一种加快弹性体发泡材料体积回复的方法技术

本发明专利技术公开了一种加快弹性体发泡材料体积回复的方法，包括如下步骤：将处于收缩状态的弹性体发泡材料置于封闭容器中，通入高压氮气进行饱和置换，然后释放封闭容器的压力；最后将样品加热到预设温度并保温，然后冷却干燥。本发明专利技术公开的方法具有极强的普适性，能够使处于收缩状态的弹性体发泡材料在短时间内快速回复，提高弹性体发泡材料生产效率，减少废品率。

【技术实现步骤摘要】
一种加快弹性体发泡材料体积回复的方法
本专利技术涉及弹性体发泡材料制备的
，具体涉及一种通过高压氮气饱和置换后加快弹性体发泡材料体积回复的方法。
技术介绍
弹性体发泡材料具有轻量化、缓冲、减震、隔音、隔热等优异性能，广泛的用于鞋子中底、汽车垫、密封、阻尼、体育用品、家具等领域。通过物理发泡制备弹性体发泡材料是一项绿色环保无毒无害的加工技术，利用这项技术制备弹性体发泡材料成为人们关注的重点。由于弹性体在室温下表现出良好的弹性，同时熔点低，结晶速率慢，因此，利用物理发泡制备得到的弹性体发泡材料通常会经历以下三个过程。刚制备得到的弹性体发泡材料内部有大量的物理发泡剂，弹性体发泡材料表现出优异的性能，包括高发泡倍率、高弹性等。随后，在发泡剂和空气置换的过程中弹性体发泡材料发生严重的收缩现象变得干瘪，性能下降严重。最后，该现象通常会出现两种结果：一、静置一段时间后，通常需要1～7天的时间，空气和弹性体发泡材料内部完成气体置换样品从收缩状态开始回复，从干瘪状态变得饱满，性能逐渐恢复；二、由于初期发泡倍率过大，导致后收缩严重，空气置换后无法使弹性体发泡材料从收缩状态回复，弹性体发泡材料长时间处于干瘪状态丧失使用的价值。通常情况下，为了避免第二种情况的出现，将弹性体发泡材料置于烘箱中加快气体置换缩短弹性体发泡材料回复的时间或者通过工艺的调控防止弹性体过度发泡。公开号为CN104262940A，“一种彩色TPU发泡材料、制备方法以及用途”的中国专利中，公开了将还没有发生收缩的TPU发泡材料放入压力为0.15～0.5MPa高压空气或者高压氮气中，使外界的高压空气或者氮气与彩色TPU发泡粒子中的高压流体发生置换，从而避免TPU发泡材料收缩痕的技术方案。公开号为CN107286366A，“超临界二氧化碳釜压法制备聚乳酸发泡材料的方法”的中国专利技术专利申请公开了一种采用超临界二氧化碳釜压法制备发泡材料的方法，将高熔体强度聚乳酸树脂颗粒置于高压反应釜中，向高压反应釜中加入分散剂，表面活性剂；之后将高压反应釜密闭，通入低压二氧化碳将釜中空气置换完全，然后通入超临界二氧化碳，将高压反应釜加热，最后得到发泡过程中无熔融粘着、泡孔均匀细腻的聚乳酸发泡颗粒，未记载发泡材料体积回复的过程。可见，目前缺乏加快使处于收缩状态的弹性体体积回复的通用方法。然而，处于收缩状态的弹性体体积回复的时间成本以及废品的产生，降低了弹性体发泡材料的生产效率，提高了弹性体发泡材料的生产成本。因此，提供一种加快弹性体发泡材料体积回复的方法十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种加快弹性体发泡材料体积回复的方法，通过高压N2饱和置换，再经加热保温膨胀实现弹性体发泡材料体积回复。本专利技术提供的制备方法提高弹性体发泡材料的回复效率，缩短回复时间，降低废品率，且操作简单，适用范围广。本专利技术解决上述技术问题所提供的技术方案为：一种加快弹性体发泡材料体积回复的方法，包括如下步骤：(1)将处于收缩状态的弹性体发泡材料置于封闭容器中，通入压力为1MPa～6MPa的高压氮气进行饱和置换；使氮气充分地扩散到弹性体发泡材料的泡孔中；然后释放封闭容器的压力；(2)将步骤(1)得到的样品加热到预设温度并保温，然后冷却干燥。本专利技术提供的制备方法的原理为：首先，弹性体发泡材料在高压N2氛围的环境下，N2扩散到发泡材料的泡孔中，随后将弹性体发泡材料加热到预设温度，弹性体发泡材料出现部分软化，N2向外扩散，产生的内部张力使收缩干瘪的弹性体发泡材料再度膨胀。在整个过程中，高压N2的压力低于发泡工艺的饱和压力，N2在材料中的溶解度低，因此N2在整个过程中不会再次引发泡孔的成核生长，只起到了推动已有泡孔膨胀的作用。因为膨胀过程中产生的内部拉伸应力较弱且N2和空气的置换速率低，所以经处理后再次膨胀的弹性体发泡材料不会再发生收缩。步骤(1)中，所述的处于收缩状态的弹性体发泡材料的制备方法为：弹性体经物理发泡技术发泡后静置30min以上。所述的物理发泡技术为釜压发泡、挤出发泡或注塑发泡。