Порообразующая композиция для вспенивания полимерных материалов

(51)5 С ЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЕТЕНИЯ 0 ПИСАНИ МУ ВТ ДЕТЕЛ ЬСТВУ нститут хилов, Дзерединение производа. р Изобретени порообразовате ных полимерных применение при делий,овий т(71) Научно-исследовательский имикатов для полимерных материажинское производственное объ(56) Справочник. Химические добавки к полимерам. М.: Химия, 1981, с.205,Авторское свидетельство СССРМ 294847, кл. С 08 3 9/06, 1968Патент Франции М 1402008,кл. С 08 К, 1965.Авторское свидетельство СССРМ 952892, кл,С 08 3 9/10, 1980.Выложенная Заявка ФРГ М 2208612,кл, 12 о, 17/03, С 07 с 127/14, 1973,А.Л.Берлин, Ф.А.Шутов, Химия и технология газонаполненных высокополимеров.М.: Наука. 1980, с.74,относится к производству й и получению вспененатериалов и может найти эготовлении пористых иэЦель изобретения - повышение эффективности вспенивания и улучшение Л 9/10//(С 08 ) 9/10, С 08 9;00,2)(54) ПОРООБРАЗУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯДЛЯ ВСПЕНИВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Использование: производство порообразователей, изготовление пористых изделий. Сущность изобретения: порообразующая композиция для вспенивания полимерных материалов содержит. мас.ч: азодикарбонамид 100; инициатор разложения азодикарбонамидарил(арилен)сульфонилгидраэид 0,05 - 0,5, е-уреидокапроновую кислоту 80 - 120, Коэффициент объемного расширения резиновых смесей на основе комбинации каучуков СКИи СКД, включающих регенерат подошвенный, при 150 С составляет 124-137 фб, Кажущийся объемный о вес пористой резины 620 - 680 кг/м . Образцы опытных резин характеризуются равномерной мелкопористой структурой, Кажущийся объемный вес вспененного новой порообразующей композицией полипропилена составляет 560 - 620 кг/м . 43 табл. анитарно-гигиенически Поставленная цель достигается порообраэующей композицией, включающей азодикарбонамид, арил(арилен)сульфонилгидраэид в качестве инициатора разложения и е -уреидокапроновую кислоту в качестве модификатора.е-уреидокапроновая кислота используется в качестве вспомогательного вещества в текстильной промышленности.При нагреваниидо 200 С к-уреидокапроновая кислота не выделяет газообразных продуктов. По степени воздействия на организм человека относится к 4 классу опасности (малоопасные вещества) согласно ГОСТ 12.01,007-76 (заключение Волгоградской СЭС. Отчет, Токсикологические свойства е-уреидокапроновой кислоты и уреидокапроата кальция, инв. М 286, 1984),Применение я -уреидокапроновой кислоты в качестве модификатора позволяет значительно увеличить эффективность порообразования, снизить дозировку дефицитного ЧХЗв композиции, значительно удешевить композицию,Производство я-уреидокапроновой кислоты основано на использовании отходов капролактама, Эти отходы ранее не находили применения и сжигались, что приводило к ухудшению экологической обстановки.В качестве инициатора разложения выбрано соединение из класса арил(арилен)сульфонилгидразидов, например, бензолсульфонилгидразид. и-толуолсул ьфонил гидразид, 4.4-оксидибензолсульфонилгидразид, бензолдисульфонилгидразид,3 и др,П р и м е р ы 1 - 13, На лабораторных вальцах готовят резиновые смеси, состав которых приведен в табл.1.У полученных смесей определяют коэффициент объемного расширения по ГОСТ 14645-69, Вспенивание и вулканизацию резиновых смесей проводят при 150 С в оптимуме, Качество пористых вулканизатов оценивают по величине кажущегося объемного веса (ГОСТ 409-7 и характеру пористой структуры (визуально).Показатели качества резиновых смесей и пористых резин приведены в табл.2,Как следует из приведенных в табл,2 данных, коэффициент объемного расширения резиновых смесей, содержащих азодикарбонамид, и-толуолсульфонилгидразид или 4,4-оксидибензолсульфонилгидразид и е -уреидокапроновую кислоту (см,примеры 4-6, 12), на 20 - 30; выше, чем у эталонных (см.примеры 1, 2), Образцы пористых резин, вспененных предлагаемой композицией (см,примеры 4 - 6, 12), характеризуются равномерной мелкопористой структурой и низким значением кажущегося объемного веса (на 20 Д ниже, чем у эталонных резин, примеры 1,2), Подобного результата невозможно добиться увеличением дозировки5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 эталонного модификатора. Увеличение дозировки уротропина до 100 мас.ч, на 100 мас,ч. ЧХЗне повышает эффективность вспенивания (см.пример 13).В отсутствии инициатора вспенивания ухудшается структура пор, появляются крупные поры (см.пример 10), В рекомендуемой дозировке инициатор не вспенивает полимер (см.пример 11), В отсутствии модификатора повышается кажущийся объемный вес пористой резины (см.