專利名稱：發(fā)泡劑粉末及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)泡劑粉末及其制備方法。
發(fā)泡劑通常使用粉末型，因此會(huì)產(chǎn)生工作環(huán)境中的粉塵問(wèn)題。
解決上述問(wèn)題的方法是，在加熱條件下用帶有剪切槳、混合槳等的混合器將發(fā)泡劑粉末與蠟混合，然后將所得混合物造粒的技術(shù)(參見(jiàn)日本公開(kāi)的未審查專利申請(qǐng)90543/77)。然而，用上述技術(shù)制得的粒狀發(fā)泡劑在樹(shù)脂中的均一性和分散性均較差。因此，用上述粒狀發(fā)泡劑難于達(dá)到細(xì)和均勻的發(fā)泡目的。因此，這種粒狀發(fā)泡劑在實(shí)際使用中是不能令人滿意的。
另外，這種常規(guī)發(fā)泡劑存在的問(wèn)題是，隨著時(shí)間的流逝或在負(fù)載下它會(huì)結(jié)團(tuán)和凝結(jié)(solidification)，從而減少樹(shù)脂加料步驟中的流動(dòng)性，使料斗堵塞，或者減少它在樹(shù)脂中的分散性。隨著發(fā)泡樹(shù)脂質(zhì)量改進(jìn)和生產(chǎn)時(shí)減少勞動(dòng)力的傾向，越來(lái)越需要減少這種凝結(jié)作用。
另一方面，阻止發(fā)泡劑凝結(jié)時(shí)所用的技術(shù)包括(1)在發(fā)泡劑中加入無(wú)機(jī)粉末顆粒(如二氧化硅、金屬硅酸鹽等)作為凝結(jié)抑制劑的技術(shù)，(2)在一段足夠的時(shí)間內(nèi)分批干燥發(fā)泡劑，從而減少其中所含的微量水的技術(shù)，等等。
然而，使用這些技術(shù)具有各種缺點(diǎn)。即，雖然技術(shù)(1)能在某種程度上有效地防止凝結(jié)，但不能使這種效果保持幾個(gè)月長(zhǎng)的時(shí)間。在使用含較細(xì)顆粒的發(fā)泡劑時(shí)，應(yīng)加入較大量的無(wú)機(jī)粉末顆粒。但是，加入較大量無(wú)機(jī)顆粒粉末在發(fā)泡過(guò)程中會(huì)使氣泡增大，因此，在需要小氣泡的用途中這是不合需要的。另一方面，由于干燥需要許多時(shí)間，所以技術(shù)(2)會(huì)明顯降低生產(chǎn)率，從而增加生產(chǎn)成本。另外，技術(shù)(2)不能進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。
日本公開(kāi)的未審查專利申請(qǐng)320432/92揭示了一種將溶解在溶劑中的硅烷偶合劑加入偶氮二酰胺中提高流動(dòng)性和樹(shù)脂中分散性的方法。另外，日本公開(kāi)的未審查專利申請(qǐng)295872/96揭示了一種將溶解在溶劑中的鋁偶合劑加入化學(xué)發(fā)泡劑中提高流動(dòng)性和樹(shù)脂中分散性的方法。然而，這些技術(shù)都沒(méi)有足夠的防止凝結(jié)效果，因此，不能有效地解決粉塵問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的發(fā)泡劑。這種發(fā)泡劑防止包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用等過(guò)程中工作環(huán)境的粉塵問(wèn)題，而且能抑制隨著時(shí)間的流逝或負(fù)載下引起的結(jié)團(tuán)和凝結(jié)問(wèn)題。它是均勻的，在樹(shù)脂中具有令人滿意的分散性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供制備這種發(fā)泡劑粉末的方法。
用發(fā)泡劑粉末芯表面涂有至少一種油狀物質(zhì)的粉末可以達(dá)到本發(fā)明的這些或其它目的。
另外，用如下制造發(fā)泡劑粉末芯表面涂有至少一種油狀物質(zhì)的粉末的方法可以達(dá)到本發(fā)明的這些或其它目的。該方法包括如下步驟(a)或(b)(a)在發(fā)泡劑粉末中霧狀地加入至少一種油狀物質(zhì)；和(b)在使發(fā)泡劑粉末不易粉碎的混合條件下將這種油狀物質(zhì)與發(fā)泡劑粉末混合。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究。結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在發(fā)泡劑粉末中霧狀地加入至少一種油狀物質(zhì)；并在使發(fā)泡劑粉末不易粉碎的混合條件下將這種油狀物質(zhì)與發(fā)泡劑粉末混合，可以制得具有所需性質(zhì)的發(fā)泡劑粉末。結(jié)果，解決了包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用等過(guò)程中工作環(huán)境的粉塵問(wèn)題，而且提供了在樹(shù)脂中具有令人滿意的均勻分散性的發(fā)泡劑粉末。
另外，本發(fā)明人假定，發(fā)泡劑粉末發(fā)生凝結(jié)是由于微量的水(特別是發(fā)泡劑顆粒所含的微量水和在生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中發(fā)泡劑顆粒從大氣中吸收的水)使發(fā)泡劑顆粒表面相互粘接。在本發(fā)明人在這種假定基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使發(fā)泡劑顆粒中所含的水與能從發(fā)泡劑中除去水的表面處理劑(如偶合劑)反應(yīng)，并較好在發(fā)泡劑顆粒表面上形成一層表面處理劑薄膜，可以得到能明顯抑制凝結(jié)，而且即使在一段較長(zhǎng)時(shí)間后也有令人滿意的流動(dòng)性和在樹(shù)脂中分散性的發(fā)泡劑粉末。結(jié)果，發(fā)泡劑粉末的凝結(jié)受到顯著抑制，得到在樹(shù)脂中具有令人滿意的分散性的均勻發(fā)泡劑粉末。
