一种低温塑形材料的生产方法及其产品与流程

本发明属于材料制造领域，具体涉及低温塑形材料的生产方法及其产品。

背景技术：

康复领域通常使用的低温热塑板制作的鞋垫在加热软化后可以符合不同的人体足底曲面，但由于材料本身的厚度不发生变化，不能够填充鞋垫与鞋腔底面之间的落差，鞋垫与鞋或足部矫正器具不能够形成一个有机的整体，使得矫正效果不佳。现有的单一热熔材料熔融温度在80-120℃之间，由于温度高，不方便加热塑形，而且在常温时硬度强度不够，不能具有较强的支撑力，容易变形。

康复领域迫切需求一种新型的改进材料能够替代现有的热塑材料，可以在常温时具有较高硬度，能够长久起到支撑作用不变形；并且在升温时能方便控制熔融温度，实现低温软化塑形。

技术实现要素：

本发明提供一种低温塑形材料的生产方法及其产品，可以在常温下具有较高硬度，能够起到支撑作用不变形，并能方便控制熔融温度，实现低温软化塑形，具有优良的压陷/回弹比，厚度可根据需要随意调整，且过程可逆。

一种低温塑形材料的生产方法，包括步骤

将颗粒状热塑变形材料烘干后，与交联敏化剂混合搅拌均匀，经挤出后制得热塑变形混合物；

在塑料粒子发泡形成的泡棉上均匀铺设所述热塑变形混合物，所述泡棉与热塑变形混合物的质量比为1:2-1:6，经过热压后，使所述热塑变形混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到泡棉复合片材；或者在塑料粒子发泡形成的泡棉上均匀喷洒高温液体状的所述热塑变形混合物，使所述热塑变形混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到泡棉复合片材；

将所述泡棉复合片材经过辐射交联处理，高分子产生结晶，得到常温下具有较高硬度的低温塑形材料，所述低温塑形材料当加热至55-75℃时变软化，呈柔软状态。

优选的，所述热塑变形混合物具体通过以下步骤制备：

将颗粒状热塑变形材料放入烘干箱中温度设定40℃，烘干3-4小时；

将烘干后的热塑变形材料加入0.03%-0.04%的交联敏化剂在高速搅拌机中搅拌3-5分钟，使交联敏化剂分散均匀；混合交联敏化剂后的热塑变形材料通过挤出机挤出后制得1-2毫米厚的热塑变形混合物。

优选的，所述泡棉复合片材具体通过以下步骤制备：

在所述泡棉上铺设厚度为占所述泡棉厚度1/4-1/12的所述热塑变形混合物，放入烤箱，温度设定75℃，时间8分钟，所述泡棉与所述热塑变形混合物的质量比为1:2-1：6；将烘干后的所述泡棉与所述热塑变形混合物一起放入平板硫化机，上下模具设定温度70-80℃，压力0.2-5mpa，热压3-10分钟，使所述热塑变形混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到所述泡棉复合片材。

作为另一种方式，所述泡棉复合片材具体通过以下步骤制备：将所述热塑变形混合物加热至100-180℃，呈液体状态；在塑料粒子发泡形成的泡棉上均匀喷洒高温液体状的所述热塑变形混合物，经负压吸附，使所述热塑变形混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到泡棉复合片材。

优选的，所述热塑变形材料包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性硫化橡胶、热塑性聚烯烃类、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、热塑性聚酯弹性体、聚己内脂中的一种或几种材料的组合；所述泡棉包括发泡的三元乙丙橡胶、cr泡棉、发泡的pu聚氨酯中的任意一种。

本发明还提供一种低温塑形材料，包括在塑料粒子发泡形成的泡棉的孔隙里均匀侵润有热塑变形混合物，所述热塑变形混合物包括有热塑变形材料和交联敏化剂；其中，所述低温塑形材料通过以下述方法步骤制备得到：

将颗粒状所述热塑变形材料烘干后，与所述交联敏化剂混合搅拌均匀，经挤出后制得所述热塑变形混合物；

在塑料粒子发泡形成的泡棉上均匀铺设所述热塑变形混合物，所述泡棉与热塑变形混合物的质量比为1:2-1:6，经过热压后，使所述热塑变形混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到泡棉复合片材；或者在塑料粒子发泡形成的泡棉上均匀喷洒高温液体状的所述热塑变形混合物，经过负压吸附后，使所述热塑变形混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到泡棉复合片材；

将所述泡棉复合片材经过辐射交联处理，聚己内脂高分子产生结晶，得到常温下具有高硬度的所述低温塑形材料。

优选的，所述低温塑形材料当加热至55-75℃时变软化，呈柔软海绵状态，其压陷与回弹比值范围是1:3-1:6；当在温度常温下呈固体状态，硬度达到邵氏70-85度。

优选的，所述热塑变形材料包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性硫化橡胶、热塑性聚烯烃类、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、热塑性聚酯弹性体、聚己内脂中的一种或几种材料的组合；所述泡棉包括发泡的三元乙丙橡胶、cr泡棉、发泡的pu聚氨酯中的任意一种。

