一種跳高墊用eva復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及體育材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種跳高墊用EVA復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的進(jìn)步，人民的生活水平逐步提高，人民的物質(zhì)與精神文化需求也在不 斷提高。當(dāng)前，體育運(yùn)動(dòng)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾M成部分。為了使人們更好的享受 運(yùn)動(dòng)樂(lè)趣，安全、健康是最基本的保障，如跳高運(yùn)動(dòng)，除了舒適的場(chǎng)地外，還必須需要一個(gè)合 格的墊子來(lái)保證運(yùn)動(dòng)員的安全。
[0003] 常用的跳高墊為聚氨醋發(fā)泡塑料或EVA發(fā)泡塑料或橡膠等，在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)運(yùn) 些材料的跳高墊存在一定的缺陷：如橡膠材料墊雖然價(jià)格便宜，但重量較重，不方便移動(dòng)； EVA發(fā)泡塑料墊雖然密度低、物性良、耐候性好及無(wú)毒，但其彈性、抗撕裂性及抗剝離性等不 理想；聚氨醋雖然耐磨、抗撕裂性、彈性好，但價(jià)格較高；并且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于運(yùn)動(dòng)員汗 液與跳高墊的接觸，跳高墊表面會(huì)滋生大量細(xì)菌，不利于運(yùn)動(dòng)員的健康?；诖耍瑸榭朔?高用墊子W上的缺點(diǎn)，急需要提供一種具有質(zhì)輕、抗菌、環(huán)保等特點(diǎn)的跳高墊，可W更好地 滿足跳高運(yùn)動(dòng)的需要，同時(shí)響應(yīng)"健康、安全"的運(yùn)動(dòng)理念。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種跳高墊用EVA復(fù)合材料及其制備 方法。 陽(yáng)0化]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：一種跳高墊用EVA復(fù)合材料，由基 材、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、彈性體、抗菌劑、導(dǎo)電填料、無(wú)機(jī)填料和復(fù)配助劑組成，各組分的重量 份數(shù)依次為：基材40-60份、發(fā)泡劑母粒5-10份、交聯(lián)劑0. 5-1份、彈性體10-20份、抗菌 劑1-3份、炭黑10-25份、填料10-20份、復(fù)配助劑0. 5-1份，其中，所述的基材由重量比為 70-90 :10-30的乙締-醋酸乙締共聚物和聚乙締混合而成，所述的炭黑由重量比為2-5 :1 的特導(dǎo)電炭黑和乙烘炭黑混合而成，所述的填料由重量比為1 :2-3的有機(jī)改性蒙脫±和碳 酸巧混合而成。
[0006] 其中，所述的聚乙締由重量比為3-5 :1的低密度聚乙締和高密度聚乙締組成。
[0007] 其中，所述的復(fù)配助劑由重量比為1 :4-5 :1的硬脂酸、氧化鋒和硬脂酸鋒組成。
[0008] 其中，所述的交聯(lián)劑為過(guò)氧化二異丙苯。
[0009] 本發(fā)明的一種跳高墊用EVA復(fù)合材料的制備方法，包括W下步驟：步驟一、將發(fā)泡 劑粉末置于預(yù)熱至50°C的捏合機(jī)中，另在捏合機(jī)中加入重量為發(fā)泡劑粉末重量0. 