本发明涉及材料领域，具体涉及一种轻质耐磨发泡塑胶及其制备方法。
背景技术：
运动鞋由于其特殊的用途，要求其鞋底橡胶质量轻，也即密度低；目前鞋底用发泡塑胶密度普遍较高，同时由于其配方中使用的材料单一，若为减轻重量而加大发泡倍率，即为了降低运动鞋材料的密度而加大发泡率，相应回弹性、耐压缩性、耐磨性、耐候性等性能也会明显下降，而耐磨性能的下降又会需要大面积的使用其他耐磨材料进行贴合，便不能达到整鞋重量减轻的目的，鞋耐候性变差，会使得压缩变形较高，长时间穿着后鞋底容易变形，影响鞋子外观及用户穿着体验。因此，现有的轻质耐磨发泡塑胶及其制备方法仍待进一步改进。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种具有质轻、耐磨、良好的回弹性和耐候性等多种性能的轻质耐磨发泡塑胶及其制备方法。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轻质耐磨发泡塑胶，以质量份计，包括聚烯烃弹性体40-70份、高压低密度聚乙烯10-20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-20份、填充剂4-10份、甲基丙烯酸3-7份、硬酯酸0.6-0.8份、硬脂酸锌0.8-1份、氧化锌0.6-1.0份、交联剂0.4-0.7份、交联助剂0.6-1份和发泡剂5-9份。
进一步地，所述聚烯烃弹性体型号为美国陶氏生产的engage8480、engage8450、engage8003、engage8842中的一种或几种。
进一步地，所述的高压低密度聚乙烯型号为951-050、951-000、2320、868-000中的一种或几种。
进一步地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物型号为eva7350m、eva7a60h、eva7360m、eva460、eva40l-03中的一种或几种。
进一步地，所述交联剂为1,4双叔丁基过氧异丙基苯。
进一步地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、膨胀微球中的一种或几种。
本发明同时提供一种轻质耐磨发泡塑胶的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体20-35份和甲基丙烯酸3-7份；
2)将步骤1)中称取好的所有成分进行共混改性；
3)将步骤2)中得到的混合物进行造粒；
4)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体20-35份、高压低密度聚乙烯10-30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-20份、填充剂4-10份、硬酯酸0.6-0.8份、硬脂酸锌0.8-1份、氧化锌0.6-1.0份和交联助剂0.6-1份；
5)将步骤4)中称取好的所有成分和步骤3)中得到的混合物进行混炼；
6)按质量份称取以下成分：交联剂0.4-0.7份和发泡剂5-9份；
7)将步骤6)中称取好的所有成分加入步骤5)混合后的物料中进行混炼；
8)将步骤7)中得到的混合物进行造粒；
9)将步骤8)中得到的混合物进行发泡。
作为优选，步骤5)中混炼的时间为10-12分钟，温度为120-130℃。
作为优选，步骤7)中混炼的时间为5-7分钟，温度为125-135℃
本发明所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：
本发明采用上述的轻质耐磨发泡塑胶配方后可获得理想的原料功能组合，该配方采用改性聚烯烃弹性体和聚烯烃弹性体、高压低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物共混改性发泡后可以提供极低的密度，并具有良好的回弹性、耐磨性及耐压缩性能。
具体而言，聚烯烃热塑性弹性体是一类由橡胶和聚烯烃树脂组成的呈两相分离的聚合物混合物，密度小、质量轻、弹性优良、抗撕裂强度性能佳，复合发泡材料的配方中添加聚烯烃热塑性弹性体后，可以使得制成的复合发泡材料具有密度低、质地轻等特性，同时提高复合发泡材料的回弹性。
具体的，聚烯烃弹性体经过甲基丙烯酸改性后，硬度高、抗撕裂强度性能佳，弹性优良、抗压缩形变优异。复合发泡材料的配方中添加改性后的聚烯烃弹性体后，物理强度优异，能在高倍率发泡以降低密度的情况下达到运动鞋所需的耐磨、回弹性能标准，可以使得制成的复合发泡材料具有低密度、耐磨、高弹性、抗压缩性能。
具体的，乙烯-醋酸乙烯共聚物具有优良的柔韧性和回弹性，良好的延展性和加工性。复合发泡材料的配方中添加乙烯-醋酸乙烯共聚物后，可调整eva复合发泡材料的耐压缩回复性、弹性及综合的物理性能。
