一種高分散發泡劑製備方法

2023-04-24 16:44:01 1

一種高分散發泡劑製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種高分散的發泡劑的製作方法，主要方法：本發明採用簡單溶解-吸附—沉澱法選用天然礦物蒙脫土作發泡劑活化劑，從而使發泡劑不結塊、團聚。本發明提供的發泡劑使用範圍較高，可以針對多種塑料進行發泡，發泡效率高，而且發泡劑被吸附於蒙脫土的片層結構之間，發泡均勻，提高了發泡的效率，提高了加工出來塑料的質量和均勻性，同時加入的蒙脫土等產品可以作為一種填充物質使用，不影響產品性質和質量。
【專利說明】 一種局分散發泡劑製備方法

【技術領域】
[0001]本發明屬於塑料泡沫和塑料發泡領域，特別是一種高分散發泡劑的製備方法。

【背景技術】
[0002]塑料發泡的技術淵源久遠。最早是20年代初期的泡沫膠木，用類似製造泡沫橡膠的方法製取；30年代出現硬質聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫；40年代有聚乙烯、聚氯乙烯、環氧樹脂、酚醛泡沫；50年代則有可發性聚苯乙烯泡沫和軟質聚氨酯泡沫。基本上所有的塑料，包括熱塑性和熱固性的都可以發泡為泡沫塑料。工業上的製備方法有:擠出發泡、注塑發泡、模塑發泡、壓延發泡、粉末發泡和噴塗發泡等等。隨著二十世紀八十年代，塑料泡沫被廣泛的應用於汽車、塑料包裝、航空航天、家具、體育用品等領域，對塑料泡沫的要求也越來越高，尤其是微孔泡沫。製備微孔泡沫的主要過程是將合成的納米複合物和塑料混合後發泡，泡孔是在塑料加工過程中使用發泡劑發泡產生。製備微孔泡沫的發泡劑共有2種類型:物理髮泡劑和化學發泡劑。物理髮泡劑主要是微球發泡劑，但是合成成本較高，價格居高不下，導致應用的範圍較窄。化學發泡劑容易與塑料基體結合，使用過程也比較簡單，但是現在在使用的化學發泡劑都存在團聚現象，導致在塑料基體中的分散性不夠好，在發泡過程中受熱不均勻，會造成局部孔徑較大，限制了化學發泡劑在塑料泡沫中的使用。常見的化學發泡劑有:AC發泡劑(偶氮二甲醯胺)、H發泡劑(N，N-2 二亞硝基五亞甲基四胺)等。目前問題的主要是將發泡劑如何更均勻的分散於塑料集體中。解決的辦法:一是引入一些成核劑作為穩泡劑，使產生的氣泡比較均勻，固化成泡的泡徑小於I微米；二是提高發泡劑的分散性。但在目前提高分散性方面缺少一種有效的方法。


【發明內容】

[0003]本發明針對上述問題，提供一種高分散發泡劑的製備方法。
[0004]本發明所述的高分散發泡劑的製備方法是將發泡劑吸附在改性納米蒙脫土上；具體步驟為:在二甲基亞碸或二甲基二甲醯胺中，加入發泡劑，充分溶解後，再加入改性納米蒙脫土，恆溫加熱攪拌反應一段時間後，靜置冷卻，然後固液分離，將得到的固體烘乾即得到高分散的發泡劑。
[0005]所述的發泡劑選用AC發泡劑或H發泡劑的一種或二種混合。
[0006]改性納米蒙脫土的製取方法是:將低價鹽溶於水中，再加入納米蒙脫土，在恆溫加熱攪拌下反應一段時間，冷卻後過濾並洗滌，乾燥後得到改性的納米蒙脫土 ；納米蒙脫土粒徑小於100nmo
[0007]選擇的低價鹽為鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽中的一種，優選大分子量酸根的鈉鹽，所述的所述的大分子量酸根的鈉鹽為偏磷酸鈉、鶴酸鈉。
[0008]低價鹽選用偏磷酸鈉或鎢酸鈉，其加入量為每10g質量水中加入偏磷酸鈉或鎢酸鈉質量為0.01-5g，所述的納米蒙脫土的加入量為偏磷酸鈉或鎢酸鈉與納米蒙脫土的質量比為1:10-500，所述的恆溫加熱攪拌是指溫度升至50-80°C，攪拌時間為l_5h ;所述的分離為過濾，乾燥溫度為80-100°C，乾燥時間為6-12h。鈉鹽的含量低於0.0lg,基本上對於納米蒙脫土的吸附沒有幫助。
[0009]所述的發泡劑在二甲基亞碸或二甲基二甲醯胺中的加入質量是1:10-100，發泡劑與改性納米蒙脫土的加入質量之比是1:1-50 ;所述的恆溫加熱攪拌條件為30-60°C，攪拌時間為l_5h ；,固液分離是指離心分離，烘乾是指在溫度30-60°C下烘4-8h。改性納米蒙脫土對發泡劑吸附的過程中，溫度過低，改性納米蒙脫土對發泡劑的吸附量比較少，溫度過高，二甲基亞碸或二甲基二甲醯胺會汽化損失，而且溫度過高發泡劑也會分解。
[0010]所述的偏磷酸鈉或鎢酸鈉的加入量為每10g水中加入的偏磷酸鈉或鎢酸鈉的質量優選為0.l-2g,最優選為0.3-0.5克；納米蒙脫土的加入量偏磷酸鈉或鶴酸鈉與納米蒙脫土的質量比優選為1: 20-100。
[0011]所述的發泡劑在二甲基亞碸或二甲基二甲醯胺中的加入質量優選為1:20-50 ;改性；納米蒙脫土和發泡劑質量之比優選為1:3-20。
[0012]本發明的優點是:本發明製得的高分散發泡劑，在塑料基體中分散均勻，發泡均勻並且可控制。
[0013]

