專利名稱：熱可塑性彈性體復(fù)合材料的高倍發(fā)泡制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡材料的制造方法，尤指一種利用傳統(tǒng)加工及發(fā)泡裝置，采用二段式化學(xué)架橋發(fā)泡法，制作出兼具一般橡膠及塑料發(fā)泡材料特性的高倍發(fā)泡材料的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)泡材料按照所使用原料的不同，可分為塑料發(fā)泡材料及橡膠發(fā)泡材料兩種，該發(fā)泡材料的二段式化學(xué)架橋發(fā)泡工藝及相關(guān)產(chǎn)品，雖已相當(dāng)成熟，但由于該發(fā)泡材料的材質(zhì)特性不同，故其應(yīng)用領(lǐng)域亦不盡相同。以現(xiàn)有塑料發(fā)泡材料為例，一般均以乙烯-醋酸乙烯共聚合物(Ethylene VinylAcetate，簡稱EVA)，或EVA與聚乙烯(Polyethylene，PE)的混合物為主要原料，在傳統(tǒng)塑料二段式化學(xué)架橋發(fā)泡工藝中，先將該混合物以捏合機混料，再以雙滾輪混煉后，經(jīng)出料機裁切成適合尺寸的片體，再將片體堆積后送至第一段的熱壓模具內(nèi)，進行第一次發(fā)泡，所得到的預(yù)發(fā)泡毛胚，再趁熱放入另一預(yù)定規(guī)格的第二段熱壓模具中，繼續(xù)第二次發(fā)泡，即可制作出所需的高倍率塑料發(fā)泡材料。該種塑料發(fā)泡材料除具有易于在后段加工程序中成型為其它復(fù)雜形狀成品的優(yōu)點外，尚具有高浮力、高斷熱性及高緩沖性等優(yōu)點，因此常被應(yīng)用于制作救生圈、沖浪板、保溫管等產(chǎn)品，其缺點是在彈性及止滑性不符所需。
至于現(xiàn)有的橡膠發(fā)泡材料，則以聚苯乙烯-聚丁二烯(Styrene ButadieneRubber，簡稱SBR)、氯丁橡膠(Chloroprene Rubber，簡稱CR)等橡膠類材料為主要原料，由于在傳統(tǒng)橡膠二段式化學(xué)架橋發(fā)泡工藝中，先將該混合物以捏合機混料，再以雙滾輪混煉后，經(jīng)出料機裁切成適合尺寸的片體，再將片體堆積后送至第一段的熱壓模具內(nèi)，進行第一次發(fā)泡，但在第二段發(fā)泡工藝中，則是將第一段發(fā)泡工藝中所獲得的預(yù)發(fā)泡毛胚，趁熱放入具輸送功能的長型烘箱，在常壓下繼續(xù)第二次發(fā)泡，以制作出所需的高倍率橡膠發(fā)泡材料。該種橡膠發(fā)泡材雖可彌補前述塑料發(fā)泡材料的缺點，具有較佳的彈性、止滑性及耐壓縮性，但該橡膠發(fā)泡材料的配方卻較為復(fù)雜，且極易因制造過程中所產(chǎn)生的材料粉塵造成環(huán)境污染。除此之外，該橡膠發(fā)泡材料不僅在后段加工程序中很難成型為其它復(fù)雜形狀的成品，且所產(chǎn)生的廢料亦不易回收，長久以來已成為使用該種橡膠發(fā)泡材料的業(yè)界經(jīng)常面對卻始終無法有效解決的問題。
因此，如何改變工藝，加工出兼具一般橡膠及塑料發(fā)泡材料特性的高倍發(fā)泡材料，有效提升發(fā)泡材料的特性及應(yīng)用領(lǐng)域，為本發(fā)明在此欲探討的重要課題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，發(fā)明人根據(jù)多年實務(wù)經(jīng)驗及研究心得，研發(fā)出本發(fā)明，利用本發(fā)明的方法所制成的高倍發(fā)泡材料具備一般橡膠發(fā)泡材料所擁有的高彈性及止滑特性，且配方簡易、易著色、易二次加工及可環(huán)?；厥赵偕?br>
本發(fā)明的目的在于利用傳統(tǒng)二段式化學(xué)架橋發(fā)泡技術(shù)及裝置，無需大幅改變現(xiàn)有工藝條件，即以熱可塑性彈性體復(fù)合材料制作出全新的高倍發(fā)泡材料。