2-2%的 助劑，繼續(xù)加熱至捏合機(jī)內(nèi)溫度達(dá)到l〇〇°C，在該溫度下加熱20-25min后，出料并造粒，審U 得發(fā)泡劑母粒，備用； 步驟二、取載銀憐酸錯(cuò)粉體在80°C下烘化，然后將其加入到預(yù)先加熱至80-90°C的高 速攬拌機(jī)中，控制攬拌速度250-3(K)r/min，攬拌IOmin后，按照侶酸醋偶聯(lián)劑：載銀憐酸錯(cuò) 粉體=1-3 :100的重量比稱(chēng)取侶酸醋偶聯(lián)劑，并按照Ig:3-4mL的比例依次取侶酸醋偶聯(lián)劑 和乙醇，混合成混合溶液，用滴管將該混合溶液逐滴滴入高速攬拌機(jī)中，滴加完畢后，再攬 拌lOmin，卸料，制得改性載銀憐酸錯(cuò)，備用； 步驟S、將步驟二制得的改性載銀憐酸錯(cuò)置于溫度為90°C、轉(zhuǎn)速為20化/min的攬拌機(jī) 中，然后按照改性載銀憐酸錯(cuò)：氧化銅=17 :40的重量比，稱(chēng)取氧化銅并將其加入到攬拌機(jī) 中，混合攬拌lOmin，卸料，制得抗菌劑，備用； 步驟四、按照所述重量份數(shù)，依次稱(chēng)取基材、步驟一制得的發(fā)泡劑母粒、交聯(lián)劑、彈性 體、步驟立制得的抗菌劑、炭黑、填料、復(fù)配助劑，將基材和彈性體加入到預(yù)熱至90-100°C的 塑煉機(jī)中塑煉3-5min，然后依次加入步驟一制得的發(fā)泡劑母粒、交聯(lián)劑、步驟=制得的抗菌 劑、炭黑、填料、復(fù)配助劑，繼續(xù)塑煉12-15min，出料，備用； 步驟五、將步驟四取出的混合物料冷卻后剪碎并置于模具中，將模具置于平板硫化機(jī) 中進(jìn)行模壓發(fā)泡，其中，模具溫度為160-170°C，模壓lOMPa，模壓時(shí)間為15-20min，冷卻后， 取出樣品； 步驟六、將步驟五制得的樣品置于干燥箱中進(jìn)行處理1. 5-化，再將樣品置于室溫放置 12h，制得跳高墊用EVA復(fù)合材料，其中，干燥箱溫度為65-75°C。
[0010] 進(jìn)一步的，步驟一中的助劑由重量比為12-14 :1 :5的碳酸巧、氧化鋒和載體EVA 組成。
[0011] 本發(fā)明中，乙締-醋酸乙締共聚物是由無(wú)極性、結(jié)晶性的乙締單體與強(qiáng)極性、非 結(jié)晶性的乙酸乙締醋單體共聚而成的熱塑性樹(shù)脂，是一種支化度高的無(wú)規(guī)共聚物，它與聚 乙締的烙限接近，且分子鏈結(jié)構(gòu)相似，都具有大量的支鏈，兩種聚合物的共混物具有W下特 點(diǎn)：當(dāng)共混物中乙締-醋酸乙締共聚物：聚乙締> 70 :30時(shí)，共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)為W乙締-醋 酸乙締共聚物為連續(xù)相，聚乙締為分散相的單相連續(xù)結(jié)構(gòu)；當(dāng)乙締-醋酸乙締共聚物：聚乙 締《70 :30時(shí)，共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)為乙締-醋酸乙締共聚物和聚乙締互為連續(xù)相的交錯(cuò)結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明中，炭黑主要存在于乙締-醋酸乙締共聚物連續(xù)相W及乙締-醋酸乙締共聚物/聚 乙締的相界面上，少數(shù)存在于聚乙締相中。
[0012] 優(yōu)選的，基材由重量比為80 :20的乙締-醋酸乙締共聚物和聚乙締混合而成，該基 材具有良好的抗靜電性能，運(yùn)樣由于乙締-醋酸乙締共聚物作為連續(xù)相，聚乙締所占份數(shù) 提高，在乙締-醋酸乙締共聚物中的分散結(jié)構(gòu)已接近連續(xù)相，分散均勻，但溫度升高時(shí)，聚 乙締的熱膨脹被乙締-醋酸乙締共聚物均勻吸收，熱膨脹對(duì)材料導(dǎo)電性影響較小，材料表 現(xiàn)出良好的抗靜電性。
