EVA 自20 世纪60 年代问世以来, 以优良的着色性和良好的柔软性在微孔发泡, 特别是海绵拖鞋领域长盛不衰。纯质EVA 海绵拖鞋, 负重穿着, 常有蠕变, 尤其是在鞋底踵心部位, 产生塌陷痕凹坑, 为弥补这一不足, 一些厂家在EVA 中并用PE , 以提高海绵拖鞋的挺性及硬度, 使得穿着蠕变的时间延长。然而采用PE , 不论LDPE ,还是HDPE , 都需要较高温度共混及加工条件,且PE 并不与EVA 同步交联和发泡, 发泡倍率和外观尺寸等难以调控。为此, 以CPE 为代表的改性剂, 能改善如上不足, 可按常规温度及加工工艺操作, 且能交联发泡, 成为与EVA 并用的新材料。
EVA/CPE , 100 ;氧化锌, 1 .5 ;硬脂酸, 0 .5 ;氧化镁, 11 ;促进剂NA —22 , 1 ;TAC , 1 ;重质碳酸钙(以下简称重钙), 90 ;高岭土, 90 ;发泡剂64 ,13 ;DCP , 2 。
(1)混炼:投料顺序同普通工艺, 排料前1min加入发泡剂64及DCP 。
(2)出片:将混炼好的胶料薄通、捣炼三角包5 次, 调整胶片厚度约为0 .8mm , 胶片宽度
165mm 下片, 摆放到工作台上, 定长240mm 裁片, 冷却, 停放。
(3)硫化:将胶片按规定称重, 叠片装模硫化,硫化条件, 蒸气表压0 .6MPa , 7min 。
(4)发泡方法:采用模型膨胀法, 即硫化时间完毕后, 硫化机卸压启模瞬间, 试样因其内部气体压力的作用而膨胀发泡, 跳弹出模腔, 此时迅速测试试片尺寸, 经冷却, 室温停放3d 后, 测试同一试片尺寸。
(1)发泡倍率按下式计算:
EL =L2/L1×100 %
式中, EL — 发泡倍率, %;L1 —模具模腔长度,mm ;L2 — 硫化试片长度, mm 。
(2)收缩率按下式计算:
RL =(LA —LB)/LA× 100 %
式中, R L — 收缩率, %;LA — 硫化试片发泡出模时尺寸长度, mm ;LB — 硫化试片冷却停放3d 后的尺寸长度,mm 。
(3)物理机械性能按HG/T3086 -1999 测试。阿斯卡C 型硬度按HG/ T 2489 —1993 , 不去除试样表面致密层进行测试;压缩变形按HG/T2876 —1997 测试;视密度按HG/T 2872 —1997进行测试。
(4)外观质量测定:以肉眼目测, 表面无气泡,剖面无气孔为正常。
结果与讨论
EVA 从60 变到30 质量份(下同), CPE 从40 变至70 , 适当调整硫化体系, 不同并用比的结果见表1 。
从表1 可知, 随CPE 并用量增加, EL 随之降低,R L 同步变小, 硬度随着上升。当EVA/CPE =60/40 , 外观正常, 需优选硫化及发泡体系, 消除气泡和气孔。
CPE 具有高填充性, 增容性好。考察了EVA/CPE 分别为40/60 和60/40 时, 不同含胶率的影响结果(见表2)。
从表2 可知, EVA/CPE 为40/60 , 填充剂用量180 份时, 开炼工艺最佳。这是因为CPE 的加入, 改变了EVA 的操作温度;CPE 越多, 越能在较低辊温下包辊;若填料少了, 则会引起粘辊, 说明CPE 增容性好, 可大量填充。
CPE 不宜用硫黄硫化, 需要氧化镁、促进剂NA -22 等进行交联。首先考察了EVA/CPE =60/40 时(后同), 氧化镁用量对实验结果的影响,结果见表3 。
表3不同用量的氧化镁对实验结果的影响
|
氧化镁用量，份 |
EL，% |
RL，% |
阿斯卡C型硬度，度 |
压缩变形，% |
视密度，Mg/m3 |
外观 |
|
0 |
170 |
9.33 |
52 |
29 |
0.28 |
正常 |
|
1 |
167.5 |
8.84 |
54 |
/ |
/ |
略有气孔 |
|
2 |
157.5 |
8.03 |
54 |
/ |
/ |
有气孔 |
|
5 |
154 |
8.21 |
56 |
/ |
/ |
有气孔 |
