PT88693B

PT88693B - Processo para a preparacao de um plastisol vinilico expansivel

Info

Publication number: PT88693B
Application number: PT88693A
Authority: PT
Inventors: Jean-Luc Preat
Original assignee: Solvay
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1992-12-31
Also published as: AU603262B2; HK87392A; FR2621593B1; ES2038281T3; JPH01132641A; GR3004418T3; IL87883A; CA1336347C; EP0312140B1; NO171733B; FI884692A; NO884532D0; AU2348488A; NO884532L; EP0312140A1; FI92408C; NO171733C; FI92408B; BR8805194A; FI884692A0

Description

A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de um plastisol vinílico expansível, e mais particularmente refere-se a uma classe de aceleradores de decomposição do agente próforo utilizado, assim como ao modo de incorporação destes aceleradores no plastisol expansível.

Para se realizarem estruturas celulares utilizáveis nomeadamente para a produção de revestimentos, tais como revestimentos do solo, é prática corrente utilizar plastisoles, geralmente de natureza vinílica, que contêm um agente poróforo, constituído geralmente por um composto à base de azoto e mais frequentemente por azoto-carbonamida, que se decompõe sob a acção do calor libertando o azoto. E igualmente prática correnté incorporar nestes plastisoles agentes aceleradores que baixam a temperatura de decomposição do agente poróforo, tais como óxidos metálicos, sais de ácidos gordos, sulfuretos, compostos de zinco tais como o óxido de zinco, de cádmio, de chumbo, a etanolamina, etc. Uma classe de aceleradores que se pode revelar particularmente interessante é constituída pelos sais de zinco, tais como o nitrato de zinco, o sulfato de zinco e designadamente o clore1

to de zinco, que têm a propriedade de baixar acentuadamente a temperatura de decomposição do agente poróforo. Todavia, quando se tenta utilizar como acelerador sais de zinco e em particular o cloreto de zinco, verifica-se que estes, devido à sua grande reactividade, podem desencadear efeitos secundários indesejáveis, tais como uma coloração dos produtos e mesmo o aparecimento do ponto de degradação. Por outro lado, pode acontecer que estes causem uma expansão irregular do plastisol, tendo como consequência a formação de uma estrutura celular não uniforme. A presente invenção tem pois como objectivo um processo para a preparação de um plastisol vinílico expansível que já não apresenta os inconvenientes relatados acima.

A presente invenção tem pois por objectivo um processo para a preparação de um plastisol vinílico expansível apto para produzir produtos celulares, contendo um agente poróforo à base de azoto que se decompõe pelo calor, e um composto de zinco como acelerador que reduz a temperatura da decomposição do referido agente poróforo, caracterizado pelo facto de o acelerador ser um sal de zinco e ainda por o acelerador ser incorporado no plastisol sob a forma de uma solução num veículo líquido.

processo de acordo com a invenção é aplicado de preferência em plastisoles à base de polímeros de cloreto de vinilo. Por polímeros de cloreto de vinilo entendem-se os homopolímeros e copolimeros de cloreto de vinilo, contendo estes últimos pelo menos 50% em peso de cloreto de vinilo e pelo menos um monómero copolimerizável com o cloreto de vinilo. Os monómeros copolimerizáveis são aqueles que são empregues geralmente nas técnicas clássicas de copolimerização do cloreto de vinilo. Podem citar-se a título de exemplo os ésteres vinílicos de ácidos mono e policarboxí1icos, tais como o acetato, o propionato e o benzoato de vinilo; os ácidos insaturados mono e policarboxí1icos, tais como os ácidos acrílico, metacrílico, maleico

fumárico, e itacónico, bem como os seus ésteres alifáticos, cicloal ifáticos ou aromáticos, as suas amidas, e os seus nitrilos: os halogenetos de alquilo, de vinilo, de vinilideno; e os éteres alquilviní1icos. Preferivelmente os polímeros de cloreto de vinilo utilizados no âmbito da presente invenção são os homopolímeros de cloreto de vinilo, os copolimeros de cloreto de vinilo e de acetato de vinilo e as misturas destes copolimeros entre si ou com um homopolímero de cloreto de vinilo.

