RU2048489C1

RU2048489C1 - Pore-forming composition for foaming polymeric materials

Info

Publication number: RU2048489C1
Authority: RU
Inventors: А.А. Ефимов; Г.В. Тархов; Т.Ю. Ляпина
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Номатек"
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1995-11-20

Abstract

FIELD: preparation of foamed polymeric materials. SUBSTANCE: the pore-forming composition comprises azodicarbonamide and zinc oxide and also a compound selected from the group consisting of pentaerythrite, maleuric acid, phthaleuric acid, ω, ω′-hexachloro-p-xylene in an amount of from 10 to 100 wt parts of azodicarbonamide. EFFECT: improved properties of the polymeric materials.

Description

Изобретение относится к области производства порообразователей и получения вспененных полимерных материалов. The invention relates to the field of production of blowing agents and the production of foamed polymeric materials.

Известно, что для вспенивания полимерных материалов широко используется нетоксичный азодикарбонамид (ЧХЗ-21). Температура разложения азодикарбонамида 195-240^оС, что значительно выше температуры переработки большинства полимерных материалов в изделия (140-190^оС), и поэтому его эффективность низка. Для снижения температуры разложения азодикарбонамид используют в смеси с модификаторами.It is known that non-toxic azodicarbonamide (ChKhZ-21) is widely used for foaming polymer materials. The decomposition temperature of azodicarbonamide 195-240 ^{° C,} well above the processing temperatures of most polymeric materials into articles (140-190 ^C), and therefore its efficiency is low. To lower the decomposition temperature, azodicarbonamide is used in a mixture with modifiers.

Известно использование в качестве модификаторов азодикарбонамида водорастворимых солей роданистоводородной кислоты, мочевины. Однако композиции, содержащие указанные модификаторы, недостаточно эффективны. It is known to use, as modifiers of azodicarbonamide, water-soluble salts of rhodanic acid, urea. However, compositions containing these modifiers are not effective enough.

Наиболее близкой к изобретению по совокупности признаков является композиция, состоящая из азодикарбонамида и оксида цинка в качестве регулятора температуры разложения, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. азодикарбонамид 100; оксид цинка 15-1500. Closest to the invention in terms of features is a composition consisting of azodicarbonamide and zinc oxide as a regulator of the decomposition temperature, in the following ratio of components, parts by weight azodicarbonamide 100; zinc oxide 15-1500.

Данная композиция имеет температуру разложения ниже, чем индивидуальный азодикарбонамид, но недостаточно низкую для использования ее во многих полимерах. This composition has a decomposition temperature lower than the individual azodicarbonamide, but not low enough for use in many polymers.

В основу изобретения положена задача создать высокоэффективную порообразующую композицию с достаточно низкой температурой разложения и высоким газовым числом. The basis of the invention is to create a highly effective pore-forming composition with a sufficiently low decomposition temperature and high gas number.

Эта задача решается за счет того, что композиция, включающая азодикарбонамид (ЧХЗ-21) и оксид цинка, дополнительно содержит модификатор, в качестве которого используется ω,ω'-гексахлор-n-ксилол, пентаэритрит, фталеуровую и малуровую кислоты, цинковую соль ε-ураидокапроновой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Азодикарбонамид 100 Оксид цинка 10-100 Модификатор 10-100
Пентаэритрит, фталеуровая и малеуровая кислоты используются в химической промышленности, как полупродукты [1]
ω, ω'-Гексахлор-n-ксилол известен как ускоритель вулканизации каучуков [2]
Цинковая соль ε-уреидокапроновой кислоты используется в качестве вспомогательного вещества в текстильной промышленности [3]
Применение перечисленных веществ в качестве модификаторов позволяет повысить эффективность порообразования, снизить дозировку дефицитного азодикар- бонамида.This problem is solved due to the fact that the composition including azodicarbonamide (ChKhZ-21) and zinc oxide additionally contains a modifier, which is used as ω, ω'-hexachloro-n-xylene, pentaerythritol, phthaleuric and maluric acids, zinc salt ε uraidocaproic acid, in the following ratio, wt.h. Azodicarbonamide 100 Zinc Oxide 10-100 Modifier 10-100
Pentaerythritol, phthaleuric and maleuric acids are used in the chemical industry as intermediates [1]
ω, ω'-Hexachlor-n-xylene is known as a rubber vulcanization accelerator [2]
The zinc salt of ε-ureidocaproic acid is used as an auxiliary substance in the textile industry [3]
The use of the listed substances as modifiers makes it possible to increase the efficiency of pore formation and reduce the dosage of deficient azodicarbonamide.

