专利名称：具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及泡沫材料领域，确切地说是指ー种具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制备方法。
背景技术：
传统的能量吸收泡沫材料是采用弾性体泡沫或相似的相对软的弾性可压缩材料来制备。然而，传统的能量吸收泡沫材料只能达到有限的保护，且基本无阻燃性可言。例如， CN101020770A的中国专利描述了乙烯-辛烯弾性体发泡材料，主要用作衬垫和保温包装等非自支撑泡沫材料。往往也有些其他的技术将传统能量吸收材料与刚性结构件结合使用， 这在一定程度上扩大了受カ面积，减缓了冲击带来的伤害，但效果都不明显。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供ー种具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制备方法，使之保持材料结构性能的同吋，又能够具有材料的吸收性能、 阻燃性的优点。为了解决以上的技术问题，本发明提供的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，包括以下原料乙烯-辛烯弾性体40 % -80%,剪切增稠流体3-35 %，聚苯硫醚 (PPS)0-30%，偶联剂 0. 2-0. 8%，抗氧剂 0-1 %，活化剂 0.5%-8%,发泡剂 1. 5% -10%，交联剂0. 1 % -3 %，脱模剂0-1 % ；以上原料组成按重量配比。优选地，所述剪切增稠流体是由分散相和分散介质组成，二者的重量比为 15% -60%。优选地，所述分散相由聚乙ニ醇200、聚乙ニ醇400、聚乙ニ醇600、聚乙ニ醇1000、 聚乙ニ醇4000中的两种组分或两种以上组分的混合而成。优选地，所述分散介质是球状纳米ニ氧化硅，粒径为5-30nm。优选地，所述聚苯硫醚的分子量为3000-40000。优选地，所述偶联剂是、-氨丙基三乙氧基硅烷。优选地，所述抗氧剂是四[β-(3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酷。优选地，所述活化剂是氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、硬脂酸钙中的ー种或混合物。优选地，所述发泡剂是偶氮类发泡剂、磺酰胼类发泡剂或无机类发泡剂中的ー种或混合物。优选地，所述交联剂是过氧化ニ异丙苯、苯甲酰胺、偶氮ニ异丁氰中的ー种或混合物。优选地，所述脱模剂是硅油、硅酮中的ー种或混合物。另外，本发明还提供ー种具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制备方法， 原料组成按重量配比为乙烯-辛烯弾性体40%-80%,剪切增稠流体3-35%，聚苯硫醚 (PPS)0-30%，偶联剂 0. 2-0. 8%、抗氧剂 0-1%,活化剂 0. 5% -8%,发泡剂 1. 5% -10%, 联剂0. 1% _3%、脱模剂0-1% ；首先制备剪切增稠流体，然后对聚苯硫醚进行偶联化处理， 再将除发泡剂和交联剂以外的各组分一起投入到高速混合机中混合5-lOmin，控制搅拌速度为3000-5000rpm，搅拌桶温度控制在30_50°C，然后将混合均勻的混合物料在双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为80-200rpm，螺杆温度为80-260°C，物料在螺杆中停留时间为 3-5分钟，挤出物料冷却后切粒，将粒料放置在真空烘箱中60-100°C干燥3-8小吋，得到初混物，然后按一定比例将发泡剂、交联剂和初混物在80-150°C开炼机上混合均勻制备成片材，最后将片材置于模具中，在150-180°C的硫化机上进行模压发泡10-25分钟，制得具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料。优选地，所述剪切增稠流体的制备流程如下①分散相球状纳米ニ氧化硅的偶联表面化处理将球状纳米ニ氧化硅在Y-氨丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇的混合溶液中充分浸润5-20分钟，处理温度30°C -50°C，使得Y-氨丙基三乙氧基硅烷充分与球状纳米ニ 氧化硅表面反应，经热空气干燥后得到所述偶联化表面处理的球状纳米ニ氧化硅；其中三者的配比为60% -90%的球状纳米ニ氧化硅，0. 5% -3. 5%的偶联剂，13. 5% -22. 5%的无水乙醇；②分散介质聚乙ニ醇混合相将聚乙ニ醇200与聚乙ニ醇1000以3 2至2 3 的比例混合均勻；③将表面偶联化处理的球状纳米ニ氧化硅与聚乙ニ醇混合相3 17至 3 2的比例混合，制备成剪切增稠流体。优选地，所述聚苯硫醚的偶联化表面处理的流程如下将Y-氨丙基三乙氧基硅烷与无水乙醇按1 9至1 2的比例混合后，在混合机中将配置溶液喷洒在不断搅拌的聚苯硫醚表面，使之充分反应，经热空气干燥后得到所述偶联化表面处理的聚苯硫醚。与现有技术相比，本发明提供的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制备方法，使能量吸收泡沫材料保持材料结构性能的同吋，又能够具有材料的吸收性能、阻燃性的优点。采用本发明技木，所制得的能量吸收泡沫材料具有密度可控、耐化学腐蚀、弾性可压缩、自支撑结构、能量吸收性能好、具有一定的阻燃性能等优异性能，可用作运动系列的自行车、摩托车头盗，安全帽、网球/羽毛球拍、运动鞋，以及防护手套、护膝、护肘等以保护人体关节部位为使用目的、避免和减轻撞击、穿刺等相对低速的机械伤害因素对这些部位产生伤害的材料等。
