一种SEBS橡胶胸罩衬垫发泡材料的生产工艺的制作方法

本发明涉及高分子材料的制备方法，尤其涉及一种sebs橡胶胸罩衬垫发泡材料的生产工艺。

背景技术：

胸罩是用来保护女性的健康，并使胸部线条更加优美。目前的胸罩大多数以成型海绵作为衬垫，女性穿戴上后能在一定程度上增加其风姿。但是，这种以海绵为衬垫的胸罩存在许多不足，主要表现在：海绵衬垫透气性差，穿戴这种胸罩后会有闷热感或引起皮肤不适，这种情况在夏天更为严重，虽然也有一些在海绵衬垫上冲孔以增强透气性，但冲孔后的海绵衬垫容易变形损坏；由于海绵弹性较差，容易变形损坏，因此这种胸罩不能揉洗，这影响了胸罩的清洁卫生。

为了更好保护女性健康，突破海绵胸垫的现有结构，本申请人于2004年4月24日提出一项发明专利申请并获得专利权，名称为一种胸罩衬垫材料及其制备方法，申请号为cn200410027046.9。

基于上述cn200410027046.9专利的材料，本申请人经反复研究，将其做成胸垫，并于2014年03月21日申请了一种胸垫及具有该胸垫的胸罩杯，其专利号为zl201420129994.2，这种胸垫包括弹性橡胶胸垫本体，弹性橡胶胸垫本体的内侧面与外侧面之间开有多条通孔，各通孔的内侧开口布满弹性橡胶胸垫本体的内侧面，各通孔的外侧开口布满弹性橡胶胸垫本体的外侧面，所有通孔所占的体积为弹性橡胶胸垫本体总体积的40-80%。这种胸垫是无钢圈的，不会划伤人体皮肤，穿起来很舒服，能够在保证弹性、抗压性和塑形作用的前提下，既透气又能有效的减轻文胸的重量。

上述专利号为zl201420129994.2的弹性橡胶胸垫本体虽然通过开设大量通孔以减轻弹性橡胶胸垫本体的重量，但按目前生产工艺，通孔所占的体积大约能达到弹性橡胶胸垫本体总体积的40-60%，难以达到70-80%，仍旧存在较明显的重量感，轻盈度不够，不够舒适。

为解决上述弹性橡胶胸垫本体较沉重的问题，很多人都会想到，如果将主体材料sebs发泡后做成胸垫，就能够实现塑形、轻盈的目的，然而，目前的sebs发泡工艺都不适合用于制作胸垫。

例如，公开号为cn109251464a的一种sebs复合发泡材料及其制备方法，具体记载了一种sebs发泡方法，包括如下步骤：一、预混料的制备过程：步骤a、准确称量各组份，将sebs、poe、eva、软化油、外润滑剂投入到密炼机中进行混炼，温度为100-110℃，获得混炼料a；在本步骤，按每一组份分别占比本组份重量份数的百分比计，各组份投入的重量百分占比为：sebs100重量％；软化油100重量％；eva14重量％-30重量％；poe50重量％-90重量％；外润滑剂20重量％-30重量％；步骤b、将混炼料a投至开炼机中进行散热处理；步骤c、步骤b完成后，将混炼料a投入造粒机中进行造粒，获得预混料；二、sebs复合发泡材料的制备过程步骤一、将所述预混料、epdm、内润滑剂、硫化剂、硫化活性剂、发泡剂以及余量eva、余量poe、余量外润滑剂投入密炼机进行混炼，温度至110-125℃，混炼15-18min，混炼均匀后进行出料,获得混炼料b；步骤二、将步骤一的混炼料b倒入开炼机中进行散热处理，然后再投入造粒机中进行造粒处理，获得造粒料；步骤三、将步骤二的造粒料投入射出机的备料桶中进行发泡工艺而制备成所述sebs复合发泡材料。进一步的优选方案中，分为大发泡工艺和小发泡工艺，（1）所述发泡工艺为大发泡工艺，所述大发泡工艺采用射出机的射出工艺，所述射出工艺条件为：将造粒料投入射出机的备料桶中，射枪温度为78-100℃，模具温度为165-200℃，硫化时间为5-15min，出模后放入温度为55-95℃的恒温箱15-40min,然后取出室温冷却定型；（2）所述发泡工艺为小发泡工艺，其包括如下步骤：首先，将造粒料投入至小发泡机台内，所述小发泡机机台的温度为165-210℃，经硫化时间为3-12min后进行发泡，经冷却处理后获得粗制品；其次，对所述粗制品进行打粗处理；最后，经打粗处理的粗制品投至二次成型机台内进行加热和冷却，加热温度为165-210℃，加热时间为3-12min，然后以水冷冷却，时间为3-12min。