plastisol vinílico expansível deve, como é evidente, conter pelo menos um plastificante. Os plastificantes apropriados para a formação do plastisol vinílico expansível são nomeadamente os ésteres do ácido ftálico, tais como o ftalato de butilo e de benzilo, o ftalato de dioctilo, o ftalato de dialfanilo e o ftlalato de diisoctilo, os ésteres do ácido atípico tais como o adipato de dioctilo, os ésteres do ácido sebácico tais como o sebacato de dioctilo, e os ésteres do ácido fosfórico tais como o fosfato de tricresilo e o fosfato de octilo e de difenilo. As quantidades de plastificantes no plastisol vinílico expansível podem variar dentro de amplos limites, 0 plastificante pode estar presente por exemplo numa razão de 40 até 100 partes em peso por 100 partes em peso do polímero. Preferivelmente o plastificante está presente numa relação de 50 a 80 partes em peso por 100 partes em peso do polímero.

agente poróforo pode ser qualquer composto orgânico complexo que, quando é aquecido, se decompõe libertando azoto e que deixa resíduos compatíveis com o plastisol vinílico. Estes materiais devem ter a propriedade de se decompor numa gana de temperaturas estreita, o que é particularmente vantajoso quando se pretende obter uma boa estrutura celular. São exemplos destes agentes poróforos utilizáveis no âmbito da presente invej ção a azodicarbonamida, o azodicarboxilato de bário, a ρ-ρ'-οχίbis-(benzenosulfonilhidrazida) e a p-p¹-oxibis-(benzenosulfoni1semicarbazida). Por razões económicas prefere-se em geral utili3 zar a azodicarbonamida.

A quantidade do agente poróforo no plastisol pode variar de acordo com o grau de expansão pretendido. E vantajoso utilizar o agente poróforo numa relação de 1 até 20 partes em peso por 100 partes em peso do polímero. Preferivelmente o agente poróforo, por exemplo a azodicarbonamida, é utilizada numa relação de 1 a 5 partes em peso por 100 partes em peso de polímero.

sal de zinco pode ser nomeadamente o nitrato ou o sulfato de zinco, mas no entanto é preferível utilizar o cloreto de zinco.

Consoante a temperatura de decomposição desejada para o agente poróforo, incorpora-se o sal de zinco à razão de 0,05 até 2 partes em peso por 100 partes em peso do polimero ou dos polímeros presentes no plastisol.

plastisol pode por outro lado compreender aditivos habituais, tais como nomeadamente estabilizadores adequados para reduzir a degradação do polímero sob o efeito do calor e da luz, pigmentos ou corantes e cargas.

No processo de acordo com a invenção os sais de zinco, que se apresentam geralmente numa forma sólida cristalina, devem estar de preferência dissolvidos num veículo líquido. Sempre que os sais de zinco sejam solúveis nos veículos líquidos obtêm-se melhores resultados utilizando o acelerador na forma de solução. Esta solução deve ser compatível num grau suficiente com o plastisol vinílico expansível. São dissolventes apropriados as cetonas, como o tetrahidrofurano, a ciclohexanona, a meti leti lcetona , ésteres como o acetato de etilo, hidrocarbonetos clorados como o dicloreto de etileno, o cloreto de metileno e a água. De preferência utiliza-se o sal de zinco em solução aquosa,

sal de zinco é dissolvido em água à razão de 50 a 200 partes em peso por 100 partes em peso de ãgua.

Verificou-se também que quando o plastisol vinílico expansível contém um copolímero de cloreto de vinilo e de acetato de vinilo, pode-se por outro lado melhorar sensivelmente a qualidade dos produtos celulares obtidos segundo o processo da invenção incorporando um poliol no plastisol expansível.

poliol utilizado é de preferência um triol e pode ser a glicerina, o di-trimetilolpropano ou uma mistura dos dois. 0 polio é utilizado numa relação de 0,1 até 1,5 partes em peso por 100 partes em peso do polímero.

