Композиция для получения вспененного полиолефина

Союз Советских Социалистических Республик.2 С 081 9/06 С 081. 23/04 61) Дополнител е к авт. свид-ву явлено 09.07.73 (21) 1946366 м заявки ч 0 рисоедин Государственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий15 0,5 Изобретение относится к области получения полиолефиновой композиции, которую можно перерабатывать в пенопласт методами прессования, экструзии, в форме под давлением в среде инертных газов и паров. 5Известна композиция для получения вспененного полиолефина, содержащая полиолефин, азодикарбонамид, перекись дикумила и активатор разложения вспенивающего агента, состоящий из стеарата цинка и стеарино О вой кислоты.Недостатком известной композиции является то, что активатор разложения вспенивающего агента позволяет только снизить температуру разложения вспенивающего агента, но не дает возможности регулировать скорость разложения газообразователя.Цель изобретения состоит в обеспечении возможности регулирования процесса пенообразования. 2Поставленная цель достигается тем, что в качестве активатора разложения вспепивающего агента в ней использована смесь окиси цинка, стеарата цинка и стеариновой кислоты, взятых в весовом соотношении соответст венно от 1: 3: 1 до 1,5: 5: 3 при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:Полиолефин 100Азодикарбонамид 5 - 8Перекись дикумила - 1,0 3 Активатор разложения вспенивающего агента 2,05 - 3,9В качестве полиолефина могут быть использованы, например, полиэтилен низкой плотности с индексом расплава 1 0,6 - 2 г/ /10 мин, смесь полиэтилена с сополимером этилен - винилацетата и др.Достоинством каталитической системы является то, что она способствует не только снижению температуры разложения азодпкарбонамида, но и регулирует скорость его разложения, следовательно, скорость вспенпвания остается постоянной в широком диапазоне температур.Термический распад азодикарбонамида но. сит экзотермическпй характер. В результате выделения большого количества тепла происходит подогрев композиции, резко повышается скорость разложения азодикарбонамида, поэтому для вспенивания композиции необходимо точное поддержание ее темперарПри высокой скорости разложения азодцкарбонампда выделившийся газ не в состоянии равномерно распределиться и раствориться в расплаве полимера, в результате чего структура пенопласта получается неравномерной, с дефектами.При высокой скорости разложения азоднкарбонамида нарушается согласование процсссов газовыделения и сшивания 11 олнмсра, которые должны протека 1 ь по возможности синхронно.Использование же в качестве активатора разложения азодикарбонамида смеси, состояшей из окиси цинка, стеарата цинка и стеариновой кислоты, взятых в указанном соотношении, дает максимальный эффект снижения температуры разлокения азодикарбонамида, стабилизирует скорость вспенивания полиэтиленовой композиции в широком диапазоне температур, способствует получению пенопласта с качественной структурой.В табл. 1 приведены константы скорости разложения азодикарбонамида в зависимости от содержания окиси цинка. Таблица 1 Изменение константы скорости разлокения азодикарбоиамида в зависимости от концентрации окиси цинка (142 С)К 1 У сек 3,0 6,2 6,7 0,05 0,10 0,30 Из табл, 1 и данных эксперимента вытекает целесообразность использования окисицинка в количестве 0,08 вес. ч, на 1 вес, ч.азодикарбонамида 1 соответственно 0,4 -0,5 вес. ч. на 5 - 8 вес. ч. азодикарбонамида).На чертеже представлен график скоростиразложения азодикарбонамида в присутствии различных количеств стеарата цинка.Кривые 1 и 2 показывают соответственнокинетику разложения азодикарбонамида вприсутствии 0,2 вес. ч. и 0,4 вес. ч., а кривые3 и 4 - 0,6 вес. ч. и 0,8 вес. ч. стеарата цинкана 1 вес. ч. азодикарбонамида.