一种环保减量清洁生态型发泡材料的制备方法及制备的发泡材料和终端成品技术

一种环保减量清洁生态型发泡材料的制备方法及制备的发泡材料和终端成品，所述发泡材料的主料选自橡塑类高分子，所述发泡剂为水合物或含水化合物等，所述发泡剂经由辐射加热方式来释出或生成气体作为发泡成形用的作用气体。本发明专利技术从发泡材料的改性及筛选出发，并开创不使用任何有机化学药剂的环境生态化清洁配方，再运用绿色的生产工艺技术来生产发泡材。此外还可对发泡主料进行改性，即以分子纳米插层/剥离复合改性使发泡材具有更高优良物性的结果上来获得大幅所需求外的余裕度，从而降低主料使用量。

【技术实现步骤摘要】
一种环保减量清洁生态型发泡材料的制备方法及制备的发泡材料和终端成品
本专利技术涉及一种发泡材料的制备方法及产品，具体的涉及一种环保减量清洁生态型发泡材料的制备方法及其终端成品。
技术介绍
现有发泡材料的发展已经较为成熟，其从形状上可分为：块状、卷式、片状、异形等，从材料上可分为：橡胶类、塑胶类等有机高分子以及无机高分子，从成品上可分为：发泡成材、发泡人造皮革及发泡布料织物等；从生产方式上可分为：常压连续发泡、高压模塑发泡、射出发泡成型、挤出发泡等；从分子交联方式上包括了：化学辐射交联体以及非交联等；在发泡剂的使用上包括：物理式、机械式及化学式。对于上述各方法，尽管技术已经相对成熟，但仍有以下不可忽略的缺点：(1)以物理，机械方式将发泡气体溶于材料后，在温度及压力急剧变化下，建立材料气泡孔，是一种经济有效的方法，但众所周知这种方式对于使用气体的安全性、环保性要求愈来愈高。以化学发泡剂(chemicalBlowingAgent)加添入材料，经由加热产生大量气体，在材料中成核，进而形成气泡孔的方式已行之多年，对民生用，工业用，工程用发泡材的生产，贡献良多。但此类发泡剂，大都含有偶氮成份，是明令限量禁止的致癌物质(AZO的检测在欧美等发达国家尤其严格)。(2)从发泡的技术及成材后的物性而言，橡塑类材料为了达到最适合发泡的分子粘弹性，以及为了发泡成材后物性的提高，经常会在发泡配方设计规划中加入化学交联剂及交联助剂，经加热后，形成自由基造成分子间架桥，达成目的。交联剂无论是过氧化物形态(peroxide)，或者是硅烷系列(silane)，均会对环境造成污染，亦列属于管制限量用品。(3)上述经使用化学交联剂，化学发泡剂(气、固相)以及其相应促进剂制备的发泡材，最终由于在制造作用后的残留余量，造成污染而且形成不良的气味，若与皮肤直接接触，部份的敏感性人群会产生不适，长久使用会造成环境危害。特别是对于婴儿，发育中青少年，幼儿，孕妇及弱势亚健康的人群，造成严重的威胁。(4)由于各种类型的橡塑高分子，都有其组成的材料特性，择其优良特性部份经由发泡成材，加工成型，制成的成品由于质轻，又绝缘，易加工，成本低，对人类贡献良多。但从产品的环保性以及终身使用周期而言，特别是其形成废料后的终端处理，对于部份材料就无法符合绿色生态的条件，甚至是形成白色污染的来源，危害全球环境及人类生存甚巨。(5)利用各种化学添加剂，制备上述的发泡材，由于使用的是化学方式，因此其反应过程均需要予以加热，因而必须使用大量能源，对目前低碳经济的全球化需求，相背道而驰。因此，对于既能满足实际利用需求，又能满足环保要求的性价比皆优的产品急需进一步的开发。
技术实现思路
本专利技术针对上述本领域的薄弱点及问题面下手，以一套全新的完整的设计及生产的方法论并经过充足的试验提供一种环保减量清洁生态型发泡材料及成品的制造方法，其从发泡材料的改性及筛选出发，并开创不使用任何有机化学药剂的环境生态化清洁配方，再运用绿色的生产工艺技术来生产发泡材。此外还可对发泡主料进行改性，即以分子纳米插层/剥离复合改性使发泡材具有更高优良物性的结果上来获得大幅所需求外的余裕度，从而降低主料使用量。本专利技术的方法具体说明如下：一种环保减量清洁生态型发泡材料的制备方法，其特征在于：所述发泡材料的主料选自橡塑类高分子；所述发泡剂为无机水合物、和/或作为水载体的无机物、和/或层间含水的无机层间化合物、和/或包含可生成气体的插层剂的无机层间化合物；所述发泡剂经由辐射加热方式来释出或生成气体作为发泡成形用的作用气体。所述主料采用PE、PP或TPE弹性体，优选的为TPO弹性体，进一步优选的为POE弹性体。所述发泡剂优选为层状插层硅酸盐，进一步优选为石墨插层化合物，最优选为无机水合物。上述方法包括以下步骤：①首先对主料进行改性，将主料与无机层间化合物混合进行插层/剥离，所述插层/剥离以机械熔融法、乳液法、溶液聚合法或悬浮聚合法进行，②然后将质量比为50-65:3-10:35-55的改性主料、发泡剂、无机填料混合发泡。所述插层/剥离优选采用机械熔融法，具体步骤为：首先将用于主料活化的无机层间化合物有机化，亦即将无机层间化合物与有机表面活性剂先行混合，将其层间先行打开；然后将所述主料和5-10wt％的主料的马来酸酐接枝混合得到活性主料；再将质量比为90-95：5-10的活性主料与有机化层状物质投料于双螺杆式、往复式或回旋式挤出机造粒，或加入提篮棒梢式研磨机或球磨机。