表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法与流程

1.本发明涉及一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，属于超临界发泡材料制备技术领域。


背景技术：

2.目前，目前的发泡珠粒主要是将超临界气体二氧化碳或者氮气通入反应釜中，浸入到聚合物珠粒中，经过加热后，泄压得到发泡珠粒，或者将超临界气体加入双螺杆与熔融的聚合物混合均匀后，经过单螺杆降温，挤出发泡得到发泡珠粒。上述两种发泡可以得到由内而外全是闭孔结构的发泡珠粒。
3.由目前工业生产出的发泡珠粒有许多缺点，特别是：
4.1、发泡珠粒经过蒸汽加热热熔在一起后，表面有强烈的颗粒感，这不符合产品外观要求；
5.2、发泡珠粒经过蒸汽加热热熔在一起后，力学强度较低，特别是裤型撕裂强度较低；
6.3、发泡珠粒经过胶水粘结后，力学强度低，对于其在运动鞋中底和中小学跑道和健身地坪中的应用极为不利。
7.有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

8.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法。
9.本发明的一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，具体制备步骤为：
10.(1)将热塑性发泡珠粒放入高压反应釜中，并向高压反应釜中通入压力为10～25mpa的二氧化碳，浸泡，卸压后得到全部为闭孔结构的发泡珠粒；
11.(2)将上述得到的闭孔结构的发泡珠粒浸泡在表面开孔溶液中，浸渍10～40min，浸渍结束后转入冷冻干燥设备，冷冻干燥，得到表皮为开孔结构芯部为闭孔结构的发泡珠粒，开孔层厚度为5～300微米；
12.(3)将该发泡珠粒在0.8～4bar的蒸汽压力下加热成型得到热塑性发泡珠粒成品。
13.进一步的，所述热塑性发泡珠粒包括tpu、tpee、tpa、pp、pe、ps热塑性材料中的一种。
14.进一步的，所述热塑性发泡珠粒硬度为80～95a。
15.进一步的，所述浸泡的温度为90～170℃，浸泡的时间为0.5～2.0h。
16.进一步的，所述表面开孔溶液包括二氧六环、乙酸乙酯、丙酮、水中的一种。
17.进一步的，所述表面开孔溶液的质量分数为20-70％。
18.进一步的，所述冷冻干燥的温度为-50～-30℃，冷冻干燥的时间为1～4h。
19.借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
20.本发明将超临界发泡珠粒的全闭孔结构改变为表皮开孔芯部闭孔的结构。将发泡珠粒浸泡于二氧六环和水的混合溶液中，将混合物迅速冷冻，冷冻后对其冷冻干燥，得到表面开孔芯部闭孔的发泡珠粒。通过调节二氧六环和水的比例，以及发泡珠粒的浸泡时间，可以控制开孔层的厚度。得到一种表皮开孔且开孔层的厚度可控的特殊泡孔结构的发泡珠粒。明显改变了传统发泡珠粒全部为闭孔结构的特征，该特殊结构赋予本发明如下显而易见的优势。
21.通过蒸汽加热热熔的方式生产表面无颗粒感的鞋底。提高蒸汽加热热熔的方式生产表面无颗粒感的鞋底的力学强度，特别是裤型撕裂强度，发泡颗粒表皮开孔在蒸汽加热时易吸热熔融，相邻颗粒间分子链运动相互缠绕，形成较强的分子间作用力，颗粒芯部闭孔结构，使得芯部结构加热不易塌陷，使鞋子保持形状和回弹。由于颗粒表面开孔，胶水容易浸润到颗粒表面的空隙之间，形成很好的铆接结构，提高发泡珠粒通过胶水粘结后的力学强度，使其能很好的应用于在运动鞋中底和中小学跑道和健身地坪。
22.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
23.下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
24.(1)将硬度为80～95a热塑性发泡珠粒放入高压反应釜中，并向高压反应釜中通入压力为10～25mpa的二氧化碳，加热升温至90～170℃浸泡0.5～2h，卸压后得到全部为闭孔结构的发泡珠粒；
25.所述热塑性发泡珠粒包括tpu、tpee、tpa、pp、pe、ps热塑性材料中的一种；
26.(2)将上述得到的闭孔结构的发泡珠粒浸泡在质量分数为50％的表面开孔溶液中，浸渍10～40分钟，浸渍结束后转入冷冻干燥设备，在-50～-30℃下冷冻干燥1～4小时，得到表皮为开孔结构芯部为闭孔结构的发泡珠粒，开孔层厚度为5～300微米；
27.所述表面开孔溶液包括二氧六环、乙酸乙酯、丙酮、水中的一种；
28.(3)将该发泡珠粒在0.8～4bar的蒸汽压力下加热成型得到热塑性发泡珠粒成品，该热塑性发泡珠粒成品表面平整，无颗粒感。裤型撕裂强度达到3～5n/mm。
29.实施例1
30.将硬度为90a的热塑性聚氨酯珠粒放在高压反应釜中，通入10mpa的二氧化碳，在150℃下浸渍2小时，泄压后得到全部为闭孔结构的发泡珠粒。
31.将发泡珠粒浸泡在二氧六环：水＝1：1的溶液中，浸渍30分钟，冷冻到零下10℃，在冷冻干燥设备中将溶剂完全干燥，得到表皮为开孔结构芯部为闭孔结构的发泡珠粒，开孔层厚度约1mm。
32.将该发泡珠粒在2.1bar的蒸汽压力下加热成型得到测试试片，该试片表面平整，无颗粒感。裤型撕裂强度达到3.5n/mm。
33.实施例2
34.将硬度为50d的热塑性尼龙弹性体珠粒放在高压反应釜中，通入12mpa的二氧化碳，在150℃下浸渍2小时，泄压后得到全部为闭孔结构的发泡珠粒。