Композицию готовят механическим смешением компонентов и используют в виде порошка или порообразующего концентрата. Порообразующий концентрат представляет собой гомогенизированную смесь полимерной основы и предлагаемой композиции при следующих соотношениях компонентов, мас.ч. полимерная основа 100; порообразующая композиция 5-50. The composition is prepared by mechanical mixing of the components and used in the form of a powder or pore-forming concentrate. Pore-forming concentrate is a homogenized mixture of a polymer base and the proposed composition in the following ratios of components, parts by weight polymer base 100; pore-forming composition 5-50.

В качестве полимерной основы могут быть использованы полиэтилен, сэвилен, поливинилхлорид. Полимерная основа может содержать пластификаторы, наполнители, лубриканты, стабилизаторы, в том числе С-1281 (ТУ 6-22-232-88) и смесевой стабилизатор 2147 (ТУ 6-22-270-91) и другие целевые добавки. As the polymer base can be used polyethylene, sevilen, polyvinyl chloride. The polymer base may contain plasticizers, fillers, lubricants, stabilizers, including C-1281 (TU 6-22-232-88) and a mixed stabilizer 2147 (TU 6-22-270-91) and other target additives.

П р и м е р ы 1-13. Определение температуры разложения и газового числа порообразующей композиции. PRI me R s 1-13. Determination of the decomposition temperature and gas number of the pore-forming composition.

Механическим смешением готовят смесь азодикарбонамида (ЧХЗ-21) с оксидом цинка и модификаторами в соотношениях, указанных в табл. 1. Навеску 0,1 г смеси помещают в пробирку прибора для определения характеристик порообразователей и по известной методике (ТУ-113-38-110-91) определяют газовое число и температуру разложения (газовое число количество газа в миллилитрах, выделяющегося при полном разложении 1 г порообразователя, температура разложения температура, при которой выделение газа происходит с максимальной скоростью). Результаты определений приведены в табл. 1. A mixture of azodicarbonamide (ChKhZ-21) with zinc oxide and modifiers is prepared by mechanical mixing in the ratios indicated in the table. 1. A sample of 0.1 g of the mixture is placed in the tube of the device to determine the characteristics of the blowing agents, and according to the known method (TU-113-38-110-91), the gas number and the decomposition temperature are determined (gas number is the amount of gas in milliliters released during complete decomposition 1 g blowing agent, decomposition temperature, temperature at which gas evolution occurs at maximum speed). The results of the determinations are given in table. 1.

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что предлагаемые модификаторы снижают температуру разложения изодикарбонамида и способствуют более полному его разложению, т. е. увеличивают газовое число. Так, азодикарбонамид, модифицированный оксидом цинка, разлагается при 180^оС с выделением 100 мл/г газа (пример 1), а модифицированный мочевиной разлагается при 165^оС, но при этом резко уменьшается газовыделение (пример 2). Введение в композицию предложенных модификаторов приводит снижению температуры разложения до 150-165^оС, и газовыделение при этом составляет 110-170 мл/г (примеры 3-9). Исключение из состава оксида цинка приводит к повышению температуры разложения и снижению газового числа (примеры 10-13).From the above table. 1 data shows that the proposed modifiers reduce the decomposition temperature of isodicarbonamide and contribute to its more complete decomposition, that is, increase the gas number. Thus, azodicarbonamide, modified zinc oxide decomposes at ¹⁸⁰ ° C with the release of 100 ml / g of gas (see Example 1), and a modified urea decomposes at 165 ^{° C,} but the outgassing decreases dramatically (Example 2). The introduction to the composition proposed modifiers causes reduction decomposition temperature to 150-165 ^{° C} and gas evolution in this case is 110-170 ml / g (Examples 3-9). The exclusion of zinc oxide from the composition leads to an increase in the decomposition temperature and a decrease in the gas number (examples 10-13).

П р и м е р ы 14-17. Приготовление концентрата. PRI me R s 14-17. Preparation of concentrate.