可用于本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末選自常規(guī)已知的發(fā)泡劑。它的實(shí)例包括發(fā)泡劑，如偶氮二酰胺(ADCA)、聯(lián)二脲(HDCA)、P,P＇-氧雙(苯磺酰肼)(OBSH)、二硝基五亞甲基四胺(DPT)、對(duì)甲苯磺酰肼(TSH)、苯磺酰肼(BSH)、5-苯基四唑(5-PT)等，以及它們與堿土金屬(如鈣、鋇或鍶)或與鋁等的鹽；無(wú)機(jī)發(fā)泡劑，如碳酸氫鈉、無(wú)機(jī)檸檬酸-鈉等。其中優(yōu)選的是ADCA、OBSH、DPT、TSH、BSH、5-PT等以及它們與鈣、鋇、鍶、鋁等的鹽。特別優(yōu)選的是ADCA。
在本發(fā)明中，這些發(fā)泡劑可以單獨(dú)使用或以兩種或多種的混合物使用。
雖然在本發(fā)明中對(duì)發(fā)泡劑粉末的粒徑?jīng)]有特別的限制，但本發(fā)明方法一般用于粒徑約為1-100微米的發(fā)泡劑粉末。這些粉末通常會(huì)產(chǎn)生粉塵的問(wèn)題。發(fā)泡劑粉末的粒徑較好約為2-50微米，更好約為3-30微米，最好約為3-20微米。本文用于發(fā)泡劑粉末的“粒徑”一詞是指用激光衍射型粒徑分布分析儀測(cè)得的平均尺寸。
本發(fā)明中所用的發(fā)泡劑粉末可以含有一種或多種本領(lǐng)域中已知的其它成分，如穩(wěn)定劑、顏料/填料、發(fā)泡抑制劑等。含這些成分的發(fā)泡劑粉末包括在本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末中。
穩(wěn)定劑的實(shí)例包括三代硫酸鉛、二代亞磷酸鹽、硬脂酸鉛、硬脂酸鋅、碳酸鋅、氧化鋅、硬脂酸鋇、硬脂酸鋁、硬脂酸鈣、馬來(lái)酸二丁基錫、脲等。顏料/填料的實(shí)例包括鉻黃、炭黑、二氧化鈦、碳酸鈣等。發(fā)泡抑制劑的實(shí)例包括馬來(lái)酸等。
本文中所用的“基本上無(wú)水”一詞是指含水量低于0.03％重量，較好低于0.01％重量。本發(fā)明中，發(fā)泡劑(如結(jié)晶ADCA)中含水量(％重量)的測(cè)量方法是，在通入無(wú)水氮?dú)獾臈l件下將發(fā)泡劑于110℃加熱2小時(shí)，把流出的氮?dú)庖肽芊乐顾當(dāng)U散到周圍空氣中Karl Fisher測(cè)水儀(商品名稱MKS-1，由KyotoElectronics Manufacturing Co.,Ltd制造)中，測(cè)量氮?dú)庵兴乃?，根?jù)發(fā)泡劑的重量將該水量換算成百分?jǐn)?shù)值。
這種基本上無(wú)水的發(fā)泡劑粉末可以通過(guò)在發(fā)泡劑中加入能從發(fā)泡劑除去水的表面處理劑的步驟(c)來(lái)制得。步驟(c)可以包括在與本發(fā)明發(fā)泡劑的制備方法有關(guān)的步驟中。
在包括步驟(c)的本發(fā)明發(fā)泡劑的制備方法中，該步驟可以在步驟(a)之前、之中或之后進(jìn)行。也就是說(shuō)，在本發(fā)明方法中，加入表面處理劑和油狀物質(zhì)的次序沒(méi)有特別限制；然而，可以使用如下任何一種方法(1)先加入表面處理劑，后加入油狀物質(zhì)的方法；(2)同時(shí)加入表面處理劑和油狀物質(zhì)的方法；(3)先加入油狀物質(zhì)，后加入表面處理劑的方法。在這些方法中，對(duì)于本發(fā)明優(yōu)選的是方法(1)或(2)。更優(yōu)選的是將表面處理劑霧狀地加入發(fā)泡劑粉末中。由于加入了表面處理劑，可以得到能避免粉塵和在一段時(shí)間內(nèi)或負(fù)載下能抑制結(jié)團(tuán)和凝結(jié)的所需發(fā)泡劑粉末。
可用于本發(fā)明中的表面處理劑是能從發(fā)泡劑中除去水的表面處理劑。它的實(shí)例包括具有能與水起化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)的化合物和具有能吸收或保持水的性質(zhì)的化合物。具體的實(shí)例包括偶合劑、有機(jī)酸酐、無(wú)水無(wú)機(jī)化合物、干燥劑等。
偶合劑的實(shí)例包括硅烷偶合劑、鋁偶合劑、鈦酸鹽(酯)偶合劑等。
硅烷偶合劑的實(shí)例包括常規(guī)已知的硅烷偶合劑。具體的實(shí)例包括甲基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-苯基氨甲基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷等。
鋁偶合劑的實(shí)例包括常規(guī)已知的鋁偶合劑。具體的實(shí)例包括異丙醇鋁、乙醇鋁、三(乙基乙酰乙酸根)鋁、二異丙醇乙基乙酰乙酸根鋁等。
鈦酸酯偶合劑的實(shí)例包括常規(guī)已知的鈦酸酯偶合劑。具體的實(shí)例包括三異硬脂酰鈦酸異丙酯、三(焦磷酸二辛酯)鈦酸異丙酯、二(亞磷酸雙十三碳烷基酯)鈦酸四辛酯、二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦酸酯等。
這些偶合劑可以單獨(dú)使用或以兩種或多種的混合物使用。其中優(yōu)選的是鋁偶合劑，特別是三(乙基乙酰乙酸根)鋁。
