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想做EVA发泡?恐怕你得先了解这些!

时间:2017-05-08 09:21 作者: 点击:

想做EVA发泡?恐怕你得先了解这些!

 
主料-EVA树脂

乙烯-醋酸乙烯共聚物(也称乙烯-乙酸乙烯共聚物)是有乙烯(E)和乙酸乙烯(VA)共聚而制得,英文名称为:EthyleneVinylAcetate,简称EVA。

特 性

EVA树脂的特点是具有良好的柔软性,橡胶般的弹性,在0℃以下仍能够具有较好的可挠性,透明性和表面光泽性好,化学稳定性良好,抗老化和耐臭氧强度好,无毒性。与填料的掺混性好,着色和成型加工性好。

它与乙酸乙烯含量和分子量、熔融指数关系很大。当熔融指数(MI)一定,乙酸乙烯(VA)含量提高时候,其弹性、柔软性、相溶性、透明性等也随着提高。当VA含量减少时候,则性能接近于聚乙烯,刚性增高,耐磨性、电绝缘性提高。若VA含量一定时,熔融指数增加,则软化点下降,改善加工性和表面光泽,但强度会下降,否则,随MI的降低分子量增大,冲击性能和抗环境应力,开裂性能提高。

EVA树脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物,一般醋酸乙烯(VA)含量在5%~40%。与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从而降低了结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。

一般来说,EVA树脂的性能主要取决于分子链上醋酸乙烯的含量。

 

EVA-主要应用

(1)发泡鞋材

鞋材是我国EVA树脂最主要的应用领域。在鞋材使用的EVA树脂中,醋酸乙烯含量一般在10%~22%。由于EVA树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能,因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。另外,这种材料还用于隔音板、体操垫和密封材领域。我国广东的顺德、东莞、中山,福建的晋江、泉州和浙江的温州是我国鞋业的主要生产基地,每年消耗大量的EVA树脂产品。

(2)薄 膜

EVA薄膜的主要用途是生产功能性棚膜。功能性棚膜具有较高的耐候、防雾滴和保温性能乙,由于聚烯不具有极性,即使添加一定量的防雾滴剂,其防雾滴性能也只能维持2个月左右;而添加一定量EVA树脂制成的棚膜,不仅具有较高的透光率,而且防雾滴性能也有较大提高,一般可超过4个月。另外,EVA还可用于生产包装膜、医用膜、层压膜、铸造膜等。

(3)电线电缆

由于EVA树脂具有良好的填料包容性和可交联性,因此在无卤阻燃电缆、半导体屏蔽电缆和二步法硅烷交联电缆中使用较多。另外,EVA树脂还被应用于制作一些特殊电缆的护套。在电线电缆中使用的EVA树脂,醋酸乙烯含量一般在12%~24%。

(4)玩 具

EVA树脂在玩具中也有较多应用,如童车轮、座垫等。近年来,我国玩具加工业发展迅速,生产多集中于沿海的东莞、深圳、汕头等地,主要以出口和对外加工为主。据分析,这些厂家每年消耗EVA树脂约5000t,使用牌号与鞋材用料基本相同。

(5)热 熔 胶

以EVA树脂为主要成分的热熔胶,由于不含溶剂,不污染环境且安全性较高,非常适合于自动化的流水线生产,因此被广泛应用于书籍无线装订、家具封边、汽车和家用电器的装配、制鞋、地毯涂层和金属的防腐涂层上。

热熔胶主要使用醋酸乙烯含量在25%~40%的品种。国内虽有此牌号的产品,但长期未安排生产,因此全部被进口料所占有。

常用的改性原料

POE

POE是美国陶氏(DOW)化学公司90年代中期开发的茂金属系聚烯烃弹性体,商品名称Engage,它是乙烯与辛烯的共聚物。 Engage POE不仅是聚丙烯的优良抗冲击改性剂,还是制鞋用的性能优异的新型材料,用Engage生产的注塑鞋底、微孔鞋底和海绵中底比EVA,SBS和PVC的拉伸强度、弹性和撕裂强度高、而且耐磨好。

