[发明专利]一种高分子物理发泡材料的发泡方法

说明书

一种高分子物理发泡材料的发泡方法，包括：制备聚烯烃材料的型胚或热塑性弹性体的型胚；对聚烯烃材料的型胚进行架桥反应，得到架桥的型胚；用超临界流体对可塑弹性体异型的型胚或架桥的型胚进行高压浸渗，得到超临界流体浸渗的型胚；将超临界流体浸渗的型胚放入具有加热功能之设备中进行发泡，得到成型的发泡制品。本发明利用超临界流体作为物理发泡剂，获得了低比重、环保无毒、弹性优良、表面外观平整光滑的发泡材料，其中，采用模外发泡的方式一次发泡成型获得最终制品，无需进行二次加工，可以达到减少人力及节省能源的目的，而且免去模具的材料和制造成本，避免了模具的弹性零件和冲头变形的问题。

技术领域

本发明涉及高分子物理发泡材料领域，尤其是涉及一种高分子物理发泡材料的发泡方法。

背景技术

在发泡成型过程或发泡聚合物材料中，通过物理发泡剂或化学发泡剂的添加与反应，形成了蜂窝状或多孔状结构。发泡成型的基本步骤是形成泡核、泡核生长或扩大以及泡核的稳定。其中，物理发泡是在塑料中熔入气体或液体，而后使其膨胀或汽化发泡的方法，物理发泡适应的塑料品种较多。

Mucell技术为美国Trexcel公司所建立，其技术乃将制造超临界流体的设备连结至注塑机或挤出机的料管，将超临界流体注入注塑机或挤出机的料管中与高分子材料在料管中进行混合，然后将混合超临界流体的高分子熔融塑料注塑到塑料模具中进行注塑成型或是挤出成型，以获得轻量化的注塑成品或挤出成品。以上方法制作异型物理发泡材料通常有以下缺点：比重偏高(约0.4以上)、弹性低、触感较差、表面外观具有气痕不够平整光滑等问题，不适合制作鞋材以及具缓冲效果之地垫或运动器材等产品。以烷烃类气体(如丁烷、戊烷、己烷等)或低挥发点化合物作为物理发泡剂，亦不是完全符合环保需求的发泡剂。另外，传统制作聚烯烃物理或化学发泡制品在模外发泡后，再置入成品模具中进行二次加工，工艺较繁琐费时。

此外，对于模内发泡的方式，其缺点在于：1、弹簧等弹性零件在使用过程中弹簧最易损坏，通常出现断裂和变形现象；2、模具使用过程中冲头易出现折断、弯曲和啃坏的现象。

发明内容

本发明技术方案是针对上述情况的，为了解决上述问题而提供一种高分子物理发泡材料的发泡方法，所述发泡方法包括以下步骤：

(1)制备聚烯烃材料的型胚或热塑性弹性体的型胚；

(2)对聚烯烃材料的型胚进行架桥反应，得到架桥的型胚；

(3)用超临界流体对可塑弹性体异型的型胚或架桥的型胚进行高压浸渗，得到超临界流体浸渗的型胚；

(4)将超临界流体浸渗的型胚放入具有加热功能的设备中进行加热发泡，得到成型的发泡制品。

进一步，所述聚烯烃材料包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚烯烃弹性体(POE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)中的一种或多种的混合物。

进一步，所述聚烯烃组合物材料还掺杂有架桥剂、填充剂、助剂中的一种或多种。

进一步，所述架桥剂包括过氧化二异丙苯(DCP)、双叔丁基过氧化二异丙基苯(BIPB)中的一种或多种；所述填充剂包括碳酸钙、滑石粉、锌氧粉、钛白粉中的一种或多种；所述助剂包括石蜡、硬脂酸中的一种或多种。

进一步，以聚烯烃材料的重量份为100phr计，架桥剂的量为1.2phr以下，所述填充剂的量为20phr以下，所述助剂的量为5phr以下。

进一步，在步骤(2)中，以20-50kGy的高能电子束辐照进行架桥反应。

进一步，所述热塑性弹性体包括热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、嵌段聚醚酰胺弹性体(Pebax)中的一种或多种的混合物。

进一步，所述超临界流体包括二氧化碳超临界流体、氮气超临界流体。