CN105037782A - 一种代替氧化锌的塑料发泡催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种代替氧化锌的塑料发泡催化剂及其制备方法，其中该塑料发泡催化剂为有机酸修饰的氧化锌，制备方法包括：将有机酸和氧化锌以0.9-1.0∶1的摩尔比加入反应釜中，开始加热并搅拌，加热到145-155℃时保持温度反应0.3-0.4小时，即得。本发明能达到氧化锌作催化剂时的发泡制品无法达到的性能要求，并能使发泡制品完全没有刺激性氨味,降低甲酰胺的残留。
Description
技术领域
本发明属于化学改性技术领域，具体涉及一种在塑料发泡行业中代替氧化锌作为AC发泡剂的分解促进剂的新型催化剂、预分散母粒及其制备方法。
背景技术
对于偶氮二甲酰胺发泡剂AC，在没有催化的情况下，其分解产生气体的温度是200℃，而添加氧化锌作为分解催化剂时，其分解温度降到145℃到155℃左右。由于氧化锌是以颗粒形式的点的分布，分散再均匀其体积比也只有5％以下，也就是说有95％以上的体积没有氧化锌的存在。分散在这95％中的AC发泡剂颗粒接触不到氧化锌，于是也得不到催化。但是在这个分解的条件下，发泡剂产生两种分解的情况：一种是有氧化锌接触的被催化反应，促发温度点在145℃左右发始分解产生气体，也会产生大量的氨气；另一种是没的接触到氧化锌的无催化反应，这一部分AC发泡剂要等周边有催化的分解时产生的大量的热升温至200℃时才开始缓慢分解，发泡量小，氨气的产生量也小，但会产生大量的甲酰胺。也就是说，用氧化锌来催化AC发泡剂的发泡配方中，会有大量的氨气和甲酰胺产生并残留在里面，限制了发泡制品品质的提高。在目前欧盟对甲酰胺含量有限量的情况下，和美洲地区市场对氨味的要求的现实下，需要一种能代替氧化锌的新型的发泡剂催化剂，来解决氧化锌催化时没法达到的品质要求从而满足市场需求。
另外，氧化锌以不熔性颗粒形式分散于被发泡的高分子材料中，以氧化锌中的锌离子来活化AC发泡剂的键能，从而让AC发泡剂在低于原来200℃的分解温度便可以开始分解，大概在145℃就启动分解。然而，其以点的分布形式大大降低了与AC发泡剂颗粒接触的可能性，从而造成有接触到氧化锌的AC发泡剂在145℃就开始分解，而没有接触到氧化锌的AC发泡还是要到200℃才启动分解。这就造成了AC分解过快与过慢或分解不完的可能性。在实际应用中表现为制品的泡孔粗细不均匀、两边与中间有色差、没有做到发泡制品泡孔的细密性要求等缺点。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于为橡塑发泡行业提供一种添加型助剂及其制备工艺，从而能够生产出发泡量大、泡孔粗细均匀、无色差，且没有刺激性氨味和有毒甲酰胺残留的橡塑发泡制品，达到通过欧盟禁令的目的。
为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究并不懈探索，最终获得了如下技术方案：
一种代替氧化锌的塑料发泡催化剂，其中所述的塑料发泡催化剂为有机酸修饰的氧化锌。所述的有机酸优选为十六烷酸。
本发明还提供了上述有机酸修饰的氧化锌的制备方法，该方法包括如下步骤：将有机酸和氧化锌以0.9-1.0：1的摩尔比加入反应釜中，开始加热并搅拌，加热到145-155℃时保持温度反应0.3-0.4小时，得到有机酸修饰的氧化锌。
优选地，如上所述有机酸修饰的氧化锌的制备方法，其中的有机酸和氧化锌的摩尔比优选为0.98：1。
优选地，如上所述有机酸修饰的氧化锌的制备方法，其中的反应温度优选为150℃，反应时间优选为0.35小时。
另外，本发明还提供了一种代替氧化锌的塑料发泡催化剂预分散母粒的制备方法，该方法包括如下步骤：将有机酸和氧化锌以0.9-1.0：1的摩尔比加入反应釜中，开始加热并搅拌，加热到145-155℃时保持温度反应0.3-0.4小时，得到有机酸修饰的氧化锌，冷却，机械粉碎至粒径200目以上，再将有机酸修饰的氧化锌与EVA按1:0.8-1.2质量比加入密炼机，密炼至两者都熔融并均匀分散在一起，把密炼好的料团投入塑料造粒机进行造粒，冷却，得塑料发泡催化剂预分散母粒。
与现有技术相比，本发明提供的有机酸修饰的氧化锌能在115℃左右熔融，在塑料加工的密炼阶段就可以实现熔融后的均匀性分散，其分散性与氧化锌相比具有明显的进步性，表现在氧化锌是点的分布，而新型预分散催化剂母粒是三维体的分布。另外，热熔性的有机酸修饰的氧化锌能在155-160℃左右开始均匀地促发发泡剂分解，从而使每一颗AC发泡剂都能在催化的条件下分解，有效地控制了AC的分解路线的产物，也就是有效地控制氨的产生量和甲酰胺的产生量。总之，本发明能达到氧化锌作催化剂时的发泡制品无法达到的性能要求，并能使发泡制品完全没有刺激性氨味,降低甲酰胺的残留。