EPDM

三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物,1963年开始商业化生产。每年全世界的消费量是80万吨。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族,它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中,EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙可以抵抗热、光、氧气,尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的,对极性溶液和化学物具有抗性,吸水率低,具有良好的绝缘特性。EPDM属于烯烃类橡胶,与烯烃类原料,如EVA、LDPE相熔性好,可以做为EVA的改性材料。以提高弹性、抗老化性能。另外EPDM属于透明性良好,可以用来做透明橡胶制品。

天然橡胶---NR

天然橡胶是由人工栽培的三叶橡胶树分泌的乳汁,经凝固、加工而制得,其主要成分为聚异戊二烯,含量在90%以上,此外还含有少量的蛋白质、脂及酸、糖分及灰分。

天然橡胶具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点。在发泡行业,由于与EVA相熔性好,通常用来提高发泡材料的弹性及其他方面的性能。

填充料

在EVA发泡材料中,主要使用石粉、滑石粉做填充料。

主要作用:

一、是降低材料成本;

二、增容、填充,改善发泡材料密度;

三、提高产品硬度;

四、提高产品的尺寸稳定性。

1、重质碳酸钙

由方解石、白色大理石粉碎而成,根据颗粒细度有400--2500目 ,它具有白度高、纯度好、化学成分稳定等特性。

用途:

用于塑料,橡胶、化工、涂料、油漆等工业中作填充剂。在发泡材料中一般选用400目~1200目的。添加30~50PHR。

2、轻质碳酸钙

以优质石灰石为原料,用碳化法制取的(碳酸钙)。无毒、无味、无刺激性;折光率低,易于着色;堆积比重小,且白度高,颗粒均一性好,能溶于酸性水溶液中,热稳定性550℃
用途:用于橡胶、塑料、造纸、涂料以及油漆、油墨、建材等工业中作填充剂。在橡塑制品中的作用:降低材料成本;改善材料密度(密度比重钙要好)。

3、滑石粉

由滑石经加工粉碎而成,根据颗粒细度有300目~4000目。滑石是一种含水的具有层状结构的硅酸盐矿物,化学式为Mg3【Si4O10】(OH)2。其化学组成氧化镁(MgO) 31.88%,(二氧化硅)SiO2 63.37%,H2O 4.75%,常含少量的Fe、Al等元素。常用来调整材料的密度细腻度、补强、改善手感及起到一定的止滑作用。

发泡剂

EVA发泡主要采用的发泡剂为偶氮二甲酰胺,由于该发泡剂发气量大,发气量稳定,分解速率快,在EVA发泡行业得到了广泛的应用,随着发泡技术的发展以及对发泡材料性能要求的提高,对发泡剂提出了更高的要求,发泡剂逐步向精细化、功能化方向发展。

衡量一种化学发泡剂好坏的主要技术指标有分解温度、发气量、分解速度和分解放热等。

发泡剂AC(ADCA)【偶氮二甲酰胺】

为淡黄色粉末,无毒、无味、不变色、不污染,是一种稳定性较好的发泡剂。分解产生的N2、NH3、CO2(其中N2占65%;CO2占33%;NH3 3%)。分解温度在195~200℃,发气量为200~220ml/g。

目前常用的改性AC发泡剂按分解温度分为高温AC发泡剂(分解温度200℃)、中温AC发泡剂(分解温度165℃)、低温AC发泡剂(分解温度135℃)。

发泡剂OBSH(OT、OB)

化学名称:对,对-二苯磺酰肼

为白色粉末。无毒、无味、不变色、不污染,膨胀率较小,分解温度和硫化温度相近。不加发泡助剂就能形成较均匀微孔结构,收缩率比发泡剂H和AC都小,宜于制造尺寸要求比较严格的制品。对氯丁橡胶的硫化还具有活化作用,特别适用于氯丁橡胶的发泡剂。

发泡剂H(DPT、BN)

