本发明涉及一种发泡材料及其制造方法，特别涉及一种丁腈橡胶改性的eva发泡材料及其制造方法。
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。eva(ethylenevinylacetate)由乙烯和醋酸乙烯酯共聚而制得，是一种热塑性塑料、弹性体。具有密度低、能吸收载荷等优点与其他弹性体相比具有优异的弹性、柔韧性、耐应力开裂性、良好的可塑性和可加工性。eva发泡材料具有优良的化学性能，被广泛应用于制造鞋材、箱包内衬、玩具用材、体育用品材料、建材、以及各类新兴应用例如电子配件和汽车内饰等。但是eva发泡材料存在泡孔较大，泡孔密度小，形状不规则，分布也不均匀，耐磨性不够，低温变硬等缺点。
技术实现要素：
发明目的：本发明目的在于提供一种丁腈橡胶改性的eva发泡材料及其制造方法，解决上述eva发泡材料性能差的问题。
技术方案：本发明所述的一种丁腈橡胶改性的eva发泡材料，按重量份计，主要由以下组分组成：20-30份eva、5-10份丁腈橡胶、15-20份poe、10-15份tpe、1-3份发泡剂、0.5-2份氧化锌、0.5-2份硬脂酸、1-5份流动剂、0.5-1份过氧化物交联剂、10-15份碳酸钙、10-15滑石粉。
所述eva是乙烯-醋酸乙烯共聚物。
所述丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制备。加入丁腈橡胶不仅可以改善eva耐磨性不够、低温变硬等缺点，还可以改善eva的表面密度，更好的柔韧性和手感。调节用量可以调节柔韧性和表面密度，丁腈橡胶过多会导致加工性能差。
所述poe是一种乙烯和丁烯的共聚物，poe的分子量分布宽，可以使体系在受到冲击时起分散、缓冲冲击作用，提高体系的冲击强度和断裂伸长率，调节poe用量可以调节抗张强度、断裂伸长率和弹性。
氧化锌用作助发泡剂，调节用量可调节发泡速度。氧化锌含量低于0.5份，发泡剂发气量小造成发泡剂用量增加、发泡速度慢，硫化发泡时间要延长，能耗增加，氧化锌过多，则发泡快造成闭孔率下降，产品回弹性差。
本发明所述tpe(thermoplasticelastomer)是用sebs和白矿油改性造粒而成，是热塑性弹性体，可以大幅度提高抗冲击强度、耐天候性和耐热老化性。
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，作用在于调节用量可调节产品密度和硬度。
所述过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯，用于调节材料交联密度。过氧化物交联剂过少，硫化发泡过程中交联密度低造成熔体强度低，包不住气体而形成连续孔结构或无法发泡；过氧化物交联剂过多，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。
所述流动剂是聚乙烯蜡，用于增加产品的光泽和加工性能。
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。硬脂酸太少发泡稍变慢，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。
碳酸钙用作填充剂，降低成本、改善发泡成核泡孔质量。少量添加重质碳酸钙能调节发泡成核质量，大量添加是为了降低生产成本；过多的添加会造成产品密度高、强度回弹变差、手感变差。
滑石粉：用作填充剂，降低成本、少量添加滑石粉能调节发泡材料的硬度和强度，过多的添加会造成降低产品的拉伸强度和弯曲模量。
优选地，上述丁腈橡胶改性eva改性发泡材料，主要由以下重量份数的原料制造：25-30份eva、6-9份丁腈橡胶、15-18份poe、10-13份tpe、2-3份发泡剂、1-2份氧化锌、1-2份硬脂酸、3-5份流动剂、0.8-1份过氧化物交联剂、12-15份碳酸钙和12-15滑石粉。
