一種高分散發(fā)泡劑制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高分散的發(fā)泡劑的制作方法，主要方法：本發(fā)明采用簡單溶解-吸附—沉淀法選用天然礦物蒙脫土作發(fā)泡劑活化劑，從而使發(fā)泡劑不結(jié)塊、團聚。本發(fā)明提供的發(fā)泡劑使用范圍較高，可以針對多種塑料進行發(fā)泡，發(fā)泡效率高，而且發(fā)泡劑被吸附于蒙脫土的片層結(jié)構(gòu)之間，發(fā)泡均勻，提高了發(fā)泡的效率，提高了加工出來塑料的質(zhì)量和均勻性，同時加入的蒙脫土等產(chǎn)品可以作為一種填充物質(zhì)使用，不影響產(chǎn)品性質(zhì)和質(zhì)量。
【專利說明】 一種局分散發(fā)泡劑制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于塑料泡沫和塑料發(fā)泡領(lǐng)域，特別是一種高分散發(fā)泡劑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]塑料發(fā)泡的技術(shù)淵源久遠(yuǎn)。最早是20年代初期的泡沫膠木，用類似制造泡沫橡膠的方法制??；30年代出現(xiàn)硬質(zhì)聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫；40年代有聚乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、酚醛泡沫；50年代則有可發(fā)性聚苯乙烯泡沫和軟質(zhì)聚氨酯泡沫?；旧纤械乃芰?，包括熱塑性和熱固性的都可以發(fā)泡為泡沫塑料。工業(yè)上的制備方法有:擠出發(fā)泡、注塑發(fā)泡、模塑發(fā)泡、壓延發(fā)泡、粉末發(fā)泡和噴涂發(fā)泡等等。隨著二十世紀(jì)八十年代，塑料泡沫被廣泛的應(yīng)用于汽車、塑料包裝、航空航天、家具、體育用品等領(lǐng)域，對塑料泡沫的要求也越來越高，尤其是微孔泡沫。制備微孔泡沫的主要過程是將合成的納米復(fù)合物和塑料混合后發(fā)泡，泡孔是在塑料加工過程中使用發(fā)泡劑發(fā)泡產(chǎn)生。制備微孔泡沫的發(fā)泡劑共有2種類型:物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑。物理發(fā)泡劑主要是微球發(fā)泡劑，但是合成成本較高，價格居高不下，導(dǎo)致應(yīng)用的范圍較窄。化學(xué)發(fā)泡劑容易與塑料基體結(jié)合，使用過程也比較簡單，但是現(xiàn)在在使用的化學(xué)發(fā)泡劑都存在團聚現(xiàn)象，導(dǎo)致在塑料基體中的分散性不夠好，在發(fā)泡過程中受熱不均勻，會造成局部孔徑較大，限制了化學(xué)發(fā)泡劑在塑料泡沫中的使用。常見的化學(xué)發(fā)泡劑有:AC發(fā)泡劑(偶氮二甲酰胺)、H發(fā)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(fā)泡劑如何更均勻的分散于塑料集體中。解決的辦法:一是引入一些成核劑作為穩(wěn)泡劑，使產(chǎn)生的氣泡比較均勻，固化成泡的泡徑小于I微米；二是提高發(fā)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(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述問題，提供一種高分散發(fā)泡劑的制備方法。
[0004]本發(fā)明所述的高分散發(fā)泡劑的制備方法是將發(fā)泡劑吸附在改性納米蒙脫土上；具體步驟為:在二甲基亞砜或二甲基二甲酰胺中，加入發(fā)泡劑，充分溶解后，再加入改性納米蒙脫土，恒溫加熱攪拌反應(yīng)一段時間后，靜置冷卻，然后固液分離，將得到的固體烘干即得到高分散的發(fā)泡劑。
[0005]所述的發(fā)泡劑選用AC發(fā)泡劑或H發(fā)泡劑的一種或二種混合。
[0006]改性納米蒙脫土的制取方法是:將低價鹽溶于水中，再加入納米蒙脫土，在恒溫加熱攪拌下反應(yīng)一段時間，冷卻后過濾并洗滌，干燥后得到改性的納米蒙脫土 ；納米蒙脫土粒徑小于100nmo
[0007]選擇的低價鹽為鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽中的一種，優(yōu)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(zhì)量水中加入偏磷酸鈉或鎢酸鈉質(zhì)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(zhì)量比為1:10-500，所述的恒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，干燥溫度為80-100°C，干燥時間為6-12h。鈉鹽的含量低于0.0lg,基本上對于納米蒙脫土的吸附?jīng)]有幫助。
[0009]所述的發(fā)泡劑在二甲基亞砜或二甲基二甲酰胺中的加入質(zhì)量是1:10-100，發(fā)泡劑與改性納米蒙脫土的加入質(zhì)量之比是1:1-50 ;所述的恒溫加熱攪拌條件為30-60°C，攪拌時間為l_5h ；,固液分離是指離心分離，烘干是指在溫度30-60°C下烘4-8h。改性納米蒙脫土對發(fā)泡劑吸附的過程中，溫度過低，改性納米蒙脫土對發(fā)泡劑的吸附量比較少，溫度過高，二甲基亞砜或二甲基二甲酰胺會汽化損失，而且溫度過高發(fā)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(zhì)量優(yōu)選為0.l-2g,最優(yōu)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(zhì)量比優(yōu)選為1: 20-100。
[0011]所述的發(fā)泡劑在二甲基亞砜或二甲基二甲酰胺中的加入質(zhì)量優(yōu)選為1:20-50 ;改性；納米蒙脫土和發(fā)泡劑質(zhì)量之比優(yōu)選為1:3-20。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明制得的高分散發(fā)泡劑，在塑料基體中分散均勻，發(fā)泡均勻并且可控制。