优选的，所述热塑变形混合物具体通过以下步骤制备：将颗粒状热塑变形材料放入烘干箱中温度设定40℃，烘干3-4小时；将烘干后的热塑变形材料加入0.03%-0.04%的交联敏化剂在高速搅拌机中搅拌3-5分钟，使交联敏化剂分散均匀；

混合交联敏化剂后的热塑变形材料通过挤出机挤出后制得1-2毫米厚的热塑变形混合物。

优选的，所述泡棉复合片材具体通过以下步骤制备：在所述泡棉上铺设厚度为占所述泡棉厚度1/4-1/12的所述热塑变形混合物，放入烤箱，温度设定75℃，时间8分钟，所述泡棉与所述热塑变形混合物的质量比为1:2-1：6；将烘干后的所述泡棉与所述热塑变形混合物一起放入平板硫化机，上下模具设定温度70-80℃，压力0.2-5mpa，热压3-10分钟，使所述热塑变形混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到所述泡棉复合片材。

本发明与现有生产方法和产品相比，具有以下有益效果：

（1）本发明方法通过五百多次实验，从几十种普通可加热变形的材料中，挑选出热塑变形材料，其中最佳是用聚己内脂进行混合结构改良优化，生成一种复合低温塑形材料。本发明方法通过多种材料的渗透混合，经过辐射交联处理，精准控制各组分的质量比，生产过程操作简单，投入的设备成本低，无需特别的催化剂，方便大规模批量生产，易于产业化推广。

（2）生产时，在泡棉与所述热塑变形混合物的质量比1:2-1：6范围内，热塑变形混合物在泡棉里的含量越大，常温下泡棉复合材料的硬度会越大，反之，硬度会减小。所以本发明产品可根据硬度要求调节混合的组分含量，方便按照产品设计要求定制生产。

（3）本发明方法生产的复合低温塑形材料，不仅具有低温塑形的功能，在常温下具有良好的支撑性，硬度达到邵氏70-85度；而且有优良的厚度压陷/回弹比，可达到1:3-1:6，压陷/回弹比的大小取决于泡棉的回弹率，且压陷/回弹的过程在温度变化的情况下是可逆的。用电吹风加热低温塑形材料到55-75℃，可准确控制较低的熔融温度，使材料马上软化，材料回弹，恢复到柔软状态，可随意压陷塑形实现各种形状改变，等温度降到常温时，能长久保持改变后的形状。用这种材料制作的矫正鞋垫可以快速实现一对一的足底曲面定制，同时实现鞋垫与鞋的有机结合，使矫正效果最大化。

（4）本发明方法生产的复合低温塑形材料，可以任意裁剪，在医疗康复领域，运动器材领域有广泛应用前景。可以做成矫正畸形脚掌的鞋垫，可以做成特殊定制的高跟鞋鞋垫，可以做成适合不同人头型的运动头盔内衬保护垫等等。

说明书附图

图1是本发明的一种低温塑形材料做成的鞋垫在鞋腔中塑形后的截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种低温塑形材料，可以在常温下具有较高硬度，能够起到支撑作用不变形，并能方便控制熔融温度，实现低温软化塑形，特别是在加热到55-75℃之间材料厚度可以根据需要做随意压陷塑形。用这种材料制作的矫正鞋垫可以快速实现一对一的足底曲面定制，同时实现足底、鞋垫、鞋三者有机结合，这比目前所有现有热塑变形材料都性能优越，因为现有低温热塑材料厚度都不能发生变化，不能填充足底、鞋垫、鞋之间的落差。

本发明提供的一种低温塑形材料的生产方法，包括步骤

将颗粒状热塑变形材料烘干后，与交联敏化剂，比如光敏剂混合搅拌均匀，经挤出后制得热塑变形混合物；

在塑料粒子发泡形成的泡棉上均匀铺设所述热塑变形混合物，所述泡棉与热塑变形混合物的质量比为1:2-1:6，经过热压后，使所述热塑变形混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到泡棉复合片材；或者在塑料粒子发泡形成的泡棉上均匀喷洒高温液体状的所述热塑变形混合物，使所述热塑变形混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到泡棉复合片材；

将所述泡棉复合片材经过辐射交联处理，高分子产生结晶，得到常温下具有高硬度的低温塑形材料，所述低温塑形材料当加热至55-75℃时变软化，呈柔软状态。具体的，所述低温塑形材料熔融温度为58-62℃。

本发明人通过多次实验发现，将所述泡棉复合片材加热到45℃，通过γ射线照射，使分子间形成新的连接键，提高了凝胶的含量，阻止了分子的相对滑动，刚性增加，蠕变行为减小，机械性能提高32%，得到常温下硬度比普通热塑材料都高的所述低温塑形材料。

所述热塑变形材料包括热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性硫化橡胶、热塑性聚烯烃类、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、热塑性聚酯弹性体、聚己内脂中的一种或几种材料的组合；所述泡棉包括发泡的三元乙丙橡胶、cr泡棉、发泡的pu聚氨酯中的任意一种。

