專利名稱：具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泡沫材料領(lǐng)域，確切地說是指ー種具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的能量吸收泡沫材料是采用弾性體泡沫或相似的相對軟的弾性可壓縮材料來制備。然而，傳統(tǒng)的能量吸收泡沫材料只能達(dá)到有限的保護(hù)，且基本無阻燃性可言。例如， CN101020770A的中國專利描述了乙烯-辛烯弾性體發(fā)泡材料，主要用作襯墊和保溫包裝等非自支撐泡沫材料。往往也有些其他的技術(shù)將傳統(tǒng)能量吸收材料與剛性結(jié)構(gòu)件結(jié)合使用， 這在一定程度上擴(kuò)大了受カ面積，減緩了沖擊帶來的傷害，但效果都不明顯。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供ー種具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制備方法，使之保持材料結(jié)構(gòu)性能的同吋，又能夠具有材料的吸收性能、 阻燃性的優(yōu)點(diǎn)。為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，包括以下原料乙烯-辛烯弾性體40 % -80%,剪切增稠流體3-35 %，聚苯硫醚 (PPS)0-30%，偶聯(lián)劑 0. 2-0. 8%，抗氧劑 0-1 %，活化劑 0.5%-8%,發(fā)泡劑 1. 5% -10%，交聯(lián)劑0. 1 % -3 %，脫模劑0-1 % ；以上原料組成按重量配比。優(yōu)選地，所述剪切增稠流體是由分散相和分散介質(zhì)組成，二者的重量比為 15% -60%。優(yōu)選地，所述分散相由聚乙ニ醇200、聚乙ニ醇400、聚乙ニ醇600、聚乙ニ醇1000、 聚乙ニ醇4000中的兩種組分或兩種以上組分的混合而成。優(yōu)選地，所述分散介質(zhì)是球狀納米ニ氧化硅，粒徑為5-30nm。優(yōu)選地，所述聚苯硫醚的分子量為3000-40000。優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑是、-氨丙基三乙氧基硅烷。優(yōu)選地，所述抗氧劑是四[β-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酷。優(yōu)選地，所述活化劑是氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸、硬脂酸鈣中的ー種或混合物。優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑是偶氮類發(fā)泡劑、磺酰胼類發(fā)泡劑或無機(jī)類發(fā)泡劑中的ー種或混合物。優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑是過氧化ニ異丙苯、苯甲酰胺、偶氮ニ異丁氰中的ー種或混合物。優(yōu)選地，所述脫模劑是硅油、硅酮中的ー種或混合物。另外，本發(fā)明還提供ー種具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制備方法， 原料組成按重量配比為乙烯-辛烯弾性體40%-80%,剪切增稠流體3-35%，聚苯硫醚 (PPS)0-30%，偶聯(lián)劑 0. 2-0. 8%、抗氧劑 0-1%,活化劑 0. 5% -8%,發(fā)泡劑 1. 5% -10%, 聯(lián)劑0. 1% _3%、脫模劑0-1% ；首先制備剪切增稠流體，然后對聚苯硫醚進(jìn)行偶聯(lián)化處理， 再將除發(fā)泡劑和交聯(lián)劑以外的各組分一起投入到高速混合機(jī)中混合5-lOmin，控制攪拌速度為3000-5000rpm，攪拌桶溫度控制在30_50°C，然后將混合均勻的混合物料在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為80-200rpm，螺桿溫度為80-260°C，物料在螺桿中停留時(shí)間為 3-5分鐘，擠出物料冷卻后切粒，將粒料放置在真空烘箱中60-100°C干燥3-8小吋，得到初混物，然后按一定比例將發(fā)泡劑、交聯(lián)劑和初混物在80-150°C開煉機(jī)上混合均勻制備成片材，最后將片材置于模具中，在150-180°C的硫化機(jī)上進(jìn)行模壓發(fā)泡10-25分鐘，制得具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料。