技术领域
[0001] 本发明涉及瑜伽垫的技术领域，特别涉及一种耐磨TPE瑜伽垫及其制备方法。
相关背景技术
[0002] 瑜伽垫是瑜伽运动中常用的装备之一，其主要用于减震、隔离冰冷的地面、以及防滑。天然瑜伽垫包括纺织品及草垫，人工合成发泡瑜伽垫的种类主要有PVC、EVA、TPE三种。现有的瑜伽垫泡孔较大，因此有在发泡材料中添加丁腈橡胶(NBR)以改善发泡材料的弹性、柔软性、耐磨性等性能，但NBR改性的发泡材料制成的瑜伽垫，其弹性虽然大，但是瑜伽垫厚度较厚，而且容易破损、不耐刮，此外耐磨性能和防滑性能仍然较低。
[0003] 可见，现有技术还有待改进和提高。
具体实施方式
[0023] 本发明提供一种耐磨TPE瑜伽垫及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
[0024] 本发明提供一种耐磨TPE瑜伽垫，包括TPE发泡层、以及复合在TPE发泡层上表面的EVA流延膜层；按重量份计算，所述TPE发泡层由8～12份TPE、50～55份EVA、30～33份碳酸钙粉、25～28份硫酸钡、4～5份发泡剂、0.5～1份架桥剂、0.5～1份氧化锌、0.2～0.7份硬脂酸、以及2～5份色粒发泡而成；所述EVA流延膜层由75～80份EVA和15～20份LDPE流延而成；所述EVA流延膜层中EVA的VA质量含量为18％～20％。具体的，本实施例中，所述EVA流延膜层中EVA的型号为V5120J，LDPE的型号为2420。
[0025] TPE发泡层中的EVA作为交联发泡材料，具有良好的柔韧性、高可挠性、回弹性、耐化学腐蚀等性能，与柔软、服帖，抓地能力更强的TPE，赋予TPE发泡层良好的回弹性和防滑性能。具体的，碳酸钙粉用于填充泡孔，以确保泡孔的形状不发生变形。发泡剂用于促使发泡层发泡成型时产生气体，增加发泡层的弹性。架桥剂亦为交联剂，用于使发泡层交联成型。氧化锌在炼胶时作为热传递膏体，使发泡层在发泡过程中各区域温度一致，缩短硫化时间，同时避免发泡层局部过热而烧焦或老化，此外氧化锌在硬脂酸的作用下形成锌皂，使架桥剂更加活泼。硬脂酸作为脱模剂，其添加使得置于模具中完成发泡的产品快速脱模，保证产品脱模时的完整性。色粒的添加用于为TPE发泡层提供生产所需的颜色。LDPE添加至EVA流延膜中，可提高流延膜的抗撕裂、抗穿刺能力，同时还能提升流延膜的阻隔性能，阻隔水分和脏污渗入TPE发泡层，此外还能降低结晶尺寸，改善雾度和透明度。上述VA质量含量范围下的EVA的刚性、耐磨性较VA质量含量大于20％的EVA更佳，因此使得成品更加耐磨、耐刮。
[0026] 上述瑜伽垫中TPE发泡层提供柔性、韧性、防滑等性能，使瑜伽垫受压后通过良好的回弹性能快速恢复其形变；复合于其上的EVA流延膜提供良好的耐磨和耐刮性能，防止瑜伽垫因柔软而容易破损。
[0027] 在一些实施方式中，所述TPE发泡层中的TPE经过POE改性。TPE为中低硬度的材料，POE是一种乙烯和丁烯的共聚物，加工性能好、韧性优异，耐老化性、流动性优异，可用于改善TPE的韧性，增加TPE的防滑系数、抗冲击性能、缓解冲击性能以及机械性能，从而提高TPE发泡层的抗冲击强度和断裂伸长率等性能。具体的，本实施例中所述TPE发泡层中TPE为HD‑1600。
[0028] 在某些实施方式中，所述TPE与POE的质量比为2∶(1～1.2)。POE虽然具有诸多的优点，但是其耐磨性和耐压缩永久变形性较差，添加量过多的POE会使TPE的耐磨性、回弹性、防滑系数等降低，致使TPE发泡层受压后容易坍塌、变形。POE添加量过小时，其对发泡层的抗冲击性能、机械性能等性能改善效果不大。
