一種有機(jī)改性累托石/eva復(fù)合泡沫材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子復(fù)合泡沫的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)改性累托石/EVA 復(fù)合泡沫材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] EVA由于熔點(diǎn)低、無毒、具有優(yōu)異的的可塑性、可加工性，發(fā)泡后質(zhì)輕、易著色、耐老 化及耐化學(xué)腐蝕以及良好的柔韌性、彈性、耐應(yīng)力開裂性、減震等性能，而廣泛用于運(yùn)動鞋 材、發(fā)泡地板、坐墊、體操墊、救生材料、運(yùn)動器材、熱封包裝、無線裝訂、電纜絕緣以及汽車 車身的隔音減震等，近年來發(fā)展十分迅速，國內(nèi)EVA發(fā)泡材料產(chǎn)品生產(chǎn)廠家主要集中在福 建、廣東及浙江。但是，EVA發(fā)泡倍率較高時(shí)，材料變形大，力學(xué)性能將受到很大的影響。因 此開發(fā)質(zhì)輕高強(qiáng)的EVA復(fù)合泡沫材料有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 累托石（REC)，其化學(xué)式為（K，Na) X {Al2 (AlxSi4 X01Q) (0H) 2} ? 4H20,是一種具有特 殊結(jié)構(gòu)的層狀硅酸鹽黏土礦物，由二八面體云母和二八面體蒙皂石組成的1:1規(guī)則間層礦 物，表面附有的大量娃醇基團(tuán)和Bronsted-Lewis酸中心使得其具備很高的表面能。由于這 種特殊的片層結(jié)構(gòu)，聚合物大分子鏈在熔融態(tài)下能夠插入REC片層間形成納米復(fù)合材料， 從而利用大分子鏈與累托石晶層間的鍵合作用能夠很好地提升復(fù)合材料的強(qiáng)度。
[0004] 本發(fā)明提出將季銨鹽雙十二烷基二甲基溴化銨插層到累托石片層當(dāng)中得到有機(jī) 改性累托石0REC，以期改善累托石的疏水性和其在有機(jī)基體中團(tuán)聚的問題，再以EVA為基 體通過交聯(lián)發(fā)泡工藝得到EVA/0REC復(fù)合泡沫材料，并對其比重和基礎(chǔ)力學(xué)性能進(jìn)行了測 定，本發(fā)明成功的為制備新型綜合性EVA納米復(fù)合泡沫材料提供了新的途徑，同時(shí)也為今 后開發(fā)新型高性能聚合物納米復(fù)合材料提供了新的思路與探索，使得本發(fā)明在學(xué)術(shù)上具有 創(chuàng)新研究價(jià)值，在實(shí)際應(yīng)用中具有廣泛的社會經(jīng)濟(jì)效益和戰(zhàn)略價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)改性累托石/EVA復(fù)合泡沫材料及其制備方法和 應(yīng)用，與傳統(tǒng)EVA泡沫材料相比，密度降低12. 1% ~ 34. 8%，而撕裂強(qiáng)度可以升高10.0% ~ 40. 5%〇
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種有機(jī)改性累托石/EVA復(fù)合泡沫材料，原料按重量份數(shù)計(jì)： EVA 100 份 有機(jī)改性累托石1~5份 發(fā)泡劑AC 2. 5份 交聯(lián)劑DCP 0. 9份 硬脂酸〇. 4份 硬脂酸鋅〇. 6份 助發(fā)泡劑ZnO 0. 7份。
[0007] 所述 EVA 的 VA 含量為 13%~18%。
[0008] 復(fù)合泡沫材料的比重為0? 129 ~ 0? 174 g/cm3,撕裂強(qiáng)度為16. 8 ~ 21. 5 N/mm。
[0009] 制備方法是將有機(jī)改性累托石通過熔融共混的方法插層在EVA基體中，包括以下 步驟： (1) 在去離子水中加入累托石，超聲分散10 min，得到REC懸濁液； (2) 在REC懸濁液中加入雙十二烷基二甲基溴化銨，在80°C下攪拌反應(yīng)4 h，冷卻至室 溫，用去離子水多次洗滌直至無Br存在，于80°C真空干燥24 h得到有機(jī)改性累托石0REC ; (3) 將0REC和EVA于溫度120°C、轉(zhuǎn)速50 rpm條件下均勻混煉5 min ; (4) 加入發(fā)泡劑AC、交聯(lián)劑DCP、硬脂酸、硬脂酸鋅和助發(fā)泡劑ZnO,于溫度120°C、轉(zhuǎn)速 25 rpm條件下繼續(xù)混煉15 min ; (5) 將步驟（4)所得物料開煉成厚度l~3mm的薄片，再裁成10 cm X 10 cm正方形片 材； (6) 硫化：壓力10 MPa，溫度185~195°C，交聯(lián)發(fā)泡lOmin，出片，室溫下冷卻，得到0REC/ EVA復(fù)合泡沫材料。
[0010] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明制得的0REC/EVA復(fù)合泡沫材料，具有超輕的比 重，相比于傳統(tǒng)EVA發(fā)泡材料密度降低12. 1% ~ 34. 8%，同時(shí)又具備更高的強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度 相較于傳統(tǒng)EVA發(fā)泡材料升高10. 0% ~ 40. 5%。并且成本低，性價(jià)比高，制備方法簡易，易 于操作，尤其適用于運(yùn)動鞋材領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0011] 圖1為REC、0REC的紅外吸收譜圖。