图1为本发明中具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制备方法的流程图。
具体实施例方式为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。实施例1请參见图1，该图为本发明中具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制备方法的流程图。剪切增稠流体的制备①分散相球状纳米ニ氧化硅的偶联表面化处理将球状纳米ニ氧化硅在Y-氨丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇的混合溶液中充分浸润15分钟，处理温度40°C，使得Y -氨丙基三乙氧基硅烷充分与球状纳米ニ氧化硅表面反应，经热空气干燥后得到所述偶联化表面处理的球状纳米ニ氧化硅；其中三者的配比为80%的球状纳米ニ 氧化硅，1.5%的偶联剂，18. 5%的无水乙醇；②分散介质聚乙ニ醇混合相将聚乙ニ醇200 与聚乙ニ醇1000以3 2的比例混合均勻；③将表面偶联化处理的球状纳米ニ氧化硅与聚乙ニ醇混合相2 3的比例混合，制备成剪切增稠流体。原料组成按重量配比为乙烯-辛烯弾性体60%、剪切增稠流体30.4%、偶联剂0. 7 %、抗氧剂(1010) 0.6%,活化剂氧化锌2 %、活化剂硬脂酸锌1.2%、活化剂硬脂酸 0.5%,发泡剂AC3. 5 %、交联剂DCPl %、脱模剂硅油0.1%。先将乙烯-辛烯弾性体、剪切增稠流体、抗氧剂、活化剂、脱模剂在高速混合机上混合均勻，搅拌速度为4000转/分钟，搅拌桶温度控制在40°C，然后将混合均勻的混合物料在双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为120转/分钟，螺杆温度为 80/120/150/180/180/150，物料在螺杆中停留时间为3分钟，挤出物料冷却后切粒，将粒料放置在真空烘箱中60°C干燥5小吋，得到初混物，然后将烘好的物料与发泡剂、交联剂在 130°C开炼机上混合均勻制备成片材，最后将片材置于模具中，在160°C的硫化机上进行模压发泡10分钟，制得泡孔均勻的能量吸收泡沫材料。实施例2剪切增稠流体制备同实施例1。聚苯硫醚的偶联化表面处理将Y-氨丙基三乙氧基硅烷与无水乙醇按1 9的比例混合后，在混合机中将配置溶液喷洒在不断搅拌的聚苯硫醚表面，使之充分反应，经热空气干燥后得到所述偶联化表面处理的聚苯硫醚。原料组成按重量配比为乙烯-辛烯弾性体60%、剪切增稠流体22. 5%、聚苯硫醚 8%、偶联剂0.6%、抗氧剂(1010)0. 6%、活化剂氧化锌2%、活化剂硬脂酸锌1.2%、活化剂硬脂酸0.5%、发泡剂AC3. 5 %、交联剂DCPl %、脱模剂硅油0.1%。实施工艺同实施例1相同，制得泡孔均勻的能量吸收泡沫材料。实施例3剪切增稠流体制备同实施例1，聚苯硫醚的偶联化表面处理同实施例2。原料组成按重量配比为乙烯-辛烯弾性体60%、剪切增稠流体12. 6%、聚苯硫醚 18 %、偶联剂0. 6 %、抗氧剂(1010) 0.5%,活化剂氧化锌2 %、活化剂硬脂酸锌1. 2 %、活化剂硬脂酸0.5%、发泡剂AC3. 5 %、交联剂DCPl %、脱模剂硅油0.1%。实施工艺同实施例1相同，制得泡孔均勻的能量吸收泡沫材料。实施例4剪切增稠流体制备同实施例1，聚苯硫醚的偶联化表面处理同实施例2。原料组成按重量配比为乙烯-辛烯弾性体60%、剪切增稠流体5. 7%、聚苯硫醚 25 %、偶联剂0. 5 %、抗氧剂(1010) 0.5%,活化剂氧化锌2 %、活化剂硬脂酸锌1. 2 %、活化剂硬脂酸0.5%、发泡剂AC3. 5 %、交联剂DCPl %、脱模剂硅油0.1%。实施工艺同实施例1相同，制得泡孔均勻的能量吸收泡沫材料。性能测试具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料性能见下表
权利要求
1.ー种具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在于包括以下原料: 乙烯-辛烯弹性体40 % -80 %，剪切增稠流体3-35 %，聚苯硫醚(PPQ 0-30 %，偶联剂 0. 2-0. 8 %，抗氧剂0-1 %，活化剂0. 5 % -8 %，发泡剂1. 5 % -10 %，交联剂0. 1 % -3 %，脱模剂0-1% ；以上原料组成按重量配比。
2.根据权利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述剪切增稠流体是由分散相和分散介质组成，二者的重量比为15% -60%。
3.根据权利要求2所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述分散相由聚乙ニ醇200、聚乙ニ醇400、聚乙ニ醇600、聚乙ニ醇1000、聚乙ニ醇4000中的两种组分或两种以上组分的混合而成。
4.根据权利要求2所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述分散介质是球状纳米ニ氧化硅，粒径为5-30nm。
