專利名稱：：連續(xù)制備橡膠發(fā)泡材料的方法及由其制得的成品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種連續(xù)制備橡膠發(fā)泡材料的方法，一種由該方法所獲得的橡膠發(fā)泡材料，以及一種由該橡膠發(fā)泡材料所制得的成品。
背景技術(shù)：
：已知橡膠發(fā)泡材料通常具有緩沖、隔熱、隔音、彈性回復(fù)率良好等優(yōu)異特性，因此，經(jīng)常被應(yīng)用于制造運(yùn)動(dòng)用品、建筑材料、鞋類制品、汽車材料、醫(yī)療器材等方面。如圖1中所示，常規(guī)技術(shù)中制造橡膠發(fā)泡材料的方法首先使聚烯烴橡膠材料、發(fā)泡劑、硫黃或過氧化物、硫化促進(jìn)劑與其它添加劑混合均勻后，將所形成的混合物在120至13(TC的溫度條件下進(jìn)行硫化30至50分鐘，使聚合物分子間產(chǎn)生交聯(lián)作用。常規(guī)的技術(shù)使用硫化方法使橡膠產(chǎn)生交聯(lián)，之后使發(fā)泡劑發(fā)生分解作用而產(chǎn)生氣體進(jìn)行發(fā)泡形成發(fā)泡體，如EP1683827Al所披露。然而，如果分子間不具有不飽和雙鍵，則添加過氧化物于130至175。C的溫度下進(jìn)行橡膠交聯(lián)，如EP0997493及US6,720,364B2等所披露的。此類橡膠諸如乙丙橡膠(EPR)。其后，再使發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體，開模后形成發(fā)泡體。另一種常規(guī)的制造橡膠發(fā)泡材料的方法如圖2所示，是先將聚烯烴橡膠材料、發(fā)泡劑、硫黃或過氧化物、硫化促進(jìn)劑及其它添加劑混合均勻，之后將形成的混合物置入硫化槽中，在120至13(TC的溫度條件下硫化該橡膠混合物30至50分鐘；或者，加入過氧化物，在130至15(TC的溫度條件下交聯(lián)該橡膠混合物10至15分鐘，之后將該交聯(lián)的混合物置入烘箱內(nèi)加熱，使混合物中的發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體，以進(jìn)行發(fā)泡作用及形成橡膠發(fā)泡體。還有，已知可利用超聲波照射方法進(jìn)行聚烯烴橡膠的交聯(lián)，如披露于Y.Chen，H.Li，"PhasemorphologyevolutionandcompatibilityimprovementofPP/EPDMbyultrasoundirradiation",Polymer,46，第7707-7714頁(2005)文獻(xiàn)中的方法。就目前的橡膠發(fā)泡方法而言，通常需要有交聯(lián)的程序以使聚合物分子間產(chǎn)生網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，然而，不論是使用硫化方式交聯(lián)或利用過氧化物交聯(lián)，均須在高溫條件下(例如120至175'C的范圍)進(jìn)行，且需持續(xù)10至50分鐘的時(shí)間以達(dá)到交聯(lián)作用的目的。這種交聯(lián)方法不僅消耗能源且耗費(fèi)時(shí)間，而且如果使用過氧化物作為交聯(lián)劑，則與日益強(qiáng)調(diào)的環(huán)保觀念上背道而行。而且，按照常規(guī)制造方法制得的成品為間歇法制得的片狀成品，此類成品在后段加工廠應(yīng)用上會(huì)產(chǎn)生廢料，從而對(duì)環(huán)保帶來重大的負(fù)擔(dān)。因此，為避免發(fā)生上述問題，本發(fā)明人研發(fā)出了一種新穎的連續(xù)制造橡膠發(fā)泡材料的方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)地制造橡膠發(fā)泡材料的方法，其包括以下步驟(A)均勻摻混橡膠與發(fā)泡劑及任選的其它添加劑，以形成發(fā)泡材料混合物；(B)以擠出機(jī)連續(xù)混煉擠出該發(fā)泡材料混合物；(C)利用電子束照射裝置照射該擠出的發(fā)泡材料混合物，以使橡膠交聯(lián)；及(D)將該交聯(lián)的混合物導(dǎo)入加熱發(fā)泡爐中，使發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體以及使交聯(lián)的橡膠冷卻定形，以形成橡膠發(fā)泡材料。