本發(fā)明提供了一種熱可塑性彈性體復(fù)合材料的高倍發(fā)泡制造方法，其中包括利用熱可塑性彈性體為基材的復(fù)合材料，分別添加不同機能的發(fā)泡劑與架橋劑，以傳統(tǒng)裝置對其進行捏合及出片處理，形成適當(dāng)尺寸大小的片體，再依實際需要，堆積一定數(shù)量的片體，送入第一段的熱壓模具中，進行第一次的壓模發(fā)泡，之后再將所獲得的預(yù)發(fā)泡毛胚，趁熱送入第二段的熱壓模具或長型烘箱中進行第二次的壓模發(fā)泡或常壓發(fā)泡處理，可以制作出高倍發(fā)泡材料。
其中，該熱可塑性彈性體以苯乙烯系(styrenic thermoplastic elastomer)材料為基材(即主要為苯乙烯系材料)，其中包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(StyreneButadiene Styrene，簡稱SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(Styrene EthyleneButene Styrene，簡稱SEBS)、或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(Styrene IsopreneStyrene，簡稱SIS)或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)等材料。
在本發(fā)明的基材中，苯乙烯系材料的重量占總重量的50％至100％；其中發(fā)泡劑的重量占復(fù)合材料總重量的5％至25％，所述發(fā)泡劑優(yōu)選為偶氮類化學(xué)發(fā)泡劑；所述架橋劑的重量占總重量的0.01％至0.5％，該架橋劑優(yōu)選為二異丙苯基過氧化物、2，5-過氧叔丁基-2，5-二甲基己烷或硫磺。
在本發(fā)明的方法中，包括將熱可塑性彈性體復(fù)合材料的各成份分別依預(yù)定的重量百分比置入傳統(tǒng)裝置中，在90至130℃的溫度下，于該裝置中經(jīng)捏合及混煉處理，均勻混合的步驟；各成份在均勻混合后，被送入雙滾輪出片裝置中將其碾壓數(shù)次，形成所需厚度的薄片后，再用自動切刀依序?qū)⑵洳们谐蛇m當(dāng)尺寸的片體；可依實際需要，選取適當(dāng)重量的片體，將其堆積在一起后，置入熱壓模具中，令該熱壓模具以140至180℃的溫度，在90至250Kg/cm2的壓力下，對該等堆積在一起的片體進行第一次熱壓及發(fā)泡處理；然后還包括可將該發(fā)泡毛胚趁熱放入預(yù)定規(guī)格的該第二段熱壓模具中，令該第二段熱壓模具以140至180℃的溫度在90至250Kg/cm2的壓力下，對該發(fā)泡毛胚進行熱壓及第二次發(fā)泡處理的步驟，或?qū)⒃摪l(fā)泡毛胚趁熱放入具輸送功能的該長型烘箱中，令該長型烘箱以140至180℃的溫度在常壓下，對該發(fā)泡毛胚進行第二次發(fā)泡處理的步驟。
上述方法中，所述熱可塑性彈性體復(fù)合材料還包含其它高分子材料，其重量占總重量的0％至50％，該高分子材料優(yōu)選為聚苯乙烯-聚丁二烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚合物、低密度聚乙烯、三元乙丙橡膠；所述熱可塑性彈性體復(fù)合材料還可包含發(fā)泡助劑(優(yōu)選氧化鋅或尿素)，其重量占總重量的0％至3％；所述熱可塑性彈性體復(fù)合材料還可包含硬脂酸或硬脂酸鋅，以及還可優(yōu)選包含色料、碳酸鈣及木屑，即調(diào)制出所需的高倍發(fā)泡的熱可塑性彈性體復(fù)合材料。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述熱可塑性彈性體復(fù)合材料還包含機能性配合劑，該機能性配合劑包括抗靜電劑、阻燃劑或補強劑。
本發(fā)明制得的高倍發(fā)泡材料不僅具備一般橡膠發(fā)泡材料所擁有的高彈性及止滑特性，且兼具一般塑料發(fā)泡材料所擁有的配方簡易、易著色、易二次加工及可環(huán)?；厥赵偕葍?yōu)點。
圖1本發(fā)明的工藝流程圖。
附圖標(biāo)號捏合混煉 ——101滾壓出片 ——102第一段熱壓發(fā)泡——103第二段熱壓發(fā)泡——104常壓發(fā)泡 ——10具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明，但不限定本發(fā)明的實施范圍。