[0013] 本發(fā)明中，乙締-醋酸乙締共聚物為主基材，在同時(shí)保證發(fā)泡工藝、導(dǎo)電性，甚至 是阻燃性能的前提下，來(lái)確定炭黑填充整個(gè)體系的影響。由于炭黑在復(fù)合物中的導(dǎo)電性主 要是由炭黑粒子在復(fù)合體系樹(shù)脂基體中的分布情況決定的，炭黑填充量較低時(shí)，炭黑粒子 或其聚集體無(wú)規(guī)則地分散于基體中，很難形成貫穿整個(gè)材料的導(dǎo)電通路，隨著炭黑含量的 增加，聚合物/填料的界面能過(guò)剩不斷增大，相互接觸的導(dǎo)電粒子數(shù)目增多，導(dǎo)電粒子開(kāi)始 形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，宏觀上表現(xiàn)為體系的電阻率迅速下降，體系由絕緣體向半導(dǎo)轉(zhuǎn)變；隨著炭黑 含量的繼續(xù)增加，當(dāng)導(dǎo)電顆粒相互間能夠緊密靠近或直接接觸時(shí)，即形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)， 此時(shí)復(fù)合材料的電阻率急劇減小，體系界面能過(guò)剩，達(dá)到一個(gè)與聚合物種類(lèi)無(wú)關(guān)的普適常 數(shù)，復(fù)合材料變成了良導(dǎo)體。
[0014] 在復(fù)合材料中，乙締-醋酸乙締共聚物作為連續(xù)相，乙締-醋酸乙締共聚物大分子 中存在著大量的醋基，該基團(tuán)的電子云排布偏向于雙鍵連接的氧原子，形成了具有極性的 結(jié)構(gòu)，在加入炭黑做為導(dǎo)電介質(zhì)時(shí)，乙締-醋酸乙締共聚物烙體對(duì)炭黑粒子有很強(qiáng)的吸附 能力，使大量的炭黑粒子由于范德華力而被吸附在乙締-醋酸乙締共聚物大分子的醋基附 近。由于乙締-醋酸乙締共聚物在復(fù)合材料中所占比例較大，使運(yùn)一運(yùn)動(dòng)對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電 性影響很大，經(jīng)混煉后的材料冷卻置室溫，乙締-醋酸乙締共聚物大分子卷曲，將吸附的炭 黑粒子包裹在大分子層中，切斷了炭黑粒子間的電子傳導(dǎo)，材料電阻較大；當(dāng)材料升溫時(shí)， 乙締-醋酸乙締共聚物大分子舒展，范德華力因溫度升高而減弱，解開(kāi)對(duì)炭黑粒子的束縛， 大量炭黑粒子發(fā)生熱運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行重新分散，形成新的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，建立更多的導(dǎo)電路徑，使 材料的表面電阻降低，材料表現(xiàn)出明顯的抗靜電行為；再者，在燃燒的過(guò)程中，炭黑能夠捕 捉自由基，同時(shí)，還具有一定的交聯(lián)的作用，有利于燃燒碳層的形成，使復(fù)合材料具有一定 的阻燃性能。
[0015] 本發(fā)明中采用的復(fù)配助劑，硬脂酸可軟化物料，有利于加工中物料脫模，同時(shí)還可 降低發(fā)泡劑的分解溫度；但如果用量過(guò)多，則酸性太強(qiáng)，使活性游離基被轉(zhuǎn)移，從而延緩了 交聯(lián)反應(yīng)，對(duì)彈性和壓縮變形都不利，另外還可能發(fā)生吐霜和吐蠟。硬脂酸鋒是聚合物分子 內(nèi)的潤(rùn)滑劑，可降低發(fā)泡劑的分解溫度；硬脂酸鋒用量過(guò)少表現(xiàn)為發(fā)泡不足，材料硬；若其 用量過(guò)多，則發(fā)泡作用太快，表現(xiàn)為壓縮變形不好，材料的剝離、拉伸、撕裂強(qiáng)度都下降。氧 化鋒可中和整個(gè)體系中的酸性，同時(shí)能有效降低發(fā)泡劑的分解溫度，促進(jìn)交聯(lián)和發(fā)泡的順 利進(jìn)行。氧化鋒用量適當(dāng)，還有利于使閉孔發(fā)泡材料氣孔結(jié)構(gòu)均勻細(xì)密，提高超輕發(fā)泡材料 的力學(xué)性能；若過(guò)少，則發(fā)泡作用不正常，而過(guò)多份，則造成發(fā)泡作用太甚，壓縮變形不好， 材料的剝離、抗拉、撕裂強(qiáng)度都下降；通過(guò)將=者復(fù)配，可得到力學(xué)性能較理想的發(fā)泡材料。
[0016] 在復(fù)合體系中添加碳酸巧，隨著其用量的增加，發(fā)泡材料密度上升，拉伸強(qiáng)度呈輕 微上升趨勢(shì)，撕裂強(qiáng)度上升。填充碳酸巧時(shí)，少量的碳酸巧顆?？蒞分散到泡孔間的孔隙 中，起到補(bǔ)強(qiáng)作用；而且，碳酸巧在發(fā)泡的過(guò)程中可能起到泡核的作用。在體系中添加