[0012] 圖 2 為 REC、0REC 的 XRD 譜圖。
[0013] 圖3為純EVA復(fù)合發(fā)泡材料以及添加不同含量0REC時(shí)EVA復(fù)合發(fā)泡材料的比重 變化曲線。
[0014] 圖4為純EVA復(fù)合發(fā)泡材料以及添加不同含量0REC時(shí)EVA復(fù)合發(fā)泡材料的撕裂 強(qiáng)度變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明所述的 技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0016] 本發(fā)明通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步闡述。
[0017] 實(shí)施例1 (1)在圓底燒瓶中加入3g累托石（REC)和100 mL去離子水，將其置于功率100 W超聲 波清洗器中超聲分散10 min后得到REC懸濁液。
[0018] (2)隨后在REC懸濁液中加入0? 5g雙十二烷基二甲基溴化銨在80°C下攪拌反應(yīng) 4 h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用去離子水多次洗滌直至用硝酸銀檢測無Br存在，于80°C真 空干燥24 h得到有機(jī)改性累托石（0REC)，裝袋備用。
[0019](3)將3g 0REC和300g EVA在密煉機(jī)于溫度120°C、轉(zhuǎn)速50 rpm/min條件下均勻 混煉5 min ; (4) 隨后將7. 5g發(fā)泡劑（AC)、2. 7g交聯(lián)劑（DCP)、1. 2g硬脂酸（St)、1. 8g硬脂酸鋅 (ZnSt)、2. lg助發(fā)泡劑（ZnO)加入至密煉機(jī)內(nèi)腔中于溫度120°C、轉(zhuǎn)速25 rpm/min條件下 繼續(xù)混煉15 min得到混合物； (5) 將步驟（4)所得混合物迅速轉(zhuǎn)移至開放式雙輥密煉機(jī)上壓制成厚度1~3_的薄片， 再進(jìn)一步裁成10 cm X 10 cm正方形片材； (6) 提前將平板硫化機(jī)預(yù)熱至185~195°C，均勻噴涂上脫模劑，等待水汽蒸發(fā)。
[0020] (7)將步驟（5)所得片材置于模具中，再講模具放入硫化機(jī)中于壓力10 MPa、溫度 185~195°C、條件下進(jìn)行l(wèi)Omin交聯(lián)發(fā)泡，隨后成型出片，室溫下冷卻得到EVA/0REC復(fù)合泡 沫材料（標(biāo)記為1 #)。
[0021] 實(shí)施例2 (1)在圓底燒瓶中加入6g累托石（REC)和100 mL去離子水，將其置于功率100 W超聲 波清洗器中超聲分散10 min后得到REC懸濁液。
[0022] (2)隨后在REC懸濁液中加入lg雙十二烷基二甲基溴化銨在80°C下攪拌反應(yīng)4 h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用去離子多次洗滌直至用硝酸銀檢測無Br存在，于80°C真空干 燥24 h得到有機(jī)改性累托石（0REC)，裝袋備用。
[0023](3)將6g 0REC和300g EVA在密煉機(jī)于溫度120°C、轉(zhuǎn)速50 rpm/min條件下均勻 混煉5 min ; (4) 隨后將7. 5g發(fā)泡劑（AC)、2. 7g交聯(lián)劑（DCP)、1. 2g硬脂酸（St)、1. 8g硬脂酸鋅 (ZnSt)、2. lg助發(fā)泡劑（ZnO)加入至密煉機(jī)內(nèi)腔中于溫度120°C、轉(zhuǎn)速25 rpm/min條件下 繼續(xù)混煉15 min得到混合物； (5) 將步驟（4)所得混合物迅速轉(zhuǎn)移至開放式雙輥密煉機(jī)上壓制成厚度1~3_的薄片， 再進(jìn)一步裁成10 cm X 10 cm正方形片材； (6) 提前將平板硫化機(jī)預(yù)熱至185~195°C，均勻噴涂上脫模劑，等待水汽蒸發(fā)。
[0024] (7)將步驟（5)所得片材置于模具中，再講模具放入硫化機(jī)中于壓力10 MPa、溫度 185~195°C、條件下進(jìn)行l(wèi)Omin交聯(lián)發(fā)泡，隨后成型出片，室溫下冷卻得到EVA/0REC復(fù)合泡 沫材料（標(biāo)記為2 #)。
[0025] 實(shí)施例3 (1)在圓底燒瓶中加入9g累托石（REC)和100 mL去離子水，將其置于功率100 W超聲 波清洗器中超聲分散10 min后得到REC懸濁液。
[0026] (2)隨后在REC懸濁液中加入1. 5g雙十二烷基二甲基溴化銨在80°C下攪拌反應(yīng) 4 h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，用去離子水多次洗滌直至用硝酸銀檢測無Br存在，于80°C真 空干燥24 h得到有機(jī)改性累托石（0REC)，裝袋備用。
[0027](3)將3g 0REC和300g EVA在密煉機(jī)于溫度120°C、轉(zhuǎn)速50 rpm/min條件下均勻 混煉5 min ; (4) 隨后將7. 5g發(fā)泡劑（AC)、2. 7g交聯(lián)劑（DCP)、1. 2g硬脂酸（St)、1. 8g硬脂酸鋅 (ZnSt)、2. lg助發(fā)泡劑（ZnO)加入至密煉機(jī)內(nèi)腔中于溫度120°C、轉(zhuǎn)速25 rpm/min條件下 繼續(xù)混煉15 min得到混合物； (5) 將