作为优选，所述的物理发泡技术为釜压发泡或挤出发泡；进一步优选，所述的物理发泡技术为快速升温发泡、快速卸压发泡、连续挤出造粒发泡。釜压发泡、挤出发泡收缩行为较为显著，注塑发泡主要应用为减重，因此发泡倍率不大，所以收缩行为不显著，不需要应用该技术。所述的物理发泡技术的物理发泡剂为CO2、N2、H2O、丙烷中的一种或任意二种混合物；由于CO2或N2在物理发泡技术中运用范围广，所述的物理发泡技术的物理发泡剂优选为CO2或N2。所述的物理发泡技术的的弹性体为热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、乙烯辛烯共聚物(POE)、乙烯辛烯嵌段共聚物(OBC)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、三元乙丙橡胶(EPDM)、硅橡胶、聚醚嵌段聚酰胺(PEBAX)以及上述弹性体经改性工艺后的改性弹性体。所述的改性工艺为接枝改性、添加填料、聚合物熔融共混、添加交联剂进行交联等。步骤(1)，所述的封闭容器为高压釜或压力罐。步骤(1)中，饱和置换的时间为1～6h；饱和置换的温度为10℃～35℃。在上述时间和温度下，所述的高压氮气的压力优选为1MPa～4MPa。样品厚度越厚，饱和时间应相应的延长；相应的，相同样品在提高饱和压力的时候，可以缩短饱和时间。本专利技术所述的加热为通过空气、水、甘油、硅油、金属或微波等介质为弹性体材料提供热量。所述的加热为水浴加热、油浴加热、烘箱加热、热台加热、微波辐射加热；作为优选，所述的加热为水浴加热、油浴加热、烘箱加热或微波辐射加热。微波提供的微波辐射加热可使材料均匀受热，尤其适用于厚度超过5mm的TPU或PEBAX泡沫，也同样适用于其他尺寸或形状的TPU和PEBAX弹性体泡沫或添加了介电损耗陶瓷材料的弹性体发泡材料。所述的微波辐射加热的微波辐射频率为0.01GHz至100GHz，所述的微波辐射加热的时间为20s～2min。作为优选，所述的微波辐射加热的微波辐射频率为0.1GHz至50GHz；所述的微波辐射加热的时间为30s～1min。步骤(2)中，在弹性体的维卡软化温度-20℃～+20℃的情况下，所述的预设温度为40℃～120℃；保温的时间为15s～60s。本专利技术的有益效果主要体现在：1、本专利技术提供的加快弹性体发泡材料体积回复的方法能够在短时间内使处于收缩状态的弹性体发泡材料的体积回复，甚至使一些过度收缩无法回复的弹性体发泡材料回复，且回复后不会再发生收缩；操作方法简单，且适用范围广。2、和自然回复的粒子相比，经过该方法后处理过的粒子，发泡倍率有所提升。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加快弹性体发泡材料体积回复的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将处于收缩状态的弹性体发泡材料置于封闭容器中，通入压力为1MPa～6MPa的高压氮气进行饱和置换，然后释放封闭容器的压力；/n(2)将步骤(1)得到的样品加热到预设温度并保温，然后冷却干燥。/n

【技术特征摘要】
1.一种加快弹性体发泡材料体积回复的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将处于收缩状态的弹性体发泡材料置于封闭容器中，通入压力为1MPa～6MPa的高压氮气进行饱和置换，然后释放封闭容器的压力；
(2)将步骤(1)得到的样品加热到预设温度并保温，然后冷却干燥。


2.根据权利要求1所述的加快弹性体发泡材料体积回复的方法，其特征在于，所述的处于收缩状态的弹性体发泡材料的制备方法包括以下步骤：弹性体经物理发泡技术发泡后静置30min以上；所述的物理发泡技术为釜压发泡、挤出发泡或注塑发泡技术。


3.根据权利要求2所述的加快弹性体发泡材料体积回复的方法，其特征在于，所述的弹性体为热塑性聚氨酯、热塑性聚酯弹性体、乙烯辛烯共聚物、乙烯辛烯嵌段共聚物、乙烯醋酸乙烯酯、三元乙丙橡胶、硅橡胶或聚醚嵌段聚酰胺以及上述弹性体经改性工艺改性的改性弹性体。


4.根据权利要求2所述的加快弹性体发泡材料体积回复的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑皓，翟文涛，郑文革，任倩，曹诣宇，沈斌，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33