[0029] 在一些实施方式中，所述TPE发泡层中的EVA由23份～25份VA质量含量为18％的EVA和32～35份VA质量含量为28％的EVA组成。具体的，本实施例中，采用型号为18j3，VA质量含量为18％的EVA。采用型号为7470M，VA质量含量为28％的EVA。随着VA含量的增加，EVA的密度、熔体流动速率、弹性、柔软性、相溶性、拉伸强度、断裂伸长率等性能会增加，拉伸模量和硬度会降低，本发明将不同VA含量的EVA进行复配，使得上述性能处于适用于瑜伽垫使用的范围内。
[0030] 在一些实施方式中，所述TPE发泡层的发泡率为3～4倍。上述发泡率下的TPE发泡层中的泡孔较多，为瑜伽垫提供柔韧性和回弹性。EVA流延膜的泡孔与TPE发泡层的泡孔相比更小、更加致密，从而有利于形成防水防污的耐磨、耐刮面层。
[0031] 在一些实施方式中，所述TPE发泡层的克重为720～925g/m2，上述克重范围内制得2
的TPE发泡层的厚度为6mm～8mm。所述EVA流延膜层的克重为100～120g/m，上述克重范围内制得的EVA流延膜层的厚度为0.10～0.15mm。TPE发泡层的厚度大于EVA流延膜层的厚度，且加上TPE发泡层的发泡率相对较高，有利于提供良好的柔韧性、回弹性等性能。
[0032] 在一些实施方式中，所述碳酸钙粉的目数为1250～1300目。纳米级别的碳酸钙粉粒径小，能填充于TPE发泡层中的泡孔中，起到支撑TPE发泡层、提高耐磨性和持久性的作用。
[0033] 在一些实施方式中，所述发泡剂为AC发泡剂，型号为AC‑3000F，其细度为5～8μm、发气量为200～220mL/g，分解温度为180～220℃。所述架桥剂为双叔丁基过氧化异丙基苯，简称BIPB，能提高架桥速度和交联密度。BIPB可用于EVA发泡，其交联产物有甲烷、丙酮、叔丁醇等易挥发的气体，因此在操作过程及制成的制品中无刺激性臭味。
[0034] 本发明还提供了一种耐磨TPE瑜伽垫的制备方法，包括如下步骤：
[0035] (1)将TPE与POE按比例置于转速为20～50r/min速度下的搅拌机中搅拌混合，造粒制得改性TPE。
[0036] (2)将8～12份TPE、50～55份EVA、30～33份碳酸钙粉、25～28份硫酸钡、4～5份发泡剂、0.5～1份架桥剂、0.5～1份氧化锌、0.2～0.7份硬脂酸、以及2～5份色粒置于温度小于100℃的密炼机中混料塑化，再置于温度为90～100℃的开炼机中混料开炼，后置于挤出机中，经模头成片状制得混合料。
[0037] (3)将混合料置于模具中，在温度为150～180℃的油压发泡机中，加热20～40min进行发泡，制得片材。
[0038] (4)将片材经过熔接机熔接，连续开片机开片，制得TPE发泡层。
[0039] (5)将TPE发泡层经过流延机(流延机的温度为180～190℃、190～195℃、195～210℃，模头温度为220℃，流延速度为8～13m/min)与由75～80份EVA和15～20份LDPE制成的EVA流延膜层贴合并压纹，制得所述的耐磨TPE瑜伽垫。
[0040] 上述瑜伽垫的制备方法先将TPE经过造粒改性后，在密炼机中混料刷，再在开炼机中混料，后在挤出机中成片状，再经过油压发泡机发泡，经过熔接机熔接，连续开片机开片，在流延机贴合EVA流延膜，再经过裁切即可制得成品。上述TPE经过POE的改性后，提升改性TPE的柔韧性、回弹性、抗冲击性能、防滑等性能，再在其上复合耐磨、耐刮、防水防污的EVA流延膜，使得瑜伽垫的整体性能更加优异，适用于瑜伽垫的使用。
[0041] 为了进一步说明本发明提供的一种耐磨TPE瑜伽垫及其制备方法，提供如下实施例。
[0042] 实施例1
[0043] 一种耐磨TPE瑜伽垫，包括TPE发泡层、以及复合在TPE发泡层上表面的EVA流延膜层。