據(jù)認(rèn)為，通過(guò)與發(fā)泡劑粉末混合，鋁偶合劑與發(fā)泡劑粉末所含的水反應(yīng)，在發(fā)泡劑顆粒表面形成一層氫氧化鋁。由于鋁偶合劑能除去發(fā)泡劑粉末表面和孔隙中存在的水，可以制備基本上無(wú)水的發(fā)泡劑。另外，即使在發(fā)泡劑粉末的內(nèi)部殘留很少量的水，氫氧化鋁構(gòu)成的薄膜通過(guò)屏蔽水轉(zhuǎn)移到粉末表面也保持粉末表面基本上無(wú)水，從而有助于防止結(jié)塊和凝結(jié)。
另外，認(rèn)為未反應(yīng)的鋁偶合劑由外部抑制吸濕性，從而有助于防止由其防水性而引起的結(jié)塊和凝結(jié)。
有機(jī)酸酐的實(shí)例包括常規(guī)已知的有機(jī)酸酐。具體的實(shí)例包括鄰苯二甲酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、苯甲酸酐、偏苯三酸酐等。這些化合物例如通過(guò)如下機(jī)理與發(fā)泡劑中的水反應(yīng)，并將其除去
(式中R表示有機(jī)酸殘基)。
上述的偶合劑和有機(jī)酸酐是特別優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈儾粌H有與水化學(xué)結(jié)合除去發(fā)泡劑中所含水的性質(zhì)，而且有在發(fā)泡劑表面形成能防止吸收外部水的薄膜的性質(zhì)(例如未反應(yīng)的偶合劑等)。
無(wú)水無(wú)機(jī)化合物的實(shí)例包括已知的無(wú)水無(wú)機(jī)化合物，只要它們能與水結(jié)合除去結(jié)晶水。具體的實(shí)例包括無(wú)水硫酸鎂、無(wú)水碳酸鉀、無(wú)水碳酸鈉、無(wú)水硫酸鈉、無(wú)水亞硫酸鈉、無(wú)水碳酸鎂等。這些化合物例如通過(guò)如下一般機(jī)理與發(fā)泡劑中所含的水反應(yīng)，將反應(yīng)后的水固定為結(jié)晶水
(式中n表示1或更高的整數(shù))。
干燥劑的實(shí)例包括常規(guī)已知的干燥劑，只要它們具有除水的性質(zhì)。具體的實(shí)例包括酸性粘土、硅膠、氧化鎂、氧化鈣等。
在本發(fā)明中，偶合劑、有機(jī)酸酐、無(wú)水無(wú)機(jī)化合物和干燥劑可以單獨(dú)使用或以兩種或多種的混合物用作表面處理劑。
按發(fā)泡劑粉末計(jì)，較好選擇表面處理劑的加入量，使表面處理劑的量足以使發(fā)泡劑粉末中所含的水完全反應(yīng)。具體地說(shuō)，表面處理劑的用量約為0.01-10重量份，較好約為0.05-0.5重量份，按100重量份發(fā)泡劑粉末計(jì)。
在涂布在發(fā)泡劑表面時(shí)，較好加熱，使表面處理劑與發(fā)泡劑中所含的水有效地反應(yīng)，從而減少發(fā)泡劑的含水量。
表面處理劑較好直接使用，而不是將其溶解在溶劑中，較好在基本上無(wú)溶劑的條件下使用，從而對(duì)與水的反應(yīng)和水的吸收不會(huì)產(chǎn)生負(fù)作用。如果使用偶合劑在溶劑中的溶液或分散體，發(fā)泡劑中所含的水與偶合劑不能充分反應(yīng)，從而在發(fā)泡劑中殘留水，結(jié)果不能制得基本上無(wú)水的發(fā)泡劑。因此，這種使用是不優(yōu)選的。使用含水的有機(jī)溶劑是特別不優(yōu)選的，因?yàn)榭赡芊炊黾影l(fā)泡劑中的含水量。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“在基本上無(wú)水的條件下”是指不用溶劑或含水量低于0.1％重量的有機(jī)溶劑的用量等于或小于表面處理劑的用量。在使用固體表面處理劑的情況下，較好使用細(xì)粉末型或熔融后的表面處理劑。
在使用常溫下是固體的表面處理劑的情況下，在加入到發(fā)泡劑中之前較好對(duì)表面處理劑進(jìn)行預(yù)熱處理。例如，較好在70-90℃對(duì)固體鋁偶合劑進(jìn)行加熱處理，從而使用加熱和熔融的鋁偶合劑。
本發(fā)明中所用的“油狀物質(zhì)”一詞是指所有液態(tài)到固態(tài)的油和脂肪、烴和脂肪酸。
油和脂肪的實(shí)例包括由植物或動(dòng)物中產(chǎn)生的天然脂肪，如大豆油、椰子油、亞麻仁油、棉籽油、菜子油、桐油、松油、松香、蓖麻油、牛油、角鯊?fù)?、羊毛脂、硬化油、以及它們的純化產(chǎn)物。
烴的實(shí)例包括含20-48個(gè)碳原子的脂肪烴包括所謂的石蠟及其衍生物；含8-19個(gè)碳原子的脂肪烴及其衍生物(如鄰苯二甲酸二烷基酯(如鄰苯二甲酸二辛酯等)、鄰苯二甲酸高級(jí)醇酯(如鄰苯二甲酸壬酯等)等)；脂族、脂環(huán)族或芳族加工油；液體石蠟等。上述烴包括從上述天然油和脂肪中分離和提純得到的烴。
脂肪酸的實(shí)例包括脂肪酸(如月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、山芋酸等)及其鹽和其它衍生物。該脂肪酸包括從上述天然油和脂肪中分離和提純得到的脂肪酸。
本發(fā)明中較好使用熔點(diǎn)等于或低于90℃的油狀物質(zhì)。更優(yōu)選的是室溫下為液體的油狀物質(zhì)。特別優(yōu)選的油狀物質(zhì)是液體石蠟。
在本發(fā)明中，油狀物質(zhì)可以直接使用，或溶解在合適溶劑中后使用。這種溶劑的實(shí)例包括芳烴，如甲苯、二甲苯等。如果使用常溫下是固體的油狀物質(zhì)，較好通過(guò)加熱使其液化。
在本發(fā)明的步驟(a)中，將油狀物質(zhì)加入發(fā)泡劑粉末是通過(guò)形成油狀物質(zhì)的霧，并將其噴在發(fā)泡劑粉末上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果將裝在容器(如杯)中的油狀物質(zhì)直接加入到發(fā)泡劑粉末中(例如滴加)，發(fā)泡劑粉末就不能與油狀物質(zhì)充分混合。結(jié)果，即使在同一批中，也只能得到油狀物質(zhì)含量不均勻的發(fā)泡劑粉末。因此，這樣制得的發(fā)泡劑粉末不適用于需要均勻和細(xì)發(fā)泡的用途。
