙烯-辛烯共聚物、增容剂、发泡剂、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、快熟剂、无机 填料。
2. 根据权利要求1所述的质轻、减震橡塑发泡材料，其特征在于：各原料的重量份如 下： EVA 30 份 丁基橡胶 20 - 80份 乙烯-辛烯共聚物 5 - 15份 增容剂 4 - 8份 发泡剂 1. 5 - 3. 5份 交联剂 1. 0 - 3份 纳米氧化锌 0. 5 - 3份 硬脂酸锌 0.5 - 1.5份 硬脂酸 1.0 - 2. 5份 快熟剂 2 - 6份 无机填料 5 - 15份。
3. 根据权利要求1或2所述一种质轻、减震橡塑发泡材料，其特征在于：由以下组分按 下列重量份原料制备而成： EVA 30 份 丁基橡胶 40 - 60份 乙烯-辛烯共聚物 8 -10份 增容剂 4 - 5份 发泡剂 2. 2 - 2. 8份 交联剂 1. 5 - 1. 8份 纳米氧化锌 1. 0 - 2. 0份 硬脂酸锌 1.0 - 1.5份 硬脂酸 1.8 - 2. 3份 快熟剂 2. 5 - 3. 5份 无机填料 9 - 12份。
4. 根据权利要求1或2所述一种质轻、减震橡塑发泡材料，其特征在于：丁基橡胶是不 饱和度小于2%、拉伸强度大于18MPa的丁基橡胶。
5. 根据权利要求1或2所述一种质轻、减震橡塑发泡材料，其特征在于：乙烯-辛烯共 聚物是熔融温度在80-105度、拉伸强度大于20MPa的乙烯-辛烯共聚物。
6. 根据权利要求1或2所述一种质轻、减震橡塑发泡材料，其特征在于：增容剂至少包 括聚乙烯马来酸酐接枝共聚物、聚乙烯丙烯酸接枝共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物中的一 种；发泡剂是AC发泡剂或者OBSH发泡剂；交联剂是DCP或者BIBP;快熟剂至少包括TAIC、 TMPTMA或顺丁橡胶中的一种；无机填料至少包括白炭黑、碳酸钙或滑石粉中的一种。
7. -种制备权利要求1-6任一所述质轻、减震橡塑发泡材料的制备方法，其特征在于： 包括如下步骤： 步骤1 :制备橡塑粒子，所述橡塑粒子由以下原料制得：EVA、丁基橡胶、乙烯-辛烯共聚 物、增容剂、发泡剂、交联剂、纳米氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、快熟剂、无机填料；先将除了 交联剂、快熟剂以及发泡剂之外的其他原料混合进行密炼，密炼温度控制为90-100°C，保 持4-6min，然后加入交联剂、快熟剂以及发泡剂，继续密炼升温，出料温度为110-115°C，密 炼结束后进行开炼、造粒，得到橡塑粒子； 步骤2 :将橡塑粒子放入一次注射机台的料斗，经一次注射成型，控制温度在165-175 度，得到质轻、减震橡塑发泡材料。
【文档编号】C08K3/26GK104277318SQ201410430484
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】卢鑫, 丁思博, 罗显发, 曾建伟, 周小兰, 郭彩莲, 林江, 金校红 申请人:茂泰(福建)鞋材有限公司