又如，公开为cn108676310a的拖鞋用sebs复合材料及其制备方法、应用，记载了一种拖鞋用sebs复合材料及其制备方法、应用。该拖鞋用sebs复合材料，包括如下按质量份计算的组分：sebs：40-80份；白油：10-30份；润滑剂：3-20份；抗氧剂：0.5-2份；紫外线吸收剂：0-3份；发泡剂：2-5份。具体制备方法包括：将sebs、白油、润滑剂、抗氧剂、以及紫外线吸收剂按比例混合均匀得到混合料；将所述混合料加入密炼机进行第一次密炼，再加入发泡剂进行第二次密炼；将密炼后的所述混合料在单螺杆挤出机中挤出造料。

首先、上述公开号为cn109251464a、cn108676310a等的配方为复合材料，即是混料，发泡后强度较高，偏硬，柔韧度不够，无法应用于弹性橡胶胸垫本体的发泡；

其次、借助硫化处理，有毒，不适合做贴身的弹性橡胶胸垫；

第三、射枪温度为78-100℃，模具温度为165-200℃，硫化时间为5-15min，射枪中的半熔态sebs橡胶并未发泡，而是在模具中加热到165-200℃熔化并借助硫化处理发泡，模具中的熔融橡胶难以达到温度一致，局部温度难以控制，例如外围直接与模具接触部分，往往温度过高，导致发泡剂散发出来的气体与熔融橡胶分离而逃逸，发泡不充分，中间部分则温度较低未达到发泡剂的分解温度，导致发泡不充分，这些都导致无法制作出发泡密度均匀的sebs发泡材料，难以在弹性橡胶胸垫上应用，只能用作板材、鞋底等要求较低上。

第四、上述发泡工艺单纯采用发泡剂进行发泡，难以达到发泡均匀的目的；在另外的机械发泡中，有的单纯采用惰性气体发泡，难以在整个注塑过程中完整保持充分发泡状态，也导致发泡密度不均匀。

综上所述，目前并没有一种较好的工艺可用于sebs橡胶发泡，并制作成发泡弹性橡胶胸垫。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种sebs橡胶胸罩衬垫发泡材料的生产工艺，这种sebs橡胶胸罩衬垫发泡材料的生产工艺生产出来的发泡sebs橡胶适合制作橡胶弹性胸垫，既能够塑形又无明显重量感、更加轻盈、更加舒适。采用的技术方案如下：

一种sebs橡胶胸罩衬垫发泡材料的生产工艺，所述sebs橡胶由如下组分制备而成：热塑性橡胶；重量为上述热塑性橡胶的5～10％的滑石粉、碳酸钙或氧化锌；重量为上述热塑性橡胶的12～25％的石油系增塑剂；重量为上述热塑性橡胶的1～3％的酮胺类防老剂；其特征在于包括如下步骤：

（1）在注塑机料的注射枪头后方接入微孔发泡喷射装置；

（2）将所述sebs橡胶、重量为sebs橡胶的1%-2%的发泡剂及发泡助剂加入到注塑机料筒中，发泡助剂将发泡剂的分解温度调整在150℃-200℃之间；

（3）将注塑机的注射枪头输出橡胶sebs的温度控制在150℃-170℃；

（4）在微孔发泡喷射装置中保持橡胶sebs的温度为150℃-170℃之间，并在微孔发泡喷射装置中注入高温惰性气体，惰性气体为发泡剂发出气体的3-5倍，使高温惰性气体与橡胶sebs充分混合；

