一种弹性体发泡材料抗收缩的方法

本发明涉及发泡，尤其涉及一种弹性体发泡材料抗收缩的方法。

背景技术：

1、弹性体发泡材料因其轻质、隔音、隔热和卓越的机械性能等独特特性，显著超越了传统的实体聚合物材料。这些独特特性使得该材料在鞋材中底、体育用品等中端应用领域，以及电子、传感等高端应用领域得到广泛应用，成为当今最受欢迎的轻量高性能材料之一。

2、然而，在弹性体聚合物发泡过程中，发泡材料收缩是一种普遍存在的现象。一旦形成弹性体发泡材料，其中的发泡剂会扩散出泡孔，同时空气会进入泡孔，这是一种自然而然的趋势。对于弹性体发泡材料，尤其是软质弹性体，由于其刚性不足以在负压下支撑泡孔结构，发泡材料会出现收缩现象。收缩后的弹性体发泡材料的发泡倍率大幅降低，泡孔结构也会出现收缩，这会严重影响其缓冲性能，从而会严重影响弹性体发泡材料在实际应用中的使用。

3、中国发明专利cn111376503a公开了一种加快弹性体发泡材料体积回复的方法，通过将处于收缩状态的弹性体发泡材料在高压氮气进行饱和置换，然后释放封闭容器的压力后通过传导加热或微波加热再次发泡，二次发泡弹性体发泡材料实现弹性体发泡材料体积回复。然而该过程使用的传导加热不适用于导热系数较低的弹性体发泡材料厚板材，会造成加热的梯度。与此同时，该过程所使用的微波加热为“内加热”方式，特殊的加热方式会导致中心温度高于边缘温度，得到的泡孔是不均匀的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种弹性体发泡材料抗收缩的方法，本发明方法得到的发泡材料泡孔均一、发泡倍率高。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种弹性体发泡材料抗收缩的方法，包括以下步骤：

4、将处于收缩状态的弹性体发泡材料置于压力为0.3～6mpa的氮气环境中进行饱和置换，得到饱和吸附体；

5、将所述饱和吸附体浸没于微波吸收液后进行微波加热至饱和吸附体的温度为tf；

6、所述弹性体发泡材料的介电损耗≥0.05；

7、所述饱和置换的时间为≥(d×2)h，所述d的单位为mm；

8、当所述弹性体发泡材料的形状为颗粒状时，所述d为弹性体发泡材料的粒径；

9、当所述弹性体发泡材料的形状为片状时，所述d为弹性体发泡材料的厚度；

10、当所述弹性体发泡材料的形状为异形时，所述d为弹性体发泡材料的最厚处厚度；

11、所述饱和吸附体的质量与微波吸收液的体积比为1g：10～18ml；

12、所述微波吸收液的沸点为(tf-10℃)～(tf+20℃)；

13、所述微波加热的功率为100～2000w；

14、所述tf为弹性体发泡材料储能模量与损耗模量的交点温度。

15、优选的，所述处于收缩状态的弹性体发泡材料的制备方法包括以下步骤：

16、将弹性体经物理发泡得到弹性体发泡材料，将所述弹性体发泡材料静置≥(d×5)h。

17、优选的，所述弹性体包括热塑性聚脂弹性体、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、热塑性聚酰胺弹性体和热塑性聚氨酯弹性体中的一种或多种。

