一种舒适性极佳的箱包靠背材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种舒适性极佳的箱包靠背材料，涉及c08j，主要涉及高分子发泡材料领域。

背景技术：

1、箱包作为一种装载大件物品的运载体，适合远距离的运输，大部分的箱包在使用时承载的物品重量较重，在使用时行李的重量会给背部带来巨大的压力，因此通过在箱包背部复合具有承压的靠背材料，可以缓解大重量的行李带来的背部压力。目前现有的箱包靠背材料承压能力和回弹性不足，在长时间的背载后，压力会明显的转移到背部，降低背包的舒适性，增加疲惫感。因此开发一种舒适性极佳，且长期背载不会增加疲惫感的背包靠背材料至关重要。

2、中国发明专利cn201911287200.9公开了一种tpee超临界连续挤出微发泡的制备方法，将高熔体强度的tpee材料放入连续挤出机内进行初级熔融；在初级熔融物中注入n2气体，形成气体饱和的均相液态tpee体系，形成大量气核。制备的tpee发泡材料能连续生产且表皮光滑不起泡，垂直回弹性能好，但是氮气需要二次注射，工艺步骤复杂。中国发明专利cn202210976997.9公开了一种tpee泡沫及其制备工艺，将tpee和抗静电pebax粒料分别在烘箱中干燥；然后加入密炼机中熔融共混，随后加入环氧扩链剂熔融共混，获得密炼样品；最后放入超临界反应釜中进行超临界发泡，制备的tpee泡沫材料具有低密度、低压缩永久变形率、高回弹和抗静电性能，但是需要二次发泡，二次发泡形成的泡孔结构和大小不可控，使用时各个位置性能不一致。

技术实现思路

1、为了提高箱包靠背材料的舒适性，减少背包长时间负载时人体产生的疲惫感，本发明的第一个方面提供了一种舒适性极佳的箱包靠背材料，制备原料以重量份计包括：可塑性物料和固体填料助剂，所述可塑性物料和固体填料助剂的添加重量比为100：(0.1-5)。

2、作为一种优选的实施方式，所述可塑性物料和固体填料助剂的添加重量比为100：(0.5-3)。

3、申请人在实验过程中发现，tpee与固体填料助剂采用100:(0.5-3)的重量比可以进一步提高箱包背载时的舒适性，长期背载使用时，能够减少背部的劳累。原因可能是tpee与二氧化钛在100：(0.5-3)的重量比下，二氧化钛作为骨架结构穿插在发泡泡孔中，起到一定的支撑作用，可以缓解箱包重量对背部的压力，超出优选的重量比范围，形成的靠背硬度增加，与背部的贴合效果下降，反而不利于靠背的舒适性。

4、作为一种优选的实施方式，所述可塑性物料选自tpee、obc、tpu、eva、pp、pe、sebs中的一种或几种的组合。

5、作为一种优选的实施方式，所述tpee的比重为1000-1100kg/m3，熔融指数在190℃下，2.16kg为3-8g/10min。

6、作为一种优选的实施方式，所述tpee的比重为1070kg/m3，熔融指数在190℃下，2.16kg为5g/10min。

7、申请人在实验过程中发现，采用比重为1070kg/m3，熔融指数为5g/10min的tpee材料可以对材料实现良好发泡，使靠背材料具有合适的硬度和密度，猜测可能的原因是比重为1070kg/m3的tpee在本体系中可以实现良好的发泡，形成合适发泡率的发泡板材，在1070kg/m3的比重下，各个泡孔之间的距离合适，泡孔大小均匀，当承压时泡孔具有一定的收缩性，缓解一定的重力向身体背部的承载，消除部分压力。申请人进一步发现，采用5g/10min的熔融指数可以进一步缓解压力的缓冲，原因可能是，不在优选熔融指数范围内的tpee材料制备得到的靠背材料硬度不高，背包在长期负重下，会导致泡孔的压缩变形，使缓冲重力的性能下降。