優(yōu)選地，所述剪切增稠流體的制備流程如下①分散相球狀納米ニ氧化硅的偶聯(lián)表面化處理將球狀納米ニ氧化硅在Y-氨丙基三乙氧基硅烷、無水乙醇的混合溶液中充分浸潤5-20分鐘，處理溫度30°C -50°C，使得Y-氨丙基三乙氧基硅烷充分與球狀納米ニ 氧化硅表面反應(yīng)，經(jīng)熱空氣干燥后得到所述偶聯(lián)化表面處理的球狀納米ニ氧化硅；其中三者的配比為60% -90%的球狀納米ニ氧化硅，0. 5% -3. 5%的偶聯(lián)劑，13. 5% -22. 5%的無水乙醇；②分散介質(zhì)聚乙ニ醇混合相將聚乙ニ醇200與聚乙ニ醇1000以3 2至2 3 的比例混合均勻；③將表面偶聯(lián)化處理的球狀納米ニ氧化硅與聚乙ニ醇混合相3 17至 3 2的比例混合，制備成剪切增稠流體。優(yōu)選地，所述聚苯硫醚的偶聯(lián)化表面處理的流程如下將Y-氨丙基三乙氧基硅烷與無水乙醇按1 9至1 2的比例混合后，在混合機(jī)中將配置溶液噴灑在不斷攪拌的聚苯硫醚表面，使之充分反應(yīng)，經(jīng)熱空氣干燥后得到所述偶聯(lián)化表面處理的聚苯硫醚。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制備方法，使能量吸收泡沫材料保持材料結(jié)構(gòu)性能的同吋，又能夠具有材料的吸收性能、阻燃性的優(yōu)點(diǎn)。采用本發(fā)明技木，所制得的能量吸收泡沫材料具有密度可控、耐化學(xué)腐蝕、弾性可壓縮、自支撐結(jié)構(gòu)、能量吸收性能好、具有一定的阻燃性能等優(yōu)異性能，可用作運(yùn)動系列的自行車、摩托車頭盜，安全帽、網(wǎng)球/羽毛球拍、運(yùn)動鞋，以及防護(hù)手套、護(hù)膝、護(hù)肘等以保護(hù)人體關(guān)節(jié)部位為使用目的、避免和減輕撞擊、穿刺等相對低速的機(jī)械傷害因素對這些部位產(chǎn)生傷害的材料等。
圖1為本發(fā)明中具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行闡述。實(shí)施例1請參見圖1，該圖為本發(fā)明中具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制備方法的流程圖。剪切增稠流體的制備①分散相球狀納米ニ氧化硅的偶聯(lián)表面化處理將球狀納米ニ氧化硅在Y-氨丙基三乙氧基硅烷、無水乙醇的混合溶液中充分浸潤15分鐘，處理溫度40°C，使得Y -氨丙基三乙氧基硅烷充分與球狀納米ニ氧化硅表面反應(yīng)，經(jīng)熱空氣干燥后得到所述偶聯(lián)化表面處理的球狀納米ニ氧化硅；其中三者的配比為80%的球狀納米ニ 氧化硅，1.5%的偶聯(lián)劑，18. 5%的無水乙醇；②分散介質(zhì)聚乙ニ醇混合相將聚乙ニ醇200 與聚乙ニ醇1000以3 2的比例混合均勻；③將表面偶聯(lián)化處理的球狀納米ニ氧化硅與聚乙ニ醇混合相2 3的比例混合，制備成剪切增稠流體。原料組成按重量配比為乙烯-辛烯弾性體60%、剪切增稠流體30.4%、偶聯(lián)劑0. 7 %、抗氧劑(1010) 0.6%,活化劑氧化鋅2 %、活化劑硬脂酸鋅1.2%、活化劑硬脂酸 0.5%,發(fā)泡劑AC3. 5 %、交聯(lián)劑DCPl %、脫模劑硅油0.1%。先將乙烯-辛烯弾性體、剪切增稠流體、抗氧劑、活化劑、脫模劑在高速混合機(jī)上混合均勻，攪拌速度為4000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌桶溫度控制在40°C，然后將混合均勻的混合物料在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為 80/120/150/180/180/150，物料在螺桿中停留時(shí)間為3分鐘，擠出物料冷卻后切粒，將粒料放置在真空烘箱中60°C干燥5小吋，得到初混物，然后將烘好的物料與發(fā)泡劑、交聯(lián)劑在 130°C開煉機(jī)上混合均勻制備成片材，最后將片材置于模具中，在160°C的硫化機(jī)上進(jìn)行模壓發(fā)泡10分鐘，制得泡孔均勻的能量吸收泡沫材料。