Порообразующая смесь для полимерных материалов

 

ПОРООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСьдЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая азодикарбонамид и активатор его разложения , о тл ич а. ющ. ая ся тем, что, с целью снижения температуры разложения азодикарбонамида при сохранении значения его газового числа, в качестве активатора она содержит соединение, выбранное из группы , включающей водорастворимую соль азотистой кислоты, гидрокар«5онат аммония , карбонат аммония, гидразин, мочевину , стрептоцид, малоновую кислоту , малеиновую кислоту, окись алюминия , аммоний щавелевокислый, моноэтаноламин , уротропин и мел, a также дополнительно содержит ферроцен или его производное, выбранное из груйпы , включаницей акрилоилферроцен, винилферроцен, диацетилферроцен, дивинилферроцен и об - (оксиэтил )-ферроцен при следующем соотношении комг понентов, мас.ч.: Азодикарбонамид 100 Соединение, выбранное из группы, включающей водорастворимую соль азотистой кислоты, гидрокарбонат ам (Л ; мония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрептоцид , малоновую ;, с кислоту, малеиновую кислоту, окись алюминия, аммоний щавелевокислый, моноэтаноламин, уротропин и мел . .1-60 Ферроцен или его О 4 производное, выбранное из группы, включающей акрилоилферроцен , винилферроцен , диацетилфер роцен, дивинилферроцен и оС - (оксиэтил/ферроцен 1-10

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;.:, К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3505397/23-05 (22) 25 . 10 ° 82 . (46) 30 ° 01. 84. Бюл. Р 4 (72) Н. К. Барамбойм, И.И. Галицина, A. Ф. Пиняев, Л. Н. Муратова, Е. П. Габова„

Е.М. Юферев, Г.К. Царегородцева, С.Л.Сосин и Б.A.Aíòèïoâà (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт легкой промышленности и Всесоюзный научно-исследовательский .институт пленочных материалов и искусственной кожи (53) 678.046.84(088.8) (56) 1. Заявка; Японии Р 52-10152, кл. 25(5) Н, опублик. 1977.

2. Патент ФРГ М 2240255, кл. С 08 J 99//0066, опублик. 1975.

3. Патент Великобритании

Р 1013566, кл. 2(6)Р, опублик. 1965.

4. Справочник резинщика. М., "Химия", 1971, с. 463.

5. Химические добавки к полимерам.

N., "Химия", 1973, с. 235 (прототип). (54) (57) ПОРООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ. ДЛЯ

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая азодикарбонамид и активатор его разложения, о т л и ч а, ю щ. а я с я тем, что, с целью снижения температуры разложения азодикарбонамида при сохранении значения его газового числа, в качестве активатора она содержит соединение, выбранное из групIIbI включающей водорастворимую соль азотистой. кислоты, гидрокарбонат аммония, карбонат аммония, гидразин, мо..SU„„1070141 А

ЗЙО С 08 К 5/20, С 08 K 5/56

С 08 J 9 10 чевину, стрептоцид, малоновую кислоту, малеиновую кислоту, окись алюминия, аммоний щавелевокислый, моно. этаноламин, уротропин и мел, а также дополнительно содержит ферроцен или

его производное, выбранное из группы, включающей акрилоилферроцен, винилферроцен, диацетилферроцен, дивинилферроцен и о(†(оксиэтил I-ферроцен при следующем соотношении ком-. понентов, мас;ч.:

Азодикарбонамид 100

Соединение, выбранное из группы, включающей водорастворимую соль азотистой кислоты, гидрокарбонат аммония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрептоцид, малоновую кислоту, малеиновую кислоту, окись алюминия, аммоний щавелевокислый, моноэтаноламин, уротропин и мел 1-.60

Ферроцен нли его производное, выбранное из группы, включающей акрилоилферроцен, винилферроцен, диацетилферроцен, дивинилферроцен и a(,-(оксиэтил Jферроцен 1-10

1070141

100

Изобретение относится к промышленности пластмасс и касается разработки порообраэующей смеси иа основе азодикарбонамида ЧХЗ-21 для производства вспененных пористых полимерных материалов. 5

Известны порообразующие смеси, включающие ЧХЗ-21 и активатор порообразователя, к которым относятся: карбонат или гидрокарбонат аммония 1 7, гидраэин (2 7, мочевина (37, 10 органические кислоты, окись алюминия, аммоний щавелевокислый, моноэтаноламин, уротропин f4 3, в количестве

1-60 мас.ч. на 100 мас.ч. ЧХЗ-21 или их смеси в соотношении 1:1. Все 15 активаторы обладают эквивалентным действием и несколько снижают температуру разложения азодикарбонамида.