Приготовленную механическим смешением смесь полимера с целевыми добавками и порообразующей композицией, состав которой приведен в табл. 2, подвергают экструзии при температуре, ниже температуры разложения композиции, с последующим охлаждением и гранулированием экструдента. The mixture of polymer prepared with mechanical mixing with target additives and a pore-forming composition, the composition of which is given in table. 2, are extruded at a temperature below the decomposition temperature of the composition, followed by cooling and granulation of the extruder.

П р и м е р ы 18-26. Определение эффективности порообразования. PRI me R s 18-26. Determining the effectiveness of pore formation.

В бункер экструзионной машины загружают смесь, состав которой приведен в табл. 3. В смеси варьируется дозировка модификатора, тип модификатора и способ введения порообразующей композиции в полимер (концентрат или порошок). In the hopper of the extrusion machine load the mixture, the composition of which is given in table. 3. The dosage of the modifier, the type of modifier, and the method of introducing the pore-forming composition into the polymer (concentrate or powder) vary in the mixture.

Параметры экструзии: температура по зонам, ^оС:
зона дозирования 160
зона пластикации 170
зона выдавливания 175
головка 180
число оборотов шнека 60 об/мин.Extrusion parameters: temperature by zones, ^о С:
dosing area 160
plasticization zone 170
extrusion zone 175
head 180
screw speed 60 rpm.

У полученных образцов пенополипропилена определяют кажущийся объемный вес по ГОСТ 409-77. Результаты определений приведены в табл. 3. Приведенные в табл. 3 данные показывают, что кажущаяся объемная масса образов пенополипропилена, полученных с предлагаемой порообразующей композицией, ниже, чем с известной (пример 18). Способ введения композиции в полимер не влияет на величину кажущейся объемной массы, т.е. не изменяет эффективности композиции (примеры 19 и 21). The obtained samples of polypropylene determine the apparent volumetric weight according to GOST 409-77. The results of the determinations are given in table. 3. The above table. 3, the data show that the apparent bulk density of the polypropylene images obtained with the proposed pore-forming composition is lower than with the known one (Example 18). The method of introducing the composition into the polymer does not affect the apparent bulk density, i.e. does not change the effectiveness of the composition (examples 19 and 21).

П р и м е р ы 27-35. В бункер роторного литьевого агрегата загружают смесь, состав которой приведен в табл. 4. PRI me R s 27-35. In the hopper of the rotary injection molding unit load the mixture, the composition of which is given in table. 4.

Формуют пористые подошвы при температуре гильзы по зонам, ^оС: I-168, II-170, III-175, головка 175. Значения кажущейся объемной массы полученных подошв приведены в табл. 4. Приведенные в таблице данные показывают, что кажущийся объемный вес образов пенополивинилхлорида, полученных с применением предлагаемой порообразующей композиции (примеры 27-29, 31-35), на 15-25% ниже, чем у образцов вспененных известной композицией (примеры 30). Величина кажущейся объемной массы не зависит от способа введения порообразующей композиции в полимер (примеры 27 и 34).Porous molded sole at a temperature in the zones of the sleeve, ^C: I-168, II-170, III-175, the head 175. The values of the apparent bulk density soles obtained are shown in Table. 4. The data in the table show that the apparent volumetric weight of the images of polyvinyl chloride obtained using the proposed pore-forming composition (examples 27-29, 31-35), 15-25% lower than that of the samples foamed by the known composition (examples 30). The value of the apparent bulk density does not depend on the method of introducing the pore-forming composition into the polymer (examples 27 and 34).

Порообразующая композиция может вводиться в полимер как в виде механической смеси, так и в виде концентрата. Использование концентрата предпоч- тительнее, так как обеспечивает улучшение санитарно-гигиенических условий труда. The pore-forming composition can be introduced into the polymer both in the form of a mechanical mixture, and in the form of a concentrate. The use of concentrate is preferable, as it provides an improvement in sanitary and hygienic working conditions.

Claims

A PORO-FORMING COMPOSITION FOR FOAMING POLYMERIC MATERIALS, including azodicarbonamide and zinc oxide, characterized in that it additionally contains a modifier selected from the group consisting of pentaerythritol, maleuric acid, phthaleuric acid, zinc salt of ε-ureuidocaprone, zinc salt of ε-ureuidocaprone -xylene, in the following ratio, wt.h.

Azodicarbonamide 100
Zinc oxide 10 100
Modifier 10 100