[0013]

【具體實施方式】
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0014]實施例1
改性納米蒙脫土的制備方法:稱取0.05克的偏磷酸鈉，溶于10g水中，然后加入納米蒙脫土 10g，在恒溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然后過濾、洗滌3次，在90°C下干燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0015]高分散發(fā)泡劑的制備方法:量取10ml 二甲基亞砜，加入0.4g的H發(fā)泡劑，充分溶解后，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應(yīng)5h。靜置冷卻后，高速離心分離，將得到的下濁液在60°C干燥6小時，即得到高分散的發(fā)泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發(fā)泡劑的定量分析，H發(fā)泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負(fù)載量是50mg/g。
[0016]實施例2
改性納米蒙脫土的制備方法:稱取0.3克的偏磷酸鈉，溶于10g水中，然后加入納米蒙脫土 10g，在恒溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然后過濾、洗滌3次，在90°C下干燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0017]高分散發(fā)泡劑的制備方法:量取10ml 二甲基亞砜，加入0.5g的H發(fā)泡劑，充分溶解后，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應(yīng)5h。靜置冷卻后，高速離心分離，將得到的下濁液在60°C干燥6小時，即得到高分散的發(fā)泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發(fā)泡劑的定量分析，H發(fā)泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負(fù)載量是290mg/g。
[0018]實施例3
改性納米蒙脫土的制備方法:稱取1.0克的偏磷酸鈉，溶于10g水中，然后加入納米蒙脫土 10g，在恒溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然后過濾、洗滌3次，在90°C下干燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0019]高分散發(fā)泡劑的制備方法:量取10ml 二甲基二甲酰胺，加入0.6g的H發(fā)泡劑，充分溶解后，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應(yīng)5h。靜置冷卻后，高速離心分離，將得到的下濁液在60°C干燥6小時，即得到高分散的發(fā)泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發(fā)泡劑的定量分析，H發(fā)泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負(fù)載量是260mg/g。
[0020]實施例4
改性納米蒙脫土的制備方法:稱取0.5克的偏磷酸鈉，溶于10g水中，然后加入納米蒙脫土 10g，在恒溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然后過濾、洗滌3次，在90°C下干燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0021]高分散發(fā)泡劑的制備方法:量取10ml 二甲基二甲酰胺，加入0.4g的AC發(fā)泡劑，充分溶解后，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應(yīng)5h。靜置冷卻后，高速離心分離，將得到的下濁液在60°C干燥6小時，即得到高分散的發(fā)泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發(fā)泡劑的定量分析，H發(fā)泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負(fù)載量是310mg/g。
[0022]實施例5
改性納米蒙脫土的制備方法:稱取0.3克的偏磷酸鈉，溶于10g水中，然后加入納米蒙脫土 10g，在恒溫加熱攪拌下，70°C加熱攪拌3h，然后過濾、洗滌3次，在90°C下干燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0023]高分散發(fā)泡劑的制備方法:量取10ml 二甲基亞砜，加入1.0g的AC發(fā)泡劑，充分溶解后，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應(yīng)5h。靜置冷卻后，高速離心分離，將得到的下濁液在50°C干燥8小時，即得到高分散的發(fā)泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發(fā)泡劑的定量分析，H發(fā)泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負(fù)載量是230mg/g。
[0024]對比例:
改性納米蒙脫土的制備方法:稱取0.00克的偏磷酸鈉，溶于10g水中，然后加入納米蒙脫土 log，在恒溫加熱攪拌下，70°c加熱攪拌3h，然后過濾、洗滌3次，在10(TC下干燥10h，即得到改性的納米蒙脫土。