（5）通过微孔发泡喷射装置的射胶喷嘴将橡胶sebs高速射入模具腔体中，在橡胶sebs高速射入模具腔体的过程中，橡胶sebs受高压及高速运动自然升温至170℃-210℃。

上述生产工艺中，将现成的sebs橡胶、发泡剂、发泡助剂加入到注塑机的料筒中，实际上，也可以在挤出机的料筒中加入发泡剂、发泡助剂，将挤出机料筒的输出口直接与胶气混合装置对接，省去挤出机造粒的工序，同时也省去注塑机熔胶的工序，这种改进实际上是将挤出机与注塑机直接进行拼接，节省生产工序和设备成本。

本生产工艺主要采用惰性气体物理发泡工艺，但我们经反复实验，惰性气体难以与sebs橡胶充分混合达到饱和发泡，因此，采用惰性气体发泡与发泡剂相结合的发泡工艺，以惰性气体发泡为主，发泡剂预先混合内部补充发泡为辅，使得sebs橡胶充分发泡；发泡剂的分解温度为170℃-210℃，通过发泡助剂的调整，其分解温度将为150℃-200℃，因此，发泡剂在微孔发泡喷射装置中已经分解了大约70%-80%，此时加入大量高温惰性气体，进一步与橡胶sebs充分混合，当橡胶sebs高速射出时，橡胶sebs受高压及高速运动自然升温至170℃-210℃，刚好达到橡胶sebs的熔点，发泡剂也完全分解，既避免温度太低而导致发泡剂分解不完全，也避免温度过高而导致气体（包括惰性气体和发泡剂产生的气体）从橡胶sebs中脱离逃逸，从而达到橡胶sebs饱和发泡，使得橡胶sebs发泡密度高且更加均匀；惰性气体必须高温，这也是一个非常重要的工艺条件，一般惰性气体的温度也控制在为之间，温度为150℃-170℃的惰性气体进入温度接近的橡胶sebs，能够避免局部降温而导致混合不均匀不充分。

作为本发明的优选方案，所述步骤（1）中，注塑机的注射枪头输出橡胶sebs的温度为160℃，相应的，所述步骤（2）中在微孔发泡喷射装置中保持橡胶sebs的温度为160℃。

作为本发明进一步的优选方案，所述微孔发泡喷射装置包括混合筒体、射胶座体、高压气体定量注射器、高压电磁针阀、筒状过滤器、曝气芯管、集料漏斗、锥形头、止回阀、至少一个静态混合器、定量胶体注射器、三通旋转阀和射胶喷嘴；锥形头、集料漏斗均安装在混气料筒的内腔中，锥形头处于混合筒体的前端，锥形头的锥部朝前设置，锥形头与混合筒体的前端内壁之间设有缝隙，集料漏斗处于混合筒体的后端，集料漏斗的底部朝后设置，集料漏斗的外壁与混合筒体的后端内壁之间密封连接；止回阀安装在混合筒体的前端；筒状过滤器安装在混合筒体的内腔中，筒状过滤器两端分别与集料漏斗的敞口、锥形头连接，筒状过滤器的外壁与混合筒体的内壁之间设有间隙；曝气芯管设置在筒状过滤器的内腔中，混合筒体的后端侧壁开设有进气通道，高压气体定量注射器通过高压电磁针阀与进气通道的外端相通连接，曝气芯管与进气通道的内端连接；射胶座体中自前至后依次开设有混合腔和射流通道，射胶座体还开设有抽胶流道，各个静态混合器安装在混合腔中，三通旋转阀安装在射流座体中，三通旋转阀的第一接口、第二接口分别与混合腔的后端、射流通道的前端相通连接，三通旋转阀的第三接口通过抽胶流道与定量胶体注射器相通连接；射胶喷嘴安装在射胶座体的后端并与射流通道的后端相通连接。