|
8 |
157.5 |
7.35 |
55 |
/ |
/ |
有气泡 |
|
11 |
162.5 |
7.14 |
55 |
25 |
0.30 |
正常 |
|
14 |
160 |
7.25 |
53 |
/ |
/ |
有气泡 |
由表3 可知, 由于氧化镁的加入, 交联程度提高, 引起EL 降低, 加入量多, 降低越多, 但加入到8 份时, 随着加入量的增大, EL 却反而增大。证明氧化镁在5 份以下时, 属交联作用, 8 份或8 份以上时兼有活性作用, 促进了发泡程度。外观以0 份和11 份最佳。压缩变形以11 份最佳。
以氧化镁为0 份, TAC 为1 份, 发泡剂64 为9 份,DCP 变量, 考察促进剂NA -22 对实验结果的影响, 结果见表4 。
表4促进剂NA-22 对实验结果的影响
|
促进剂用量，份 |
DCP用量，份 |
|||||
|
1.5 |
1.8 |
2.1 |
1.8 |
2.1 |
2.4 |
|
|
EL，% |
RL，% |
阿斯卡C型硬度，度 |
压缩变形，% |
视密度，Mg/m3 |
外观 |
|
|
1.0 |
140 |
12.50 |
55 |
24 |
0.28 |
正常 |
|
137.5 |
11.30 |
55 |
23 |
0.28 |
正常 |
|
|
136 |
9.17 |
56 |
23 |
0.30 |
正常 |
|
|
0 |
1.8 |
13.82 |
53 |
26 |
0.25 |
正常 |
|
2.1 |
12.24 |
54 |
26 |
0.26 |
正常 |
|
|
2.4 |
13.89 |
54 |
/ |
/ |
有气泡 |
|
由表4 可知, 硫化体系中, 无氧化镁和促进剂NA -22 时, 也可以硫化, 并非前人所言, 非用不可, 而且EL 较大。但有促进剂NA -22 ,DCP 用量在宽范围内, 外观正常。无促进剂NA -22 时, DCP 只能在1 .8 ～ 2 .1 份之间,否则容易起泡, 外观不良。阿斯卡C 型硬度、压缩变形及视密度差别不大。
TAC 既能作为有机活性剂, 又能作为过氧化物硫化共交联剂。于此, 笔者考察了TAC 与DCP 协同作用下, 不加入氧化镁和促进剂NA -22 时, 以发泡剂64 用量为15 质量份时的性能变化, 具体结果见表5 。
从表5 可知, TAC 与DCP 用量增加, EL 均呈下降趋势,R L 呈现无规律性, 硬度差别不大, 外观以TAC 为1 .5 份,DCP 为2 .5 ～ 2 .75 份时最佳。说明在没有氧化镁和促进剂NA -22 的条件下, 发泡剂64 为15 份, 此时的TAC 和DCP 用量方能使得发泡速度与硫化速度达到最佳平衡。从
而也证明, 欠硫和过硫均使得外观异常, 这与表4发泡剂64 为9 份时得出的结果一致。
以基本配方考察发泡剂64 不同用量对实验结果的影响, 见表6 。
从表6 可知, 发泡剂64 用量增加, EL 增大, 2者成正比例关系, 与发泡机理一致。到16 份时,因发气量太大, 试片膨胀出模时, 即爆裂不成片。说明在该配方体系中, 发泡剂64 的用量极限为16 份。
EVA/CPE 用于硫化膨胀发泡体系, 可以任意比例组合;以EVA/CPE =60/40 时, 发泡效果最佳。采用EVA/CPE =40/60 , 填料加入量为180 份时, 开炼机操作工艺最佳。硫化系统中, 氧化镁用量为11 份或不用时,外观最佳。不用促进剂NA -22 和氧化镁时, 也可以硫化, 但是:①DCP 用量范围较窄, 加入促进剂NA -22 为1 份时, 则反之。②TAC 用量为1 .5 份, DCP 用量2 .5 ～ 2 .75 份, 发泡剂64 用量15 份时, 发泡速度与硫化速度达到最佳。发泡系统中, 发泡剂64 用量增加, EL 增大,但用量极限为16 份。
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