一种具有抗菌功能的E-TPU复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有抗菌功能的E‑TPU复合材料及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将TPU颗粒及抗菌剂进行混料合成造粒，制得待发泡复合颗粒；(2)将所述待发泡复合颗粒放入高压反应釜中，向高压反应釜中通入二氧化碳气体，调节高压反应釜的压强和温度，使二氧化碳处于超临界状态，保压渗透，快速泄压，加热发泡，制得复合发泡颗粒；(3)将所述复合发泡颗粒进行蒸汽模压成型，制得具有抗菌功能的E‑TPU复合材料。本发明专利技术E‑TPU复合材料可有效地抑制细菌的滋生(对细菌及真菌的抗菌率均大于90％)，抗菌剂中的银离子成分可反复的发生作用，其防水耐高温的特性也可保证不会因为顾客的清洗而失效，给顾客带来更好的使用体验。

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗菌功能的E-TPU复合材料及其制备方法
本专利技术涉及微孔发泡成型及鞋垫领域，具体涉及一种具有抗菌功能的E-TPU复合材料及其制备方法。
技术介绍
目前E-TPU微孔发泡材料因其具有超轻的密度，超高的回弹性，耐磨，耐黄变，低温性能好等优点，可逐渐取代传统EVA材料广泛的应用于鞋底领域。因为其优良的回弹性和柔软度，也开始运用于鞋垫领域，但是现有的E-TPU微孔发泡材料没有抗菌性能，在穿着一段时间后不可避免的出现大量汗水积累，出现细菌繁殖等现象。同时运用传统的方法制备的抗菌制品，其内外抗菌剂均匀分布，而抗菌性能的关键取决于制品表面的抗菌性能，因此内部的抗菌剂并没有发挥作用，导致抗菌剂的浪费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服
技术介绍
的技术缺陷，提供一种具有抗菌功能的E-TPU复合材料及其制备方法。本专利技术所制备的抗菌颗粒，其抗菌浓度表面要明显高于颗粒内部，形成明显的浓度差，具有良好的抗菌性能，减少了抗菌剂的添加量。本专利技术E-TPU复合材料可有效地抑制细菌的滋生(对细菌及真菌的抗菌率均大于90％)，抗菌剂中的银离子成分可反复的发生作用，其防水耐高温的特性也可保证不会因为顾客的清洗而失效，给顾客带来更好的使用体验。本专利技术所述制备方法制备的复合材料具有传统E-TPU发泡热塑性弹性体材料的密度轻、回弹性高、耐磨、耐黄变、低温性能好等优点，同时具有抗菌的功能，本专利技术所述E-TPU复合材料可广泛的应用于鞋底及鞋垫等领域。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术手段为：一种用于制备具有抗菌功能的E-TPU复合材料的复合发泡颗粒的制备方法，包括如下步骤：(1)共混：将TPU颗粒及抗菌剂进行混料合成造粒，制得待发泡复合颗粒；(2)颗粒发泡：将步骤(1)所述待发泡复合颗粒放入高压反应釜中，向高压反应釜中通入二氧化碳气体，调节高压反应釜的压强和温度，使二氧化碳处于超临界状态，保压渗透，快速泄压，加热发泡，制得复合发泡颗粒。优选地，所述步骤(1)中，所述TPU颗粒粒径为3～4mm。优选地，所述步骤(1)中，所述抗菌剂为纳米银系抗菌粉，进一步优选为晋大科技公司的纳米银系抗菌粉。优选地，所述步骤(1)中，所述TPU颗粒与所述抗菌剂按重量份比值为100∶5～100∶1。优选地，所述步骤(1)中，所述混料合成造粒时采用双螺杆水下造粒机组；所述双螺杆水下造粒机组中的双螺杆挤出机的温度为140～250℃。优选地，所述步骤(1)中，所述待发泡颗粒粒径为1～2mm。优选地，所述步骤(2)中，所述压强为7.38～30MPa；所述压强过低则达不到超临界状态，二氧化碳难以渗透到待发泡颗粒内部，难以发泡；压强过高渗透效果越明显，但超过30MPa渗透效果基本保持一致，因此压强选择7.38～30MPa。优选地，所述步骤(2)中，所述温度为31～80℃；所述温度过低则达不到超临界状态，二氧化碳难以渗透到待发泡颗粒内部，难以发泡；温度过高则相同压强内的二氧化碳含量降低，其渗透效果不明显，因此温度选择31～80℃。优选地，所述步骤(2)中，所述渗透的时间为1～6h；由于二氧化碳在待发泡颗粒内部渗透完全的最短时间为1h，时间继续增加渗透效果稍微增加，但超过6h效果愈发不明显，因此渗透的时间选择1～6h。优选地，所述步骤(2)中，所述发泡的温度为90～160℃；当温度低于90℃，颗粒不易发泡，发泡倍率小，密度大；当温度高于160℃，颗粒过度发泡，由于气泡孔基本都已经炸裂，颗粒基本没有弹性，因此发泡的温度选择90～160℃。优选地，所述步骤(2)中，所述发泡的时间为15～90s；发泡时间过短，颗粒没能完全发泡，发泡倍率小，密度过大；时间过长，颗粒膨胀过大，导致气泡孔破裂，颗粒丧失优良的回弹性，因此发泡的时间选择15～90s。优选地，所述步骤(2)中，所述复合发泡颗粒的发泡倍率为4～8倍。一种用于制备具有抗菌功能的E-TPU复合材料的复合发泡颗粒，采用上述制备方法制备得到。一种具有抗菌功能的E-TPU复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)共混：将TPU颗粒及抗菌剂进行混料合成造粒，制得待发泡复合颗粒；(2)颗粒发泡：将步骤(1)所述待发泡复合颗粒放入高压反应釜中，向高压反应釜中通入二氧化碳气体，调节高压反应釜的压强和温度，使二氧化碳处于超临界状态，保压渗透，快速泄压，加热发泡，制得复合发泡颗粒；(3)蒸汽模压成型：将步骤(2)所述复合发泡颗粒进行蒸汽模压成型，制得具有抗菌功能的E-TPU复合材料。