作为本发明更进一步的优选方案，所述锥形头与混合筒体的前端内壁之间设有至少两个支撑块。

作为本发明更进一步的优选方案，所述曝气芯管包括瓷质管体，瓷质管体的管壁上开设有多个气孔。

作为本发明更进一步的优选方案，所述静态混合器由多块条形瓦楞板捆绑成柱状构成，条形瓦楞板上瓦楞的走向与条形瓦楞板的长度方向成一夹角。

作为本发明更进一步的优选方案，所述微孔发泡喷射装置还包括辅助高压气罐和补气针阀，所述射胶座体的后部还设有辅助气道，辅助气道的内端通过补气针阀与所述射流通道相通连接，辅助气道的外端与辅助高压气罐连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本生产工艺通过惰性气体发泡为主，发泡剂预先混合内部补充发泡为辅，并利用橡胶sebs在高压高速运动中的自然升温，达到发泡剂完全分解的条件，使得橡胶sebs在注射入模具腔体之前已经完全发泡，既避免温度太低而导致发泡剂分解不完全，也避免温度过高而导致气体（包括惰性气体和发泡剂产生的气体）从橡胶sebs中脱离逃逸，特别是在微孔发泡喷射装置中进行橡胶sebs与惰性气体的充分、均匀混合，从而达到橡胶sebs饱和发泡，使得发泡后的橡胶sebs每立方厘米具有至少3000个微孔，远比现有发泡工艺的几百个微孔要多得多，从而使得发泡后的发泡橡胶sebs既具有sebs耐老化、耐低温、耐压缩变形、高可塑性，高弹性等优点，又使得橡胶sebs的密度非常低，比重为未发泡橡胶sebs的三分之一至四分之一，硬度范围为5c-60c，比重为0.08-0.3，完全满足制作健康胸垫的条件，使得制成的橡胶弹性胸垫既能够塑形又无明显重量感、更加轻盈、更加舒适，而且不需要硫化，不含任何有毒物质，更满足健康要求。

附图说明

图1是微孔发泡喷射装置的结构示意图；

图2是图1沿a-a的剖面图；

图3是静态混合器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

一种sebs橡胶胸罩衬垫发泡材料的生产工艺，sebs橡胶由如下组分制备而成：热塑性橡胶；重量为上述热塑性橡胶的6％（5～10％都可以）的滑石粉、碳酸钙或氧化锌；重量为上述热塑性橡胶的18％（12～25％都可以）的石油系增塑剂；重量为上述热塑性橡胶的2％（1～3％都可以）的酮胺类防老剂；具体包括如下步骤：

（1）在注塑机料的注射枪头后方接入微孔发泡喷射装置；

（2）将所述sebs橡胶、重量为sebs橡胶的1.5%（1%-2%都可以）的发泡剂及发泡助剂加入到注塑机料筒中，发泡助剂将发泡剂的分解温度调整在150℃-200℃之间；

（3）将注塑机的注射枪头输出橡胶sebs的温度控制在160℃±3℃；

（4）在微孔发泡喷射装置中保持橡胶sebs的温度为160℃±3℃，并在微孔发泡喷射装置中注入高温惰性气体，惰性气体为发泡剂发出气体的4倍（3-5倍都可以），使高温惰性气体与橡胶sebs充分混合；

（5）通过微孔发泡喷射装置的射胶喷嘴将橡胶sebs高速射入模具腔体中，在橡胶sebs高速射入模具腔体的过程中，橡胶sebs受高压及高速运动自然升温至170℃-210℃。