本發(fā)明的另一目的為提供連續(xù)制造以聚烯烴為主的橡膠發(fā)泡材料的方法。本發(fā)明的另一目的為提供一種由該連續(xù)制造方法獲得的聚烯烴橡膠發(fā)泡材料。本發(fā)明的又另一目的為提供一種由上述方法所獲得的聚烯烴橡膠發(fā)泡材料所制得的成品。圖1為常規(guī)技術(shù)制造方法的示意圖。圖2為常規(guī)技術(shù)制造方法的示意圖。圖3為本發(fā)明連續(xù)式制造方法的示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種連續(xù)制造橡膠發(fā)泡材料的方法，其包含以下步驟首先，將橡膠與發(fā)泡劑或任選的添加劑一起均勻摻混；之后，將該橡膠混合物導(dǎo)入連續(xù)式的擠出機(jī)中，加熱熔融該橡膠混合物，并擠出成型為薄板；接著，對(duì)該成型過的薄板在室溫下施以電子束照射進(jìn)行交聯(lián)；然后，將交聯(lián)的成型薄板導(dǎo)入高溫加熱爐中，使該橡膠成型體中的發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體，以將橡膠成型薄板均勻膨脹成預(yù)定尺寸的橡膠發(fā)泡材料。根據(jù)本發(fā)明的第一具體實(shí)施方式，如圖3所示，使聚烯烴橡膠、發(fā)泡劑及添加劑均勻摻混后，將其加入連續(xù)式擠出機(jī)中，在70至130°C、優(yōu)選110至12(TC的操作溫度下加熱熔融該聚烯烴橡膠混合物，并擠出成型為具有0.5至2.0mm厚度的薄板；接著，借助于電子束照射裝置在照射劑量為2.0至10.0Mrad、優(yōu)選3至5Mrad、更優(yōu)選4Mrad的照射條件下照射，其速度為約10~15m/min、優(yōu)選12m/min，使該聚烯烴橡膠聚合物分子間產(chǎn)生相互交聯(lián)作用而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，掃描頻率為200Hz，速度為10至15m/min;然后，將交聯(lián)的成型薄板以1.0至5.0m/min的速度導(dǎo)入溫度設(shè)在170至220"C的高溫加熱爐中，利用該聚烯烴橡膠成型體中的發(fā)泡劑分解所產(chǎn)生的氣體使聚烯烴橡膠均勻膨脹形成預(yù)定尺寸的具有三維膨脹結(jié)構(gòu)的聚烯烴橡膠發(fā)泡材料。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，適用于本發(fā)明方法的橡膠材料優(yōu)選為聚烯烴類，諸如包含乙烯、丙烯與二烯單體的聚合物，優(yōu)選為乙烯-丙烯-二烯單體的三元橡膠，例如乙烯/丙烯/二烯橡膠(簡(jiǎn)稱為"EPDM")。優(yōu)選地，所述聚烯烴橡膠的門尼黏度(125t:)為16至24、更優(yōu)選為19(在25'C下)。任何一種在高溫下會(huì)分解產(chǎn)生氣體的發(fā)泡劑均適用于本發(fā)明的方法。適用于本發(fā)明方法的發(fā)泡劑的實(shí)例包括有機(jī)發(fā)泡劑，如偶氮類化合物，諸如偶氮二甲酰胺(ADCA)等；亞硝基化合物；以及聯(lián)胺類，如4,4'-氧代雙苯磺酰肼(OBSH)、對(duì)甲苯磺酰肼(TSH)、苯磺酰肼(BSH)等。無機(jī)發(fā)泡劑，如碳酸氫鈉、碳酸鈉等。發(fā)泡劑可單獨(dú)或組合使用。優(yōu)選發(fā)泡劑的平均粒徑為2至25|im，更優(yōu)選14至17和/或優(yōu)選分解溫度為l卯至225°C，更優(yōu)選為202至206°C。最優(yōu)選為例如購自Dong-Jin公司的商品1500TID。