一种TPEE超临界微孔注塑发泡材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种TPEE超临界微孔注塑发泡材料及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术TPEE发泡材料的制备方法包括以下步骤：S1：TPEE与扩链剂经过熔融共混、挤出造粒后得到改性TPEE料；S2：步骤S1中所述改性TPEE料与超临界流体发泡剂经过熔融共混、注塑发泡后得到TPEE发泡材料。本发明专利技术TPEE材料的泡孔形貌良好、泡孔尺寸小且分布均匀，泡孔密度显著提升，发泡倍率可到15倍以上，改性后TPEE发泡材料的膨胀倍率显著高于未改性前TPEE发泡材料；且该改性TPEE发泡材料具有很好的压缩力学性能，弹性性能优异，可应用于轻量化抗压缩发泡制品中。缩发泡制品中。缩发泡制品中。

【技术实现步骤摘要】
一种TPEE超临界微孔注塑发泡材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及一种TPEE超临界微孔注塑发泡材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]热塑性聚酯弹性体(TPEE)是热塑性弹性体中的一种，通常由聚酯硬段与聚醚软段嵌段共聚而成。这种材料的性质介于橡胶与树脂之间，常温时它具有橡胶一般的弹性，而在高温下可塑化成型，反复加工。TPEE的力学性能、耐热性、耐溶剂性、耐候性在热塑性弹性体品类里均属上乘，其发泡材料在保留原有性能优势的前提下，进一步达到了轻量化的目的，目前在运动鞋中底、汽车内饰、家具、铁路缓震材料、以及建筑隔音隔热材料等领域都有着广泛的应用。
[0003]目前来说，针对TPEE的发泡工艺可分为连续挤出发泡、釜压发泡以及微孔注塑发泡三种。现有技术公开了一种连续挤出发泡工艺：将TPEE与改性聚合物、成核剂、发泡剂通过双螺杆挤塑机及定型模头，在水下发泡后切粒，制备表面连续、颗粒形状稳定无坍塌且泡孔均匀的发泡产品。但该工艺只能制备截面恒定的产品，且发泡倍率不大，很难高于10倍；釜压发泡工艺则需要在发泡后进一步成型处理才能得到可以满足实际应用的产品形状。现有技术公开了一种超临界CO2釜压发泡TPEE板材，之后将发泡板材热压成型得到TPEE发泡鞋底的方法。这种方法首先要将原料进行注塑成型得到实心板材，之后将其置于高压釜中，在超临界流体气氛下饱和较长时间(2～3小时)后快速泄压发泡，并在发泡后再进行一次热压才能得到理想形状的产品。整个加工周期较长，生产过程不连续。
>[0004]注塑发泡TPEE工艺的优势在于可根据所选的模具可控地一次成型具有复杂三维结构的产品，可按发泡剂的种类分为化学发泡法及物理发泡法。现有技术公开了一种将TPEE与钛白粉、抗氧剂、粘度调节剂混合造粒制得基料，再将此基料与发泡母粒，即化学发泡剂混合后进行注塑发泡，生产可用作减震垫片的TPEE闭孔发泡材料。该方法虽简单可行，但使用的化学发泡剂小分子可能残留在产品中，同时也会对环境造成一定污染，加工过程不够绿色环保。
[0005]现有技术公开了一种将TPEE与超临界N2在注塑螺杆中进行两次混炼后形成聚合物/超临界流体过饱和体系，再将其挤出进入模具中，并通过顶针退回的方式诱导发泡。该技术受限于TPEE自身熔体强度低，流变性能差的缺陷，难以获得高倍率的发泡样品。
[0006]综上所述，注塑发泡有可高效成型具有复杂三维结构的产品的优势，但目前针对TPEE的注塑发泡体系或采用化学发泡剂，或受制于材料本身较差的流变特性，难以制得高倍率产品。具有高减重比且加工过程更加绿色环保的TPEE注塑发泡加工工艺的开发将进一步拓宽TPEE发泡产品的应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种TPEE超临界微孔注塑发泡材料及其制备方法和应用，主要目的
是解决TPEE发泡材料膨胀倍率低及发泡材料性能有待提高的技术问题。
[0008]一方面，本专利技术提供了一种TPEE超临界微孔注塑发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1：TPEE与扩链剂经过熔融共混、挤出造粒后得到改性TPEE料；
[0010]S2：步骤S1中所述改性TPEE料与超临界流体发泡剂经过熔融共混、注塑发泡后得到TPEE发泡材料。
[0011]本专利技术选用扩链剂改性TPEE，可改善TPEE熔体弹性，使其获得更好的发泡能力。
[0012]可选地，所述扩链剂选用环氧官能化扩链剂和/或异氰酸酯类扩链剂。
[0013]可选地，所述环氧官能化扩链剂含有多个环氧官能团。
[0014]本专利技术中多个环氧官能团可根据不同扩链剂进行选用。
[0015]可选地，所述扩链剂选用聚合物分子扩链剂ADR
‑
4368、聚合物分子扩链剂ADR
‑
4370、聚合物分子扩链剂ADR
‑
4468中的至少一种。
[0016]可选地，步骤S1中TPEE与扩链剂、成核剂、抗氧剂经过熔融共混、挤出造粒后得到改性TPEE料。
[0017]本专利技术在TPEE中加入的成核剂可为发泡时提供更多泡孔成核位点，加入的抗氧剂可保证整个体系在热氧环境下不发生氧化降解。
