[发明专利]臭氧氧化提高EVA/PE共混发泡材料性能的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种EVA/PE共混发泡材料的制备方法，属于聚合物加工领域。

背景技术：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂(EVA)是一类性能优异的热塑性弹性体材料，由于分子链结构中无规共聚的醋酸乙烯酯的存在，使PE分子链的规整度和结晶度大幅下降，分子链的柔顺性提高，热运动能力增强，宏观上表现为高弹性，EVA可用于制造高发泡倍率的闭孔型泡沫材料，具有质量轻、防震、柔软、回弹性优良、压缩形变小、耐候性好等性能，广泛用于工业、建筑业、水产业，尤其在鞋用材料领域。但是EVA发泡材料成本较高、产品的机械强度，抗撕裂强度较差，限制了它应用领域的进一步拓展。

聚乙烯树脂(PE)成本较EVA低廉，同时PE泡沫材料强韧、挠性好、耐腐蚀，采用PE对EVA发泡材料进行共混改性不仅可以改善其综合性能，获得更低密度的泡沫材料，而且可以有效降低产品成本，扩大应用范围。虽然EVA大分子链上含有PE结构单元，但是，合成EVA的乙烯-醋酸乙烯酯共聚方式为无规共聚，醋酸乙烯酯单元极性较强，较高规链段整度的非极性聚合物PE同极性聚合物EVA的相容性并不理想，对于密度和性能要求较高的轻质泡沫材料，如何达到良好的相分散效果和相界面粘接强度，进而获得均匀的闭孔型泡孔结构是制备综合性能优良的EVA/PE共混发泡材料不可忽视的重要因素。但通常的应用中未对该问题进行深入研究，仅是采用简单的共混方案[LDPE/EVA鞋底发泡材料的研究，连荣炳，张卫勤，叶盛京，塑料工业，第33卷第5期2005；LDPE/EVA发泡材料的研制，李学锋，彭少贤，郦华兴，现代塑料加工应用，第12卷第3期2000；EVA/PE发泡材料的研制，王慧敏，寇亚志，倪士民，化工时刊，第5期1999]。CN1370798公开了一种辐照交联制备乙烯-醋酸乙烯共聚物/线性低密度聚乙烯泡沫塑料的方法，但该方法未对EVA、PE相容性做改进；CN1970611公开了一种EVA/PE/淀粉复合发泡材料的制备方法，通过采用表面改性剂来改进EVA、PE界面粘合，但是表面改性剂的加入难以改变PE大分子链的高规整性，改性效果不明显，不仅增加了产品成本，同时其生产过程亦容易对环境造成污染。

发明内容：

本发明的主要目的是针对现有技术的不足而提供一种提高EVA/PE泡沫材料性能的方法。通过臭氧氧化技术，在PE大分子链上直接引入含氧极性基团，从而提高PE的极性、降低链段规整性，优化了PE同EVA的相容性，采用该方法制备轻质EVA/PE共混发泡材料，在改善EVA泡沫综合性能、获得更低密度泡沫材料的同时，可有效降低产品成本，扩大应用范围，尤其适用于轻质泡沫鞋材的生产应用。

本发明的目的由以下技术措施实现。其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

臭氧氧化提高EVA/PE共混发泡材料性能的方法：

(1)将聚乙烯(PE)粉料在20～90℃条件下进行臭氧氧化处理，臭氧气体浓度10～75mg/L，臭氧氧化时间10～180min；

(2)将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和上述臭氧氧化处理的聚乙烯按质量比90∶10～60∶40均匀混合，取上述共混物100质量份、过氧化二异丙苯(DCP)0.5～0.8质量份、发泡剂2.0～4.0质量份、氧化锌(ZnO)0.4～1.2质量份、硬脂酸(HSt)0～0.6质量份、硬脂酸锌(ZnSt)0～0.6质量份和无机矿物粉末0～10质量份，加入双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为105～130℃，混炼时间为10～15min，获得EVA/PE共混复合物。

(3)将上述共混复合物置于平板硫化机进行模压发泡，发泡温度为160～170℃、模压压力为10～15MPa，模压发泡时间为15～35min，即可制得EVA/PE共混发泡材料。

其中，聚乙烯为分子量为1万～100万的低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)中的任意一种，其中优选低密度聚乙烯。

EVA为VA含量为12～30％的乙烯-醋酸乙烯酯无规共聚物，其中优选VA含量为21％的EVA。

发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)或AC发泡剂与N，N-2二亚硝基五次甲基四胺(DPT)按1∶4～4∶1重量比例复配的混合发泡剂。

无机矿物粉末为粒径小于100μm的滑石粉、碳酸钙、膨润土、高岭土中的任意一种或其混合物，其中优选滑石粉、碳酸钙中的任意一种。