8、作为一种优选的实施方式，所述tpee的流动收缩率为0.5-1％，拉伸模量为20-25mpa。

9、作为一种优选的实施方式，所述tpee的流动收缩率为0.8％，拉伸模量为23mpa。

10、作为一种优选的实施方式，所述固体填料助剂为纳米固体填料助剂，粒径≥3000目。

11、作为一种优选的实施方式，所述纳米固体填料助剂选自纳米金属氧化物、纳米滑石粉、纳米白炭黑、纳米金属化物、纳米蒙脱土中的一种或几种的组合。

12、所述纳米固体填料助剂为纳米金属氧化物，进一步优选，所述纳米金属氧化物为纳米二氧化钛。

13、申请人在实验过程中发现，采用≥3000目的纳米二氧化钛作为固体填料助剂与sebs混合共同作用可以改善箱包靠背材料的硬度，进一步提高箱包靠背材料的承压效果，提高背包靠背的舒适性，猜测可能的原因是：通过在sebs中添加金红石型二氧化钛，金红石型二氧化钛具有致密的粒状结构，通过与sebs混合进入后可以作为可塑性物料的骨架，降低sebs的收缩率，提升材料基体的硬度。但是申请人进一步发现，二氧化钛在sebs中的分散性不好，申请人通过引入粒径≥3000目的二氧化钛可以提高二氧化钛在可塑性物料中的分散，小粒径的二氧化钛在sebs中可以进入更小的空间，从而实现二氧化钛的均匀分散。

14、本发明的第二个方面提供了一种舒适性极佳的箱包靠背材料的制备方法，包括以下步骤：

15、(1)混合原料制备片材；

16、(2)通发泡气体；

17、(3)发泡即得。

18、作为一种优选的实施方式，所述舒适性极佳的箱包靠背材料的制备方法，包括以下步骤：

19、(1)将可塑性物料干燥后与固体填料助剂混合，然后通过片材挤出机挤出片材；

20、(2)控制片材厚度，将片材放入高压反应釜中，通入临界气体；

21、(3)设置高压反应釜的参数，在反应釜中浸润一段时间后，泄压，得到箱包靠背材料。

22、作为一种优选的实施方式，所述步骤1中原料使用前需要进行干燥，干燥温度为90-100℃，干燥时间为10-15h。

23、作为一种优选的实施方式，所述片材的厚度为10-20mm，所述发泡气体选自超临界氮气或超临界二氧化碳中的一种。

24、作为一种优选的实施方式，所述步骤3中的参数为：反应温度90-200℃，反应压力为15-60mpa，浸润时间为2-10h，泄压时间为1-60s。

25、作为一种优选的实施方式，所述步骤3中的参数为：反应温度170-180℃，反应压力为43-55mpa，浸润时间为5-10h，泄压时间为30-60s。

26、作为一种优选的实施方式，所述步骤3中的参数为：反应温度178℃，反应压力为45mpa，浸润时间为6h，泄压时间为30s。

27、申请人在实验过程中发现，将板材置于178℃，压力为45mpa下的环境中进行发泡，可以形成大小和结构一致的泡孔，使板材具有良好的回弹性。猜测可能的原因是：在优选的发泡温度和压力下，超临界氮气能够顺利进入tpee可塑性物料的内部，在体系中形成大量微米级的气泡，从而制成多空泡沫材料。申请人进一步发现在优选的发泡条件下，超临界氮气进入包裹有固体填料助剂的tpee材料中，存在一定阻力和推动力，本技术通过平衡可塑性物料内部的阻力和体系的外部压力从而得到大小和结构一致的泡孔，从而实现高回弹性能。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

29、(1)本发明所述舒适性极佳的箱包靠背材料，采用比重为1000-1100kg/m3，熔融指数为3-8g/10min的tpee，制备得到的背包靠背材料具有合适的硬度和密度，可以承载背包的较大重力，缓解背包对背部的压力。

30、(2)本发明所述舒适性极佳的箱包靠背材料，采用粒径≥3000目的二氧化钛作为固体填料助剂与tpee共同作用，制备得到的箱包靠背材料达到良好的硬度，使可塑性物料与固体填料助剂之间具有较好的混合加工性能。

31、(3)本发明所述舒适性极佳的箱包靠背材料，加工时反应温度为170-180℃，发泡压力为40-50mpa，可以提高板材的发泡效率，形成大小和结构一致的泡孔，使板材具有良好的回弹性能。

32、(4)本发明所述舒适性极佳的箱包靠背材料，tpee与二氧化钛固体填料助剂采用100：(0.5-3)的添加重量比，制备得到的箱包靠背材料可以具有极佳的舒适性，在长期承载使用时，能够减少背部的劳累。

33、(5)本发明所述舒适性极佳的箱包靠背材料，制备工艺简单，制备得到的背包靠背材料发泡的泡孔密度低，结构大小一致，密度和硬度合适，在具有良好承压效果的同时，材料厚度不高，使用方便。