Порообразующая смесь для полимерных материалов Советский патент 1984 года по МПК C08K5/20 C08K5/56 C08J9/10 

Изобретение относится к промышленности пластмасс и касается раз- . работки порообраэующей смеси на основе азодикарбонамида ЧХЗ-21 для производства вспененных пористых полимерных материалов.

Известны порообразующие смеси, включающие ЧХЗ-21 и активатор порообразователя, к которым относятся: карбонат или гидрокарбонат аммония ClJ, гидразин C2J, мочевина Csj, органические кислоты, окись алюминия, аммоний щавелевокислый, моноэта ноламин, уротропин C4j, в количестве 1-60 мае.ч. на 100 мае.ч. ЧХЗ-21 или их смеси в соотношении 1:1. Все активаторы обладают эквивалентным действием и несколько снижают температуру разложения азодикарбонамида. Однако снижение температуры разложения указанных порооб)разующих систем чаще всего приводит к уменьшению общего газового числа, .а сама температура разложения остается достаточно высокой.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является порообразующая смесь для полимерных материалов, содержащая азодикарбонамид и активатор его разложения - соль жирной кислоты Г5Д.

Недостатком известного технического решения является незначительное снижение температуры разложения азодикарбонамида, при этом одновременно снижается значение газового числа.

Цель изобретения - снижение температуры разложения азодикарбонамида при сохранении значения его тазового числа.

Поставленная цель достигается тем, что парообразующая смесь для полимерных материалов, содержащая азодикарбонамид и активатор его разложения, в качестве активатора содержит соединение, выбранное из группы, включающей водорастворимую соль азотистой кислоты, гидрокарбонат аммония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрептоцид, малоновую кислоту, малеиновую кислоту, окись алюминия, аммоний щавелевокислый, моноэтанолами.ч, уротропин ,и мел, а также дополнительно содержит ферроцен или его производное, выбранное

.из группы, включающей акрило;;лферроцен, винилферроцен, диацетилферроцен дивикилферроцен и - (оксиэтил )-ферроден при следующем соотношении компонентов, мае,ч.:

Азодикарбонамид 100 Соединение, выбран. ное из группы, включающей водорастворимую соль азотистой кислоты, гидрокарбонат аммония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрептоцид, малоновую кислоту, малеиновую кислоту,окись алюминия, аммоний . щавелевокислый,моноэтаноламин,уротропин и мел 1-60

Ферроцен или его. производное, выбранн.ое из группы, . включающей акрилоилферроцен, винилферроцен, диацетилферроцен, дивинилферроцен и (оксиэтил)-ферроцен 1-10 Порообразователь ЧХЗ-21 является универсальным порообразующим компонентом различных полимерных систем и применяется для получения пористых полимерных материалов на основе эластомеров, термопластов, реактопластов, например полиолефинов, полиэпоксидов, пЪлисилоксанов, полиэфиров. ЧХЗ-21 имеет температуру разложения 190-210°С и газовое число 230-270 смЗ/г.

В peaль ыx полимерных системах эти показатели несколько меняются и зависят от присутствия активаторов, снижающих температуру разложения основного пластификатора. Однако вне зависимости от полимерного- связующего в вышеописанных системах снижается газовое число, что предотвращается применением предлагаемой порообразующей смеси.

Снижение дозировок ферроцена или его производных не приводит к снижению температуры разложения ЧХЗ-21, в то время как увеличение дозировок (10 мас.ч. неэксног/1ично, так как указанный эффект остается постоянным

Пример 1. Порообразующую смесь, включающую ЧХЗ-21 и азотистокислый натрий в количествах 1,30 и 60 мае.ч. на 100 мае.ч. ЧХЗ-21, загружают в герметично закрываемую стальную колбу, имеющую газоотводную трубку, и по известной методике определяют температуру разложения и газовое число.

Пример 2, Аналогично примеру 1 готовят Порообразующую смесь на основе ЧХЗ-21, но вместо азотистокислого натрия берут азотистокислый калий в указанных количествах и определяют температуру разложения и газовое число.