Однако снижение температуры разложения укаэанных порообразующих систем чаще всего приводит к уменьшению общего газового числа,.а сама температура разложения остается достаточно высокой.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является порообразующая смесь для полимерных материалов, содержащая азоцикарбонамид и активатор его разложения — соль жирной кислоты Г57.

Недостатком известного технического решения является незначительное снижение температуры разложения азодикарбонамида, при этом одновременно снижается значение газового числа.

Цель изобретения — снижение температуры разложения азодикарбонамида при сохранении значения его газового числа, 40

Поставленная цель достигается тем, что парообразующая смесь для полимерных материалов, содержащая азодикарбонамид и активатор его разложения, в качестве активатоРа 45 содержит соединение, выбранное из группы, включающей водорастворимую соль азотистой кислоты, гидрокарбонат аммония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрептоцид, малоновую 50 кислоту, малеиновую кислоту, окись алюминия, аммоний щавелевокислый, монозтаноламин, уротропин,и мел, а также дополнительно содержит ферроцен или его производное, выбранное из группы, включающей акрило;лферроцен, винилферроцен, диацетилферроцен, дивикилферрсцен и o(†(оксизтил )-ферроцен при следующем .соотношении компонентов, мас.ч.:

Азодикарбонамид 60

Соединение, выбранное из группы, включающей водорастворимую соль азотистой кислоты, гидрокар- 65 бонат аммония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрептоцид, малоновую кислоту, малеиновую кислоту, окись алюминия, аммоний щавелевокислый,моноэтаноламин,уротропин и мел 1-60

Ферроцен или его производное, выбранное из группы, включающей акрилоилферроцен, винилферроцен, диацетил.ферроцен, дивинилферроцен и aL --(оксизтил)-ферроцен 1-10

Порообразователь ЧХЗ-21 является универсальным порообразующим компонентом различных полимерных систем и применяется для получения пористых полимерных материалов на основе эластомеров, термопластов, реактопластов, например полиолефинов, полиэпоксидов, полисилоксанов, полиэфиров. ЧХЗ-21 имеет температуру разложения 190-210ОС и газовое число

230-270 см /г.

В реальных полимерных системах эти показатели несколько меняются и зависят от присутствия активаторов, снижающих температуру разложения основного пластификатора. Однако вне зависимости от полимерного связующего в вышеописанных системах снижается газовое число, что предотвращается применением предлагаемой порообразующей смеси.

Снижение дозировок ферроцена или его производных не приводит к снижению температуры разложения ЧХЗ-21, в то время как увеличение дозировок () 10 мас.ч. ) неэксномично, так как указанный эффект остается постоянным.

Пример 1. Порообразующую смесь, включающую ЧХЗ-21 и азотистокислый натрий в количествах 1,30 и

60 мас.ч. на 100 мас.ч. ЧХЗ-21, загружают в герметично закрываемую стальную колбу, имеющую газоотводную трубку, и по известной методике определяют температуру разложения и газовое число.

П р и и е р 2. Аналогично примеру 1 готовят порообразующую смесь на основе ЧХ3-21, но вместо азотистокислого натрия берут азотистокислый калий в указанных количествах и определяют температуру разложения и газовое число.

Пример 3-13. Аналогично примеру 1 готовят порообразунщие смеси, включающие ЧХ3-21, а в качестве активатора порообразователя берут гидрокарбонат аммония, карбонат аммония, гидразин, мочевину, стрепто. 1070141

Таблица 1

Состав смеси

Газовое число,см /г

Т, C

Пример

190-210 200-230

Прототип ЧХЗ-21+соли жирных кислот

190

230

260

185

175-182 270

ЧХЗ-21+1 мас.ч.КМ02

230

193

255

187

264

181 цид, малоновую кислоту, малаиновую кислоту, окись алюминия, аммоний щавелевскислый, моноэтаноламин, уротропин. Определяют температуру разложения и газовое число.