本發(fā)明涉及一種熱可塑性彈性體復(fù)合材料的高倍發(fā)泡制造方法，其中包括利用熱可塑性彈性體為基材的復(fù)合材料，經(jīng)分別添加不同機能的發(fā)泡劑與架橋劑等成分，以傳統(tǒng)裝置對其進行捏合及出片處理，形成適當(dāng)尺寸大小的片體，再依實際需要，堆積一定數(shù)量的片體，送入第一段的熱壓模具中，進行第一次的壓模發(fā)泡，之后再將所獲得的預(yù)發(fā)泡毛胚，趁熱送入第二段的熱壓模具或長型烘箱中進行第二次的壓模發(fā)泡或常壓發(fā)泡處理，以制作出發(fā)泡倍率15倍以上的發(fā)泡材料。
本發(fā)明在整個制造過程中，參閱第1圖所示，完全采用傳統(tǒng)二段式化學(xué)架橋發(fā)泡的工藝，利用傳統(tǒng)捏合、出片及發(fā)泡裝置，依下列步驟，對所調(diào)配出的該熱可塑性彈性體復(fù)合材料，依序進行捏合、出片及發(fā)泡處理首先，將該熱可塑性彈性體復(fù)合材料的各成份分別依預(yù)定重量百分比，置入捏合機(kneader)、雙滾輪混煉機(two-roll mill)或班拍里混煉機(Banbury mixer)等裝置中，在約90至130℃的溫度下，于該裝置中均勻混合，即101步驟；將均勻混合后的該熱可塑性彈性體復(fù)合材料，送入一雙滾輪出片裝置，對其進行滾壓，待滾壓數(shù)次，形成所需厚度的薄片后，再以自動切刀，依序?qū)⑵洳们谐蛇m當(dāng)尺寸的片體備用，即102步驟；
再依實際需要，選用適當(dāng)數(shù)量或重量的片體，將其堆積在一起后，置入第一段的熱壓模具中，令該熱壓模具以約140至180℃的溫度，在約90至250kg/cm2的壓力下，對該等堆積在一起的片體進行第一次熱壓及發(fā)泡處理，處理適當(dāng)時間后，視模具大小及厚度而定，一般約需10至40分鐘，即可制作出所需的預(yù)發(fā)泡毛胚，即103步驟。
在本發(fā)明的第二段發(fā)泡工藝中，則依所采行的模壓發(fā)泡或常壓發(fā)泡工藝，在步驟上有下列的不同若采行模壓發(fā)泡工藝，將該發(fā)泡毛胚趁熱放入預(yù)定規(guī)格的第二段熱壓模具中，令該第二段熱壓模具以約140至180℃的溫度，在約90至250Kg/cm2壓力下，對發(fā)泡毛胚進行熱壓及第二次發(fā)泡處理，處理一定時間后，視模具大小及厚度而定，一般約10至40分鐘可制出所需的高倍發(fā)泡材料，即104步驟。
若采行常壓發(fā)泡工藝，則將該發(fā)泡毛胚趁熱放入具輸送功能的長型烘箱中，令該長型烘箱以約攝氏140至180度的溫度，在常壓下，對該發(fā)泡毛胚進行第二次發(fā)泡處理，處理一定時間后，視該發(fā)泡毛胚的大小及厚度而定，一般約10至30分鐘，即可制作出所需的高效率發(fā)泡材料，即105步驟。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該熱可塑性彈性體的復(fù)合材料包括下列各成份(1)苯乙烯系熱可塑性彈性體其為復(fù)合材料的基材，約占總重量的50％至100％，可為SBS、SEBS、SIS或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯等材料。
(2)化學(xué)發(fā)泡劑約占總重量的5％至25％，可為偶氮類化學(xué)發(fā)泡劑。
(3)架橋劑約占總重量的0.01％至0.5％，可為二異丙苯基過氧化物(dicumylperoxide)、2，5-過氧叔丁基-2，5-二甲基己烷<2，5-(tert-butylperoxide)-2，5-dimethylhexane>或硫磺等材料。
發(fā)明人利用前述組成成份，利用傳統(tǒng)二段式化學(xué)架橋發(fā)泡法，制出熱可塑性彈性體的高效發(fā)泡材料，該高倍發(fā)泡材料經(jīng)實驗證明具備如下優(yōu)點(1)本發(fā)明可以傳統(tǒng)二段式化學(xué)架橋發(fā)泡技術(shù)及裝置，在無需大幅改變其工藝條件的情形下，制作出兼具橡膠與塑料發(fā)泡材料特點的全新高倍發(fā)泡材料。
(2)該高倍發(fā)泡材料的發(fā)泡倍率可達15倍以上，其發(fā)泡比重在0.07以下。
