一種超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)泡材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
【背景技術(shù)】
[0002]由于泡沫塑料具有相對密度低、比彈性模量高、比強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，因此是一種理想的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，同時由于泡沫塑料吸收沖擊能力強(qiáng)，具有良好的緩沖、隔音、隔熱等性能，從而作為一種有效的防護(hù)材料而在各個行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]為使聚合物材料體現(xiàn)出質(zhì)輕、有彈性、耐沖擊等特點(diǎn)，目前已經(jīng)開發(fā)出很多種聚合物發(fā)泡材料，其制備方法主要分為物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡兩種方法。其中物理發(fā)泡方法是在聚合物內(nèi)注入丁烷、二氧化碳等氣體而使該氣體與聚合物混合形成具有不同直徑的孔狀物。化學(xué)發(fā)泡方法是在聚合物中加入具有能夠產(chǎn)生氣體功能的發(fā)泡劑，比如偶氮化合物，包括偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二異丁腈、偶氮二甲酸二異丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、二偶氮氨基苯、偶氮二甲酸鋇等；酰肼類化合物，包括4，4’ - 二磺酰肼二苯醚(OB-SH)、對苯磺酰肼、3，3’ - 二磺酰肼二苯砜、4，4’ - 二苯二磺酰肼、1，3’ -苯二磺酰肼、1，4’ -苯二磺酰肼等。使用較多的發(fā)泡劑為AC、DPT、0BSH等，其中AC在國外占化學(xué)發(fā)泡劑消費(fèi)量的90%，在我國占95%以上。但偶氮類發(fā)泡劑存在的缺點(diǎn)是產(chǎn)生的氮?dú)鈱θ说纳眢w健康和環(huán)境有害，因此尤其是兒童使用的制品應(yīng)避免使用該類試劑。
[0004]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對發(fā)泡材料的成型技術(shù)提出了更高的要求，如環(huán)境友好性要求，不使用有可能對聚合物基體或環(huán)境造成污染的發(fā)泡劑和添加劑，成型工藝可以適用于大多數(shù)的聚合物材料，微觀結(jié)構(gòu)的可控及能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)等。目前微發(fā)泡成型技術(shù)用于不同類型的聚合物已經(jīng)有相當(dāng)多的文獻(xiàn)報道，可以在聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚砜等均可以采用二氧化碳制備無定型聚合物發(fā)泡材料。
[0005]發(fā)泡聚合物一般用作傳統(tǒng)的包裝充填物，其中聚苯乙烯泡沫塑料具有重量輕、抗沖擊、耐老化等優(yōu)點(diǎn)，但也存在不少缺點(diǎn)，例如強(qiáng)度低、容易斷裂、回收困難，并對環(huán)境造成污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料是由乙烯-乙酸乙烯脂共聚物或聚氨酯與微膠囊發(fā)泡劑及碳酸鈣以100: 0.1-4: 8 —15重量比組成的混合物經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠壓而制成。
[0008]所述的微膠囊發(fā)泡劑選自丙烯酸酯共聚物型微膠囊發(fā)泡劑和4，4氧代雙苯磺酰肼型微膠囊發(fā)泡劑中的至少一種，直徑范圍為10-50 μ m，密度范圍為1.05-1.20g/CC，發(fā)泡溫度為90-220°C，發(fā)泡倍率為20-100倍。
[0009]所述的螺桿擠出機(jī)為單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)。
[0010]本發(fā)明提供的超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料的形狀特征為橄欖球形或者“爆米花”形的顆粒，優(yōu)點(diǎn)是發(fā)泡倍率超過30— 50倍，為超輕型泡沫顆粒，具有彈性高、抗沖擊強(qiáng)、節(jié)約材料、環(huán)保性友好等特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0012]實(shí)施例1:
[0013]將乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA) 100克、丙烯酸酯共聚物型微膠囊發(fā)泡劑0.3克(型號CELLC0M-CAP/170K，上海佑弘橡塑有限公司提供，其是由丙烯酸酯共聚物材料的外殼和包覆在外殼內(nèi)的液化碳?xì)浠衔?發(fā)泡劑)而構(gòu)成)、碳酸鈣10克混合后放入雙螺桿擠出機(jī)中，各段溫度控制在75°C — 85°C，輔機(jī)為水下切粒裝置，溫度控制在室溫，由此制成超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。由于該發(fā)泡材料的形狀為橢圓形或者橄欖球形狀，故稱其為“爆米花”形。
[0014]實(shí)施例2、
[0015]將乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA) 100克、4，4氧代雙苯磺酰肼型微膠囊發(fā)泡劑1.0克(型號150D，深圳市英荃化工有限公司提供)、碳酸鈣8克混合后放入雙螺桿擠出機(jī)中，各段溫度控制在75°C — 85°C，輔機(jī)為水下切粒裝置，溫度控制在室溫，由此制成超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
[0016]實(shí)施例3
[0017]將乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA) 100克、丙烯酸酯共聚物型微膠囊發(fā)泡劑1.5克(型號CELLC0M-CAP/170K，上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸鈣15克混合后放入雙螺桿擠出機(jī)中，各段溫度控制在75°C — 85°C，輔機(jī)為水下切粒裝置，溫度控制在室溫，由此制成超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