所述有机表面活性剂为双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、油酸盐、硬脂酸盐中的一种或几种，优选为十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠，其含量为无机层间化合物阳离子交换容量的0.8-1.2倍，优选为1倍。所述无机填料为选自碳酸钙、CaO、SiO2、TiO2中的一种或几种；以上填料优选为亚微米材料，进一步优选为微米材料，最优选为纳米材料；所述纳米材料最优选的为纳米碳酸钙。所述无机填料优选的与主料和添加剂以75-85:6-15:0.5-10的比例预先制成填料母粒。所述发泡剂优选的与主料和添加剂以35-55:55-65:0.5-2的比例预先制成气源母粒。所述添加剂优选的包括3-氨丙基三乙氧基硅烷。发泡材料的交联可采用UV紫外线、等离子束、离子束、r-射线或电子束辐射方法进行辐射交联，优选为UV射线，进一步优选为等离子束，最优选为电子加速器的电子束，其中在主料对电子束的吸收剂量为4-8kgy的情况下，凝胶率为30-45％。所述无机水合物优选为水合氢氧化铝、水合氢氧化镁、水合ZnB中的一种或几种；所述无机层间化合物为蒙脱土、海泡石、硅藻土、高岭土、玻缕石、蛭石、石墨中的一种或几种。所述加热方式可以为微波、红外线、电磁波或高周波加热方式。所述加热方式优选为以2.45GHZ磁控管，输入微波辐射加热。根据上述方法生产的发泡材料。根据上述发泡材料制成的终端成品，包括以选自裁切、基层、贴合、热压、真空热压的加工方法制成的鞋底、中底、护具、车门、车顶、运动休闲用垫、人造皮革、合成皮革或织物布料。本专利技术的技术效果：本专利技术经由主料的环保性，以及插层/剥离纳米复合改性的技术，在除了主料外，不添加任何化学药剂来制造环保减量清洁生态形的发泡材料及成品。此处所提的化学药剂包括：化学交联剂及交联助剂，化学发泡剂及其助剂(汽相，固相)，化学改性剂，化学功能助剂等。且发泡主料的改性是从分子纳米插层/剥离复合改性上使发泡材具有更高优良物性，获得大幅所需求外的余裕度，从而可以通过添加填料来降低主料使用量，成为解决“白色污染”的另一重要途径。1)在主料的环保性方面，聚烯烃中的PE,PP,以及聚烯烃弹性体TPO弹性体等其分子主要均由C-H组成，结构简单杂原子少，环保性佳，相对来说回收利用简单，经由本专利技术的改性，可全方位替代其它包含杂原子的发泡材料，特别是使用POE弹性体，取代部分橡胶类材料的运用是本专利技术的优选之一。其它橡塑材料作为主料运用本方法仍可获得相对环保的产品，亦应在保护的范围。2)在主料的改性方面，上述可作为气源的无机层状材料蒙脱土，海泡石，高岭土，石墨等由于其单元组成是纳米级别，因此运用插层/剥离的技术，可在层间材料通过有机插入剂即表面活性剂有机化后，在适当的条件下插入主料高分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保减量清洁生态型发泡材料的制备方法，其特征在于：所述发泡材料的主料选自橡塑类高分子，所述发泡剂为无机水合物、和/或作为水载体的无机物、和/或层间含水的无机层间化合物、和/或包含可生成气体的插层剂的无机层间化合物，所述发泡剂经由辐射加热方式来释出或生成气体作为发泡成形用的作用气体。

【技术特征摘要】
1.一种环保减量清洁生态型发泡材料的制备方法，其特征在于：原料包括主料、发泡剂和无机填料，其中所述主料选自橡塑类高分子，所述发泡剂为无机水合物、和/或层间含水的无机层间化合物、和/或包含可生成气体的插层剂的无机层间化合物，所述发泡剂经由辐射加热方式来释出或生成气体作为发泡成形用的作用气体；不添加任何化学添加剂，所述化学添加剂包括：化学交联剂，交联助剂，发泡剂，发泡助剂；所述方法包括以下步骤：①首先对主料进行改性，将主料与无机层间化合物混合进行插层/剥离，所述插层/剥离以机械熔融法、乳液法、溶液聚合法或悬浮聚合法进行；②然后将质量比为50-65:5-10:40-55的改性主料、发泡剂、无机填料混合发泡。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述主料为POE。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述插层/剥离采用机械熔融法，具体步骤为：首先将用于主料改性的无机层间化合物有机化，即将无机层间化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾纬民，
申请(专利权)人：贾纬民，安云，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71