为淡黄色粉末。不变色、不污染、有气味,在热和酸的作用下,会析出大量的气体和热量。所产生的甲醛可用发泡助剂使之消除,但残留的胺会使海绵橡胶带有鱼腥味。加入尿素、三聚氰胺和某些氨基化合物,可以部分地减弱这种气体。由于发泡剂H分解速度快、产生的气体(N2、NH3)量大,如胶料熔体强度不够,易使海绵橡胶的孔壁破裂,形成开孔,而且当内压减小时,收缩也较大。因此,使用时要注意其用量及发泡助剂的选择。

ZnO在发泡制品中的作用

白色粉末,是一种两性氧化物,溶于酸、氢氧化铵溶液,不溶于水和乙醇。高温时呈黄色,冷后恢复白色,加热至1800℃升华,比重5.606,熔点:1975℃。

氧化锌分散在胶料中, 炼胶时作为热传递导体. 可使制品的发泡过程中各区域温度一致, 缩短硫化时间, 同时避免胶料局部过热而烧焦或老化. ²影响氧化锌发挥作用的因素:

- 粒径大小

- 分散性

- 比表面积

活化剂:氧化锌在硬脂酸的作用下形成锌皂,提高了在橡胶胶料的溶解度,并与促进剂形成了一种络合物,使促进剂更加活泼,催化了硫磺,形成了一种很强的硫化剂。 ²提高硫化胶的交联密度:氧化锌和硬脂酸形成了一种可溶性的锌盐,它和含硫的橡胶促进剂形成侧链基团的偶合。 ²提高硫化胶的耐热老化的性能:氧化锌对硫化胶有良好的热稳定性作用。

活性氧化锌可因应各种物性要求制造出各种多孔结晶体(粒状、棉花状、晶须形状……等),以增加拉力、撕裂、扭力、抗张以及比重低4.8~5.6(干式法氧化锌5.8~6.2),增加产品之轻便性。

交联剂

概念:交联就是使得线性或者轻度支型化的高分子材料转变成为体形结构的高分子材料。

交联剂是一类受热能放出游离基来活化高分子链,使它们发生化学反应而相互交联起来的一种助剂。 ² 线型的热塑性树脂通过高分子链之间的交联反应可以得到三维的网状结构以改善它的流变特性和物理机械性能。如:拉伸强度、抗撕裂强度、回弹性、 硬度等都有上升;伸长率、永久变形性下降;耐热性、高温尺寸稳定性,耐化学药品性能都得到提高。

常用交联剂性能指标

半衰期:原子衰变一半所需的平均时间间隔,称为半衰期。

DCP半衰期:116℃下10小時; 135℃下1小時;180℃下1分鐘。

BIPB的半衰期:118~120℃(半衰期10小時) , 182℃(半衰期1分鐘)。

为提高架桥速度和交联密度,通常在配方中添加架桥助剂,在发泡配方中常用的架桥助剂有:TAIC 等。

BIPB与DCP无味与有味的原因

DCP的热分解过程:

DCP的热分解过程中我们可以看出,由DCP热分解产生的异丙苯氧自由基也可以形成甲基自由基和苯乙酮,苯乙酮是一种具有难闻气味的物质,这就是为什么DCP在给聚合物做交联剂的时候,在交联的过程当中以及制成的成品都有一种难闻的臭味。

BIPB热分解过程:

BIPB热分解产生烷基自由基,烷基自由基与游离的高分子基质反应,我们可以看出,BIPB的交联产物有:

甲烷(CH4)……气体

丙酮……  易挥发

叔丁醇…… 易挥发

还有其他剩下的都是一些没有味道的固体化合物,所以BIPB在交联过程中及制成品中都几乎没有气味。

色料

在EVA发泡材料中,一般使用有机颜料和无机颜料来着色,有机颜料具有色彩丰富、鲜艳的特点,但耐侯性稍差;无机颜料具有耐侯性、耐热性优越,颜色比较单一等特点。由于使用色粉直接着色,存在污染、添加不方便等弊端,促进了色粉造粒行业的快速发展。色母粒行业的发展,使得色母粒花色品种由原来的简单着色向复杂化、颜料高浓度化、功能化方向发展。

EVA发泡中常用的色料

色料主色只有四种:红、黄、蓝、黑; 其它颜色如:绿、棕、桔、紫等都是复配色,用二种或三种原色调配出来的。


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