具体的，高压低密度聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，它具有较佳的刚性，优良的抗撕裂和抗收缩性能，易于加工，且密度小。上述聚乙烯可选用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯。
以此技术方案制作的运动鞋的塑胶鞋底，具有普通发泡塑胶配方所无法达到的低密度，并可以保持回弹性、耐磨和耐压缩性，具有持久舒适和持久抗缓冲性能等多种性能。
相应的本发明还提供了一种轻质耐磨发泡塑胶的制备方法，该复合发泡材料的生产过程简单，时间短，操作条件适宜，得到的发泡材料具有质量极轻、耐磨、高弹性、低压缩变形、耐曲折变形等优越的性能；在得到的发泡材料冷却后，经过半成品处理加工打粗，再模压成型，即可得到鞋底成品；或经射出发泡成型也可得到同样效果的鞋底成品，适合于广泛应用。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
本发明提供一种轻质耐磨发泡塑胶，以质量份计，以质量份计，包括聚烯烃弹性体40份、高压低密度聚乙烯30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物18份、填充剂4份、甲基丙烯酸3份、硬酯酸0.7份、硬脂酸锌0.9份、氧化锌0.7份、交联剂0.4份、交联助剂0.8份和发泡剂5份。
其中，所述聚烯烃弹性体型号为美国陶氏生产的engage8480和engage8450的混合物，二者的比例为1：1。所述的高压低密度聚乙烯型号为951-050和951-000的混合物，二者的比例为1：1.2。乙烯～醋酸乙烯共聚物选用型号为eva460m和eva40l-03的混合物，二者比例为2：1。所述交联剂为1,4双叔丁基过氧异丙基苯。所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和膨胀微球的混合物，偶氮二甲酰胺和膨胀微球的比例为2.5：1。
本发明同时提供一种轻质耐磨发泡塑胶的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体20份和甲基丙烯酸3份；
2)将步骤1)中称取好的所有成分进行共混改性；
3)将步骤2)中得到的混合物进行造粒；
4)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体20份、高压低密度聚乙烯30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物18份、填充剂4份、硬酯酸0.7份、硬脂酸锌0.9份、氧化锌0.7份和交联助剂0.8份；
5)将步骤4)中称取好的所有成分和步骤3)中得到的混合物倒入双螺杆挤出机进行混炼，混炼的时间为10-12分钟，温度为120-130℃；
6)按质量份称取以下成分：交联剂0.4份和发泡剂5份；
7)将步骤6)中称取好的所有成分加入步骤5)混合后的物料中进行混炼，混炼的时间为5-7分钟，温度为125-135℃；
8)将步骤7)中得到的混合物倒入造粒机中进行造粒；
9)将步骤8)中得到的混合物进行2倍率发泡，得到轻质耐磨发泡塑胶。
实施例二
一种轻质耐磨发泡塑胶，以质量份计，以质量份计，包括聚烯烃弹性体55份、高压低密度聚乙烯22份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、填充剂4份、甲基丙烯酸3份、硬酯酸0.7份、硬脂酸锌0.9份、氧化锌0.7份、交联剂0.4份、交联助剂0.8份和发泡剂5份。
其中，所述聚烯烃弹性体型号为美国陶氏生产的engage8003和engage8842的混合物，二者的比例为1：1.8。所述的高压低密度聚乙烯型号为951-050和951-000的混合物，二者的比例为1：1.1。乙烯～醋酸乙烯共聚物选用型号为eva460m和eva40l-03的混合物，二者比例为2：1。所述交联剂为1,4双叔丁基过氧异丙基苯。所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和膨胀微球的混合物，偶氮二甲酰胺和膨胀微球的比例为2.5：1
上述轻质耐磨发泡塑胶的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体28份和甲基丙烯酸3份；
2)将步骤1)中称取好的所有成分进行共混改性；
3)将步骤2)中得到的混合物进行造粒；
4)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体27份、高压低密度聚乙烯22份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、填充剂4份、硬酯酸0.7份、硬脂酸锌0.9份、氧化锌0.7份和交联助剂0.8份；
5)将步骤4)中称取好的所有成分和步骤3)中得到的混合物倒入双螺杆挤出机进行混炼，混炼的时间为10-12分钟，温度为120-130℃；
6)按质量份称取以下成分：交联剂0.4份和发泡剂5份；