【具體實施方式】
下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0014]實施例1
改性納米蒙脫土的製備方法:稱取0.05克的偏磷酸鈉，溶於10g水中，然後加入納米蒙脫土 10g，在恆溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然後過濾、洗滌3次，在90°C下乾燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0015]高分散發泡劑的製備方法:量取10ml 二甲基亞碸，加入0.4g的H發泡劑，充分溶解後，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應5h。靜置冷卻後，高速離心分離，將得到的下濁液在60°C乾燥6小時，即得到高分散的發泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發泡劑的定量分析，H發泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負載量是50mg/g。
[0016]實施例2
改性納米蒙脫土的製備方法:稱取0.3克的偏磷酸鈉，溶於10g水中，然後加入納米蒙脫土 10g，在恆溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然後過濾、洗滌3次，在90°C下乾燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0017]高分散發泡劑的製備方法:量取10ml 二甲基亞碸，加入0.5g的H發泡劑，充分溶解後，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應5h。靜置冷卻後，高速離心分離，將得到的下濁液在60°C乾燥6小時，即得到高分散的發泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發泡劑的定量分析，H發泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負載量是290mg/g。
[0018]實施例3
改性納米蒙脫土的製備方法:稱取1.0克的偏磷酸鈉，溶於10g水中，然後加入納米蒙脫土 10g，在恆溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然後過濾、洗滌3次，在90°C下乾燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0019]高分散發泡劑的製備方法:量取10ml 二甲基二甲醯胺，加入0.6g的H發泡劑，充分溶解後，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應5h。靜置冷卻後，高速離心分離，將得到的下濁液在60°C乾燥6小時，即得到高分散的發泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發泡劑的定量分析，H發泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負載量是260mg/g。
[0020]實施例4
改性納米蒙脫土的製備方法:稱取0.5克的偏磷酸鈉，溶於10g水中，然後加入納米蒙脫土 10g，在恆溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然後過濾、洗滌3次，在90°C下乾燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0021]高分散發泡劑的製備方法:量取10ml 二甲基二甲醯胺，加入0.4g的AC發泡劑，充分溶解後，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應5h。靜置冷卻後，高速離心分離，將得到的下濁液在60°C乾燥6小時，即得到高分散的發泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發泡劑的定量分析，H發泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負載量是310mg/g。
[0022]實施例5
改性納米蒙脫土的製備方法:稱取0.3克的偏磷酸鈉，溶於10g水中，然後加入納米蒙脫土 10g，在恆溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然後過濾、洗滌3次，在90°C下乾燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0023]高分散發泡劑的製備方法:量取10ml 二甲基亞碸，加入1.0g的AC發泡劑，充分溶解後，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應5h。靜置冷卻後，高速離心分離，將得到的下濁液在50°C乾燥8小時，即得到高分散的發泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發泡劑的定量分析，H發泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負載量是230mg/g。