Пример 14-19. Аналогично примеру 1 готовят порообразующие смеси, включающие ЧХЗ-21, а в качест- ве активатора порообразователя используют смеси малоновой кислоты и мочевины или гидразина и мочевины, 10 иди мела и моноэтаноламина, или мочевины и стрептоцида,или моноэтаноламина и карбоната илй гидрокарбоната аммония, взятые в соотношении

1s1 в количестве 1-60 мас.ч. на . )5 .100 мас.ч. ЧХЗ-21. Определяют температуру разложения и газовое число.

Пример 20-41. Аналогично примеру 1 готовят порообразующие смеси, включающие ЧХЗ-21, активато- 20 ры порообразователя и их смеси в соотношении 1:1 в количестве 160 мас.ч. на 100 мас.ч. ЧХЗ-21 и до полнительно ферроцен или его производные, выбранные из группы: акрило- 25 илферроцен, винилферроцен, диацетилферроцен, дивинилферроцен, Ы вЂ (оксиэтил)-ферроцен в количестве 110 мас.ч. на 100 мас.ч. ЧХЗ-21. Определяют температуру разложения и газовое.число.

В табл.1 представлены составы известной и предлагаемой смеси, температура иэ разложения и газовое число.

П р и м е. р ы 42-49. Производят оценку действия различных порообраэователей в полимерных материалах.

Состав порообраэователей, использованные полимеры, температура раз-. ложения и газовые числа приведены в табл.2 (для контроля представлены 40 ! .данные для чистых порообразователей).

ЧХЗ-21+1 мас.ч. NaNO2

ЧХЗ вЂ 21+ Мас.÷. NANO>

ЧХЗ-21+60 мас.ч. МаМО

ЧХЗ-21+30 мас.ч. KN02

ЧХЗ 21+60 мас.ч. KNOg

Таким образом, предлагаемые порообразующие смеси, так же, как и

ЧХЗ-21, можно испольэовать в различных полимерных композициях.

Как видно из таблиц, известные порообразующие смеси позволяют.незначительно снизить температуру разложения ЧХЗ-21 и при этом снижается газовое число, что способствует снижению объема вспенивания. Для достижения необходимого объема вспенивания требуются большие количества основного порообразователя.

Предлагаемые смеси наряду со снижением температуры разложения ЧХЗ-21 позволяют сохранить и в некоторых случаях увеличить газовое число без увеличения дозировок основного порообраз ователя.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в снижении энергетических затрат камер вспенивания, снижении дозировок основного порообразователя и повышении объема вспенивания готовых изделий.

Использование предлагаемой порообразующей смеси в сравнении с известными позволит значительно (на

30-40% ) уменьшить расход энергии ка« мер вспенивания (желировочных), эа счет снижения температуры разложения основного порообразователя. Данный эффект может быть достигнут в камерах различной конструкции (инфракрасный или иной обогрев ).

Кроме того, s результате увеличения газового числа основного порообразователя (ЧХЗ-21) необходимый объем вспенивания достигается нри меньшем его расходе по сравнению с прототи пом, а при сохранении действующих дозировок увеличивается удельный объ, ем вспенивания.