形成油狀物質(zhì)霧并將其噴在發(fā)泡劑粉末上方法的實(shí)例包括用霧化器將液體油狀物質(zhì)或已加熱液化的油狀物質(zhì)噴在發(fā)泡劑粉末上的方法。霧化器的實(shí)例包括雙液噴嘴和加壓噴嘴。噴霧時(shí)霧粒的大小一般約為0.1-100微米，較好為約1-50微米，更好為約1-10微米。
按發(fā)泡劑粉末計(jì)算的油狀物質(zhì)加入量較好為0.001-10重量份，更好為0.1-0.5重量份，以100重量份發(fā)泡劑粉末為基準(zhǔn)。通過(guò)將油狀物質(zhì)的加入量調(diào)節(jié)至0.001重量份或更高，可以得到已能充分抑制粉塵的發(fā)泡劑粉末。通過(guò)將油狀物質(zhì)的加入量調(diào)節(jié)至10重量份或更少，較好為0.5重量份或更少，可以抑制發(fā)泡劑粉末凝結(jié)或避免損害其在樹(shù)脂中的分散性。更具體地說(shuō)，較好根據(jù)發(fā)泡劑粉末的比表面積調(diào)節(jié)油狀物質(zhì)的加入量。例如，對(duì)于比表面積較小的(0.1-2米2/克)發(fā)泡劑粉末，油狀物質(zhì)的加入量應(yīng)較小(0.001-0.5重量份)，而對(duì)于比表面積較大的(2-10米2/克)發(fā)泡劑粉末，油狀物質(zhì)的加入量應(yīng)較大(0.2-10重量份)。
在本發(fā)明的步驟(b)中，混合在使發(fā)泡劑粉末不易粉碎的混合條件下進(jìn)行。這里的術(shù)語(yǔ)“在使發(fā)泡劑粉末不易粉碎的混合條件下”是指混合后比表面積的增加為20％或更低，更好為10％或更低?？捎糜谏鲜龌旌系幕旌涎b置沒(méi)有特別限制。實(shí)例包括超混合器、亨舍爾混合器、螺旋型混合器(如Nauta混合器)、proshear混合器和條帶式摻合機(jī)。
如果發(fā)泡劑在上述混合中被粉碎，就可能失去減少粉塵的作用。所得的粉末具有增大的比表面積，因此增加了吸水性。另外，即使使用為抑制吸水性而已涂覆的發(fā)泡劑粉末，也會(huì)產(chǎn)生沒(méi)有涂層的部分，因此吸水性會(huì)越來(lái)越高。結(jié)果，可能失去本發(fā)明的效果。尤其是如果使用粒徑為10微米或更高的易粉碎的發(fā)泡劑粉末，應(yīng)特別注意這一點(diǎn)。
為了在本發(fā)明中更均勻地混合發(fā)泡劑粉末和油狀物質(zhì)，只要能防止發(fā)泡劑粉末被粉碎，所用的混合裝置較好在足夠高的速度下操作。也就是說(shuō)，較好在使發(fā)泡劑粉末不粉碎的條件下進(jìn)行混合，這樣可以用油狀物質(zhì)均勻噴曬發(fā)泡劑粉末。換句話說(shuō)，在一定的時(shí)間內(nèi)用這些成分噴曬發(fā)泡劑粉末，以避免噴霧的不均勻。
在本發(fā)明的步驟(b)中，在加熱條件下將發(fā)泡劑粉末與油狀物質(zhì)等混合。
例如，加熱溫度一般從30℃到發(fā)泡劑的分解溫度，較好從40℃到發(fā)泡劑的分解溫度。如果將分解溫度不低于150℃的ADCA、OBSH、DPT等用作發(fā)泡劑，優(yōu)選的溫度為55-100℃。從減少加熱時(shí)間，更有效地進(jìn)行均勻混合，從而降低能源成本的方面考慮，較好使用約為70-90℃的加熱溫度。
可以按步驟(c)中用表面處理劑處理發(fā)泡劑粉末的方法中相同的方式，選擇上述用油狀物質(zhì)處理發(fā)泡劑粉末的方法中的加料方法、混合條件和加熱溫度。
雖然在本發(fā)明方法中步驟(b)可以在步驟(a)之后進(jìn)行，但同時(shí)進(jìn)行步驟(a)和(b)是特別優(yōu)選的。另外，較好同時(shí)進(jìn)行步驟(c)。
更具體地說(shuō)，如果將容量為50升的錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-50；由Okawara Mfg.Co.,Ltd制造)用作混合裝置，較好在如下條件下進(jìn)行操作，即轉(zhuǎn)速為40-100轉(zhuǎn)/分，鋁化合物偶合劑噴霧速度為1-200克/分鐘(較好1-20克/分鐘)，油狀物質(zhì)的噴霧速度為1-200克/分鐘(較好1-20克/分鐘)，混合時(shí)間為1-30分鐘。如果將容量為400升的錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-400；由Okawara Mfg.Co.,Ltd制造)用作混合裝置，較好在如下條件下進(jìn)行操作，即轉(zhuǎn)速為30-70轉(zhuǎn)/分，鋁化合物偶合劑噴霧速度為10-2000克/分鐘(較好10-100克/分鐘)，油狀物質(zhì)的噴霧速度為10-2000克/分鐘(較好10-100克/分鐘)，混合時(shí)間為1-30分鐘。
因?yàn)橛帽景l(fā)明方法改進(jìn)的發(fā)泡劑粉末能防止在包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用等處理氣氛中產(chǎn)生粉塵，它不會(huì)對(duì)工人的健康產(chǎn)生不良影響。本發(fā)明發(fā)泡劑粉末的發(fā)泡性能等于或優(yōu)于常規(guī)發(fā)泡劑粉末。另外，本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末在樹(shù)脂中具有令人滿意的分散性，它特別適用于需要均勻和細(xì)泡沫的用途(如在制造用作墻紙的發(fā)泡片材)。還有，因?yàn)楸景l(fā)明的發(fā)泡劑粉末基本上不受凝結(jié)的影響，所以在使用前不需要粉碎的步驟。