上述热塑性橡胶是聚氨酯热塑性橡胶、热塑性天然橡胶或硅橡胶。

上述发泡剂可采用高温型偶氮化合物化学类发泡剂，例如偶氮二甲酰氨。

上述发泡助剂可采用氧化锌zno或尿素等。

上述惰性气体一般采用氮气。

上述橡胶sebs可采用申请号为cn200410027046.9的一种胸罩衬垫材料及其制备方法中所涉及的制备方法制备而成。

上述生产工艺中，将现成的sebs橡胶、发泡剂、发泡助剂加入到注塑机的料筒中，实际上，也可以在挤出机的料筒中加入发泡剂、发泡助剂，将挤出机料筒的输出口直接与胶气混合装置对接，省去挤出机造粒的工序，同时也省去注塑机熔胶的工序，这种改进实际上是将挤出机与注塑机直接进行拼接，节省生产工序和设备成本。

本生产工艺主要采用惰性气体物理发泡工艺，但我们经反复实验，惰性气体难以与sebs橡胶充分混合达到饱和发泡，因此，采用惰性气体发泡与发泡剂相结合的发泡工艺，以惰性气体发泡为主，发泡剂预先混合内部补充发泡为辅，使得sebs橡胶充分发泡；发泡剂的分解温度为170℃-210℃，通过发泡助剂的调整，其分解温度将为150℃-200℃，因此，发泡剂在微孔发泡喷射装置中已经分解了大约70%-80%，此时加入大量高温惰性气体，进一步与橡胶sebs充分混合，当橡胶sebs高速射出时，橡胶sebs受高压及高速运动自然升温至170℃-210℃，刚好达到橡胶sebs的熔点，发泡剂也完全分解，既避免温度太低而导致发泡剂分解不完全，也避免温度过高而导致气体（包括惰性气体和发泡剂产生的气体）从橡胶sebs中脱离逃逸，从而达到橡胶sebs饱和发泡，使得橡胶sebs发泡密度高且更加均匀；惰性气体必须高温，这也是一个非常重要的工艺条件，一般惰性气体的温度也控制在为之间，温度为150℃-170℃的惰性气体进入温度接近的橡胶sebs，能够避免局部降温而导致混合不均匀不充分；如上所述，本生产工艺通过惰性气体发泡为主，发泡剂预先混合内部补充发泡为辅，并利用橡胶sebs在高压高速运动中的自然升温，达到发泡剂完全分解的条件，使得橡胶sebs在注射入模具腔体之前已经完全发泡，既避免温度太低而导致发泡剂分解不完全，也避免温度过高而导致气体（包括惰性气体和发泡剂产生的气体）从橡胶sebs中脱离逃逸，特别是在微孔发泡喷射装置中进行橡胶sebs与惰性气体的充分、均匀混合，从而达到橡胶sebs饱和发泡，使得发泡后的橡胶sebs每立方厘米具有至少3000个微孔，远比现有发泡工艺的几百个微孔要多得多，从而使得发泡后的发泡橡胶sebs既具有sebs耐老化、耐低温、耐压缩变形、高可塑性，高弹性等优点，又使得橡胶sebs的密度非常低，比重为未发泡橡胶sebs的三分之一至四分之一，硬度范围为5c-60c，比重为0.08-0.3，完全满足制作健康胸垫的条件，使得制成的橡胶弹性胸垫既能够塑形又无明显重量感、更加轻盈、更加舒适，而且不需要硫化，不含任何有毒物质，更满足健康要求。