(3)該高倍發(fā)泡材料的發(fā)泡厚度，依模具厚度的不同，可達50mm以上。
(4)本發(fā)明所制作出的高倍(高效率)發(fā)泡材料，不僅具備優(yōu)異的彈性及止滑性，且其易著色、無硫化橡膠異味及易回收和再利用的特性，還可有效增加該發(fā)泡材料在應(yīng)用上的多樣性。
(5)該發(fā)泡材料在后段加工程序中由于具備優(yōu)異的二次加工性，可在其上輕易加工成型出復(fù)雜形狀或圖案，適用于需進行壓紋、轉(zhuǎn)印及貼合等設(shè)計的產(chǎn)品。
此外，本發(fā)明在實施時，該復(fù)合材料并不局限于前述成份，亦可依所欲達成的功能、特性或?qū)嶋H需求，在該熱可塑性彈性體的復(fù)合材料中，選擇添加下列成份，制作出本發(fā)明所稱的熱可塑性彈性體發(fā)泡材料(1)其它高分子材料該成份約占總重量的百分比的0％至50％，可為聚苯乙烯-聚丁二烯(Styrene Butadiene Rubber，簡稱SBR)、聚苯乙烯(Polystyrene，簡稱PS)、EVA、低密度聚乙烯(Low Density Polyethylene，簡稱LDPE)、三元乙丙橡膠(Ethylene Propylene Terpolymer Rubber，簡稱EPDM)等高分子材料，以此改變發(fā)泡材料的材質(zhì)特性，令其能滿足實際需求。
(2)發(fā)泡助劑該成份約占總重量的百分比的0％至3％，可為氧化鋅、尿素等，以此促進發(fā)泡效果及速度。
(3)其它添加劑該等成份包括作為加工助劑的硬脂酸或硬脂酸鋅等材料，或作為增量劑的色料、碳酸鈣及木屑等材料，以此改變發(fā)泡材料的材質(zhì)特性或所呈現(xiàn)出的視覺效果。
(4)機能性配合劑該成份依所需的材料機能而定，可為抗靜電劑、阻燃劑或補強劑等材料。
以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的權(quán)利范圍并不局限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可依據(jù)本發(fā)明所披露的技術(shù)內(nèi)容做適當(dāng)改變，均應(yīng)屬不脫離本發(fā)明的保護范疇。
權(quán)利要求
1.一種熱可塑性彈性體復(fù)合材料的高倍發(fā)泡制造方法，其中包括利用熱可塑性彈性體為基材的復(fù)合材料，分別添加有不同機能的發(fā)泡劑與架橋劑，以傳統(tǒng)裝置對其進行捏合及出片處理，形成適當(dāng)尺寸大小的片體，再依實際需要，堆積一定數(shù)量的片體，送入第一段的熱壓模具中，進行第一次的壓模發(fā)泡，之后再將所獲得的預(yù)發(fā)泡毛胚，趁熱送入第二段的熱壓模具或長型烘箱中進行第二次的壓模發(fā)泡或常壓發(fā)泡處理，可以制作出高倍發(fā)泡材料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該熱可塑性彈性體以苯乙烯系材料為基材。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該苯乙烯系材料可為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該苯乙烯系材料的重量百分比為50％至100％。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中發(fā)泡劑的重量百分比為5％至25％。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中發(fā)泡劑為偶氮類化學(xué)發(fā)泡劑。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中架橋劑的重量百分比為0.01％至0.5％。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該架橋劑可為二異丙苯基過氧化物、2，5-過氧叔丁基-2，5-二甲基己烷或硫磺。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中包括該熱可塑性彈性體復(fù)合材料的各成份分別依預(yù)定的重量百分比置入該傳統(tǒng)裝置中，在90至130℃的溫度下，于該裝置中經(jīng)捏合及混煉處理，均勻混合。