35.将发泡珠粒浸泡在二氧六环：水＝1：1的溶液中，浸渍30分钟，冷冻到零下10℃，在冷冻干燥设备中将溶剂完全干燥，得到表皮为开孔结构芯部为闭孔结构的发泡珠粒，开孔层厚度约1mm。
36.将该发泡珠粒在1.3bar的蒸汽压力下加热成型得到测试试片，该试片表面平整，无颗粒感。裤型撕裂强度达到3n/mm。
37.实施例3
38.将硬度为45d的热塑性聚酯弹性体(tpee)珠粒放在高压反应釜中，通入12mpa的二氧化碳，在145℃下浸渍2小时，泄压后得到全部为闭孔结构的发泡珠粒。
39.将发泡珠粒浸泡在二氧六环：水＝6：4的溶液中，浸渍30分钟，冷冻到零下10℃，在冷冻干燥设备中将溶剂完全干燥，得到表皮为开孔结构芯部为闭孔结构的发泡珠粒，开孔层厚度约1.2mm。
40.将该发泡珠粒：单组份聚氨酯胶水＝3：1的质量比混合均匀，铺成地坪后进行拉伸强度测试，拉升强度可达1.8mpa，断裂伸长率可达200％。
41.对照例
42.对照例1：本对照例的制备方法和实施例1基本相同，唯有不同的是直接用全部为闭孔结构的发泡珠粒进行蒸汽加热成型，同样制得热塑性发泡珠粒成品；
43.分别对本发明的实施例1～3和对照例1中的热塑性发泡珠粒成品进行性能检测，检测结果如表1所示：
44.检测方法：
45.裤型撕裂强度：按照gb/t 529规定的方法进行测量；
46.胶水粘结后的拉伸强度：按照din en iso 1798规定的方法进行测量；
47.胶水粘结后的断裂伸长率：按照din en iso 1798规定的方法进行测量。
48.表1性能检测结果
[0049][0050][0051]
由上表中检测数据可以看出，本发明实施例1～3中发泡珠粒材料的力学强度极佳，粘附胶水后的力学强度也十分优异，由此证实本技术的技术方案可行性高；
[0052]
再将本发明的对照例1和实施例1进行性能检测，由于对照例1直接用全部为闭孔结构的发泡珠粒进行蒸汽加热成型，同样制得热塑性发泡珠粒成品；导致最终发泡珠粒胶
水粘结后的力学强度显著降低，由此可以证实：通过蒸汽加热热熔的方式生产表面无颗粒感的鞋底。提高蒸汽加热热熔的方式生产表面无颗粒感的鞋底的力学强度，特别是裤型撕裂强度，发泡颗粒表皮开孔在蒸汽加热时易吸热熔融，相邻颗粒间分子链运动相互缠绕，形成较强的分子间作用力，颗粒芯部闭孔结构，使得芯部结构加热不易塌陷，使鞋子保持形状和回弹。由于颗粒表面开孔，胶水容易浸润到颗粒表面的空隙之间，形成很好的铆接结构，提高发泡珠粒通过胶水粘结后的力学强度，使其能很好的应用于在运动鞋中底和中小学跑道和健身地坪。
[0053]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：(1)将热塑性发泡珠粒放入高压反应釜中，并向高压反应釜中通入压力为10～25mpa的二氧化碳，浸泡，卸压后得到全部为闭孔结构的发泡珠粒；(2)将上述得到的闭孔结构的发泡珠粒浸泡在表面开孔溶液中，浸渍10～40min，浸渍结束后转入冷冻干燥设备，冷冻干燥，得到表皮为开孔结构芯部为闭孔结构的发泡珠粒，开孔层厚度为5～300微米；(3)将该发泡珠粒在0.8～4bar的蒸汽压力下加热成型得到热塑性发泡珠粒成品。2.根据权利要求1所述的一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，其特征在于：所述热塑性发泡珠粒包括tpu、tpee、tpa、pp、pe、ps热塑性材料中的一种。3.根据权利要求1或2所述的一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，其特征在于：所述热塑性发泡珠粒硬度为80～95a。4.根据权利要求1所述的一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，其特征在于：所述浸泡的温度为90～170℃，浸泡的时间为0.5～2.0h。5.根据权利要求1所述的一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，其特征在于：所述表面开孔溶液包括二氧六环、乙酸乙酯、丙酮、水中的一种或多种的组合。6.根据权利要求1所述的一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，其特征在于：所述表面开孔溶液的质量分数为20-70％。7.根据权利要求1所述的一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，其特征在于：所述冷冻干燥的温度为-50～-30℃，冷冻干燥的时间为1～4h。

技术总结
本发明涉及一种表皮开孔芯部闭孔结构的热塑性发泡珠粒的制备方法，属于超临界发泡材料制备技术领域。本发明将超临界发泡珠粒的全闭孔结构改变为表皮开孔芯部闭孔的结构。将发泡珠粒浸泡于二氧六环和水的混合溶液中，将混合物迅速冷冻，冷冻后对其冷冻干燥，得到表面开孔芯部闭孔的发泡珠粒。明显改变了传统发泡珠粒全部为闭孔结构的特征，该特殊结构赋予本发明如下显而易见的优势。通过蒸汽加热热熔的方式生产表面无颗粒感的鞋底。提高蒸汽加热热熔的方式生产表面无颗粒感的鞋底的力学强度，特别是裤型撕裂强度。提高发泡珠粒通过胶水粘结后的力学强度，使其能很好的应用于在运动鞋中底和中小学跑道和健身地坪。中底和中小学跑道和健身地坪。


技术研发人员：赵彦冰 顾飚 董卫龙 黄志成 郭付远
受保护的技术使用者：常州顺程高分子材料有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/9/14