Из данных приведенной зависимости видно, что использование максимальных количеств стеарата цинка нецелесообразно, таккак эффект активации достаточно полно достигается при содержании стеарата цинка вколичестве -0,2 вес. ч. (соответственно1,25 - 2,0 вес. ч, на 5 - 8 вес. ч, азодикарбонамида),Кривая 5 характеризует газовыделениеазодикарбонамида в присутствии стеаратацинка в количестве 0,1 вес. ч. на 1 вес. ч.азодикарбонамида. Максимальное газовыделение не было достигнуто в течение 40 мин,Активность каталитической системы такжечувствительна к добавкам стеариновой кислоты.В табл. 2 показана зависимость скоростивспенивания полиэтиленовой композиции отсодержания стеариновой кислоты в каталитической системе.Из табл. 2 видно, что скорость вспснпвания полиэтиленовой композиции в областиТаблица 2 Зависимость скорости вспенивачия композиции от содержания стеариновой кислоты в каталитической системеКоличество стеариновой кислоты в композ 1 щии иа 1 вес. ч. азодикарбон амида Температура, С 153156 159 162 10 19 23 25 18 23 20 17 23 16 16 23 14 0,08 0,16 0,33 15 тсмпсратур 153 - 162 С меняется в небольшойй степени, либо остается постоянной при содеркан 11 н стеариновой кислоты от 0,08 до 20 0,16 вес. ч, на 1 вес. ч, азодпкарбонампда иповышается пропорционально температуре при содержании стеариновой кислоты 0,33 вес. ч. на 1 вес. ч. азодпкарбонамида.Поэтому наиболее оптимальным следует 25 считать количество вводимой стеариновойкислоты в пределах 0,08 - 0,16 вес. ч, на 1 вес. ч. азодикарбонамида (соответственно 0,4 - 0,6 вес. ч. на 5 - 8 вес, ч. вспенивающего агента).30 Таким образом благодаря использованиюкаталитической системы, состоящей из окиси цинка, стеарата цинка и стеариновой кислоты, взятых в весовом соотношении соответственно 1: 3: 1 - 1; 3: 2, достигается максималь ный эффект снижения температуры разложения азодикарбонамида; при этом скорость его разложения остается постоянной в температурном интервале 150 в 1 С, что способствует более гомогенному распределению и 40 растворению выделившегося газа и согласованию процессов разложения азодикарбонамида п процесса сшивания полимера,Использование указанной каталитическойсистемы позволяет применять различные ме тоды переработки полполефиновой композиции.Изобретение иллюстрируется следующимипримерами.П р и м е р 1. Получение пенополиэтилено вых блоков толщиной 45 мм.А. Состав композиции, вес. ч,;Полиэтилен низкой плотности 100 (р 2.,0 г/10 мин)Лзодикарбонамид 6 55 Перекись днкумила 0,5Окись цинка 0,5 Стеарат цинка 1,5 Стеариновая кислота 1,0Композицию готовят смешением компонен тов с полиэтиленом на вальцах или в грануляторе Бусс при температуре 110 в 1 С.Вспенивание осуществляется в форме размером 300;(ЗООК 20 мм под давлением пресса 90 - 100 кг/см при температуре 155 - 160 С 65 в течение 40 мин. Блок вспенивается навозду.4,5 140 45 хс послс быстрого спятдацлсцяимсст р азмеры 725(725,45:м.Пенопласт имеет следующие свойства.Кажущаяся плотность, кг/м 55 - 60 Предел прочности при растяжении кгс/см 6,0Относительное удлинение, % 190 Эластичность по отскоку, % 41 Водопоглошецие за 24 час, кг/м 0,04 Коэффициент тецлопроводностиккал/м час град 0,03Б. Состав композиции, вес. ч.:Полиэтилен низкой плотности (Кр 1,0 г/10 мин) 100Азодикарбонамид 8 Перекись дикумила 1,0 Окись цинка 0,6 Стеарат цинка 2,0 Стеариновая кислота 1,3Способ прцготовления композиции тот же, что и в пункте А.Композиция в виде гранул илц отвальцованных листов загружается в форму и находится под давлением пресса 90 - 100 кг/см при температуре 150 - 155 С в течение 40 мцц. Далее давление быстро снимают и заготовка вспенивается при открытии формы. Образуется вспененный блок с мелкоячеистой однородной структурой и следующими свойствами.