5.根据权利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述聚苯硫醚的分子量为3000-40000。
6.根据权利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述偶联剂是Y-氨丙基三乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述抗氧剂是四[β-(3，5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酷。
8.根据权利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述活化剂是氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、硬脂酸钙中的ー种或混合物。
9.根据权利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述发泡剂是偶氮类发泡剂、磺酰胼类发泡剂或无机类发泡剂中的ー种或混合物。
10.根据权利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述交联剂是过氧化ニ异丙苯、苯甲酰胺、偶氮ニ异丁氰中的ー种或混合物。
11.根据权利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述脱模剂是硅油、硅酮中的ー种或混合物。
12.—种具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制备方法，其特征在干，原料组成按重量配比为乙烯-辛烯弾性体40% -80%，剪切增稠流体3-35%，聚苯硫醚 (PPS)0-30%，偶联剂 0. 2-0. 8%、抗氧剂 0-1%,活化剂 0. 5% -8%,发泡剂 1. 5% -10%, 联剂0. 1% -3%、脱模剂0-1% ；首先制备剪切增稠流体，然后对聚苯硫醚进行偶联化处理， 再将除发泡剂和交联剂以外的各组分一起投入到高速混合机中混合5-lOmin，控制搅拌速度为3000-5000rpm，搅拌桶温度控制在30_50°C，然后将混合均勻的混合物料在双螺杆挤出机中挤出造粒，螺杆转速为80-200rpm，螺杆温度为80-260°C，物料在螺杆中停留时间为 3-5分钟，挤出物料冷却后切粒，将粒料放置在真空烘箱中60-100°C干燥3-8小吋，得到初混物，然后按一定比例将发泡剂、交联剂和初混物在80-150°C开炼机上混合均勻制备成片材，最后将片材置于模具中，在150-180°C的硫化机上进行模压发泡10-25分钟，制得具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料。
13.根据权利要求12所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制备方法，其特征在干，所述剪切增稠流体的制备流程如下①分散相球状纳米ニ氧化硅的偶联表面化处理将球状纳米ニ氧化硅在Y-氨丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇的混合溶液中充分浸润5-20分钟，处理温度30°C -50°C，使得Y -氨丙基三乙氧基硅烷充分与球状纳米ニ氧化硅表面反应，经热空气干燥后得到所述偶联化表面处理的球状纳米ニ氧化硅；其中三者的配比为60% -90%的球状纳米ニ氧化硅，0. 5% -3. 5%的偶联剂，13. 5% -22. 5%的无水乙醇； ②分散介质聚乙ニ醇混合相将聚乙ニ醇200与聚乙ニ醇1000以3 2至2 3的比例混合均勻；③将表面偶联化处理的球状纳米ニ氧化硅与聚乙ニ醇混合相3 17至3 2的比例混合，制备成剪切增稠流体。
14.根据权利要求12所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制备方法，其特征在干，所述聚苯硫醚的偶联化表面处理的流程如下将Y-氨丙基三乙氧基硅烷与无水乙醇按1 9至1 2的比例混合后，在混合机中将配置溶液喷洒在不断搅拌的聚苯硫醚表面，使之充分反应，经热空气干燥后得到所述偶联化表面处理的聚苯硫醚。
全文摘要
本发明公开一种具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在于包括以下原料乙烯-辛烯弹性体40％-80％，剪切增稠流体3-35％，聚苯硫醚(PPS)0-30％，偶联剂0.2-0.8％，抗氧剂0-1％，活化剂0.5％-8％，发泡剂1.5％-10％，交联剂0.1％-3％，脱模剂0-1％；以上原料组成按重量配比。另外，本发明还公开一种具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制备方法。与现有技术相比，本发明提供的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制备方法，使之保持材料结构性能的同时，又能够具有材料的吸收性能、阻燃性的优点。
文档编号B29C44/04GK102558662SQ20121000108
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者周宏 , 张志刚, 李炎, 王庆春, 王鑫, 蒋每雄, 闵敏, 黄献聪 申请人:中国人民解放军总后勤部军需装备研究所, 四川华通投资控股有限公司