[0018]可选地，以重量份计，所述TPEE为100份，所述扩链剂为0.1～1份，所述成核剂为0.5～1份，所述抗氧剂为0.5～1份。
[0019]可选地，所述扩链剂选自0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0份中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0020]可选地，所述成核剂选自0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0份中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0021]可选地，所述抗氧剂选自0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0份中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0022]可选地，所述成核剂选用滑石粉和/或高岭土。
[0023]优选的，所述成核剂采用以硅酸镁盐为主要组分的滑石粉。
[0024]可选地，所述抗氧剂为辅助抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂中的至少一种。
[0025]优选的，所述抗氧剂选用辅助抗氧剂和受阻酚型抗氧剂的复合剂。
[0026]可选地，所述抗氧剂为抗氧剂168和/或抗氧剂1010。
[0027]可选地，所述超临界流体发泡剂选自超临界CO2和/或超临界N2。
[0028]可选地，所述超临界CO2的添加量为所述改性TPEE料的1～8wt％；所述超临界N2的添加量为所述改性TPEE料的0.3～0.8wt％；
[0029]可选地，所述超临界CO2的添加量选自1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0030]可选地，所述超临界N2的添加量选自0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0031]可选地，步骤S1中熔融共混、挤出造粒是在双螺杆挤出造粒设备中进行；和/或，步骤S2中熔融共混、注塑发泡是在微孔发泡注塑设备中进行。
[0032]可选地，步骤S1中TPEE、扩链剂、成核剂、抗氧剂在使用前经过干燥处理，干燥时间为3h～6h，干燥温度为60℃～90℃。
[0033]可选地，步骤S1中挤出共混的挤出机料筒温度175℃～230℃，挤出机螺杆转速为50～80rpm，料斗喂料速度为15～20Kg/h。
[0034]可选地，所述挤出机料筒温度设置如下：
[0035]进料处：160～175℃；
[0036]前段：180～195℃；
[0037]中段：195～220℃；
[0038]后段：215～230℃；
[0039]机头处：225～230℃。
[0040]可选地，步骤S2中注塑机的料筒温度为190℃～230℃，塑化熔融过程中改性TPEE熔体的压力维持在15～20Mpa。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TPEE发泡材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：TPEE与扩链剂经过熔融共混、挤出造粒后得到改性TPEE料；S2：步骤S1中所述改性TPEE料与超临界流体发泡剂经过熔融共混、注塑发泡后得到TPEE发泡材料。2.根据权利要求1所述的一种TPEE发泡材料的制备方法，其特征在于，所述扩链剂选用环氧官能化扩链剂和/或异氰酸酯类扩链剂；优选地，所述环氧官能化扩链剂含有多个环氧官能团。3.根据权利要求1所述的一种TPEE发泡材料的制备方法，其特征在于，所述扩链剂选用聚合物分子扩链剂ADR
‑
4368、聚合物分子扩链剂ADR
‑
4370、聚合物分子扩链剂ADR
‑
4468中的至少一种；优选地，步骤S1中TPEE与扩链剂、成核剂、抗氧剂经过熔融共混、挤出造粒后得到改性TPEE料；优选地，以重量份计，所述TPEE为100份，所述扩链剂为0.1～1份，所述成核剂为0.5～1份，所述抗氧剂为0.5～1份。4.根据权利要求3所述的一种TPEE发泡材料的制备方法，其特征在于，所述成核剂选用滑石粉和/或高岭土；优选地，所述抗氧剂为辅助抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂中的至少一种；优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168和/或抗氧剂1010。5.根据权利要求1所述的一种TPEE发泡材料的制备方法，其特征在于，所述超临界流体发泡剂选自超临界CO2和/或超临界N2；优选地，所述超临界CO2的添加量为所述改性TP...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪龙，周啸，吴明辉，高鹏，李学云，邴晓虎，郑文革，
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：