[0025]高分散發(fā)泡劑的制備方法:量取10ml 二甲基亞砜，加入0.4g的AC發(fā)泡劑，充分溶解后，加入Ig改性的納米蒙脫土，在50°C下，攪拌反應(yīng)5h。靜置冷卻后，高速離心分離，將得到的下濁液在50°C干燥10小時，即得到高分散的發(fā)泡劑，通過紫外-可見光譜對澄清液中的H發(fā)泡劑的定量分析，H發(fā)泡劑在偏磷酸鈉改性的納米蒙脫土上的負(fù)載量是19mg/g。
[0026]本發(fā)明選用蒙脫土的理由是其是納米層狀結(jié)構(gòu)的材料。蒙脫土為含水硅鋁酸鹽粘土，具有獨特的層狀結(jié)構(gòu)，晶片層間存在過剩負(fù)電荷，通過靜電吸附層間陽離子保持電中性，由于層間陽離子的水和作用，蒙脫土能夠穩(wěn)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。蒙脫土屬于2:1型三層結(jié)構(gòu)的粘土礦物，其單位晶胞由二層硅氧四面體中間夾一層鋁(鎂)氧(氫氧)組成，硅氧四面體片系由處于同一平面的硅氧四面體的三個頂點氧與相鄰硅氧四面體共用而連結(jié)成一系列近似六方環(huán)網(wǎng)格的硅氧片；鋁(鎂)氧(氫氧)八面體片是以鋁(鎂)為中心原子、并與彼此頂點相對的四面體片的四個頂點氧處于同一平面的兩個羥基構(gòu)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(jié)構(gòu)的晶格中，A13+和Si4+易被其他低價離子所取代，因而晶層帶負(fù)電荷，通過層間吸附的等電量陽離子來維持電荷平衡。由于蒙脫土層間有較弱的聯(lián)結(jié)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(jù)該性質(zhì)將蒙脫土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)使其具有豐富的孔道和層間可調(diào)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(xué)發(fā)泡齊U，使發(fā)泡劑能夠均勻的分布在塑料基體中。
【權(quán)利要求】
1.一種高分散發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于將發(fā)泡劑吸附在改性納米蒙脫土上；具體步驟為:在二甲基亞砜或二甲基二甲酰胺中，加入發(fā)泡劑，充分溶解后，再加入改性納米蒙脫土，恒溫加熱攪拌反應(yīng)一段時間后，靜置冷卻，然后固液分離，將得到的固體烘干即得到高分散的發(fā)泡劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于所述的發(fā)泡劑選用AC發(fā)泡劑或H發(fā)泡劑的一種或二種混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分散發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于改性納米蒙脫土的制取方法是:將低價鹽溶于水中，再加入納米蒙脫土，在恒溫加熱攪拌下反應(yīng)一段時間，冷卻后過濾并洗滌，干燥后得到改性的納米蒙脫土 ；納米蒙脫土粒徑小于lOOOnm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高分散發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于選擇的低價鹽為鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽中的一種，優(yōu)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(quán)利要求4所述的高分散發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于所述的低價鹽選用偏磷酸鈉或鶴酸鈉，其加入量為每10g質(zhì)量水中加入偏磷酸鈉或鶴酸鈉質(zhì)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(zhì)量比為1:10-500，所述的恒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，干燥溫度為80-100°C，干燥時間為6-12h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高分散發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于所述的發(fā)泡劑在二甲基亞砜或二甲基二甲酰胺中的加入質(zhì)量是1:10-100，發(fā)泡劑與改性納米蒙脫土的加入質(zhì)量之比是1:1-50 ;所述的恒溫加熱攪拌條件為30-60°C，攪拌時間為l_5h ；,固液分離是指離心分離，烘干是指在溫度30-60°C下烘4-8h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高分散發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于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(zhì)量優(yōu)選為0.l-2g,最優(yōu)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(zhì)量比優(yōu)選為1:20-100。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高分散發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于所述的發(fā)泡劑在二甲基亞砜或二甲基二甲酰胺中的加入質(zhì)量優(yōu)選為1:20-50 ;改性；納米蒙脫土和發(fā)泡劑質(zhì)量之比優(yōu)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(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】王彤 申請人:浙江比例包裝股份有限公司