A preparação dos plastisoles vinílicos expansíveis faz-se geralmente num misturador de tipo convencional que pode ser um misturador planetário ou um misturador de turbina.

plastisol vinilico expansível obtido é submetido, se fôr necessário, a uma filtração por um crivo ou a uma afinação por passagem por um moinho de 3 cilindros, e eventualmente a uma desgaseificação a pressão reduzida. 0 plastisol vinilico expansível assim preparado estã pronto a ser utilizado para a fabricação de revestimentos por endução.

Para se realizar a estrutura celular pretendida o plastisol, previamente gelificado a quente, pode ser aquecido de diferentes modos, por exemplo por passagem numa estufa de ar quente ou por meio de um aparelho de radiação infravermelha. 0 plastisol vinilico expansível é aquecido a uma temperatura supe rior à da decomposição do agente poróforo na presença do acelerador e de preferência a 140-210^sC. 0 periodo de tempo durante o qual o plastisol vinilico é aquecido depende da temperatura e do grau de decomposição do agente poróforo pretendidos. Esta du ração é de preferência de 10 até 300 segundos.

A invenção é ainda ilustrada pelos exemplos de realização prática descritos adiante.

Exemplo 1

Prepara-se um plastisol vinílico expansível cuja composição em partes em peso é a seguinte:

Poli(cloreto de vinilo) 100

- Ftalato de di-eti1-2-hexilo 70

Carbonato de cálcio 25

Dióxido de titânio 3

- Azodicarbonamida 3 comercializada por Schering Chemicals Co.

com a marca Genitron ACSP4

- Cloreto de zinco em solução aquosa 0,40 à razão de 5 partes em peso de cloreto de zinco para 3 partes de água.

Depois da introdução da solução aquosa de cloreto de zinco no plastisol vinílico aquece-se o conjunto a 200^sC pare provocar a expansão do plastisol vinílico. A espessura da camade de plastisol que, antes da expansão, era de 1 mm, passa e 2,7 mn depois de um minuto de aquecimento. Após um minuto e 30 segundos de aquecimento a espessura torna-se de 4,8 mm e passados 2 minutos a espessura atinge 5,2 mm. 0 produto celular obtido é constituído por finas células uniformes e apresenta uma coloração branca uniforme. Determina-se então o índice de amarelo (IJ) do material celular obtido por meio de um fotómetro utilizando a relação IJ= R - B na qual R, B e V representam respectivamente

V a reflectância em luz vermelha, azul e verde expressa em percentagem em relação ao sulfato de bário. 0 produto celular obtido apresenta um índice de amarelo igual a 12. A dissolução prévia do cloreto de zinco num mínimo de água antes da introdução no plastisol de acordo com a invenção elimina pois o problema do aparecimento de pontos castanhos e acentua a eficácia deste acelerador.

Exemplo 2

Copolímero de cloreto de vinilo e de acetato 75 de vinilo contendo 4 % em peso de acetato de vinilo

- Poli(cloreto de vinilo) 25

Ftalato de di-eti1-2-hexilo 60

Ftalato de butilo e de benzilo 10

- Carbonato de cálcio 50

- Azodicarbonamida 1,7 comercializada por Schering Chemicals Co.

com a marca Genitron AC4

Cloreto de zinco em solução aquosa contendo 0,8 partes em peso de cloreto de zinco para 3 partes em peso de água.

Depois da introdução da solução aquosa de cloreto de zinco no plastisol vinílico aquece-se o todo a 170^eC durante 3 minutos para provocar a expansão do plastisol vinílico. A espessura de camada de plastisol que, antes da expansão, era de 0,5 mm passa para 1,25 mm. A taxa de expansão é igual a 2,5 e a densidade depois da expansão é igual a 0,49 g/cm³. Forma-se um produto celular constituido por finas células uniformes. 0 índi ce de amarelo medido como no exemplo 1 eleva-se a 39.

