[发明专利]一种发泡剂活化剂及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种主要活性成分为氰酸锌的发泡剂活化剂及其制备方法，由此制备的复合化学发泡剂、以及在高分子材料泡沫上的应用，属于化学发泡剂领域。

【背景技术】

众所周知，在塑料和橡胶中添加发泡剂，可以生产泡沫海绵。添加的发泡剂在特定温度和压力下分解释放气体，在树脂等可发性材料中形成多孔的泡状的结构。最常用的化学发泡剂为有机化学发泡剂，具体包括偶氮二甲酰胺(AC)、二亚硝基五次甲基四胺(DPT)、磺酰肼类，这些发泡剂在加热的状况下，可以产生氮气，从而在高分子材料中形成泡孔。

上述化学发泡剂的分解温度基本都是固定的，分解温度较高，例如，AC发泡剂分解温度高达205℃，远远高于大部分高分子材料的加工温度。而高分子泡沫材料的加工，最好要求高分子材料的硫化交联与发泡同步，才能获得高性能的泡沫材料，因此必须通过添加各种具有催化活性的活化剂，来降低发泡剂的分解温度，以适应不同高分子泡沫材料的生产工艺。

国外改性AC发泡剂的研究和开发较早，研究方向主要集中在各种具有催化活性的活化剂和表面处理技术，可以提供各种不同分解温度，适用于不同高分子材料和工艺的发泡。美国Uniroyal公司、德国Bayer公司以及日本大塚化学有限公司申请了大量关于改性AC发泡剂的专利，包括具有催化活性的活化剂以及表面改性方法。USP4444679采用甲酸锌、氧化锌以及碳酸锌作为AC发泡剂的催化活化剂，每100份AC发泡剂添加0.25～25份，可以控制AC发泡剂的分解温度，但使用甲酸锌作为活化剂泡沫的表皮效果很差，泡沫色泽偏黄。USP4,714,568采用在偶氮二甲酰胺发泡剂中添加全氟辛酸、硅油、有机硅消泡剂和硬脂酸盐等来改善发泡剂的流动性，及降低分解温度。德国专利1,936,098和2,653,746采用在AC发泡剂中单独添加锌盐，或者锌盐与铅、锡和镉盐的混合物来降低分解温度，用于交联聚乙烯泡沫的生产，但重金属的盐类有毒。德国专利2,852,287和2,351,515在发泡剂中添加镁的氧化物，发现对发泡也有很大好处，但镁的氧化物对发泡剂的活化能力很弱。JP 49-70931则通过在发泡剂中添加含锌的化合物与Al、Sn、B和Si的混合物来降低发泡剂的分解温度。

【发明内容】

本发明提供了主要活性成分为氰酸锌的一种发泡剂活化剂及其制备方法，由尿素和锌的氧化物或碳酸盐或氢氧化物反应制备而成的产物，负载于载体的表面，并经过表面改性处理，用来作为化学发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)和二亚硝基五次甲基四胺(DPT)的活化剂。

本发明提供了一种发泡剂活化剂，主要活性成分为氰酸锌，用于偶氮二甲酰胺(AC)和二亚硝基五次甲基四胺(DPT)的活化，该发泡剂活化剂的主要成分为含氰酸锌的混合物、载体和表面处理剂，相对于100重量份的载体，加入10～60重量份的含氰酸锌的混合物、5～40重量份的表面处理剂。

本发明所述载体为氧化锌、碱式碳酸锌、白炭黑、碳酸钙、高岭土、滑石粉中的任一种或者它们的混合物。

其中：以氧化锌和/或碱式碳酸锌做为载体效果最佳，上述载体可以单独使用，也可以按照不同比例混合后使用。

上述表面处理剂为硬脂酸、硬脂酸盐、硬脂酸酯中的任一种或者它们的混合物。

上述表面处理剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸单甘酯中的任一种或者它们的混合物。

发泡剂活化剂是以粉末的形式使用的，粉末的平均粒径最好控制5μm～25μm。

本发明所提供的主要活性成分为氰酸锌的一种发泡剂活化剂的制备方法，其制备过程包括以下步骤：

(A)在120℃～180℃下，在搅拌的情况下，由1摩尔～5摩尔尿素和1摩尔锌的氧化物或碳酸盐或氢氧化物反应1～5小时，反应至物料基本澄清透明，生成含氰酸锌的混合物。

(B)生成的含氰酸锌混合物不用提纯，缓慢倾倒入载体和表面处理剂的混合物中，并快速搅拌混合均匀；或者将液体的表面处理剂与氰酸锌溶液一起倒入载体中，并快速搅拌混合均匀。其中含氰酸锌的混合物、载体和表面处理剂的比例，按照100重量份的载体，加入10～60重量份的含氰酸锌混合物、5～40重量份的表面处理剂。

(C)将上述混合均匀的产物冷却后进行粉碎，粒径控制5μm～25μm。

作为优先，上述步骤(A)含氰酸锌的混合物的制备，其中尿素和锌的摩尔比最好为2～4∶1。

本发明所述载体为氧化锌、碱式碳酸锌、白炭黑、碳酸钙、高岭土、滑石粉中的任一种或者它们的混合物。

作为优先，载体为氧化锌和/或碱式碳酸锌。