18、优选的，所述饱和置换后，还包括：将所得发泡材料进行泄压，得到所述饱和吸附体。

19、优选的，所述泄压的速度为0.1～2mpa/min。

20、优选的，在所述泄压完成后的300s之内将所述饱和吸附体浸没于微波吸收液中进行微波加热；

21、或者，将所述饱和吸附体进行低温储藏后再浸没于微波吸收液中进行微波加热；

22、所述低温储藏的温度≤0℃。

23、优选的，所述微波吸收液包括甘油与水的混合物。

24、优选的，所述混合物中甘油质量分数为78～82％。

25、优选的，所述微波吸收液的初始温度为5～30℃。

26、优选的，所述微波加热的时间为所述功率的(1/80～1/5)s。

27、本发明提供了一种弹性体发泡材料抗收缩的方法，包括以下步骤：

28、将处于收缩状态的弹性体发泡材料置于压力为0.3～6mpa的氮气环境中进行饱和置换，得到饱和吸附体；

29、将所述饱和吸附体浸没于微波吸收液后进行微波加热至饱和吸附体的温度为tf；

30、所述弹性体发泡材料的介电损耗≥0.05；

31、所述饱和置换的时间≥(d×2)h，所述d的单位为mm；

32、当所述弹性体发泡材料的形状为颗粒状时，所述d为弹性体发泡材料的粒径；

33、当所述弹性体发泡材料的形状为片状时，所述d为弹性体发泡材料的厚度；

34、当所述弹性体发泡材料的形状为异形时，所述d为弹性体发泡材料的最厚处厚度；

35、所述饱和吸附体的质量与微波吸收液的体积比为1g：10～18ml；

36、所述微波加热后的预发泡体的温度为tf；

37、所述微波吸收液的沸点为(tf-10℃)～(tf+20℃)；

38、所述微波加热的功率为100～2000w；

39、所述tf为弹性体发泡材料储能模量与损耗模量的交点温度。

40、本发明通过控制氮气环境的压力和饱和置换的时间，使得n2在饱和置换过程中充分进入到处于收缩状态的弹性体发泡材料的泡孔中；将得到的饱和吸附体通过浸没于微波吸收液的加热方式加热至tf温度时，弹性体聚合物链段的缠结度较低，分子链具有很高的流动性，因此粘性流动占主导地位，此时基体得到软化，n2会急速向外扩散，此过程产生的内应力使收缩状态的弹性体发泡材料再度膨胀。此时发泡材料内部所含气体为n2，它的扩散速度与空气的溶解速度基本保持一致，不会再发生收缩。此外，本发明范围的饱和吸附体的质量与微波吸收液的体积比，防止了因微波吸收液过多导致的微波能量更多的被微波吸收液所吸收，从而导致边缘温度高于中心温度、膨胀不均匀、发泡倍率低的问题；本发明通过控制微波吸收液的沸点，实现了发泡材料的均匀加热，从而提高了泡孔的均匀性和发泡倍率；本发明通过控制微波加热的功率使得微波加热和微波吸收液的传导加热对发泡材料实现了均匀加热，从而进一步提高了泡孔的均匀性和发泡倍率。

41、进一步地，饱和置换后的低温储藏可以确保n2能够持续存储在弹性体发泡材料中以供随时加热实现抗收缩。

技术特征：

1.一种弹性体发泡材料抗收缩的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处于收缩状态的弹性体发泡材料的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述弹性体包括热塑性聚脂弹性体、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、热塑性聚酰胺弹性体和热塑性聚氨酯弹性体中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述饱和置换后，还包括：将所得发泡材料进行泄压，得到所述饱和吸附体。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述泄压的速度为0.1～2mpa/min。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述泄压完成后的300s之内将所述饱和吸附体浸没于微波吸收液中进行微波加热；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微波吸收液包括甘油与水的混合物。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混合物中甘油质量分数为78～82％。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微波吸收液的初始温度为5～30℃。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微波加热的时间为所述功率的(1/80～1/5)s。

技术总结
本发明提供了一种弹性体发泡材料抗收缩的方法，属于发泡技术领域。本发明通过控制氮气环境的压力和饱和置换时间，使得N<subgt;2</subgt;在饱和置换过程中充分进入到处于泡孔中；将饱和吸附体通过浸没于微波吸收液的加热方式加热至T<subgt;f</subgt;温度时，弹性体聚合物链段的缠结度较低，分子链具有很高的流动性，因此粘性流动占主导地位，此时基体得到软化，N<subgt;2</subgt;会急速向外扩散，此过程产生的内应力使收缩状态的弹性体发泡材料再度膨胀。此时发泡材料内部所含气体为N<subgt;2</subgt;，它的扩散速度与空气的溶解速度基本保持一致，不会再发生收缩。此外，本发明通过限定饱和吸附体的质量与微波吸收液的体积比、微波吸收液的沸点和微波加热的功率进一步提高了泡孔的均匀性和发泡倍率。

技术研发人员：赵玲,陈弋翀,胡冬冬,钟文宇,贾星雨,雷苛
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15