具体实施方式
以下是本发明塑料发泡催化剂及EVA发泡材料的制备实施例，对本发明做进一步说明和解释。由于已经根据以下优选实施例描述了本发明，因此任何等同替换对于本领域的普通技术人员而言都是显而易见的，且包括在本发明之中。
实施例1十六烷酸修饰氧化锌的制备
将9.8摩尔的十六烷酸和10.0摩尔的氧化锌，加入可加热的反应釜中，开始加热并搅拌，加热到150℃时保持温度反应0.35小时，冷却，机械粉碎到200目以上，得到十六烷酸修饰的氧化锌。
实施例2十六烷酸修饰氧化锌的制备
将19.0摩尔的十六烷酸和20.0摩尔的氧化锌，加入可加热的反应釜中，开始加热并搅拌，加热到150℃时保持温度反应0.35小时，冷却，机械粉碎到200目以上，得到十六烷酸修饰的氧化锌。
实施例3十六烷酸修饰氧化锌的制备
将36.0摩尔的十六烷酸和40.0摩尔的氧化锌，加入可加热的反应釜中，开始加热并搅拌，加热到150℃时保持温度反应0.35小时，冷却，机械粉碎到200目以上，得到十六烷酸修饰的氧化锌。
实施例4EVA发泡材料的制备
制备工艺：
(1)将原辅料(十六烷酸修饰氧化锌为实施例3制备)按配方比例称好放入密炼机中密炼到120℃以上，翻料三次，出料；
(2)将密炼好的料在开炼机上开炼打薄，轮机温度：100℃；
(3)开炼好的胶料再经出片机出片；
(4)将出片的发泡材料根据模具的容量，称好重，放入模具中；
(5)模具油压压力设定：160kgf/cm2；
(6)模具温度设定：168℃左右；
(7)模具规格：19mm厚；
(8)模具保压时间：38min。相当于模具厚度1.5min/mm。
结果出模无刺激性氨味。取样封袋放入烘箱，60℃烘1小时。取出后用测氨仪测袋内气体。氨浓度25ppm以下，低于人鼻子的阀值。
对比例1EVA发泡材料的制备(不采用本发明的去氨剂)
制备工艺：
(1)将材料按配方比例称好放入密炼机中密炼到120℃以上，翻料三次，出料；
(2)将密炼好的料在开炼机上开炼打薄，轮机温度：100℃；
(3)开炼好的胶料再经出片机出片；
(4)将出片的发泡材料根据模具的容量，称好重，放入模具中；
(5)模具油压压力设定：160kgf/cm2；
(6)模具温度设定：168℃左右；
(7)模具规格：19mm厚；
(8)模具保压时间：38min。相当于模具厚度1.5min/mm。
结果出模以闻到强烈的刺激性氨味。自然冷却后，取样封袋放入烘箱，60℃烘1小时。取出后用测氨仪测袋内气体。氨浓度1000ppm以上，人鼻子基本受不了。
Claims (5)
1.一种代替氧化锌的塑料发泡催化剂，其特征在于，所述的塑料发泡催化剂为有机酸修饰的氧化锌。
2.一种根据权利要求1所述有机酸修饰的氧化锌的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：将有机酸和氧化锌以0.9-1.0：1的摩尔比加入反应釜中，开始加热并搅拌，加热到145-155℃时保持温度反应0.3-0.4小时，得到有机酸修饰的氧化锌。
3.根据权利要求2所述有机酸修饰的氧化锌的制备方法，其特征在于，有机酸和氧化锌的摩尔比优选为0.98：1。
4.根据权利要求2所述有机酸修饰的氧化锌的制备方法，其特征在于，反应温度优选为150℃，反应时间优选为0.35小时。
5.一种代替氧化锌的塑料发泡催化剂预分散母粒的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：将有机酸和氧化锌以0.9-1.0：1的摩尔比加入反应釜中，开始加热并搅拌，加热到145-155℃时保持温度反应0.3-0.4小时，得到有机酸修饰的氧化锌，冷却，机械粉碎至粒径200目以上，再将有机酸修饰的氧化锌与EVA按1:0.8-1.2质量比加入密炼机，密炼至两者都熔融并均匀分散在一起，把密炼好的料团投入塑料造粒机进行造粒，冷却，得塑料发泡催化剂预分散母粒。
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| CN110835435A (zh) * | 2018-08-16 | 2020-02-25 | 东莞海丽化学材料有限公司 | 一种甲酰胺吸收剂、发泡剂组合物及发泡材料 |
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