优选地，所述步骤(3)中，蒸汽模压成型的具体步骤为：先将模具进行预热，使模具的表面温度达到发泡材料的熔点；发泡颗粒由料枪打入模具腔体内，然后通入高压蒸汽，此时关闭一边的冷凝水阀，打开蒸汽进气阀；同时，使相对面的蒸汽进气阀关闭，冷凝水阀打开，以使蒸汽从相反的方向喷出；在一定压力下，各个颗粒表面相互熔融粘合制得制品；通蒸汽一定时间后，通冷却水冷却，脱模并烘干定型。优选地，所述步骤(3)中，所述蒸汽模压成型时的压强为0.1～0.5MPa，时间为2～6min。一种具有抗菌功能的E-TPU复合材料，采用上述方法制备得到。本专利技术的基本原理：本专利技术原料在混合过程中，抗菌剂粒子分散在TPU原料内部的各个部位，经过加压泄压的过程，在超临界状态下二氧化碳的萃取作用使得抗菌粒子从内部像外部迁移，出现从内部到表面呈现越来越多的现象，即抗菌剂的浓度从内部到外部具有明显的差异，表面抗菌剂浓度最高，越往内部浓度越低，从而使得表面的抗菌性能最佳，将复合材料制成鞋垫后，在和人脚底接触的部位充分发挥抗菌作用。本专利技术一种具有抗菌功能的复合材料由E-TPU颗粒经蒸汽模压成型方式制备；所述E-TPU颗粒具有密度轻、回弹性高、耐磨、耐黄变、低温性能好及防臭抗菌等性能；所述E-TPU复合材料可制备成弹性鞋垫。进一步地，在E-TPU颗粒发泡原料TPU的内部混入一定量的抗菌剂，制备具有抗菌功能的待发泡复合颗粒。进一步地，所述待发泡复合颗粒，采用超临界二氧化碳作为发泡剂，运用间歇式快速泄压升温法进行微孔发泡，制备发泡倍率在4～8倍的具有超轻的密度、超高的回弹性、耐磨、耐黄变等优良特性的E-TPU颗粒。进一步地，运用蒸汽模压成型，可以将此具有抗菌性能的E-TPU颗粒成型为各种制品，可以应用于鞋垫、床垫及医疗抗菌等领域。进一步地，所述E-TPU复合材料，内部有大量的微孔，增加了制品的透气性，同时内部填充了一定的抗菌剂，所以所成型的制品具有一定的抗菌性能，可以有效的抑制细菌的滋生。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下优点：(1)本专利技术所制备的抗菌颗粒，其抗菌浓度表面要明显高于颗粒内部，形成明显的浓度差，具有良好的抗菌性能，减少了抗菌剂的添加量；(2)由本专利技术E-TPU复合材料成型的鞋垫等产品，可以有效地抑制细菌的滋生(对细菌及真菌的抗菌率均大于90％)，同时由于其工艺的特殊性，抗菌剂可反复的添加，其防水耐高温的特性也可以保证其使用过程中不用因为顾客的清洗而失效，给顾客带来更好的使用体验；(3)本专利技术原料在混合过程中，抗菌剂粒子分散在TPU原料内部的各个部位，经过加压泄压的过程，在超临界状态下二氧化碳的萃取作用使得抗菌粒子从内部像外部迁移，出现从内部到表面呈现越来越多的现象，即抗菌剂的浓度从内部到外部具有明显的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备具有抗菌功能的E‑TPU复合材料的复合发泡颗粒的制备方法，包括如下步骤：(1)共混：将TPU颗粒及抗菌剂进行混料合成造粒，制得待发泡复合颗粒；(2)颗粒发泡：将步骤(1)所述待发泡复合颗粒放入高压反应釜中，向高压反应釜中通入二氧化碳气体，调节高压反应釜的压强和温度，使二氧化碳处于超临界状态，保压渗透，快速泄压，加热发泡，制得复合发泡颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备具有抗菌功能的E-TPU复合材料的复合发泡颗粒的制备方法，包括如下步骤：(1)共混：将TPU颗粒及抗菌剂进行混料合成造粒，制得待发泡复合颗粒；(2)颗粒发泡：将步骤(1)所述待发泡复合颗粒放入高压反应釜中，向高压反应釜中通入二氧化碳气体，调节高压反应釜的压强和温度，使二氧化碳处于超临界状态，保压渗透，快速泄压，加热发泡，制得复合发泡颗粒。2.如权利要求1所述的一种用于制备具有抗菌功能的E-TPU复合材料的复合发泡颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述抗菌剂为纳米银系抗菌粉。3.如权利要求1所述的一种用于制备具有抗菌功能的E-TPU复合材料的复合发泡颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述TPU颗粒与所述抗菌剂按重量份比值为100∶5～100∶1。4.如权利要求1所述的一种用于制备具有抗菌功能的E-TPU复合材料的复合发泡颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述混料合成造粒时采用双螺杆水下造粒机组；所述双螺杆水下造粒机组中的双螺杆挤出机的温度为140～250℃。5.如权利要求1所述的一种用于制备具有抗菌功能的E-TPU复合材料的复合发泡颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述压强为7.38～30MPa，所述温度为31～8...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦柳，时增强，梁宇光，马文良，张聪，
申请(专利权)人：宁波格林美孚新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33