пример 8), Дозировка инициатора и модификатора, ниже рекомендуемых, менее эффективна по сравнению с эталонной композицией (см,пример 3), а выше рекомендуемых - нецелесообразна (см,пример 7).П р и м е р ы 14 - 24, В бункер экструзионной машины фирмы САМИ (Франция) загружают композицию.Состав композиции приведен в табл.3.В композиции варьируется дозировка инициатора и модификатора, тип инициатора.Смеси экструдируют при следующих технологических параметрах.Температура по зонам; зона дозирования 160 С; зона пластикации 180 С; зона выдавливания 190 С.Число оборотов шнека 40 об/мин.Определяют кажущийся объемный вес полученного пенополипропилена и характер пористой структуры.Показатели качества приведены в табл,4.Приведенные данные показывают, что кажущийся объемный вес образцов пенополипропилена, полученных с применением предлагаемой композиции, ниже чем у эталонных (см,примеры 16-18, 14), Дозировка инициатора и модификатора ниже рекомендуемых менее эффективна по сравнению с известной композицией (см.пример 19), а выше рекомендуемой нецелесообразна (см,пример 15), Образцы пенополипропилена, вспененные с применением различных инициаторов, равноценны по качеству (см.примеры 17, 20), В отсутствии инициатора вспенивания ухудшается структура пеноматериала: преобладают крупные рваные поры (см.пример 21). В отсутствии ЧХЗкомпозиция не вспенена, следовательно, инициатор и модификатор не являются вспенивающими агентами (см.пример 22). Исключение из композиции модификатора приводит к повышению кажущегося объемного веса пеноматериала (см.пример 23), Увеличение дозировки тетраазоадамантана до 100 мас.ч, на 100 мас,ч. ЧХЗухудшает качество пеноматериала (см,пример 24),1816775 Эффективность композиции не зависит от способа введения порообразователя, инициатора и модификатора в полимер. Порообраэователь, инициатор и модификатор могут вводиться в полимер как поочередно, так и в виде предварительно изготовленной механической смеси,Таким образом предлагаемая композиция превосходит по эффективности известную композицию и обеспечивает улучшение санитарно-гигиенических условий труда,фо рмул а и зоб рете н ия Порообразующая композиция для вспенивания полимерных материалов, включаюТаблица 1 Рецептура резиновых смесей Содержание компонентов смесей в составах по примерам,мас.ч.Ингредиенты 1 про- тотип лог 65 35 50 40 7 8 65 35 50 40 7 8 65 35 50 40 7 8 65 35 50 40 7 8 65 35 50 40 40 40 40 40 40 40 40 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 4,0 12,0 9,6 2,0 0,004 0,02 0,05 0,004 0,001 СКИ СКД . Регенерат подошвенный Мягчители:Масло ПНСтеариновая кислота ГлицеринНаполнитель;Техуглерод ПМ Вулканизующвя группа СераОксид цинкаСульфенамид ЦПорообразователь:АзодикарбонамидМодификаторы:Тетраазоадамантан (уротропин)е- уреидокапроновая кислота МочевинаИнициатор; и-толуолсульфонилгидразид4,4-оксидибензолсул ьфо- нилгидразид 6щая аэодикарбонамид и инициатор разложения азодикарбонамида, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности вспенивания и улучшения санитарно-гигие нических условий труда, композиция содержит в качестве инициатора разложения аэодикарбонамида арил(арилен)сульфонилгидраэид и дополнительно содержит е-уреидокапроновую кислоту при следующем 10 соотношении компонентов, мас.ч.:Аэодикарбонамид 100Арил(арилен)сульфонилгидраэид 0,05-0,5 я-уреидокапроновая15 кислота 80-120, 65 35 50 40 7 8 65 35 50 40 7 8 65 35 50 40 7 8 65 35 50 40 7 8 40 40 40 40 40 2,55,03,2 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 2,5 5,0 3,2 8,0 8,0 8,0 0,04 0,02 0,02 П р и м е ч а н и е. к- контрольные примеры Таблица 2 Свойства резиновых смесей и пористых резин Каучуки: СКИ СКД Регенерат подошвенный Мягчители:Масло ПНСтеариновая кислота ГлицеринНаполнитель:Техуглерод ПМ Вулканиэукюцая группа: СераОксид цинкаСульфенамид ЦПорообраэователь:АзодикарбонамидМодификаторы:Тетраазоадамантан (уротропин)е- уреидокащкиювая кислота МочевинаИнициатор." е-толуолсульфонилгидразид4,4-оксидибензолсул ьфо.нилгидразид Содержание компонентов смесей в составах по примерам,мас.ч.10 1816775 Продолжение табл. 2 Номера примеров Показатели качества 13 к 11 к 10 к 9 к 100 135 130 33 814 640 1200 620 1200 1060 РавноОбразец не вспеПрактиче- Образец ски не вспенен мерная,мелкоповспенен нен ристая Таблица 3 родолжение табл, 3 Козффициент объемногорасширения при 150 С, оьКажущийся объемный веспористой резины, кг/м Характер пористой структуры П р и м е ч а н и е, к - контрольные примеры. Встречаются отдельныекрупныепоры Крупные рваные поры12 1816775 Таблица 4 Продолжение табл, 4 Составитель Н. ЛузинаТехред М, Моргентал Корректор М. Самборская Редактор Г. Бельская Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1707 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5