本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末特別在負(fù)載下的凝結(jié)非敏感性和隨時(shí)間流逝的凝結(jié)非敏感性方面有了顯著的改進(jìn)。因此，它不僅不會(huì)因長(zhǎng)期儲(chǔ)存而凝結(jié)，而且能長(zhǎng)期保持剛生產(chǎn)后所具有的令人滿意的流動(dòng)性和在樹(shù)脂中有令人滿意的分散性。
因此，由于提供了本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末，所以消除了對(duì)負(fù)載下或生產(chǎn)到使用者使用期間發(fā)泡劑粉末可能凝結(jié)的憂慮。
本發(fā)明將參照如下實(shí)施例、對(duì)比例和試驗(yàn)例作更詳細(xì)的說(shuō)明。
在如下實(shí)施例和對(duì)比例中使用如下的油狀物質(zhì)油狀物質(zhì)A平均含21個(gè)碳原子的高度純化的液體石蠟(商品名稱U-6；由Matsumura Oil Research Corp.制造)；油狀物質(zhì)B平均含21個(gè)碳原子的液體石蠟(商品名稱P-60；由Matsumura Oil Research Corp.制造)；油狀物質(zhì)C平均含33個(gè)碳原子的液體石蠟(商品名稱P-350P；由Matsumura Oil Research Corp.制造)。
實(shí)施例1-8在容量為50升的錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-50；由Okawara Mfg.Co.,Ltd制造)加入20千克ADCA(由Otsuka Chemical Co.Ltd.．制造；平均粒徑為5微米；比表面積1.5米2/克；該材料同樣也用于如下實(shí)施例9-11以及對(duì)比例1)。在如下表1所列的條件下用雙液噴嘴或加壓噴嘴將油狀物質(zhì)A、B或C噴在ADCA上，同時(shí)以76轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速混合這些物料。表1中的“流速”是指“噴霧的流速”。噴完后，現(xiàn)再這些物料繼續(xù)攪拌7分30秒，得到本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末。
實(shí)施例9將ADCA加入超級(jí)混合器(supermixer)(容量200升；由Kawata SeisakushoK.K.制造)中。用雙液噴嘴把油狀物質(zhì)A噴在ADCA，同時(shí)以300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速混合這些物料。然后再這些物料繼續(xù)攪拌7分30秒，得到本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末。
實(shí)施例10按與實(shí)施例9相同的方法制備發(fā)泡劑粉末，所不同的是滴加油狀物質(zhì)。
實(shí)施例11按與實(shí)施例1相同的方法制備發(fā)泡劑粉末，所不同的是滴加油狀物質(zhì)。
對(duì)比例1將未處理狀態(tài)的ADCA當(dāng)作對(duì)比例1的發(fā)泡劑粉末。
試驗(yàn)例1從上述各個(gè)實(shí)施例和對(duì)比例中制得的發(fā)泡劑粉末取5克試樣，用Heubach粉塵測(cè)量?jī)x在流速為20升/分和測(cè)量時(shí)間為5分鐘的條件下測(cè)量粉塵度。所得的結(jié)果列于表1中。
表1<
表1中的數(shù)據(jù)表明，與未處理的發(fā)泡劑粉末(對(duì)比例1)相比，本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末顯著抑制了產(chǎn)生粉塵。
試驗(yàn)例2將400克分別在實(shí)施例1和對(duì)比例1中制得的發(fā)泡劑粉末裝入尺寸為23厘米×13厘米的聚乙烯袋中。充分脫氣后，熱合每個(gè)袋的開(kāi)口。將這樣制得的包裝袋堆放，在該堆上施加0.08千克/厘米2的負(fù)載。在這種狀態(tài)下讓這些包裝袋放置10天，得到待測(cè)的發(fā)泡劑粉末。
在100重量份聚氯乙烯中加入3重量份每種待測(cè)發(fā)泡劑粉末、2.5重量份鈣/鋅化合物穩(wěn)定劑(商品名稱KV-83；由Kyodo Chemical Co.,Ltd制造)和60重量份增塑劑(鄰苯二甲酸二辛酯)。用轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分的槳式混合機(jī)將這些成分混合3-7分鐘。將所得的混合物涂覆在寬度為120毫米、長(zhǎng)度為400毫米的阻燃?jí)埳?，厚度?.25毫米。在145℃加熱45秒鐘使涂層凝膠化，得到片材。目測(cè)所得的片材，計(jì)算其中所含的發(fā)泡劑凝結(jié)數(shù)目，以評(píng)價(jià)分散性。
兩種試樣具有相同的分散性。該結(jié)果表明，本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末具有與未處理的發(fā)泡劑粉末相同的發(fā)泡性能。
