本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料及其制备方法。
背景技术：
1、尼龙弹性体，又称热塑性聚酰胺弹性体(tpae)，是一种由聚酰胺硬段与柔性聚醚软段组成的线性嵌段共聚物，具备高强度、良好弹性、低温柔韧、耐老化等综合性能。其力学性能可通过调控软硬段比例灵活调节，适应多样化应用场景。近年来，随着发泡技术的成熟，尼龙弹性体凭借轻质特性及优异的回弹性在运动鞋中底领域展现出广阔的发展前景，正逐渐成为高端鞋材的关键功能材料，特别适用于对舒适性、弹性与减震性能要求极高的专业跑鞋与训练鞋。
2、尽管发泡尼龙弹性体在中底材料中以较低的密度和优异的回弹性能脱颖而出，但其在耐久性方面仍存在明显短板，尤其是在抗压缩形变和抗撕裂性能方面较为薄弱。这些缺陷容易导致鞋底结构塌陷、形变持久、耐磨性差，从而影响鞋材的使用寿命与舒适度，限制了其在高强度运动鞋领域的进一步推广与应用。从材料力学角度来看，发泡材料的抗压缩形变和抗撕裂性能与其刚性密切相关，较高的刚性有助于提升泡孔壁的承载能力与抗形变能力，从而显著改善发泡材料的整体结构稳定性。因此，通过提高尼龙弹性体发泡材料的刚性，可以在保持轻量化和高回弹的前提下，有效改善其整体结构稳定性与机械强度，为发泡尼龙弹性体在高性能运动鞋中的广泛应用奠定基础。
3、中国专利公开号cn119592054a公开了一种尼龙弹性体发泡材料及其制备方法和应用，发泡材料包括如下重量份组分：尼龙弹性体100份；增粘剂0.1～10.0份；抗氧剂0.1～4份；光稳定剂0.5～6份；增粘剂选自由马来酸酐改性的聚合物、异氰酸酯、异氰酸酯二聚体、异氰酸酯三聚体或nco预聚体。该发明的尼龙弹性体发泡材料在较低的增粘剂用量下，能够显著改善所得发泡材料的强度，对发泡过程影响小，使发泡材料平衡兼顾相对低的密度和优异的力学性能。但难以同时满足高刚性与环保发泡工艺的要求。
4、中国专利公开号cn119219915a公开了一种尼龙弹性体、尼龙弹性体发泡材料及其制备方法和应用，所述尼龙弹性体在150℃、0.01hz条件下的特性黏度为200-50000pa·s；所述尼龙弹性体的特征温度为120-170℃，所述特征温度表示尼龙弹性体的储能模量与损耗模量相等的温度。通过特定的特性黏度和特征温度的设计，使所述尼龙弹性体具有优良的可发泡性能，采用其发泡制得的尼龙弹性体发泡材料的泡孔均匀，泡孔直径小，性质稳定，兼具低的收缩率、高发泡倍率、高回弹性能和优异的力学性能，极大改善了泡沫材料的综合性能，具有广阔的应用前景。但该尼龙弹性体发泡材料在原料上并未提高其刚性，致使发泡材料的整体结构稳定性与机械强度相对较差。
技术实现思路
1、因此，针对上述的问题，本发明提供一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料及其制备方法，解决传统尼龙弹性体发泡材料难以同时满足高刚性、优异力学性能与环保发泡工艺要求的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
3、一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料，包括以下重量份的原料：尼龙弹性体80-95份、半芳香族尼龙树脂5-20份、发泡成核剂1-10份、抗氧剂0.1-1份。
4、其中，通过在尼龙弹性体中引入半芳香族尼龙树脂，有效增强了材料的结构刚性。所制备的发泡材料不仅实现了较高的发泡倍率和优越的回弹特性，同时表现出轻质、优良的抗压缩形变性能以及卓越的抗撕裂能力。该材料在性能上的综合提升，为其在鞋材领域，尤其是高性能运动鞋中底中的应用提供了更广阔的前景。
5、进一步的，所述尼龙弹性体是由聚酰胺硬段和聚醚软段组成的共聚型尼龙弹性体；其中，所述聚酰胺硬段为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺1010、聚酰胺1011、聚酰胺1012、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1210、聚酰胺1212中的一种或两种以上混合的混合物；所述聚醚软段为聚四氢呋喃醚、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇中的一种或两种以上任意比例混合的混合物。
6、进一步的，所述半芳香族尼龙树脂为pa6t、pa9t、pa10t、pa12t中的一种或两种以上任意比例混合的混合物。
7、其中，所述半芳香族尼龙树脂由脂肪族有机物和芳香环有机物经缩聚而制得，其分子主链段中既含芳环又含脂肪链；所述脂肪族有机物为脂肪族二胺或二酸，所述芳香环有机物为带芳香环的二酸或二胺。
