[发明专利]一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料制造技术领域，具体涉及一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料及其制备方法。

背景技术

鞋底材料，广泛使用的有皮革、橡胶、聚氯乙烯以及聚氨酯、聚酯等天然材料或合成材料。其中，聚氨酯是一种介于橡胶和塑料之间的高分子聚合材料，其分子主链中含有较多氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的弹性聚合物，是典型的多嵌段共聚物材料。聚氨酯通常以聚合物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂为原料进行加聚反应而制得，具有很高的强度和伸长率，从轻量化的观点出发，聚氨酯材料由于密度低、机械性能好等其它特性，在鞋底材料中得到了更广泛的应用。聚氨酯在机械性能、耐磨性、耐油性等方面是优越的，并且允许熔体模塑。但是对于聚氨酯鞋材来说，作为运动鞋等用途时其强度不充分。现有技术通常采用纤维来增强聚氨酯弹性体的强度，但往往存在纤维与聚氨酯弹性体界面之间的结合问题，导致其力学性能还有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料及其制备方法，通过在复合发泡材料中引入石墨烯，从而有效提高复合发泡材料的力学性能，使复合发泡材料具有轻质、柔软、高弹性、抗变形、耐撕裂等特性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料，包括如下成分及其质量百分比：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)：45%～60%；

乙烯-辛烯共聚物(POE) ：5%～15%；

聚烯烃类嵌段共聚物(OBCs)：5%～15%；

三元乙丙橡胶(EPDM)：5%～15%；

填充剂：5%～15%；

石墨烯：0.1%～3%；

偶联剂：0.5%～1.5%；

润滑剂：0.5%～1.5%；

金属氧化物：0.8%～1.5%；

架桥剂：0.6%～1%；

发泡剂：1.5%～3.5%。

根据以上方案，所述填充剂为滑石粉RB510、偶联剂为硅烷偶联剂KH580、润滑剂为硬脂酸ST、金属氧化物为ZnO、架桥剂为二-(叔丁基过氧化异丙基)苯DCP、发泡剂为偶氮二甲酰胺AC6000H。

一种石墨烯/聚合物轻质高弹柔软复合发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

1）取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚烯烃类嵌段共聚物、三元乙丙橡胶、填充剂、石墨烯、偶联剂、润滑剂和金属氧化物混合后倒入密炼机中进行第一阶段密炼，翻料3-4次，密炼温度控制在105-108℃，时间为9-10min，再加入架桥剂和发泡剂，再次启动密炼机进行第二阶段密炼，翻料3-4次，密炼温度控制在115-120℃，时间为9-10min，即得到混合料；

2）将密炼好的混合料在滚轮机上进行混炼，先进行打厚，厚度为1.4-1.6cm；再进行打薄，厚度为2-3mm；最后进行打厚，厚度为1.4-1.6cm；

3）将混炼混合均匀的料传送到造粒机中进行造粒，得到粒料 ；

4）将粒料经发泡，再经恒温箱定型，得到成品；或将粒料直接倒入模具进行一次发泡，再进行二次发泡并冷却得到成品。

根据以上方案，将粒料经注塑机注入模具中发泡，再经恒温箱定型，得到成品。

根据以上方案，将粒料直接倒入模具进行发泡，再经恒温箱定型，得到成品。

本发明的有益效果是：

本发明以聚合物EVA为主要材料、POE、OBCs、EPDM能增加材料弹性和柔软性；石墨烯能提高材料拉伸强度、撕裂、延伸率等力学性能；填料能稳定产品尺寸以及降低材料成本；偶联剂能改善复合材料的分散性；润滑剂能避免复合发泡材料在加工过程中粘在机械上；金属氧化物能降低发泡剂的发泡温度；架桥剂能起交联作用；发泡剂主能使材料进行发泡，表现出优异的抗冲击性能，而且撕裂强度高；总之，本发明产品能有效补强复合发泡材料的力学性能，使复合发泡材料具有轻质、柔软、高弹性、抗变形、耐撕裂等特性，适合于作为运动鞋、篮球鞋、足球鞋、跑鞋等的鞋底；且制备方法简单、操作简便。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行说明。

实施例1：