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中還包括該熱可塑性彈性體復(fù)合材料的各成份在均勻混合后，被送入雙滾輪出片裝置中將其碾壓一次以上，形成所需厚度的薄片后，再用自動切刀依序?qū)⑵洳们谐善w。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中還包括可依實際需要選取片體，并將其堆積在一起后，置入熱壓模具中，令該熱壓模具以140至180℃的溫度，在90至250Kg/cm2的壓力下，對該等堆積在一起的片體進行第一次熱壓及發(fā)泡處理，制作預(yù)發(fā)泡毛胚。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中還包括可將所述預(yù)發(fā)泡毛胚趁熱放入預(yù)定規(guī)格的第二段熱壓模具中，令第二段熱壓模具以140至180℃的溫度在90至250Kg/cm2的壓力下，對該發(fā)泡毛胚進行熱壓及第二次發(fā)泡處理。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中還包括可將該預(yù)發(fā)泡毛胚趁熱放入具輸送功能的該長型烘箱中，令該長型烘箱以140至180℃的溫度在常壓下，對該發(fā)泡毛胚進行第二次發(fā)泡處理。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述熱可塑性彈性體復(fù)合材料還包含其它高分子材料，該高分子材料的重量占總重量的0％至50％。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述高分子材料可為聚苯乙烯-聚丁二烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚合物、低密度聚乙烯、三元乙丙橡膠。
16.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述熱可塑性彈性體復(fù)合材料還包含發(fā)泡助劑，該發(fā)泡助劑的重量百分比為0％至3％。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述的發(fā)泡助劑為氧化鋅或尿素。
18.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述熱可塑性彈性體復(fù)合材料還包含硬脂酸或硬脂酸鋅。
19.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述熱可塑性彈性體復(fù)合材料還包含色料、碳酸鈣及木屑。
20.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述熱可塑性彈性體復(fù)合材料還包含機能性配合劑，該機能性配合劑包括抗靜電劑、阻燃劑或補強劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熱可塑性彈性體復(fù)合材料的高倍發(fā)泡制造方法，其中包括利用熱可塑性彈性體為基材的復(fù)合材料，分別添加有不同機能的發(fā)泡劑與架橋劑，以傳統(tǒng)裝置對其進行捏合及出片處理，形成適當(dāng)尺寸大小的片體，再依實際需要，堆積一定數(shù)量的片體，送入第一段的熱壓模具中，進行第一次的壓模發(fā)泡，之后再將所獲得的預(yù)發(fā)泡毛胚，趁熱送入第二段的熱壓模具或長型烘箱中進行第二次的壓模發(fā)泡或常壓發(fā)泡處理，制出高倍率的發(fā)泡材料，該發(fā)泡材料不僅具備一般橡膠發(fā)泡材料的高彈性及止滑特性，且具備配方簡易、易著色、易二次加工及可環(huán)保回收再生等優(yōu)點。
文檔編號B29K25/00GK1853897SQ20051006640
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日
發(fā)明者吳俊雄 申請人:微細科技股份有限公司