[发明专利]形状记忆微孔复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体的涉及一种形状记忆微孔复合材料及其制备方法。包括如下重量份的组分：热塑性弹性体材料40‑95份，低温热敏性形状记忆材料5‑60份，交联剂0.1‑1份。通过一步法合成工艺或共混改性挤出工艺将低温热敏性形状记忆材料和交联剂共混于热塑性弹性体材料中，并采用超临界微孔发泡工艺制备了具有形状记忆功能的发泡珠粒，然后进一步制备成微孔复合材料，该材料具有质轻、高回弹、比强度高、形状记忆等特点，通过低温热刺激可使50％压缩永久变形回复率高达100％，该材料所用工艺简单，无毒环保，可广泛应用于鞋材、包装运输、汽车内饰、医疗器械等领域。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体的涉及一种形状记忆微孔复合材料及其制备方法。

背景技术

微孔弹性体材料具有质轻、高弹、耐磨以及缓冲减震等优异性能，以微孔发泡聚氨酯弹性体(ETPU)为代表，在很多行业应用广泛，其中鞋底材料和塑胶跑道领域已获得成熟的应用，尤其采用ETPU制成的“爆米花”鞋底一度被称为“地表最强跑鞋”。然而，由于个人行走习惯问题，所有鞋底材料经长期穿着都会出现左右高低不平现象，长此以往，不但鞋底磨损严重，还会导致驼背，关节受损，腰椎不适，诱发脊柱疾病等严重后果，尤其对正处于成长期间的青少年，其损害因素对身体健康起到了严重的负面影响，因此鞋底选材的回弹、比强度及耐压缩等性能受到学者广泛关注。

形状记忆合金的一个独特性质是在特定温度下发生“超弹性”效应，表现为能承载比一般金属大几倍甚至几十倍的可恢复应变，以镍钛诺记忆合金为典型代表，近年来形状记忆聚合物在各个领域的应用也越来越广泛，如医疗、建筑、航空航天、交通运输等领域。韩国金星镐等人开发了一种在其鞋内嵌入高弹性的形状记忆合金以阻止外部冲击和足部扭曲，但存在制备工艺复杂，嵌入件与鞋体舒适性存在差异化以及鞋体沉重等问题。Albert PWinger等人发明了一种可以连接智能设备的带感应装置的鞋底，可以将数据实时传输到智能设备上，并在鞋底上安装形状记忆材料嵌入孔以供形状记忆材料的安装与拆卸，但存在制造成本高，结构复杂的问题。

专利CN 108192321A中公开了一种低温/室温下塑形的热塑弹性体形状记忆材料，采用在热塑弹性体材料中加入聚己内酯、聚氨酯等材料作为转变相，并可通过传统发泡法制备发泡泡棉，虽采用共混加工工艺制备出了共混材料，但该专利中相转变材料的选材无法满足100％形状回复能力，且所述传统发泡法通常采用化学发泡工艺，难以满足环保要求，另外现已有大量研究表明，传统发泡法制备的泡棉泡孔尺寸大、泡孔密度小、回弹及耐压缩性均无法与微孔发泡材料相比较。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种形状记忆微孔复合材料；该复合材料具有质轻、高回弹、比强度高、形状记忆的特点，通过低温热刺激可使50％压缩永久变形回复率高达100％；本发明同时提供了其制备方法。

本发明所述的形状记忆微孔复合材料，包括如下重量份的组分：

热塑性弹性体材料 40-95份

低温热敏性形状记忆材料 5-60份

交联剂 0.1-1份。

其中：

热塑性弹性体材料是常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体，为烯烃类(TPO、TPV)、氯乙烯类(TPVC、TCPE)、氨酯类(TPU)、酯类(TPEE)、酰胺类(TPAE)、有机氟类(TPF)或热塑性橡胶(TPR)中的一种或多种。

低温热敏性形状记忆材料为不同门尼粘度的反式-1，4-聚异戊二烯(TPI)或聚降冰片烯(PNB)中的一种，其中TPI的门尼粘度在之间。

低温热敏性形状记忆材料的加入量为原料总质量的5％-60％。