[0018]實(shí)施例4
[0019]將乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA) 100克、4，4氧代雙苯磺酰肼型微膠囊發(fā)泡劑3.0克(型號150D、深圳市英荃化工有限公司提供)、碳酸鈣15克混合后放入單螺桿擠出機(jī)中，各段溫度控制在75°C — 85°C，輔機(jī)為風(fēng)冷切粒裝置，溫度控制在室溫，由此制成超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
[0020]實(shí)施例5
[0021]將乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA) 100克、4，4氧代雙苯磺酰肼型混合丙烯酸酯共聚物型微膠囊發(fā)泡劑，混合比例1:1，共計4.0克(型號分別150D和CELLC0M-CAP/170K，分別由深圳市英荃化工有限公司和上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸鈣8克混合后放入雙螺桿擠出機(jī)中，各段溫度控制在75°C — 85°C，輔機(jī)為水下切粒裝置，溫度控制在室溫，由此制成超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
[0022]實(shí)施例6
[0023]將聚氨酯(TPU) 100克、丙烯酸酯共聚物型微膠囊發(fā)泡劑0.3克(型號CELLC0M-CAP/170K，上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸鈣10克混合后放入雙螺桿擠出機(jī)中，各段溫度控制在75°C — 85°C，輔機(jī)為風(fēng)冷切粒裝置，溫度控制在室溫，由此制成超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
[0024]實(shí)施例7
[0025]將聚氨酯(TPU) 100克、4，4氧代雙苯磺酰肼型微膠囊發(fā)泡劑1.3克(型號161D、深圳市英荃化工有限公司提供)、碳酸鈣12克混合后放入單螺桿擠出機(jī)中，各段溫度控制在75°C—85°C，輔機(jī)為風(fēng)冷切粒裝置，溫度控制在室溫，由此制成超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
[0026]實(shí)施例8
[0027]將聚氨酯(TPU) 100克、丙烯酸酯共聚物型微膠囊發(fā)泡劑3.0克(型號CELLC0M-CAP/170K，上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸鈣15克混合后放入雙螺桿擠出機(jī)中，各段溫度控制在75°C — 85°C，輔機(jī)為風(fēng)冷切粒裝置，溫度控制在室溫，由此制成超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
[0028]實(shí)施例9
[0029]將聚氨酯(TPU) 100克、4，4氧代雙苯磺酰肼型混合丙烯酸酯共聚物型微膠囊發(fā)泡劑，混合比例1:1，共計4.0克(型號分別150D和CELLC0M-CAP/170K，分別由深圳市英荃化工有限公司和上海佑弘橡塑有限公司提供)、碳酸鈣10克混合后放入單螺桿擠出機(jī)中，各段溫度控制在75°C—85°C，輔機(jī)為水下切粒裝置，溫度控制在室溫，由此制成超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。
[0030]經(jīng)檢測，由上述實(shí)施例制備出的超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料發(fā)泡倍為30倍，并且具有很強(qiáng)的回彈性，回彈倍率95%。與聚苯乙烯發(fā)泡塑料相比較沖擊強(qiáng)度提高了 2— 3倍，韌性提高了 5倍，疲勞壽命提高了 5倍，并具有良好的熱穩(wěn)定性等。這些良好的力學(xué)性能使得該發(fā)泡材料在航空航天、食品包裝、汽車航空零件、吸附劑及催化劑載體等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料，其特征在于:其是由乙烯-乙酸乙烯脂共聚物或聚氨酯與微膠囊發(fā)泡劑及碳酸鈣以100: 0.1-4: 8 — 15重量比組成的混合物經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠壓而制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料，其特征在于:所述的微膠囊發(fā)泡劑選自丙烯酸酯共聚物型微膠囊發(fā)泡劑和4，4氧代雙苯磺酰肼型微膠囊發(fā)泡劑中的至少一種，直徑范圍為10-50 μ m，密度范圍為1.05-1.20g/cc，發(fā)泡溫度為90-220°C，發(fā)泡倍率為20-100倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料，其特征在于:所述的螺桿擠出機(jī)為單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)。
【專利摘要】一種超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料。其是由乙烯-乙酸乙烯脂共聚物或聚氨酯與微膠囊發(fā)泡劑及碳酸鈣以100∶0.1—4∶8—15重量比組成的混合物經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠壓而制成。本發(fā)明提供的超輕形聚合物彈性體發(fā)泡材料的形狀特征為橄欖球形或者“爆米花”形的顆粒，優(yōu)點(diǎn)是發(fā)泡倍率超過30—50倍，為超輕型泡沫顆粒，具有彈性高、抗沖擊強(qiáng)、節(jié)約材料、環(huán)保性友好等特點(diǎn)。
【IPC分類】C08K3-26, C08J9-10, C08J9-04, C08L75-04, C08L23-08
【公開號】CN104774373
【申請?zhí)枴緾N201510188421
【發(fā)明人】李梅, 李志強(qiáng)
【申請人】中國民航大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月20日