實(shí)施例12在錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-400；由OkawaraMfg.Co.,Ltd制造)加入250千克ADCA(由Otsuka Chemical Co.Ltd.制造；平均粒徑為20微米；該材料同樣也用于如下實(shí)施例13-18以及對(duì)比例2-4)。在以70轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌和90℃的條件下，用雙液噴嘴霧狀噴射同時(shí)加入250克已在90℃加熱熔融的三(乙基乙酰乙酸根)鋁(商品名稱ALCH-TR；由KawakenFine Chemicals Co.,Ltd．制造)和125克未預(yù)熱的油狀物質(zhì)B(熱熔融三(乙基乙酰乙酸根)鋁的噴射速度為20克/分，液體石蠟的噴射速度為10克/分)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌7.5分鐘，得到本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末。
實(shí)施例13在錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-400；由OkawaraMfg.Co.,Ltd制造)加入250千克ADCA。在以70轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌和90℃的條件下，用雙液噴嘴霧狀噴射加入250克已在90℃加熱熔融的三(乙基乙酰乙酸根)鋁(商品名稱ALCH-TR；由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制造)(熱熔融三(乙基乙酰乙酸根)鋁的噴射速度為20克/分)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌10分鐘。然后在繼續(xù)攪拌上述物料的同時(shí)，用雙液噴嘴霧狀噴射加入125克未預(yù)熱的油狀物質(zhì)B(液體石蠟的噴射速度為10克/分)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌7.5分鐘，得到本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末。
實(shí)施例14在錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-400；由OkawaraMfg.Co.,Ltd制造)加入250千克ADCA。在以70轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌和90℃的條件下同時(shí)滴加250克已在90℃加熱熔融的三(乙基乙酰乙酸根)鋁(商品名稱ALCH-TR；由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd．制造)和125克未預(yù)熱的油狀物質(zhì)B(熱熔融三(乙基乙酰乙酸根)鋁的滴加速度為20克/分，液體石蠟的滴加速度為10克/分)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌7.5分鐘，得到本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末。
實(shí)施例15制備250克三(乙基乙酰乙酸根)鋁(商品名稱ALCH-TR；由Kawaken FineChemicals Co.,Ltd.制造)和500克油狀物質(zhì)B的混合物，并在90℃預(yù)熱熔融。然后將250千克ADCA加入一個(gè)錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱RiboconeE RME-400；由Okawara Mfg.Co.,Ltd制造)。在以70轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌和90℃的條件下，用雙液噴嘴霧狀噴射加入以上制得的三(乙基乙酰乙酸根)鋁/液體石蠟混合物(三(乙基乙酰乙酸根)鋁/液體石蠟混合物的噴射速度為20克/分鐘)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌7.5分鐘，得到本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末實(shí)施例16在錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-400；由OkawaraMfg.Co.,Ltd制造)加入250千克ADCA。在以70轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌和90℃的條件下，用加壓噴嘴霧狀噴射加入250克已在90℃加熱熔融的三(乙基乙酰乙酸根)鋁(商品名稱ALCH-TR；由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制造)(熱熔融三(乙基乙酰乙酸根)鋁的噴射速度為40克/分)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌10分鐘。然后在繼續(xù)攪拌上述物料的同時(shí)，用加壓噴嘴霧狀噴射加入125克未預(yù)熱的油狀物質(zhì)B(液體石蠟的噴射速度為20克/分)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌7.5分鐘，得到本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末。