1070141

260-264

ЧХЗ=21+1 мас.ч. NH+HÑÎ 187

ЧХЗ-21+30 мас.ч. NH HCO 180 3 21+60 мас ° ч ° Н4пСО

268

268

ЧХЗ- 21+1 мас.ч. (ХН4)2СO 195

ЧХЗ-21+30 мас.ч.(ИН ) СС 185

240

252

263

ЧХЗ- 21+60 мас.ч. (NH ) CO 175-178

4 2

250

ЧХЗ=21+1 мас,ч. гидразина 200

ЧХЗ- 21+30 мас.ч. гидразина 170

180

ЧХЗ-21+60 мас.ч. гидразина 145

150

ЧХЗ-21+1 мас.ч. мочевины 200 б

245

210

ЧХЗ-.21+30 мас.ч. мочевины 185

ЧХЗ-21+60 мас.ч. мочевины 180

ЧХЗ-21+1 мас.ч. стрептоцида 195

ЧХЗ-21+30 мас.ч. стрептоцида 170

ЧХЗ-21+60 мас.ч. стрептоцида 160

190-200

240

185-190

150

250

190

ЧХЗ-21+30 мас.ч. малоновой кислоты

180

175

ЧХЗ-21+60 мас.ч. малоновой кислоты

145

165

ЧХЗ- 21+1 мас.ч. малеиновой кислоты

190-192 230

ЧХЗ-21+30 мас.ч. малеиновой кислоты 165

150

ЧХЗ-21+60 мас.ч. малеиновой кислоты 150

120,180

185

150

165

200

190

160

170

ЧХЗ-21+1 мас.ч. моноэтаноламина 180

200

ЧХЗ- 21+30 мас.ч. моноэтаноламнна 160

150

° ЮЮЮ Ю ЮЮ

1 2

ЧХЗ-21+1 мас.ч. малоновой кислоты

ЧХЗ-21+1 мас.ч. At20

ЧХЗ-21+30 мас.ч. А2203

ЧХЗ-21+1 мас.ч. аммония щавелевокислого

ЧХЗ-21+60 мас.ч. аммония щавелевокислого. Прод жение табл. 1

T I

1070141,Продолжение табл. 1

3 4

ЧХЗ-21+60 мас.ч. моноэтаноламина 120

100

ЧХЗ-21+1 мас.ч. уротропина 190

ЧХЗ-21+30 мас.ч. уротропина 164

ЧХЗ-21+60 мас.ч. уротропина 150

200

110

14

ЧХЗ-21+ смесь малоновой кислоты,и мочевины в соотношении 1:1 в количестве

10 мас.ч. на 100 мас.ч.

ЧХЗ-21

ЯХЗ-21+смесь гидразина и мочевины в соотношении 1г1 в количестве 10 мас.ч. на

100 мас.ч. ЧХЗ-21

150

160-180

ЧХЗ-21+смесь мела и моноэтаноламина в соотношении

1>1 в количестве 10 мас.ч. на 100 мас.ч. ЧХЗ-.:21

160

185

ЧХЗ-21+смесь мочевины и стрептоцида в соотношении

1:1 в количестве 10 мас.ч. на 100 мас.ч. ЧХЗ-21

18

Смеси по примерам 14-17 в количестве 1 мас.ч. на

100 мас.ч. ЧХЗ-21

175

200

180

20.

ЧХЗ-21+ 1 мас.ч. ферроцена 180

ЧХЗ-21+10 мас.ч. ферроцена 165

175

ЧХЗ-21+1 мас.ч. акрилоилфенноцена

21.

17,8

180

ЧХЗ-21+10 мас.ч. акрилоилферроцена

100

170

ЧХЗ-21+1 мас.ч. винилферроцена 178

122

180

ЧХЗ-21+10 мас.ч. винилферроцена 170

ЧХЗ-21+1 мас.ч. диацетилферроцена 176

160

170

ЧХЗ-21+10 мас.ч . диацетилферроцена

17.0

170

ЧХЗ-21+1 мас.ч. а -(оксиэтил)-ферроцена

170

170

Смесь моноэтаноламина и (ИН4)2СОЗ или ИН Нсоэ в колйчестве 10 мас.ч. на

100 мас.ч. ЧХЗ-21

150-160 150-170

158-160 130-160

180-190 200-210

1070141!