具体的，本发明实施例一提供的低温塑形材料的生产方法，包括步骤：

将颗粒状聚己内脂放入烘干箱中温度设定40℃，烘干3小时；将烘干后的聚己内脂加入0.03%的交联敏化剂在高速搅拌机中搅拌3-5分钟，使交联敏化剂分散均匀；混合交联敏化剂后的聚己内脂通过挤出机挤出后制得2毫米厚的聚己内脂混合物片材；

在所述泡棉上铺设厚度为占所述泡棉厚度1/5的所述聚己内脂混合物片材，比如在10毫米厚的所述泡棉上铺设2毫米厚的聚己内脂混合物片材，放入烤箱，温度设定75℃，时间8分钟，所述泡棉与所述聚己内脂混合物片材的质量比为1：4；

将烘干后的所述泡棉与所述聚己内脂混合物片材一起放入平板硫化机，上下模具设定温度70℃，压力0.2mpa，热压10分钟，使所述聚己内脂混合物片材均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到所述泡棉复合片材；

将所述泡棉复合片材经过辐射交联处理，聚己内脂高分子产生结晶，得到常温下具有较高硬度的低温塑形材料，在常温下硬度达到邵氏80度。

本发明人通过多次实验发现，将所述泡棉复合片材加热到45℃，通过γ射线照射，使分子间形成新的连接键，提高了凝胶的含量，阻止了分子的相对滑动，刚性增加，蠕变行为减小，机械性能提高，得到常温下硬度比普通热塑材料都高的所述低温塑形材料。

本发明实施例二提供的低温塑形材料的生产方法，包括步骤：

将聚己内脂放入烘干箱中温度设定40℃，烘干3小时；将烘干后的聚己内脂加入0.04%的交联敏化剂在高速搅拌机中搅拌5分钟，使交联敏化剂分散均匀；混合交联敏化剂后的聚己内脂通过挤出机挤出后制得1毫米后的聚己内脂混合物片材；

在所述泡棉上铺设所述聚己内脂混合物片材，放入烤箱，温度设定75℃，时间8分钟，所述泡棉与所述聚己内脂混合物片材的质量比为1：5；

将烘干后的所述泡棉与所述聚己内脂混合物片材一起放入平板硫化机，上下模具设定温度70℃，压力2mpa，热压4分钟，使所述聚己内脂混合物片材均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到所述泡棉复合片材；

将所述泡棉复合片材经过辐射交联处理，聚己内脂高分子产生结晶，得到常温下具有高硬度的低温塑形材料，在常温下硬度达到邵氏82度。

本发明实施例三提供的低温塑形材料的生产方法，包括步骤：

将颗粒状的聚己内脂放入烘干箱中温度设定40℃，烘干4小时；将烘干后的聚己内脂加入0.04%的交联敏化剂在高速搅拌机中搅拌5分钟，使交联敏化剂分散均匀后制得聚己内脂混合物；

所述泡棉与所述聚己内脂混合物片材的质量比为1：3；将所述聚己内脂混合物加热至110℃，呈液体状态；在塑料粒子发泡形成的泡棉上均匀喷洒高温液体状的所述聚己内脂混合物，经过负压吸附后，使所述聚己内脂混合物均匀的侵润到泡棉的孔隙中，冷却后得到泡棉复合片材；

将所述泡棉复合片材经过辐射交联处理，聚己内脂高分子产生结晶，得到常温下具有高硬度的低温塑形材料，在常温下硬度达到邵氏75度。

采用上述实施例方法生产的低温塑形材料，一种低温塑形材料，包括在塑料粒子发泡形成的泡棉的孔隙里均匀侵润有热塑变形混合物，所述热塑变形混合物包括有热塑变形材料和交联敏化剂。

所述低温塑形材料有优良的厚度压陷/回弹比，可达到1:3-1:6，压陷/回弹比的大小取决于泡棉的回弹率，且压陷/回弹的过程在温度变化的情况下是可逆的。用电吹风加热低温塑形材料到55-75℃，可准确控制较低的熔融温度，使材料马上软化，材料回弹，恢复到泡棉柔软状态，可随意压陷塑形，实现各种形状改变；冷却到常温后形状固定，硬度达到邵氏70-85度，有良好的支撑力，制成的鞋垫可以支撑300斤人体踩踏不发生变形。

本发明方法生产的复合低温塑形材料，可以任意裁剪，在医疗康复领域，运动器材领域有广泛应用前景。可以做成矫正畸形脚掌的鞋垫，比如矫正足跟内、外旋，如图1所示，本发明的一种低温塑形材料做成的鞋垫在鞋腔中塑形后的截面示意图，用电吹风加热低温塑形材料到62℃，可使图中阴影部分的鞋垫马上软化，晾至表温45℃时用脚掌踩下鞋垫，马上形成贴合紧密的变形鞋垫，补正足底与鞋底的落差，医生再根据矫正需要，调整鞋垫形状，等降到常温鞋垫变硬，使鞋垫有效支撑住脚掌并起到矫正支撑作用。另外可以做成特殊定制的高跟鞋鞋垫，可以做成适合不同人头型的运动头盔内衬保护垫等等。