在本發(fā)明的方法中，以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)，發(fā)泡劑的含量為1至25phr，優(yōu)選7.0至10phr，更優(yōu)選7.5至9phr。根據(jù)本發(fā)明的方法，聚烯烴橡膠混合物中可以選擇地添加至少一種通常在橡膠發(fā)泡劑材料制造中使用的常規(guī)添加劑，諸如發(fā)泡助劑如脲化合物、水楊酸化合物及苯甲酸等；阻燃劑；填料；顏料；助劑如發(fā)泡劑助劑(例如氧化鋅)，或適合的助劑，諸如硬脂酸金屬鹽類化合物，優(yōu)選為硬脂酸鋅；抗氧化劑或穩(wěn)定劑等。適用于本發(fā)明的抗氧化劑實(shí)例諸如四醇酯類化合物，例如AO-1010抗氧化劑(購自高銀化學(xué)工業(yè)股份有限公司)。以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)，選擇性加入的添加劑含量的總量為不超過10phr。優(yōu)選地，氧化鋅含量為0至5phr，和/或抗氧化劑含量為0至5phr，和/或助劑含量為0至3phr，以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)。根據(jù)本發(fā)明的第一具體實(shí)施方式，氧化鋅含量?jī)?yōu)選為0.5至l.Ophr，更優(yōu)選0.8至0.9phr，抗氧化劑含量?jī)?yōu)選為0.1至l.Ophr，更優(yōu)選0.2至0.4phr，助劑含量更優(yōu)選為2phr，以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)。借助于上述連續(xù)方法所獲得的聚烯烴橡膠發(fā)泡材料可制成0.5至2.0mm厚度的薄板，或可將其巻成巻狀成品，其密度為0.2至0.03g/cm3，厚度為2至10mm，寬度為500至1500mm及長(zhǎng)度為30至150M。本發(fā)明的另一目的時(shí)提供一種成品，其是借助于上述連續(xù)式方法所獲得的橡膠發(fā)泡材料所制得，特別是利用上述連續(xù)式方法獲得的聚烯烴橡膠發(fā)泡材料所制得的成品。根據(jù)本發(fā)明的橡膠發(fā)泡材料獲得的成品適用于各種用途，特別是用于制造運(yùn)動(dòng)用品、建筑材料、鞋類制品、汽車材料或醫(yī)療器材等方面。本發(fā)明可參照以下實(shí)施例進(jìn)一步了解。實(shí)施例1.材料1)聚烯烴橡膠3722P，乙烯-丙烯-二烯單體的三元橡膠，購自杜邦-陶氏公司(DuPontDowElastomersL丄.C)，密度范圍0.88g/cm3，以ASTMD-297-93檢測(cè)，門尼黏度16至24(在125°C)，以ASTMD-1646-96a檢測(cè)，乙烯含量69.5%，以ASTMD-3900-95檢測(cè)，ENB含量0.15至0.95%。2)發(fā)泡劑1500TID，ADCA，偶氮二甲酰胺(Azodicarbonamide)，黃色粉末，購自Dong-Jin公司，比重1.65，分解溫度202至206X:，平均粒徑14至17fim。3)氧化鋅ZnO，白色粉末或黃白色粉末，購自鋅安公司，作為發(fā)泡劑助劑(促進(jìn)劑)，熔點(diǎn)270至300。C，比重5.0至6.0，純度90至100%。4)抗氧化劑AO-1010，白色粉末，購自高銀化學(xué)工業(yè)股份有限公司，熔點(diǎn)100至120°C。5)發(fā)泡助劑Zn-ST，硬脂酸鋅。2.連續(xù)擠出母片的操作條件擠出機(jī)設(shè)定溫度110至120。C，電子束照射劑量4士lMrad，加熱發(fā)泡爐溫度設(shè)定170至20(TC，3.測(cè)試物性方法以CNS10487檢測(cè)成品性質(zhì)，諸如密度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率及硬度。