Кажущаяся плотность, кг/м 45 Предел прочности при растяжении, кгс/смОтносительное удлинение%Эластичность по отскоку, %В. Состав композиции, вес. ч.:Полиэтилен низкой плотности(р 1,0 г/10 мин) 80Сополимер этиленвинилацетат 20Азодикарбонамид 6,0 Перекись дикумила 1,0 Окись цинка 0,5 Стеарат цинка 1,5 Стеариновая кислота 0,8Композицию готовят смешением компонентов на вальцах при температуре 105 в 1 С, Отвальцовацные заготовки помещают в форму, це допускающую расширения материала, размером 300300 р,20 мм и прессуют под давлением 90 - 100 кг/см при температуре 160 С в течение 20 мин. Затем температуру снижают до 140 - 145 С и продолжают прес- сование еще в течение 20 мин. По истечении этого времени давление сбрасывают и отпрессоваццая заготовка вспенивается на воздухе с образованием блока размером 725 р,725 К )(45 мм. Полученный пенопласт имеет следующие свойства.Кажущаяся плотность, кг/м 65 Предел прочности при растяжении кгс/см 5,0Относительное удлинение, % 140 Эластичность по отскоку% 44 Водопоглощение за 24 час, кг/м 0,08Коэффициент тсцлопроводцостц, ккалм час град 0,041П р и м е р 2. Получение пецополцэтплецовых профилей диаметром 16 мм с помощью 5 экструзии подвспенецных жгутов и последующего вспенцвания путем вторичного прогрева,Состав композиции, вес, ч.;Полиэтилен низкой плотности1 О (р 0,6 - 1,0 г/10 мпц) 100Азодикарбонамцд 5 Перекись дикумцла 0,5 Окись цинка 0,4 Стеарат цинка 1,25 Стеариновая кислота 0,5Указанная полиэтиленовая композиция готовится в грануляторе типа Бусс. Гранулы полиэтилена с введенными компонентами загружаются в воронку экструдера. Композц 2 О цця экструдируется в виде жгута круглогосечения диаметром 8 мм. Температура по зонам цилиндра увеличивается 100 - 120 С.Вспецпванце жгута осуществляется в солевой или силиконовой бане прц температуре 210 - 25 220 С в течение 3 - 4 мцц.Свойства вспененного жгута следующие.Кажущаяся плотность, кг/м 80 Предел прочности при растяжении, кгс/см 2 3,65 зО Относительное удлинение, % 195Напряжение при сжатии, кгс/см Прц деформации ца 10% 0,8 При деформации на 20% 0,9 Водопоглощение, менее 0,3 15 130 отсутствует Пример 3. По,чучсние пецополиэтилсца взакрытой форме под давлением инертных газов ц паров.Состав композиции, вес. ч.:4 О Полиэтилен низкой плотностир 0,6 г/10 мин) 100Азодикарбонампд 6,0 Перекись дикумила 1,0 Окись цинка 0,5 Стеарат цинка 1,5 Стеариновая кислота 1,0Гранулы полиэтилена с введенными добавками, смешанные в грануляторе Бусс, засыпают в количестве 50 г в форму объемом 5 О 340 см.Форму помещают в автоклав, который нагревают до температуры 190 С и выдерживают при этой температуре в течение 50 мин под давлением не менее 5 ати в среде инертного газа. По истечении указанного времени давление сбрасывается и происходит вспецивание композиции в форме.Далее форму охлаждают до комнатнойтемпературы и извлекают готовое изделие с гладкой внешней поверхностью ц вспененной сердцевиной.Кажущаяся плотность изделия, кг/мзВодопоглощение за 24 час,65 кг/м526631 1 О ооолжительность, ии Составитель Л ллова корректор А, Галахов едактор Л. Герасимо хред Е. ина Подписное Изд.1874 Государственного комитет по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РаушТираж 630Совета Министровоткрытийкая наб., д. 4/5 аказ 2814/1 ИИПИ Типография, пр. Сапунова Водопоглощение при 2,5 - 3,0 ати в течение 30 мин, кг/м 0,07 Формула изобретенияКомпозиция для получения вспененного пол иолефина, содержащая пол иолефин, азодпкарбонампд, перекись дикумила и активатор разложения вспенивающего агента, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования процесса пенообразования, в качестве активатора разложения вспепивающего агента в ней использована смесь окиси цинка, стеарата цинка и стеариновой кислоты, взятых в весовом соотноше 5 шш соответственно от 1: 3: 1 до 1,5: 5: 3, приследующем соотношении компонентов, вес.ч.Полиолефин 100 Азодикарбонамид 5 - 8 Перекись дикумила 0,5 в 1,0 Активатор разложениявспенивающего агента 2,05 - 3,9