[0024]對比例:
改性納米蒙脫土的製備方法:稱取0.00克的偏磷酸鈉，溶於10g水中，然後加入納米蒙脫土 log，在恆溫加熱攪拌下，70°c加熱攪拌3h，然後過濾、洗滌3次，在10(TC下乾燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0025]高分散發泡劑的製備方法:量取10ml 二甲基亞碸，加入0.4g的AC發泡劑，充分溶解後，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應5h。靜置冷卻後，高速離心分離，將得到的下濁液在50°C乾燥10小時，即得到高分散的發泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發泡劑的定量分析，H發泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負載量是19mg/g。
[0026]本發明選用蒙脫土的理由是其是納米層狀結構的材料。蒙脫土為含水矽鋁酸鹽粘土，具有獨特的層狀結構，晶片層間存在過剩負電荷，通過靜電吸附層間陽離子保持電中性，由於層間陽離子的水和作用，蒙脫土能夠穩定分散在水中，這是其吸水性的原因，其層間陽離子可以同外部的有機和無機陽離子進行離子交換。蒙脫土屬於2:1型三層結構的粘土礦物，其單位晶胞由二層矽氧四面體中間夾一層鋁(鎂)氧(氫氧)組成，矽氧四面體片系由處於同一平面的矽氧四面體的三個頂點氧與相鄰矽氧四面體共用而連結成一系列近似六方環網格的矽氧片；鋁(鎂)氧(氫氧)八面體片是以鋁(鎂)為中心原子、並與彼此頂點相對的四面體片的四個頂點氧處於同一平面的兩個羥基構成六配位的鋁(鎂)氧(羥基)八面體，四面體八面體之間通過共用氧原子相連，其晶胞平行疊置，典型的蒙脫土結構的晶格中，A13+和Si4+易被其他低價離子所取代，因而晶層帶負電荷，通過層間吸附的等電量陽離子來維持電荷平衡。由於蒙脫土層間有較弱的聯結力和存在可交換性陽離子如Na+、Ca2+、Mg2+等，通常它們以水合陽離子的形式存在，所以蒙脫土具有膨脹性，也可根據該性質將蒙脫土結構進行改良。
[0027]納米蒙脫土作為其中的一種，具有較大的比表面面積，蒙脫土特殊的層間結構使其具有豐富的孔道和層間可調性，這些決定了納米蒙脫土有較高的容納能力和吸附能力，因此將蒙脫土加入到塑料基體中能起到成核劑的作用，而他自身可以吸附有機化學發泡齊U，使發泡劑能夠均勻的分布在塑料基體中。
【權利要求】
1.一種高分散發泡劑的製備方法，其特徵在於將發泡劑吸附在改性納米蒙脫土上；具體步驟為:在二甲基亞碸或二甲基二甲醯胺中，加入發泡劑，充分溶解後，再加入改性納米蒙脫土，恆溫加熱攪拌反應一段時間後，靜置冷卻，然後固液分離，將得到的固體烘乾即得到高分散的發泡劑。
2.根據權利要求1所述的高分散發泡劑的製備方法，其特徵在於所述的發泡劑選用AC發泡劑或H發泡劑的一種或二種混合。
3.根據權利要求1所述的高分散發泡劑的製備方法，其特徵在於改性納米蒙脫土的製取方法是:將低價鹽溶於水中，再加入納米蒙脫土，在恆溫加熱攪拌下反應一段時間，冷卻後過濾並洗滌，乾燥後得到改性的納米蒙脫土 ；納米蒙脫土粒徑小於lOOOnm。
4.根據權利要求3所述的高分散發泡劑的製備方法，其特徵在於選擇的低價鹽為鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽中的一種，優選大分子量酸根的鈉鹽，所述的所述的大分子量酸根的鈉鹽為偏磷酸鈉、鎢酸鈉。
5.權利要求4所述的高分散發泡劑的製備方法，其特徵在於所述的低價鹽選用偏磷酸鈉或鶴酸鈉，其加入量為每10g質量水中加入偏磷酸鈉或鶴酸鈉質量為0.01-5g,所述的納米蒙脫土的加入量為偏磷酸鈉或鎢酸鈉與納米蒙脫土的質量比為1:10-500，所述的恆溫加熱攪拌是指溫度升至50-80°C，攪拌時間為l_5h ;所述的分離為過濾，乾燥溫度為80-100°C，乾燥時間為6-12h。
6.根據權利要求5所述的高分散發泡劑的製備方法，其特徵在於所述的發泡劑在二甲基亞碸或二甲基二甲醯胺中的加入質量是1:10-100，發泡劑與改性納米蒙脫土的加入質量之比是1:1-50 ;所述的恆溫加熱攪拌條件為30-60°C，攪拌時間為l_5h ；,固液分離是指離心分離，烘乾是指在溫度30-60°C下烘4-8h。
7.根據權利要求1中所述的高分散發泡劑的製備方法，其特徵在於所述的偏磷酸鈉或鎢酸鈉的加入量為每10g水中加入的偏磷酸鈉或鎢酸鈉的質量優選為0.l-2g,最優選為0.3-0.5克；納米蒙脫土的加入量偏磷酸鈉或鎢酸鈉與納米蒙脫土的質量比優選為1:20-100。
8.根據權利要求1中所述的高分散發泡劑的製備方法，其特徵在於所述的發泡劑在二甲基亞碸或二甲基二甲醯胺中的加入質量優選為1:20-50 ;改性；納米蒙脫土和發泡劑質量之比優選為1:3-20。
【文檔編號】C08K9/02GK104371137SQ201410618492
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】王彤 申請人:浙江比例包裝股份有限公司