Пример 3-13, Аналогично примеру 1 готовят порообрагук щие смеси, включающие ЧХЗ-21, а в качестве активатора порообразователя берут гидрокарбонат аммония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрептоцид, мапоновую кислоту, малаиновую кислоту, окись алюминия, аммоний ща велевскислый, моноэтаноламин, уротропин . Определяют температуру разложения и газовое число. Пример 14-19. Аналогично примеру 1 готовят порообразующие смеси, включающие ЧХЗ-21, а в качес ве активатора порообразователя используют смеси малоновой кислоты и мочевины или гидразина и мочевины, иди мела и моноэтаноламина, или мочевины и стрептоцида,или моноэтанол амина и карбонатаили гидрокарбоната аммония, в соотношении 1:1 в количестве 1-60 мае.ч. на . 100 мае.ч. ЧХЗ-21. Определяют темпе ратуру разложения и газовое число. Пример 20-41. Аналогично примеру 1 готовят порообразующие смеси, включающие ЧХЗ-21, активаторы порообразователя и их смеси в соотношении 1:1 в количестве 160 мае.ч. на 100 мае.ч. ЧХЗ-21 и до полнительно ферроцен или его производные, выбранные из группы: акрило илферроцен, винилферроцен, диацетил ферроцен, диви Нил ферроцен, oL - (оксиэтил /-ферроцен в количестве 110 мае.ч. на 100 мае.ч. ЧХЗ-21. Определяют температуру разложения и газовое число. В табл.1 представлены еоставы из вестной и предлагаемой смеси, темпе ратура из разложения и газовое числ П р и м е р ы 42-49. Производят оценку действия различных порообразователей в полимерных материалах. Состав порообразователей, исполь зованные полимеры, температура раз- ложения и газовые числа приведены в табл.2 (для контроля представлены .данные для чистых порообразователей Таким образом, предлагаемые пореобразующие смеси так же, как и ЧХЗ-21, можно использовать в различных полимерных композициях. Как видно из таблиц, известные порообразующие смеси позволяют.незначительно снизить температуру разложения ЧХЗ-21 и при этом снижается газовое число, что способствует снижению объема вспенивания. Для достижения необходимого объема вспенивания требуются большие количества основного порообразователя. Предлагаемле смеси наряду со снижением температуры разложения ЧХЗ-21 позволяет сохранить и в некоторых случаях увеличить газовое число без увеличения дозировок основного порообразователя. Технико-экономический эффект изобретения заключается в снижении энергетических затрат камер вспенивания, снижении дозировок реновного порообразователя и повышении объема вспенивания готовых изделий. Иепользование предлагаемой порообразующей смееи в сравнении с известными позволит значительно (на 30-40% ) уменьшить расход энергии камер вспенивания (жeлиpoвoчныx) за счет снижения температуры разложения основного порообразователя. Данный эффект может быть достигнут в камерах различной конструкции (инфракрасный или иной обогрев J. ; Кроме того, В результате увеличения газового числа основного порообразователя (чхз-21 необходимый объем вспенивания достигается при меньшем его расходе по сравнению с прототипом, а при сохранении действушцих дозировок увеличивается удельный объем вспенивания. Таблица 1

ПОРООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСьдЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая азодикарбонамид и активатор его разложения, о тл ич а. ющ. ая ся тем, что, с целью снижения температуры разложения азодикарбонамида при сохранении значения его газового числа, в качестве активатора она содержит соединение, выбранное из группы, включающей водорастворимую соль азотистой кислоты, гидрокар«5онат аммония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрептоцид, малоновую кислоту, малеиновую кислоту, окись алюминия, аммоний щавелевокислый, моноэтаноламин, уротропин и мел, a также дополнительно содержит ферроцен или его производное, выбранное из груйпы, включаницей акрилоилферроцен, винилферроцен, диацетилферроцен, дивинилферроцен и об - (оксиэтил )-ферроцен при следующем соотношении комг понентов, мас.ч.: Азодикарбонамид 100 Соединение, выбранное из группы, включающей водорастворимую соль азотистой кислоты, гидрокарбонат ам(Л ; мония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрептоцид, малоновую ;, с кислоту, малеиновую кислоту, окись алюминия, аммоний щавелевокислый, моноэтаноламин, уротропин и мел . .1-60 Ферроцен или его О 4 производное, выбранное из группы, включающей акрилоилферроцен , винилферроцен, диацетилфер роцен, дивинилферроцен и оС - (оксиэтил/ферроцен 1-10

ЧХЗ-21+еоли жирных кислот

4X3-21+1 мае.ч. NaNOg ЧХЗ-21+30 мае.ч. NaNO ЧХЗ-21+60 мае.ч. NaNO

ЧХЗ-21+1 Mac.4.KN02 ЧХЗ-21+30 мае.ч. KNOj 4X3 21+60 мас.ч. KNO,

200-230

230

260

270

230

255

264

1070141«

.Продолжение табл. 1

710701418

::i::::z:::z:i-: z:

ЧХЗ-21+бО мае.ч. моноэтанопамина. 120 100

134X3- 21+1 мае.ч. уротропина 190 200 ЧХЗ-21+30 мае.ч. уротропина 164 110 ЧХЗ-21+бО мае.ч. уротропина 150 80

144X3-21+ емееь малоновой киелоты.и мочеЪины в еоотношёнии 1:1 в количестве 10 мае.ч. на 100 мае.ч.

ЧХЗ-21150-160 150-170

15ЧХЗ-21+емееь гидразина и мочевины в еоотношении 1:1

в количеетве 10 мае.ч. на

100 мае.ч. ЧХЗ-21150 160-180

16ЧХЗ-21+емееь мела и моноэтаноламина в еоотношении 1:1 в количеетве 10 мае.ч.