8、进一步的，所述发泡成核剂为碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、炭黑和钛白粉中的一种或两种以上任意比例混合的混合物。
9、进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂168、568、626、1010、1076、1098中的一种或两种以上任意比例混合的混合物。
10、一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
11、s1、按重量份取各原料置于高速搅拌设备中充分混合，随后将混合物送入双螺杆挤出机进行挤出、造粒，获得初步颗粒；
12、s2、将所述初步颗粒经干燥处理后，置入高压反应釜中，通入氮气并升温加压，使其达到超临界状态，进行饱和处理，然后快速泄压，制得尼龙弹性体发泡珠粒。
13、进一步的，所述挤出过程控制温度在230℃-350℃，螺杆转速设置为100rpm-800rpm。
14、进一步的，所述造粒是通过水下切粒方式获得初步颗粒。
15、进一步的，所述饱和处理的温度范围为100℃-200℃，饱和处理的压力控制在4mpa-20mpa之间，饱和处理的时间设定为2h-8h。
16、通过采用前述技术方案，本发明的有益效果为：
17、本发明选用的尼龙弹性体与半芳香族尼龙树脂具有较为相近的分子链段结构，因此在共混过程中表现出良好的相容性。当将半芳香族尼龙树脂引入尼龙弹性体基体中时，所制备的发泡材料不仅保留了尼龙弹性体轻质、高回弹的优良特性，还显著提升了材料的刚性与力学性能，表现出优良的抗压缩形变能力和优异的抗撕裂性能，满足鞋材领域对性能的多重要求。
18、此外，本发明采用超临界物理发泡技术，以超临界氮气作为绿色环保的物理发泡剂，避免了有机化学发泡剂可能带来的环境污染问题。该发泡工艺不仅操作简便、可控性强，而且具有较高的加工效率和工业化推广潜力，进一步拓宽了尼龙弹性体在高性能发泡鞋材领域的应用空间。
1.一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：尼龙弹性体80-95份、半芳香族尼龙树脂5-20份、发泡成核剂1-10份、抗氧剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料，其特征在于：所述尼龙弹性体是由聚酰胺硬段和聚醚软段组成的共聚型尼龙弹性体；其中，所述聚酰胺硬段为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺1010、聚酰胺1011、聚酰胺1012、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1210、聚酰胺1212中的一种或两种以上混合的混合物；所述聚醚软段为聚四氢呋喃醚、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇中的一种或两种以上任意比例混合的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料，其特征在于：所述半芳香族尼龙树脂为pa6t、pa9t、pa10t、pa12t中的一种或两种以上任意比例混合的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料，其特征在于：所述发泡成核剂为碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、炭黑和钛白粉中的一种或两种以上任意比例混合的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂168、568、626、1010、1076、1098中的一种或两种以上任意比例混合的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料的制备方法，其特征在于，所述挤出过程控制温度在230℃-350℃，螺杆转速设置为100rpm-800rpm。
8.根据权利要求6所述的一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料的制备方法，其特征在于，所述造粒是通过水下切粒方式获得初步颗粒。
9.根据权利要求6所述的一种高刚性高回弹尼龙弹性体发泡材料的制备方法，其特征在于，所述饱和处理的温度范围为100℃-200℃，饱和处理的压力控制在4mpa-20mpa之间，饱和处理的时间设定为2h-8h。