最优选地，上述丁腈橡胶改性eva改性发泡材料，主要由以下重量分数的原料制造：30份eva、8份丁腈橡胶、15份poe、13份tpe、3份发泡剂、1份氧化锌、2份硬脂酸、5份流动剂、1份过氧化物交联剂、15份碳酸钙和15滑石粉。
上述丁腈橡胶改性eva发泡材料的制造方法，包括如下步骤：(1)混料：按重量份计，20-30份eva、5-10份丁腈橡胶、15-20份poe、10-15份tpe、1-3份发泡剂、0.5-2份氧化锌、0.5-2份硬脂酸、1-5份流动剂、0.5-1份过氧化物交联剂、10-15份碳酸钙、10-15滑石粉，在密炼机内进行混料，密炼机内冷却水温75-85℃，压缩空气压力0.7-0.9mpa，料温为105-115℃时排出物料；(2)开炼：将密炼机排出物料送入开炼机开炼，前辊温度80-90℃，后辊温度70-80℃，辊距0.3-0.7mm，补炼3-5遍；(3)出片：将开炼后的物料送入出片机加工，得到料片后冷却，冷却水温≤35℃；(4)硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力为0.75-0.8mpa，硫化时间为10-30min，硫化温度为≤180℃；(5)冷却成型、加工：冷却时间≥48小时，成型后切割加工，得到一种用丁腈橡胶改性eva发泡材料。
步骤(1)中冷却水温在75-85℃控制炼胶过程中胶料的温度，压缩空气压力0.7-0.9mpa控制上顶栓的压力，使物料在上顶栓的压力及摩擦力的作用下，被带入两转子之间的间隙处，受到一定的捏炼作用，料温为105-115℃，是为了防止发泡剂分解和物料交联。
步骤(1)中混料顺序为先将eva、丁腈橡胶、poe、tpe、碳酸钙、滑石粉和硬脂酸加入密炼机混炼一次，等到加入的物料混合均匀后，再添加发泡剂、过氧化物交联剂、氧化锌、流动剂，待所有物料的混合均匀后，出料。
所述步骤(1)中混料温度控制在110℃以下，防止发泡剂分解和物料交联。
步骤(4)中的硫化发泡使用的模具规格为600mm×200mm×12mm，硫化时间为18min，其中，硫化时间为可以根据模具厚度确定，具体确定的方式为模具厚度×1.5min/mm。
有益效果：经过丁腈橡胶改性的eva发泡材料具有优异的弹性和柔韧性，提高了eva的表面密度，有更好的手感以及优异的耐磨性，同时该发泡材料具有很好的抗冲击强度和耐热老化性。
具体实施方式
一、原料和仪器
1.1本发明原料均为市购所得。
二、制备方法
2.1混料：在110℃以下，先将eva、丁腈橡胶、poe、tpe、碳酸钙、滑石粉和硬脂酸加入密炼机混炼一次，等到加入的材料混合后，再添加发泡剂、过氧化物交联剂、氧化锌、流动剂，待所有物料的混合均匀后，出料。在密炼机内进行混料，密炼机内冷却水温80±5℃，压缩空气压力0.8±0.1mpa，料温为110±5℃时排出物料；
开炼：将密炼机排出物料送入开炼机开炼，前辊温度85±5℃，后辊温度75±5℃，辊距0.5±0.2mm，补炼3遍；
出片：将开炼后的物料送入出片机加工，得到料片后冷却，冷却水温≤35℃；
硫化发泡：将料片送入平板硫化机进行硫化发泡处理，蒸汽压力0.8±0.05mpa，硫化发泡模具规格为600mm×200mm×12mm，硫化时间为18min，硫化温度≤180℃。
冷却成型、加工：冷却时间≥48小时，成型后切割加工，得到一种用丁腈橡胶改性eva发泡材料。
2.2硫化时间为11min，其余与1.1相同。
三、检测方法
3.1硬度测定：按《astmd2240-2005》测试。
3.2表观密度测定：《gb/t6343.1-2009泡沫塑料及橡胶表观密度的测定》。
3.3弹性测定：《gb/t6670-2008软质泡沫聚合材料落球法回弹性能的测定》。
3.4拉伸性能测定：《gb/t1040.2-2006塑料拉伸性能的测定第2部分》，样品选用标准中1ba型，试验速度为1min/mm。
3.5撕裂强度测定：使用《gb/t529-2008》标准中裤型撕裂强度的方法，测定样品的撕裂强度。
四、实施例制备