на 100 мае.ч. ЧХЗт-21 160 185

17 ЧХЗ-21+емееь мочевины и

етрептоцида в еоотношении 1:1 в количеетве 10 мае.ч. на 100 мае.ч. ЧХЗ-21 158-160 130-160

18Смееи по примерам 14-17 в количеетве 1 мае.ч. на

100 мае.ч. ЧХЗ-21180-190 200-210

19Смееь моноэтанолгилина и ( или в количеетве 10 мае.ч. на

100 мае.ч. ЧХЗ-21 175 200

204X3-21+ 1 мае.ч. ферроцена 180 180 ЧХЗ-21+10 мае.ч. ферроцена 165 175

: ЧХЗ-21+10 мае.ч. акрилоилферроцена 170 100

22 ЧХЗ-21+1 мае.ч. винилферроцена178 180

ЧХЗ-21+10 мае.ч. винилферроцена170 160

23ЧХЗ-21+1 мае.ч. диацетилферроцена176 170

4X3 21+10 мае.ч. диацетилферроцена170 170

24ЧХЗ-21+1 мае.ч. oL -(океиэтил)-ферроцена170 . 170

Продолжение табл, 1

4X3 21-1-10 мае.ч. ot -(оксиэтил -ферроцена170 160

5ЧХЗ-21-ь1 мае.ч. дивинилферроцена182 156

ЧХЗ-2Г+10 мае.ч. дивинилферроцена180 150

64X3 21+10 мае.ч. NaN02+ +10 мае.ч. акрилоилферро цена140 200

+5 мае.ч. ферроцена 155 210

8ЧХЗ-21+30 мае.ч. гидразина+10 мае.ч. дивинилферроцена 160 200

9ЧХЗ-21-И мае.ч. ЫН4НСОз+

+1 мае.ч. акрилоилферроцена 165. 200

0ЧХЗ-21-ьбО мае.ч. А12Оз + +10 мае.ч. ot {окскзгип)-ферроцена170 210

14X3 21+60 мае.ч. етрептоцида+10 мае.ч. акрилоилферррцена или ферроцена 145 300

2ЧХЗ- 21+емееь гидразина и мочевины в еоотношении 1;1 в кол.ичеетве

25 мае.ч.+5 мае.ч.

диацетилферроцена 140-150 200-210

33ЧХЗ-21+10 мае.ч. малеиновой киелоты+ 1 мае.ч.

ферроцена160 270

34ЧХЗ-21+30 мае.ч. малоновой киелоты + 5 мае.ч. ферроцена150 280

35ЧХЗ-21+20 мае.ч. моноэтанол амина + 5 мае.ч. акрилоилферроцена130-150 200

364X3 21+10 мае.ч. уротропина+10 мае.ч. дивинилферроцена или ферроцена, или акрилоилферроцена165 200

37 ЧХЗ-21+1 мае.ч. мела +

+10 мае.ч. ферроцена или

оО-(океиэтил/-ферроцена,

или акрилоилферроцена 170 215

38 ЧХЗ-21+емееБ мочевины и

етрептоцида в еоотношении 1:1 в количеетве 20 мае.ч. на 100 мае.ч. ЧХЗ-21 и

(Продолжение табл. 1

5 мае.ч. ферроцена 165 220-230

39 Смесь по примеру 14 и

дополнительно 10 мае.ч.

ферроцена160 200

и смесь по примеру 15 + 5 мае.ч. ферроцена или дивинилферроцена, или акрилоилферроцена 160 210-220

Смесь по примеру 19 и дополнительно 10 -мао.ч. винилферроцена150 210-220

ЧХЗ-21190-230

ЧХЗ-21+60 мае.ч. стрептоцида 190

ЧХЗ-21+бО мае.ч. стрептоцида + + 10 мае.ч. акрил оилферроце и а или ферроцена 145

ЧХЗ-21+20 мае.ч. малоновой кислоты + 5 мае.ч. акрилоилферроцена 130-150

4X3-21+20 мае.ч. моноэтаноламина+ +5 мае.ч. акрилоилферроцена 130-150

Полиэтилен 108022

-20+3 мае.ч.

ЧХЗ-21230-250

3

Полиэтилен + порообразующие емееи.

по прототипу 180-190

4

Полиэтилен 100 мас.ч.+ +3 мае.ч. ЧХЗ-21+18 мае.ч. етрептоцида + + 0,3 мае.ч. акрилоилферроценаили ферроцена 150

;Продолжение табл. 1

Таблица 2

100

250

120

300

112

280

80

200

220-230 88-92

220-250 88-100

280-290 112-116

13107014114

z::iz:i:: :ii

5Полиэтилен 100 мае.ч. + +0,9 мас.м. малеиновой кислоты -f

+ 0,15 мае.ч. ферроцена + 3 мае.ч. ЧХЗ-21165 280 112

6Полиэтилен

100 мае.ч. +4X3 -21-3 мае.ч. + +0,6 мае.ч. моноэтаноламина + +0,15 мае.ч. акрилоилферроцена 150 200 80

7Полиамид 548 100 мае.ч. + 3 мае.ч.

ЧХЗ-21230 240 96

48 Полиамид +

+1,8 мае.ч.

стрептоцида + + 0,3 мае.ч. акрилоилферроцена + 3 мае.ч. ЧХЗ-21 150 270 108

49 Изопреновый каучук 100 мае.ч. + + 0,6 мае.ч. моноэтаноламина + . + 0,15 мае .ч. акрилоилферроцена 150 195 78

Продолжение табл. 2