Порообразующая композиция для вспенивания полимерных материалов

 

Изобретение относится к производству вспененных полимерных материалов. Порообразующая композиция содержит мас. ч.: азодикарбонамид 100, оксид цинка 10 - 50, диоктилфталат - 100 - 200, мел 50 - 100, смесь полиоксиэтиленгликолиевых эфиров фракции C₁₀ - C₁₈ 10 - 30, раствор кальциевой соли алкилбензолсульфокислоты в изобутаноле 5 - 25. Композиция позволяет снизить кажущуюся объемную массу и коэффициент теплопроводности вспененных полимерных материалов. 4 табл.

Изобретение относится к области производства вспененных полимерных материалов.

Известно, что для вспенивания полимерных материалов широко используется азодикарбонамид. Проблема снижения массы, повышения амортизационных и гигиенических свойств изделий из полимеров решается созданием пористых структур (1). Для исключения пыления порошкообразных ингредиентов и лучшего диспергирования порообразователей, их вводят в полимерную смесь в виде наст, в состав которых входят также пластификаторы, стабилизаторы, иногда ускорители. Дозировка порообразователя в зависимости от его природы, а также от полимерного материала может составлять 1 - 10 мас.ч. на 100 мас.ч. полимера (2). Теплозащитные свойства полимерных пористых материалов характеризуются коэффициентом теплопроводности. Теплопроводность искусственных кож зависит, в основном, от степени их пористости. Теплопроводность тем ниже, чем больше общий объем пор и чем они тоньше. Теплопроводность натуральной кожи хромового дубления составляет 0,080 Вт/(м · с), а винилискожи-т пористо-монолитной - 0,089, а монолитной - 0,102 (3).

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является композиция, состоящая из азодикарбонамида, оксида цинка и модификатора (4) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Азодикарбонамид - 100 Оксид цинка - 10 - 100 Модификатор - 10 - 100 В качестве модификатора используется ω,ωʹ- -гексахлор-n-ксилол, пентаэритрит, фталевая и малуровая кислота, цинковая соль ε- -ураидокапроновой кислоты.

Перечисленные композиции имеют достаточно высокую кажущуюся объемную массу и высокий коэффициент теплопроводности. Задача изобретения состоит в создании порообразующей композиции, обеспечивающей сжижение кажущейся объемной массы и коэффициента теплопроводности.

Поставленная задача решается за счет того, что композиция, содержащая азодикарбонамид и оксид цинка, дополнительно содержит мол. смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров фракции C₁₀ - C₁₈ и раствор кальциевой соли алкилбензолсульфокислоты в изобутаноле, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: Азодикарбонамид - 100 Оксид цинка - 50 Диоктилфталат - 100 - 200 Мел - 50 - 150 Смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров фракции C₁₀ - C₁₈ - 10 - 30
Раствор кальциевой соли алкилбензолсульфокислоты в изобутаноле - 5 - 25
Композиция готовится следующим образом (примеры 1 - 17 табл. 1). Расплавленные при температуре 70 - 80^oC в течение 8 - 10 мин 10 мас.ч. смеси полиоксиэтиленгликолевых эфиров фракции C₁₀ - C₁₈ смешивают со 100 мас.ч. диоктилфталата и 5 мас.ч. раствора кальциевой соли алкилбензолсульфокислоты в изобутаноле в течение 3 - 5 мин. Полученную эмульсию при температуре 18 - 22^oC в течение 30 - 40 мин смешивают со 100 мас. ч. азодикарбонамида, 10 мас. ч. оксида цинка и 50 мас. ч. мела, затем перетирают на трехвалковой краскотерке до дисперсности не более 40 мкм по прибору "Клин" ГОСТ 6589-74.

Порообразующая композиция смешивается с поливинилхлоридом, пластификаторами, наполнителем, стабилизаторами и пигментами и перерабатывается в материал целевого назначения.

Примеры введения порообразующей композиции в состав материала (табл. 2) приведены в таблице 3. Образцы обувного и кабельного пластикатов формуются при температуре экструдера по зонам, ^oC 1 - 160; 2 - 165; 3 - 170 головки, 170. Образцы кабельного пластиката, искусственной кожи, вспененного наполненного ПВХ линолеума, полиплен вспененный слой и пеноплен с порообразующей композицией по прототипу изготовлены на опытно-промышленной установке. Свойства материала приведены в табл. 4. Желирование и порообразование искусственной кожи, наполненного ПВХ линолеума, полиплена и пеноплена проводится в желировочной камере при температуре по зонам, ^oC: 1-100-120, 2-180-190, 3-210-220, 4-180-200, при скорости движения полотна 7 - 10 м/мин.

В порофорсодержащей композиции используются следующие компоненты: 1. Азодикарбонамид (4х 3-21) ТУ 113-38-110-91
2. Оксид цинка марок БЦО-М и БЦ-1 ГОСТ 202-84 и ТУ 6-00-5744286-48-90.

3. Диоктилфталат (ДОФ) ГОСТ 8728-77
4. Мел: природный технический ТУ 21-РСФСР-763-92,
ТУ 21-020350-06-92,
природный гидрофобный ТУ 21-РСФСР-143-84,
ТУ 21-10-73-90.

5. Смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров фракции C₁₀ - C₁₈ (Синтанол ДС-10) ТУ 6-14-577-88.

6. Раствор кальциевой соли алкилбензолсульфокислоты в изобутаноле (АБСК) ТУ 2421-002-00209906-93.

От полученных образцов определяют кажущуюся объемную массу по ГОСТ 409-77. Теплопроводность материала определяется квазилинейным методом (5). Полый цилиндр из исследуемого материала нагревали с внутренней поверхности от линейного источника тепла постоянной мощности. На внешней поверхности образца в точке, равноудаленной от концов, регистрировалось изменение температуры. Теплопроводность (λ) рассчитывали формуле:

где
N - мощность нагревателя на единицу его длины;
ΔT- - изменение температуры поверхности образца за время Δt;
- скорость изменения температуры;
D - расчетный безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения внешнего и внутреннего радиуса цилиндрического образца и числа Б и о.

Источники информации
1. Монастырская М.С. Технология полимерных пленочных материалов и искусственных кож. М., 1974, с. 91.

2. Андрианова Г.П. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. М., 1990, ч. 1, с. 276
3. Ильин С.Н. Искусственные кожи. М., 1983.

4. Патент Российской Федерации N 2048489, МПК C 08 K 13/02
5. Напарьин Ю.А. Инженерно-физический журнал, 1975, т. 29 N 3 с. 436 - 440.

Формула изобретения

Порообразующая композиция для вспенивания полимерных материалов, включающая азодикарбонамид и оксид цинка, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит мел, смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров фракции C₁₀ - C₁₈ и раствор кальциевой соли алкилбензолсульфокислоты в изобутаноле при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Азодикарбонамид - 100
Оксид цинка - 10 - 50
Диоктилфталат - 100 - 200
Мел - 50 - 100
Смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров фракции C₁₀ - C₁₈ - 10 - 30
Раствор кальциевой соли алкилбензолсульфокислоты в изобутаноле - 5 - 25м

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4