實(shí)施例17在錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-400；由OkawaraMfg.Co.,Ltd制造)加入250千克ADCA。在以70轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌和90℃的條件下，用雙液噴嘴霧狀噴射加入500克已在90℃加熱熔融的三(乙基乙酰乙酸根)鋁(商品名稱ALCH-TR；由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制造)(熱熔融三(乙基乙酰乙酸根)鋁的噴射速度為20克/分)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌10分鐘。然后在繼續(xù)攪拌上述物料的同時(shí)，用雙液噴嘴霧狀噴射加入125克未預(yù)熱的油狀物質(zhì)B(液體石蠟的噴射速度為5克/分)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌7.5分鐘，得到本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末。
實(shí)施例18在超級(jí)混合器(商品名稱SMV-200；由Kawata Seisakusho K.K.制造)中加入100千克ADCA。在以300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌和90℃的條件下，用雙液噴嘴霧狀噴射同時(shí)加入100克已在90℃加熱熔融的三(乙基乙酰乙酸根)鋁(商品名稱ALCH-TR；由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制造)和50克未預(yù)熱的油狀物質(zhì)B(熱熔融三(乙基乙酰乙酸根)鋁的噴射速度為20克/分，液體石蠟的噴射速度為10克/分)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌7.5分鐘，得到本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末。
對(duì)比例2將未處理的發(fā)泡劑當(dāng)作對(duì)比例2的發(fā)泡劑粉末。
對(duì)比例3在錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-400；由OkawaraMfg.Co.,Ltd制造)加入250千克ADCA。在以70轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌和90℃的條件下，用雙液噴嘴霧狀噴射加入250克已在90℃加熱熔融的三(乙基乙酰乙酸根)鋁(商品名稱ALCH-TR；由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制造)作為唯一的添加劑(熱熔融三(乙基乙酰乙酸根)鋁的噴射速度為20克/分)。加完后,在相同的條件下再繼續(xù)攪拌7.5分鐘，得到發(fā)泡劑粉末。
對(duì)比例4在錐形條帶式摻和干燥器(商品名稱Ribocone E RME-400；由OkawaraMfg.Co.,Ltd制造)加入250千克ADCA。在以70轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌和90℃的條件下，用雙液噴嘴霧狀噴射加入125克未預(yù)熱的油狀物質(zhì)B作為唯一的添加劑(液體石蠟的噴射速度為20克/分鐘)。加完后，在相同的條件下再繼續(xù)攪拌7.5分鐘，得到發(fā)泡劑粉末。
試驗(yàn)例3將上述實(shí)施例9-14和對(duì)比例2-4中制得的各種發(fā)泡劑粉末按如下方法進(jìn)行堆放凝結(jié)試驗(yàn)和實(shí)際包裝中的凝結(jié)試驗(yàn)。所得的結(jié)果列于表2中。
(1)堆放凝結(jié)試驗(yàn)在尺寸為23厘米×13厘米的聚乙烯袋中分別裝入450克試樣。充分脫氣后，熱合每個(gè)袋的開(kāi)口。將按這種方法得到的袋堆放，在堆上施加0.216千克/厘米2的負(fù)載。14天后，取出試樣，用14目篩子篩分，測(cè)量篩出的試樣量。將該量換算成％，當(dāng)作堆放凝結(jié)值。
(2)實(shí)際包裝中的凝結(jié)試驗(yàn)將25千克試樣裝入用作產(chǎn)品分銷包裝容器的波紋纖維板箱中。在溫度為40℃和濕度為80％的條件下讓該包裝物放置1個(gè)月。然后，取出試樣，用14目篩子篩分，測(cè)量篩出的試樣量。將該量換算成％，當(dāng)作堆放凝結(jié)值。
試驗(yàn)例4評(píng)價(jià)發(fā)泡性能將15重量份的實(shí)施例1和對(duì)比例2中制得的每種發(fā)泡劑粉末與100重量份低密度聚乙烯(熔體指數(shù)為2.0)和0.8重量份過(guò)氧化二枯基。在輥溫度為110-115℃時(shí)將所得的每種組合物加熱捏和，制成厚度為5毫米的片材。然后在對(duì)其施加120千克/厘米2的壓力下，在125℃加熱5分鐘，得到加壓片材。用溫度設(shè)定在220℃的干燥烤箱使所得的片材發(fā)泡。分別用實(shí)施例12和對(duì)比例2的發(fā)泡劑粉末制得的發(fā)泡材料都具有均勻和細(xì)的泡。這兩種發(fā)泡材料都是令人滿意的，在表面光滑度和分解速度方法也幾乎相同。
這些結(jié)果表明，本發(fā)明的發(fā)泡劑粉末在發(fā)泡性能上與未處理的發(fā)泡劑粉末相同。
試驗(yàn)例5測(cè)量粉塵度從上述實(shí)施例9-14和對(duì)比例5-8中制得的發(fā)泡劑粉末中各取5克試樣。用Heubach粉塵測(cè)量?jī)x在流速為20升/分和測(cè)量時(shí)間為5分鐘的條件下測(cè)量粉塵度。所得的結(jié)果列于表2中。
表2<
在實(shí)施例15列中，20*是鋁化合物偶合劑/液體石蠟混合物的加入速度。