[0044] 一种耐磨TPE瑜伽垫的制备方法，包括如下步骤：
[0045] (1)将TPE与POE按质量比为2∶1的比例置于转速为20r/min速度下的搅拌机中搅拌混合，造粒制得改性TPE。
[0046] (2)将10份TPE、23份VA质量含量为18％的EVA、32份VA质量含量为28％的EVA、30份碳酸钙粉(目数为1250目)、25份硫酸钡、4.8份发泡剂、0.5份架桥剂、0.6份氧化锌、0.4份硬脂酸、以及5份色粒置于温度小于100℃的密炼机中混料塑化，再置于温度为95℃的开炼机中混料开炼，后置于温度为100℃的挤出机中，经模头成片状制得混合料。
[0047] (3)将混合料置于模具中，在温度为150℃的油压发泡机中，加热40min进行发泡，2
制得发泡率为3倍、克重为925g/m的片材。
[0048] (4)将片材经过熔接机熔接，连续开片机开片，制得TPE发泡层。
[0049] (5)将TPE发泡层经过流延机(流延机的温度为180℃、190℃、195℃，模头温度为220℃，流延速度为8m/min)与由80份EVA(VA质量含量为18％)和20份LDPE制成的EVA流延膜
2
层(克重为100g/m)贴合并压纹，制得所述的耐磨TPE瑜伽垫。
[0050] 实施例2
[0051] 一种耐磨TPE瑜伽垫，包括TPE发泡层、以及复合在TPE发泡层上表面的EVA流延膜层。
[0052] 一种耐磨TPE瑜伽垫的制备方法，包括如下步骤：
[0053] (1)将TPE与POE按质量比为2∶1.1的比例置于转速为40r/min速度下的搅拌机中搅拌混合，通过挤出机造粒，制得改性TPE。
[0054] (2)将8份TPE、24份VA质量含量为18％的EVA、33份VA质量含量为28％的EVA、32份碳酸钙粉(目数为1270目)、28份硫酸钡、4份发泡剂、0.7份架桥剂、0.5份氧化锌、0.2份硬脂酸、以及3份色粒置于温度小于100℃的密炼机中混料塑化，再置于温度为100℃的开炼机中混料开炼，后置于温度为90℃的挤出机中，经模头成片状制得混合料。
[0055] (3)将混合料置于模具中，在温度为160℃的油压发泡机中，加热30min进行发泡，2
制得发泡率为3.5倍、克重为925g/m的片材。
[0056] (4)将片材经过熔接机熔接，连续开片机开片，制得TPE发泡层。
[0057] (5)将TPE发泡层经过流延机(流延机的温度为190℃、195℃、210℃，模头温度为220℃，流延速度为13m/min)与由75份EVA(VA质量含量为19％)和15份LDPE制成的EVA流延
2
膜层(克重为110g/m)贴合并压纹，制得所述的耐磨TPE瑜伽垫。
[0058] 实施例3
[0059] 一种耐磨TPE瑜伽垫，包括TPE发泡层、以及复合在TPE发泡层上表面的EVA流延膜层。
[0060] 一种耐磨TPE瑜伽垫的制备方法，包括如下步骤：
[0061] (1)将TPE与POE按质量比为2∶1.2的比例置于转速为50r/min速度下的搅拌机中搅拌混合，造粒制得改性TPE。
[0062] (2)将12份TPE、25份VA质量含量为18％的EVA、35份VA质量含量为28％的EVA、33份碳酸钙粉(目数为1300目)、26份硫酸钡、5份发泡剂、1份架桥剂、1份氧化锌、0.7份硬脂酸、以及2份色粒置于温度小于100℃的密炼机中混料塑化，再置于温度为90℃的开炼机中混料开炼，后置于温度为110℃的挤出机中，经模头成片状制得混合料。
[0063] (3)将混合料置于模具中，在温度为180℃的油压发泡机中，加热20min进行发泡，2
制得发泡率为4倍、克重为925g/m的片材。