实施例1：采用2.1方法制备丁腈橡胶改性eva发泡材料，按重量份计，原料为30份eva、5份丁腈橡胶、15份poe、10份tpe、3份发泡剂偶氮二甲酰胺、0.5份氧化锌、0.5份硬脂酸、1份流动剂聚乙烯蜡、0.5份过氧化物交联剂过氧化二异丙苯、15份碳酸钙、15份滑石粉制备丁腈橡胶改性eva发泡材料。
实施例2：采用2.1方法制备丁腈橡胶改性eva发泡材料，按重量份计，原料为30份eva、5份丁腈橡胶、15份poe、15份tpe、3份发泡剂偶氮二甲酰胺、1份氧化锌、2份硬脂酸、5份流动剂聚乙烯蜡、1份过氧化物交联剂过氧化二异丙苯、15份碳酸钙、15份滑石粉制备丁腈橡胶改性eva发泡材料。
实施例3：采用2.1方法制备丁腈橡胶改性eva发泡材料，按重量份计，原料为30份eva、10份丁腈橡胶、15份poe、10份tpe、3份发泡剂偶氮二甲酰胺、2份氧化锌、2份硬脂酸、5份流动剂聚乙烯蜡、1份过氧化物交联剂过氧化二异丙苯、15份碳酸钙、15份滑石粉制备丁腈橡胶改性eva发泡材料。
实施例4：采用2.1方法制备丁腈橡胶改性eva发泡材料，按重量份计，原料为30份eva、10份丁腈橡胶、15份poe、15份tpe、3份发泡剂偶氮二甲酰胺、1份氧化锌、2份硬脂酸、5份流动剂聚乙烯蜡、1份过氧化物交联剂过氧化二异丙苯、15份碳酸钙、15份滑石粉制备丁腈橡胶改性eva发泡材料。
实施例5：采用2.1方法制备丁腈橡胶改性eva发泡材料，按重量份计，原料为30份eva、8份丁腈橡胶、15份poe、13份tpe、3份发泡剂偶氮二甲酰胺、1份氧化锌、2份硬脂酸、5份流动剂聚乙烯蜡、1份过氧化物交联剂过氧化二异丙苯、15份碳酸钙、15份滑石粉制备丁腈橡胶改性eva发泡材料。
实施例6：采用2.1方法制备丁腈橡胶改性eva发泡材料，按重量份计，原料为20份eva、5份丁腈橡胶、15份poe、10份tpe、1份发泡剂偶氮二甲酰胺、0.5份氧化锌、0.5份硬脂酸、1份流动剂聚乙烯蜡、0.5份过氧化物交联剂过氧化二异丙苯、10份碳酸钙、10份滑石粉制备丁腈橡胶改性eva发泡材料。
实施例7：采用2.2方法制备丁腈橡胶改性eva发泡材料，按重量份计，原料为30份eva、10份丁腈橡胶、20份poe、15份tpe、3份发泡剂偶氮二甲酰胺、2份氧化锌、2份硬脂酸、5份流动剂聚乙烯蜡、1份过氧化物交联剂过氧化二异丙苯、15份碳酸钙、15份滑石粉制备丁腈橡胶改性eva发泡材料。
实施例8：采用2.2方法制备丁腈橡胶改性eva发泡材料，按重量份计，原料为25份eva、6份丁腈橡胶、15份poe、10份tpe、2份发泡剂偶氮二甲酰胺、1份氧化锌、1份硬脂酸、3份流动剂聚乙烯蜡、0.8份过氧化物交联剂过氧化二异丙苯、12份碳酸钙、12份滑石粉制备丁腈橡胶改性eva发泡材料。
实施例9：采用2.2方法制备丁腈橡胶改性eva发泡材料，按重量份计，原料为30份eva、9份丁腈橡胶、18份poe、13份tpe、3份发泡剂偶氮二甲酰胺、2份氧化锌、2份硬脂酸、5份流动剂聚乙烯蜡、1份过氧化物交联剂过氧化二异丙苯、15份碳酸钙、15份滑石粉制备丁腈橡胶改性eva发泡材料。
对比例1：未加入原料丁腈橡胶及tpe，其余同实施例5。
对比例2：未加入原料丁腈橡胶，其余同实施例5。
对比例3：未加入原料tpe，其余同实施例5。
五、检测结果
表1样品性能测定结果
样品性能测定结果见表1，从结果可以看出，在eva和poe发泡的体系中，同时添加入丁腈橡胶和tpe，发泡产品的物理性能如弹性、断裂伸长率、撕裂强度和柔韧性都得到了很大的提高。只加入丁腈橡胶或者tpe，虽然产品的物理性能有提高，但是限度有限。在eva和poe发泡体系中，添加入丁腈橡胶和tpe的比例不一样，发泡产品的物理性能会有很大变动，经过测试证明：在添加入丁腈橡胶与tpe为8:13时，产品的物理性能提高得最好。在eva和poe发泡体系中，硬度的降低会很大程度的降低产品的物理性能，硬度又很大程度决定了产品的柔韧性能和弹性。在同时添加入丁腈橡胶和tpe后，产品的硬度降低了，柔韧性能提高了，断裂伸长率和撕裂强度却得到了提高。