[发明专利]一种绿色环保EVA发泡材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种绿色环保EVA微孔发泡材料及其制备方法，属于发泡材料技术领域。具体包括如下步骤：第1步，制备待发泡的EVA共混料，装入模腔；第2步，向模腔中充入超临界气体；第3步，调节模腔中的压力，并保持一定时间后，泄压开模，得到发泡EVA材料。该发明利用自主开发的改性剂以及先进的绿色环保超临界模压发泡技术，成功开发出了工艺路线短、无化学物质迁移及暂留危害的绿色环保EVA发泡材料。

技术领域

本发明涉及一种绿色环保EVA发泡材料及制备方法，属于发泡材料技术领域。

背景技术

目前市场上提供的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)发泡制品均采用化学发泡法制备，主要用于鞋材、地垫等与人体直接接触的产品。但该法制备的EVA发泡材料本身及工艺存在诸多环保及健康问题，尤其是产品在长时间内有害物质(特别是甲酰胺)不断从内部析出。具体问题如下：一、EVA化学发泡工艺要求化学发泡剂的分解温度需在EVA接近熔融的温度之上，加上化学发泡剂的分解温度很宽且分解过程涉及到化学平衡，导致在发泡结束后化学发泡剂在材料基体中仍大量残留，为了降低发泡剂的残留以及残留发泡剂对材料发泡性能的影响，行业内主要采取低温EVA未熔融状态下开炼以及提高交联剂、硬脂酸、交联引发剂、化学发泡剂分解催化剂、塑化剂等一系列助剂的添加量这些措施，但这些措施直接导致了最终产品存在大量易迁析的小分子助剂，随着长时间的使用，这些助剂将不断从内部迁析至产品表面，造成与之接触的皮肤感染或其他污染；二、在化学发泡工艺中，决定发泡行为的化学发泡剂的分解与决定熔体流变行为的化学交联同时进行，而适合于化学发泡剂分解的温度并不是最适合泡孔成核与生长的熔体流变的温度。另外化学发泡剂和化学交联都是一个动力学过程，随时间的延长而不断进行，且与温度的相关性非常强。导致化学发泡法制备EVA泡沫的工艺需同时考虑交联和发泡，因此很难有最优化泡孔结构。针对以上的问题，人们进行了积极探索研究。

专利CN108752622A公开了一种用空气取代发泡剂的发泡产品及其制备方法。该方法是利用压缩空气代替传统有毒的化学发泡剂在135-145℃、11.5-13MPa条件下发泡塑胶原料或橡胶原料，但压缩空气中含有21％的氧气，在高温高压下，像EVA这种含烯烃双键的原料易发生热氧降解，导致材料性能大幅度下降。此外，高压下氧气的浓度进一步升高，结合高温后非常容易发生爆炸，造成严重安全事故。

专利CN107501703A公开了一种环保EVA鞋中底。该方法是利用辐射交联和超临界氮气技术先制备出发泡珠粒，再利用蒸汽热压成型。这种方法利用蒸汽成型，所得泡沫产品泡孔尺寸较大，珠粒之间粘结处存在宏观界面，导致成型后的产品为结构非均匀的发泡材料，使用过程中相比于本体产品在界面处易发生破坏。此外，氮气在EVA中的溶解度相比CO₂偏低，使得泡孔成核数量偏少，泡孔孔径偏大，不利于EVA中微孔优势的发挥。

超临界CO₂模压发泡法制备绿色环保EVA微孔发泡材料既充分利用了模压发泡一次成型的优势解决了EVA珠粒发泡存在宏观界面的难题，又充分利用了超临界CO₂绿色环保和成核效率高的优势解决了化学发泡剂存在有害助剂残留、氮气成核效率低、高温高压空气中氧的存在易爆炸等难题。然而，泡孔成核及后续的泡孔生长结束后，随着CO₂从EVA发泡材料的基体往外不断扩散，同时EVA分子链在泡孔生长过程中孔壁拉伸使得分子链沿拉伸方向取向后的构象将因碳碳键内旋转而回复初始状态，这两种作用的宏观表现为EVA发泡材料在后续放置的过程中不断收缩。尽管目前报道了一些缓解类似EVA的弹性体发泡材料回缩的措施，但主要集中产品后续烘烤、定型等宏观工艺的控制。如何通过加强分子间作用力来改性材料微观结构的相关技术和手段仍然缺失。因此，本专利旨在通过材料改性，在分子链相互作用尺度上调控其运动规律，从材料本质的分子间相互作用出发，提出调控EVA等弹性体发泡材料泡孔回缩的创新型技术手段。

发明内容