實(shí)施例2剪切增稠流體制備同實(shí)施例1。聚苯硫醚的偶聯(lián)化表面處理將Y-氨丙基三乙氧基硅烷與無水乙醇按1 9的比例混合后，在混合機(jī)中將配置溶液噴灑在不斷攪拌的聚苯硫醚表面，使之充分反應(yīng)，經(jīng)熱空氣干燥后得到所述偶聯(lián)化表面處理的聚苯硫醚。原料組成按重量配比為乙烯-辛烯弾性體60%、剪切增稠流體22. 5%、聚苯硫醚 8%、偶聯(lián)劑0.6%、抗氧劑(1010)0. 6%、活化劑氧化鋅2%、活化劑硬脂酸鋅1.2%、活化劑硬脂酸0.5%、發(fā)泡劑AC3. 5 %、交聯(lián)劑DCPl %、脫模劑硅油0.1%。實(shí)施工藝同實(shí)施例1相同，制得泡孔均勻的能量吸收泡沫材料。實(shí)施例3剪切增稠流體制備同實(shí)施例1，聚苯硫醚的偶聯(lián)化表面處理同實(shí)施例2。原料組成按重量配比為乙烯-辛烯弾性體60%、剪切增稠流體12. 6%、聚苯硫醚 18 %、偶聯(lián)劑0. 6 %、抗氧劑(1010) 0.5%,活化劑氧化鋅2 %、活化劑硬脂酸鋅1. 2 %、活化劑硬脂酸0.5%、發(fā)泡劑AC3. 5 %、交聯(lián)劑DCPl %、脫模劑硅油0.1%。實(shí)施工藝同實(shí)施例1相同，制得泡孔均勻的能量吸收泡沫材料。實(shí)施例4剪切增稠流體制備同實(shí)施例1，聚苯硫醚的偶聯(lián)化表面處理同實(shí)施例2。原料組成按重量配比為乙烯-辛烯弾性體60%、剪切增稠流體5. 7%、聚苯硫醚 25 %、偶聯(lián)劑0. 5 %、抗氧劑(1010) 0.5%,活化劑氧化鋅2 %、活化劑硬脂酸鋅1. 2 %、活化劑硬脂酸0.5%、發(fā)泡劑AC3. 5 %、交聯(lián)劑DCPl %、脫模劑硅油0.1%。實(shí)施工藝同實(shí)施例1相同，制得泡孔均勻的能量吸收泡沫材料。性能測試具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料性能見下表
權(quán)利要求
1.ー種具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在于包括以下原料: 乙烯-辛烯彈性體40 % -80 %，剪切增稠流體3-35 %，聚苯硫醚(PPQ 0-30 %，偶聯(lián)劑 0. 2-0. 8 %，抗氧劑0-1 %，活化劑0. 5 % -8 %，發(fā)泡劑1. 5 % -10 %，交聯(lián)劑0. 1 % -3 %，脫模劑0-1% ；以上原料組成按重量配比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述剪切增稠流體是由分散相和分散介質(zhì)組成，二者的重量比為15% -60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述分散相由聚乙ニ醇200、聚乙ニ醇400、聚乙ニ醇600、聚乙ニ醇1000、聚乙ニ醇4000中的兩種組分或兩種以上組分的混合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述分散介質(zhì)是球狀納米ニ氧化硅，粒徑為5-30nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述聚苯硫醚的分子量為3000-40000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述偶聯(lián)劑是Y-氨丙基三乙氧基硅烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述抗氧劑是四[β-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述活化劑是氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸、硬脂酸鈣中的ー種或混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述發(fā)泡劑是偶氮類發(fā)泡劑、磺酰胼類發(fā)泡劑或無機(jī)類發(fā)泡劑中的ー種或混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述交聯(lián)劑是過氧化ニ異丙苯、苯甲酰胺、偶氮ニ異丁氰中的ー種或混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在干，所述脫模劑是硅油、硅酮中的ー種或混合物。