實(shí)施例1和2如表1中所示的組分及比例，將乙烯-丙烯-二烯單體的三元橡膠(3722P)、發(fā)泡齊U(ADCA)、ZnO、Zn-ST及抗氧化劑(AO-1010)均勻摻混后，送入溫度設(shè)定為110至120°C的擠出機(jī)混煉擠出約0.5至2.0mm厚的薄板。借助于電子束照射裝置，以照射劑量為4ilMmd照射，使該聚烯烴橡膠聚合物分子間產(chǎn)生相互交聯(lián)作用而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。之后，將該薄板導(dǎo)入溫度設(shè)定為170至20(TC的烘箱內(nèi)，利用加熱使在橡膠薄板中的發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體，以使橡膠聚合物經(jīng)三維膨脹，其后經(jīng)冷卻后形成橡膠發(fā)泡體。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>根據(jù)CNS10487的檢測(cè)方式，測(cè)定所獲得的橡膠發(fā)泡材料成品的性質(zhì)，其結(jié)果如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由上述具體實(shí)施例，已證實(shí)根據(jù)本發(fā)明所披露以電子束照射裝置照射方式進(jìn)行交聯(lián)的新穎的連續(xù)式制造方法確能替代現(xiàn)有技術(shù)中以硫化方式或添加過氧化物方式進(jìn)行交聯(lián)的制造方法，且試驗(yàn)結(jié)果顯示，根據(jù)本發(fā)明的新穎的連續(xù)式制造方法確能獲得穩(wěn)定的橡膠發(fā)泡材料及成品。以上具體實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及特點(diǎn)，使具有本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解本申請(qǐng)的目的及內(nèi)容并加以實(shí)施，而不是用來限制本發(fā)明，所以在不偏離本
發(fā)明內(nèi)容及精神所完成的改良或修飾的發(fā)明，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范疇內(nèi)。權(quán)利要求1、一種連續(xù)制造橡膠發(fā)泡材料的方法，其包括以下步驟(A)均勻摻混橡膠與發(fā)泡劑及任選的其它添加劑，以形成發(fā)泡材料混合物；(B)以擠出機(jī)連續(xù)混煉擠出該發(fā)泡材料混合物；(C)利用電子束照射裝置照射該擠出的發(fā)泡材料混合物，以使橡膠交聯(lián)；以及(D)將該交聯(lián)的混合物導(dǎo)入加熱發(fā)泡爐中，使發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體以及使交聯(lián)的橡膠冷卻定形，形成發(fā)泡體材料。2、權(quán)利要求1的方法，其中所述橡膠為聚烯烴聚合物。3、權(quán)利要求2的方法，其中所述聚烯烴聚合物為包含乙烯、丙烯、二烯單體的聚合物。4、權(quán)利要求3的方法，其中所述聚烯烴聚合物為乙烯-丙烯-二烯單體的三元聚合物。5、權(quán)利要求1至4之一的方法，其中該聚烯烴橡膠的門尼黏度為16至24(在125t:下)。6、權(quán)利要求1至4之一的方法，其中所述擠出機(jī)的溫度設(shè)定在70至130。C。7、權(quán)利要求6的方法，其中所述擠出機(jī)的溫度為110至12(TC。8、權(quán)利要求1至4之一的方法，其中所述電子束照射裝置的照射劑量為2.0至10.0Mrad。9、權(quán)利要求8的方法，其中所述電子束照射裝置的照射劑量為3至5Mrad。10、權(quán)利要求9的方法，其中所述電子束照射裝置的照射劑量為4Mrad。11、權(quán)利要求1至4之一的方法，其中高溫加熱爐的溫度設(shè)定在170至220。C。12、權(quán)利要求1至4之一的方法，其中所述發(fā)泡劑為有機(jī)偶氮類化合物。