Exemplo 2A

Este exemplo é dado a título de comparação. Repe7 tiu-se o exemplo 2 mas utilizando cloreto de zinco tal qual, isto é, não previamente dispetso em água, à razão de 0,5 partes em peso. Aquece-se a mistura a 170^sC durante 3 minutos para provocar a expansão do plastisol vinílico. A espessura da camada de plastisol que, antes da expansão, era de 0,5 mm passa a 1,25 mm. A taxa de expansão é igual a 2,3 e a densidade depois da expansão é igual a 0,55 g/cm³. Verifica-se no entanto que a introdução do cloreto de zinco na forma de cristais provoca uma coloração acastanhada e numerosos pontos de degradação locais, devidos a uma má distribuição do cloreto de zinco.

Exemplo 3

Repetiu-se o exemplo 2 mas introduzindo adicionalmente no início 0,5 partes em peso de di-trimetilolpropano.

Aquece-se a mistura a 170^sC durante 3 min. para provocar a expansão do plastisol vinílico. A espessura da camada de plastisol que, antes da expansão, era de 0,5 mm, passa para 1,30 mm. Forma-se um produto celular constituído por finas células uniformes e uma boa coloração inicial. 0 índice de amarelo medido como no exemplo 1 é de 24.

Exemplo 4

Repetiu-se o exemplo 2 mas incorporando adicionalmente na composição 0,5 partes em peso de glicerina.

Aquece-se a mistura a 170^sC durante 3 min. para provocar a expansão do plastisol vinílico. A espessura da camada de plastisol que, antes da expansão, era de 0,5 mm, passa para 1,65 mm. 0 índice de amarelo medido como no exemplo 1 é de 35. A incorporação de glicerina no plastisol vinílico expansíve . melhora o efeito do acelerador de cloreto de zinco.

Exemplo 5

Repetiu-se o exemplo 2 mas incorporando adicionalmente na composição 0,3 partes em peso de glicerina e 0,3 partes em peso de di-trimetilolpropano.

Depois do aquecimento a 170^QC durante 3 min. a espessura da camada de plastisol passa de 0,5 mm para 1,90 mm.

A taxa de expansão é igual a 3,8. 0 índice de amarelo é igual a 27. A incorporação de glicerina e de di-trimetilolpropano na composição vinílica expansível de acordo com a invenção melhora a eficácia do cloreto de zinco como acelerador da decomposição do agente poróforo e dã um produto celular isento de coloração não desejada.

Claims

REIVINDICAÇÕES

- Ρ Processo para a preparação de um plastisol vinílico expansível apto a produzir produtos celulares, contendo um agente poróforo à base de azoto que se decompõe pelo calor e um composto de zinco como acelerador que reduz a temperatura de decomposição do referido agente poróforo, caracterizado pelo facto de o acelerador ser um sal de zinco e de o acelerador ser incorporado no plastisol na forma de uma solução num veículo líquido.

- 2^ Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo facto de o agente poróforo ser a azodicarbonamida.

- 32 Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2 caracterizado pelo facto de 0 sal de zinco ser 0 cloreto de zinco.

- 4a _

Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3 caracterizado pelo facto de 0 cloreto de zinco ser incorporado na forma de uma solução aquosa.

Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4 caracterizado pelo facto de o plastisol expansível ser constituído por uma resina à base de cloreto de vinilo.

- 6® Processo de acordo com a reivindicação 5 caracterizado pelo facto de o plastisol expansível conter um políme ro de cloreto de vinilo e de acetato de vinilo.

- 7⁹ Processo de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo facto de se incorporar adicionalmente um poliol no plastisol.

- 8â Processo de acordo com a reivindicação 7 caracterizado pelo facto de o poliol ser escolhido do grupo formado por glicerina, di-trimetilolpropano e as suas misturas.

Foi inventor Jean-Luc Preat, belga, engenheiro civil químico, residente em Max Havelaarlaan, 20, B-1850 Grimbergen, Bélgica.

A requerente declara que o primeiro pedido desta