Продолжение табл. 1

ЧХЗ=21+10 мас.ч. Ы 4оксиэтил )-ферроцена

160

170

ЧХЗ-21+1 мас.ч. дивинилферроцена 182

156

ЧХЗ- 21+10 мас.ч. дивинилферроцена 180

150

ЧХЗ-21+10 мас.ч. NaNO2+

+10 мас.ч. акрилоилферро140

200 цена

ЧХЗ-21+60 мас.ч. (ИН,„) СО +

+5 мас.ч. ферроцена 155

210

ЧХЗ-21+30 мас.ч. гидраэина+10 мас.ч. дивинилферроцена

160

200

ЧХЗ-21+1 мас.ч. NH4HC03+

+1 мас.ч. акрилоилферроцена 165

200

ЧХЗ-21+60 мас.ч. АХ ОЭ+

+10 мас.ч. о -(оксиэтил)-ферроцена

210

170

ЧХЗ- 21+60 мас.ч. стрептоцида+10 мас.ч. акрилоилферроцена или ферроцена 145

300

ЧХЗ-21+смесь гидразина и мочевины в соотношении

1:1 в количестве

25 мас.ч.+5 мас.ч. диацетилферроцена

140-150 200-210

ЧХЗ-21+10 мас.ч. малеиновой кислоты + 1 мас.ч. ферроцена

160

270

ЧХЗ вЂ” 21+30 мас.ч. малоновой кислоты + 5 мас.ч. ферроцена

150

280

ЧХЗ-21+20 мас.ч. моноэтаноламина + 5 мас.ч. акрилоилферроцена 130-150 200

ЧХЗ-21+10 мас.ч. уротропина+10 мас.ч. дивинилферроцена или ферроцена, или акрилоилферроцена

165

200

ЧХЗ-21+1 мас.ч. мела +

+ 10 мас.ч. ферроцена или

d (оксиэтил I-ферроцена, или акрилоилферроцена

215

170

ЧХЗ-21+смесь мочевины и стрептоцида в соотношении

1:1 в количестве 20 мас.ч. на 100 мас.ч. ЧХЗ-21 и

38 г 3 4

° Ф «\

1070141,Продолжение табл. 1

165 220-230

5 мас.ч. ферроцена

Смесь по иримеру. 14 и дополнительно 10 мас.ч. ферроцена

200

160

ЧХЗ=21 и смесь по примеру 15 + 5 мас.ч. ферроцена или дивинилферроцена, или акрилоилферроцена

210-220

160

Смесь по примеру 19 и дополнительно 10 .мао.ч. винилферроцена. 41

210-220

150,.Таблица. 2

100

-230 250

ЧХЗ-21+60 мас.ч. стрептоцида

0 (190

120

300

145

ЧХЗ-21+20 мас.ч. малоновой кислоты + 5 мас.ч. акрилоилферроцена

112

130-150 280

ЧХЗ-21+20 мас.ч. моноэтаноламина+

+5 мас.ч. акрилоилферроцена

130-150 200

Полиэтилен 10802-20+3 мас.ч.

ЧХЗ-21

Полиэтилен + порообраэующие смеси по прототипу 180-190 220-250 88-100

4 4

280-290 112-116

150

ЧХЗ-21+60 мас.ч. стрептоцида +

+ 10 мас.ч. акрилоилферроцена или ферроцена

Поли этилен

1 0 0 мас . ч . +

+ 3 мас . ч . ЧХЗ-2 1 +1 8 мас . ч . стрептоцида +

+ 0, 3 мас . ч . акрилоилферроцена или ферроце н а

230-250 220- 230 88-92

1070141

Продолжение табл. 2

Полиэтилен

100 мас.ч. +

+0,9 мас.ч. малеиновой кислоты +

+ 0,15 мас.ч. ферроцена + 3 мас.ч.

ЧХЗ-21

112

280

165

Полиэтилен

100 мас.ч. +ЧХЗ- .

:21-3 мас.ч. +

+ 0,6 мас.ч. моноэтаноламина +

+ 0,15 мас.ч. акрилоилферроцена

200

150

Полиамид 548 100 мас.ч. + 3 мас.ч.

ЧХЗ-21

96

240

230

t48

Полиамид +

+ 1,8 мас.ч. стрептоцида +

+ 0,3 мас.ч. акрилоилферроцена + 3 мас.ч. ЧХЗ-21

108 270

150

Изопреновый каучук 100 мас.ч. +

+ О,б мас.ч. моноэтаноламина +

+ 0,15 мас.ч. акрилоилферроцена 150

195

Заказ 11637/25 Тираж 469,: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель В. Балгин

Редактор Л.Филь Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Патай