7)将步骤6)中称取好的所有成分加入步骤5)混合后的物料中进行混炼，混炼的时间为5-7分钟，温度为125-135℃；
8)将步骤7)中得到的混合物倒入造粒机中进行造粒；
9)将步骤8)中得到的混合物进行2倍率发泡，得到轻质耐磨发泡塑胶。
实施例三
一种轻质耐磨发泡塑胶，以质量份计，以质量份计，包括聚烯烃弹性体70份、高压低密度聚乙烯13份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、填充剂4份、甲基丙烯酸3份、硬酯酸0.7份、硬脂酸锌0.9份、氧化锌0.7份、交联剂0.4份、交联助剂0.8份和发泡剂5份。
其中，所述聚烯烃弹性体型号为美国陶氏生产的engage8480和engage8842的混合物，二者的比例为1：2.5。所述的高压低密度聚乙烯型号为951-050和951-000的混合物，二者的比例为1：0.9。所述乙烯-醋酸乙烯共聚物型号为eva7470m和eva7a60h混合物，二者的比例为2：1。所述交联剂为1,4双叔丁基过氧异丙基苯。所述发泡剂为偶氮二甲酰胺和膨胀微球的混合物，偶氮二甲酰胺和膨胀微球的比例为2.5：1
上述轻质耐磨发泡塑胶的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体35份和甲基丙烯酸3份；
2)将步骤1)中称取好的所有成分进行共混改性；
3)将步骤2)中得到的混合物进行造粒；
4)按质量份称取以下成分：聚烯烃弹性体35份、高压低密度聚乙烯13份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、填充剂4份、硬酯酸0.7份、硬脂酸锌0.9份、氧化锌0.7份和交联助剂0.8份；
5)将步骤4)中称取好的所有成分和步骤3)中得到的混合物倒入双螺杆挤出机进行混炼，混炼的时间为10-12分钟，温度为120-130℃；
6)按质量份称取以下成分：交联剂0.4份和发泡剂5份；
7)将步骤6)中称取好的所有成分加入步骤5)混合后的物料中进行混炼，混炼的时间为5-7分钟，温度为125-135℃；
8)将步骤7)中得到的混合物倒入造粒机中进行造粒；
9)将步骤8)中得到的混合物进行2倍率发泡，得到轻质耐磨发泡塑胶。
制得三个实施例之后，我们还分别对三个实施例按照国家标准进行了性能测试，测试结果如下表一。
表一：实施例的性能测试结果
*表一数据是按国家标准测试方法获得的数据。
由表一中数据可知，本发明采用共聚改性聚烯烃弹性体复合制得的复合发泡材料，可获得非常理想的极轻质，耐磨，高弹性，低压缩变形，改善了现有产品质量重、不能兼具耐磨、回弹性低、产品曲折变形等问题，符合国家相关物理性能标准，这是因为本发明采用上述的轻质耐磨发泡塑胶配方后可获得理想的原料功能组合，该配方采用改性聚烯烃弹性体和聚烯烃弹性体、高压低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物共混改性发泡后可以提供极低的密度，并具有良好的回弹性、耐磨性及耐压缩性能。
具体而言，聚烯烃热塑性弹性体是一类由橡胶和聚烯烃树脂组成的呈两相分离的聚合物混合物，密度小、质量轻、弹性优良、抗撕裂强度性能佳，复合发泡材料的配方中添加聚烯烃热塑性弹性体后，可以使得制成的复合发泡材料具有密度低、质地轻等特性，同时提高复合发泡材料的回弹性。
具体的，聚烯烃弹性体经过甲基丙烯酸改性后，硬度高、抗撕裂强度性能佳，弹性优良、抗压缩形变优异。复合发泡材料的配方中添加改性后的聚烯烃弹性体后，物理强度优异，能在高倍率发泡以降低密度的情况下达到运动鞋所需的耐磨、回弹性能标准，可以使得制成的复合发泡材料具有低密度、耐磨、高弹性、抗压缩性能。
具体的，乙烯-醋酸乙烯共聚物具有优良的柔韧性和回弹性，良好的延展性和加工性。复合发泡材料的配方中添加乙烯-醋酸乙烯共聚物后，可调整eva复合发泡材料的耐压缩回复性、弹性及综合的物理性能。
具体的，高压低密度聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，它具有较佳的刚性，优良的抗撕裂和抗收缩性能，易于加工，且密度小。上述聚乙烯可选用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯。
以此技术方案制作的运动鞋的塑胶鞋底，具有普通发泡塑胶配方所无法达到的低密度，并可以保持回弹性、耐磨和耐压缩性，具有持久舒适和持久抗缓冲性能等多种性能。
本发明的制备方法，生产过程简单，时间短，操作条件适宜，得到的发泡材料具有质量极轻、耐磨、高弹性、低压缩变形、耐曲折变形等优越的性能；在得到的发泡材料冷却后，经过半成品处理加工打粗，再模压成型，即可得到鞋底成品；或经射出发泡成型也可得到同样效果的鞋底成品，适合于广泛应用
上述说明描述了本发明的优选实施例，但应当理解本发明并非局限于上述实施例，且不应看作对其他实施例的排除。通过本发明的启示，本领域技术人员结合公知或现有技术、知识所进行的改动也应视为在本发明的保护范围内。