雖然參照具體的實(shí)施方式已詳細(xì)描述了本發(fā)明，但在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員顯然仍可作各種變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．含發(fā)泡劑粉末芯的粉末，其特征在于在其表面覆蓋至少一種油狀物質(zhì)。
2．如權(quán)利要求1所述的粉末，其特征在于按100重量份發(fā)泡劑粉末計(jì)，所述油狀物質(zhì)的用量為0.001-10重量份。
3．如權(quán)利要求1所述的粉末，其特征在于按100重量份發(fā)泡劑粉末計(jì)，所述油狀物質(zhì)的用量為0.1-0.5重量份。
4．如權(quán)利要求1所述的粉末，其特征在于所述的油狀物質(zhì)是至少一種選自液態(tài)到固態(tài)的油和脂肪、烴和脂肪酸的物質(zhì)。
5．如權(quán)利要求1所述的粉末，其特征在于所述的油狀物質(zhì)是液體石蠟。
6．如權(quán)利要求1所述的粉末，其特征在于所述的發(fā)泡劑粉末是偶氮二酰胺。
7．如權(quán)利要求1所述的粉末，其特征在于所述的發(fā)泡劑粉末是基本上無(wú)水的發(fā)泡劑粉末。
8．如權(quán)利要求1所述的粉末，其特征在于所述的發(fā)泡劑粉末是通過(guò)用能從發(fā)泡劑中除去水的表面處理劑處理發(fā)泡劑而制得的基本上無(wú)水的發(fā)泡劑粉末。
9．如權(quán)利要求8所述的粉末，其特征在于所述的表面處理劑是至少一種選自偶合劑、有機(jī)酸酐、無(wú)水無(wú)機(jī)化合物和干燥劑的表面處理劑。
10．如權(quán)利要求8所述的粉末，其特征在于所述的表面處理劑是至少一種選自硅烷偶合劑、鋁偶合劑和鈦酸酯偶合劑的表面處理劑。
11．含表面涂覆至少一種油狀物質(zhì)的發(fā)泡劑粉末芯的粉末的制備方法，其特征在于它包括如下步驟(a)和(b)(a)在發(fā)泡劑粉末中霧狀地加入至少一種油狀物質(zhì)；和(b)在使發(fā)泡劑粉末不易粉碎的混合條件下將這種油狀物質(zhì)與發(fā)泡劑粉末混合。
12．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的油狀物質(zhì)與發(fā)泡劑粉末在使混合后比表面積增加20％或更小的混合條件下混合。
13．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的油狀物質(zhì)與發(fā)泡劑粉末在使混合后比表面積增加10％或更小的混合條件下混合。
14．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于按100重量份發(fā)泡劑粉末計(jì)，所述油狀物質(zhì)的用量為0.001-10重量份。
15．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于按100重量份發(fā)泡劑粉末計(jì)，所述油狀物質(zhì)的用量為0.1-0.5重量份。
16．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的油狀物質(zhì)是至少一種選自液態(tài)到固態(tài)的油和脂肪、烴和脂肪酸的物質(zhì)。
17．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的油狀物質(zhì)是液體石蠟。
18．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述的發(fā)泡劑粉末是偶氮二酰胺。
19．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于它還包括如下步驟(c)(c)在發(fā)泡劑粉末中加入能從發(fā)泡劑中除去水的表面處理劑。
20．如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于霧狀地加入表面處理劑。
21．如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述的步驟(c)在步驟(a)之前或期間進(jìn)行。
22．如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述的表面處理劑是至少一種選自偶合劑、有機(jī)酸酐、無(wú)水無(wú)機(jī)化合物和干燥劑的表面處理劑。
23．如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述的表面處理劑是至少一種選自硅烷偶合劑、鋁偶合劑和鈦酸酯偶合劑的表面處理劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種含表面涂覆至少一種油狀物質(zhì)的發(fā)泡劑粉末芯的粉末以及這種含表面涂覆至少一種油狀物質(zhì)的發(fā)泡劑粉末芯的粉末的制備方法。所述的方法包括步驟(a)和(b)(a)在發(fā)泡劑粉末中霧狀地加入至少一種油狀物質(zhì);和(b)在使發(fā)泡劑粉末不易粉碎的混合條件下將這種油狀物質(zhì)與發(fā)泡劑粉末混合。
文檔編號(hào)B01J2/30GK1229692SQ98116030
公開(kāi)日1999年9月29日 申請(qǐng)日期1998年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月19日
發(fā)明者前川司, 高尾敏智, 莊野禎文, 安丸千秋, 住友茂, 上田伸行, 館良文 申請(qǐng)人:大塚化學(xué)株式會(huì)社