进一步的，如图1所示，上述微孔发泡喷射装置包括包括混合筒体1、射胶座体2、高压气体定量注射器3、高压电磁针阀4、筒状过滤器5、曝气芯管6、集料漏斗7、锥形头8、止回阀9、多个静态混合器10、定量胶体注射器11、三通旋转阀12、射胶喷嘴13、辅助高压气罐（外部连接，在图1中未画出）和补气针阀14；锥形头8、集料漏斗7均安装在混合筒体1的内腔中，锥形头8处于混合筒体1的前端，锥形头8的锥部朝前设置，如图2所示，锥形头8与混合筒体1的前端内壁之间设有三个支撑块15，各个支撑块15可以设置在锥形头8的锥面上（也可以设置在混合筒体1的前端内壁上），锥形头8与混合筒体1的前端内壁之间设有缝隙16，集料漏斗7处于混合筒体1的后端，集料漏斗7的底部朝后设置，集料漏斗7的外壁与混合筒体1的后端内壁之间密封连接；止回阀9安装在混合筒体1的前端；筒状过滤器5安装在混合筒体1的内腔中，筒状过滤器5两端分别与集料漏斗7的敞口、锥形头8连接，筒状过滤器5的外壁与混合筒体1的内壁之间设有间隙17；曝气芯管6设置在筒状过滤器5的内腔中，混合筒体1的后端侧壁开设有进气通道18，高压气体定量注射器3通过高压电磁针阀4与进气通道18的外端相通连接，曝气芯管6与进气通道18的内端连接；射胶座体2中自前至后依次开设有混合腔19和射流通道20，射胶座体2还开设有抽胶流道21，各个静态混合器10安装在混合腔19中，三通旋转阀12安装在射流座体2中，三通旋转阀12的第一接口、第二接口分别与混合腔19的后端、射流通道20的前端相通连接，三通旋转阀12的第三接口通过抽胶流道21与定量胶体注射器11相通连接；射胶喷嘴13安装在射胶座体2的后端并与射流通道20的后端相通连接；射胶座体2的后部还设有辅助气道22，辅助气道22的内端通过补气针阀14与射流通道20相通连接，辅助气道22的外端与辅助高压气罐连接。

上述高压气体定量注射器3、定量胶体注射器11均可采用普通的活塞式定量泵。

上述筒状过滤器5一般由过滤网卷成筒状构成。

上述前、后的定义为：沿橡胶sebs的流向，先到达为前，慢到达为后。

上述曝气芯管6包括瓷质管体，瓷质管体的管壁上开设有多个气孔。

如图3所示，上述静态混合器10由多块条形瓦楞板23捆绑成柱状构成，条形瓦楞板23上瓦楞的走向与条形瓦楞板23的长度方向成一夹角。

工作时，注塑机的注射枪头100接入到微孔发泡喷射装置前端的止回阀9，注射枪头100射出的橡胶sebs熔体经锥形头8表面流入混合筒体1的内腔中，橡胶sebs熔体经筒状过滤器5自外向内渗透并被过滤，此时，由高压气体定量注射器注3入定量的高压高温惰性气体，惰性气体由曝气芯管6上的气孔喷射入橡胶sebs熔体中，进行曝气，使得惰性气体与橡胶sebs熔体充分均匀混合，在前方注塑机的注射枪头100的压力作用下，橡胶sebs熔体经集料漏斗7送入到射胶座体1的混合腔19中的静态混合器10，经过静态混合器10上各个条形瓦楞板23不同方向瓦楞的阻挡使橡胶sebs熔体迂回流动，使得惰性气体与橡胶sebs熔体进一步充分混合，在注射入模具腔体时，先将三通旋转阀12转到定量胶体注射器11与混合腔19相通位置，定量胶体注射器11自混合腔19中抽取定量的橡胶sebs熔体，再将三通旋转阀12转到定量胶体注射器11与射流通道20相通位置，定量胶体注射器11动作，将定量的橡胶sebs熔体射入射流通道20，并经射胶喷嘴13注射入模具腔体中，在此过程中，如经检测发现发泡不够充分，可由辅助高压气罐经辅助气道22进行适当补充惰性气体。

先通过曝气芯管6在sebs橡胶熔体中进行曝气，曝气芯管6上的气孔可以设置得很密集及细小，例如每平方厘米20-100个气孔，气孔的直径为0.5毫米-1毫米，这样确保惰性气体与橡胶sebs熔体充分混合，进一步的，在射胶座体2的混合腔19中设置静态混合器10，静态混合器10上各个条形瓦楞板23不同方向瓦楞的阻挡使橡胶sebs熔体迂回流动，使得惰性气体与橡胶sebs熔体进一步充分混合，从而使得橡胶sebs能够充分、均匀的微发泡，橡胶sebs每立方厘米具有至少3000个微孔，远比现有发泡工艺的几百个微孔要多得多。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。