13、權(quán)利要求12的方法，其中所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺(ADCA)。14、權(quán)利要求12的方法，其中所述發(fā)泡劑的平均粒徑為2至25|im，分解溫度為190至225。C。15、權(quán)利要求14的方法，其中所述發(fā)泡劑的平均粒徑為14至17nm，分解溫度為202至206。C。16、權(quán)利要求12的方法，其中所述發(fā)泡劑含量為1至25phr，以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)。17、權(quán)利要求16的方法，其中所述發(fā)泡劑的含量為7.0至10phr，以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)。18、權(quán)利要求17的方法，其中所述發(fā)泡劑的含量為7.5至9phr，以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)。19、權(quán)利要求1至4之一的方法，其中所述添加劑選自氧化鋅、抗氧化劑或助劑。20、權(quán)利要求19的方法，其中所述氧化鋅含量為0至5phr，和/或抗氧化劑含量為0至5phr，和/或助劑含量為0至3phr，以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)，其限制條件為添加劑總量不超過10phr。21、權(quán)利要求20的方法，其中所述氧化鋅含量為0.5至l.Ophr，抗氧化劑含量為0.1至l.Ophr，以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)。22、權(quán)利要求21的方法，其中所述氧化鋅含量為0.8至0.9，抗氧化劑含量為0.2至0.4phr，助劑含量為0至2phr，以100phr的聚烯烴橡膠重量計(jì)。23、權(quán)利要求19的方法，其中所述抗氧化劑為四醇酯類化合物，所述助劑為硬脂酸金屬鹽類。24、權(quán)利要求23的方法，其中所述助劑為硬脂酸鋅。25、一種聚烯烴橡膠發(fā)泡材料，其特征在于利用權(quán)利要求1的方法制得，使得聚合物分子間產(chǎn)生網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)。26、權(quán)利要求25的聚烯烴橡膠發(fā)泡材料，其為薄板狀，具有0.5至2.0mm厚度。27、權(quán)利要求25的聚烯烴橡膠發(fā)泡材料，其巻成巻狀成品，密度為0.2至0.03g/cm3，厚度為2至10mm，寬度為500至1500mm及長(zhǎng)度為30至150m。28、一種橡膠發(fā)泡成品，其是由權(quán)利要求25至27之一的聚烯烴發(fā)泡材料所制得。全文摘要本發(fā)明涉及一種連續(xù)地制造橡膠發(fā)泡材料的方法，其包含以下步驟(A)均勻摻混橡膠與發(fā)泡劑及任選的其它添加劑，以形成發(fā)泡材料混合物；(B)以擠出機(jī)連續(xù)混煉擠出該發(fā)泡材料混合物；(C)利用電子束照射裝置照射該擠出的發(fā)泡材料混合物，以使橡膠交聯(lián)；及(D)將該交聯(lián)的混合物導(dǎo)入加熱發(fā)泡爐中，使混合物中的發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣體及將交聯(lián)的橡膠冷卻定形，以形成橡膠發(fā)泡材料。本發(fā)明還涉及由該方法所獲得的橡膠發(fā)泡材料及一種由該發(fā)泡材料制得的成品。文檔編號(hào)C08J9/00GK101177496SQ20061014636公開日2008年5月14日申請(qǐng)日期2006年11月10日優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日發(fā)明者周芳如,尤利春,簡(jiǎn)兩佳申請(qǐng)人:良澔科技企業(yè)股份有限公司