12.—種具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制備方法，其特征在干，原料組成按重量配比為乙烯-辛烯弾性體40% -80%，剪切增稠流體3-35%，聚苯硫醚 (PPS)0-30%，偶聯(lián)劑 0. 2-0. 8%、抗氧劑 0-1%,活化劑 0. 5% -8%,發(fā)泡劑 1. 5% -10%, 聯(lián)劑0. 1% -3%、脫模劑0-1% ；首先制備剪切增稠流體，然后對聚苯硫醚進(jìn)行偶聯(lián)化處理， 再將除發(fā)泡劑和交聯(lián)劑以外的各組分一起投入到高速混合機(jī)中混合5-lOmin，控制攪拌速度為3000-5000rpm，攪拌桶溫度控制在30_50°C，然后將混合均勻的混合物料在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為80-200rpm，螺桿溫度為80-260°C，物料在螺桿中停留時(shí)間為 3-5分鐘，擠出物料冷卻后切粒，將粒料放置在真空烘箱中60-100°C干燥3-8小吋，得到初混物，然后按一定比例將發(fā)泡劑、交聯(lián)劑和初混物在80-150°C開煉機(jī)上混合均勻制備成片材，最后將片材置于模具中，在150-180°C的硫化機(jī)上進(jìn)行模壓發(fā)泡10-25分鐘，制得具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制備方法，其特征在干，所述剪切增稠流體的制備流程如下①分散相球狀納米ニ氧化硅的偶聯(lián)表面化處理將球狀納米ニ氧化硅在Y-氨丙基三乙氧基硅烷、無水乙醇的混合溶液中充分浸潤5-20分鐘，處理溫度30°C -50°C，使得Y -氨丙基三乙氧基硅烷充分與球狀納米ニ氧化硅表面反應(yīng)，經(jīng)熱空氣干燥后得到所述偶聯(lián)化表面處理的球狀納米ニ氧化硅；其中三者的配比為60% -90%的球狀納米ニ氧化硅，0. 5% -3. 5%的偶聯(lián)劑，13. 5% -22. 5%的無水乙醇； ②分散介質(zhì)聚乙ニ醇混合相將聚乙ニ醇200與聚乙ニ醇1000以3 2至2 3的比例混合均勻；③將表面偶聯(lián)化處理的球狀納米ニ氧化硅與聚乙ニ醇混合相3 17至3 2的比例混合，制備成剪切增稠流體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制備方法，其特征在干，所述聚苯硫醚的偶聯(lián)化表面處理的流程如下將Y-氨丙基三乙氧基硅烷與無水乙醇按1 9至1 2的比例混合后，在混合機(jī)中將配置溶液噴灑在不斷攪拌的聚苯硫醚表面，使之充分反應(yīng)，經(jīng)熱空氣干燥后得到所述偶聯(lián)化表面處理的聚苯硫醚。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料，其特征在于包括以下原料乙烯-辛烯彈性體40％-80％，剪切增稠流體3-35％，聚苯硫醚(PPS)0-30％，偶聯(lián)劑0.2-0.8％，抗氧劑0-1％，活化劑0.5％-8％，發(fā)泡劑1.5％-10％，交聯(lián)劑0.1％-3％，脫模劑0-1％；以上原料組成按重量配比。另外，本發(fā)明還公開一種具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料的制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的具有提高阻燃性能和吸收性能的泡沫材料及其制備方法，使之保持材料結(jié)構(gòu)性能的同時(shí)，又能夠具有材料的吸收性能、阻燃性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B29C44/04GK102558662SQ20121000108
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者周宏 , 張志剛, 李炎, 王慶春, 王鑫, 蔣每雄, 閔敏, 黃獻(xiàn)聰 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所, 四川華通投資控股有限公司