[0064] (4)将片材经过熔接机熔接，连续开片机开片，制得TPE发泡层。
[0065] (5)将TPE发泡层经过流延机(流延机的温度为185℃、195℃、200℃，模头温度为220℃，流延速度为10m/min)与由77份EVA(VA质量含量为20％)和17份LDPE制成的EVA流延
2
膜层(克重为120g/m)贴合并压纹，制得所述的耐磨TPE瑜伽垫。
[0066] 对比例1
[0067] 对比例1的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于对比例1的TPE发泡层中的TPE未经过POE改性，即直接将TPE、EVA与其它助剂置于密炼机中混料塑化。
[0068] 对比例2
[0069] 对比例2的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于对比例2的TPE发泡层中TPE和POE的质量比为1∶1。
[0070] 对比例3
[0071] 对比例3的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于对比例3并未设置EVA流延膜，即对比例3只设置了TPE发泡层。
[0072] 对比例4
[0073] 对比例4的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于对比例4的EVA流延膜层中EVA的VA质量含量为28％。
[0074] 对比例5
[0075] 对比例5的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于对比例5的TPE发泡层中55份EVA的VA质量含量均为18％。
[0076] 性能检测
[0077] 将实施例1‑3、对比例1‑5制得的瑜伽垫进行测试，结果如下：
[0078] 拉伸检测数据(检测方法：QB/T 5115‑2017)
[0079]
[0080] 撕裂检测数据(检测方法：QB/T 5115‑2017)
[0081]
[0082]
[0083] 止滑检测数据(检测方法：ASTM‑F609)
[0084]样品 干静摩擦力F/N
实施例1 28.9
实施例2 29.6
实施例3 29.3
对比例1 29.1
对比例2 28.2
对比例3 26.7
对比例4 30.5
对比例5 26.5
[0085] 耐磨色牢度检测数据(按照AATCC 8‑2007标准)
[0086]
[0087] 结果分析：从上述实施例1‑3和对比例1‑5的性能检测结果可以看出，对比例1中并非添加可用于改善TPE发泡层的拉伸性能、抗冲击性能等参数的POE，使得对比例1的纵横向拉伸检测数据、纵横向撕裂检测数据均低于实施例1‑3。从对比例2的数据可看到，当POE添加量增大时，撕裂强度会加大，但是防滑效果会降低。对比例3的力学性能、防滑性能、耐磨度等性能是实施例1‑3和其他对比例中最差的，可见本发明在TPE发泡层中设置EVA流延膜，对瑜伽垫的综合性能是有改善的。对比例4和对比例5分别采用不同VA质量含量的EVA作为对比例，可见本发明采用不同VA质量含量的EVA复配至TPE发泡层，对力学性能的改善效果大于单一VA质量含量的EVA的改善效果。
[0088] 综上所述，本发明通过采用POE对TPE进行改性，提升改性TPE的柔韧性、回弹性、抗冲击性能、防滑等性能，使瑜伽垫受压后通过良好的回弹性能快速恢复其形变，再在其上复合耐磨、耐刮、防水防污的EVA流延膜，使得瑜伽垫的整体性能更加优异，适用于瑜伽垫的使用。
[0089] 可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。
