[发明专利]含氮型橡胶塑料助发泡剂及其制备方法

说明书

本发明涉及橡胶塑料加工助剂技术领域，具体地说是一种含氮型橡胶塑料助发泡剂及其制备方法。

橡胶塑料助发泡剂的功能主要在于降低主发泡剂分解温度，改善发泡工艺，提高发泡质量，以达到降低原材料及能量消耗，降低成本及减轻环境污染之目的。目前工业常用的助发泡剂有以下几类：

(1)尿素衍生物和氨基化合物、如尿素、二乙基弧、乙醇胺、氨水等。

(2)有机酸、如硬脂酸、月桂酸、苯甲酸和水杨酸等。

(3)有机酸或无机酸的盐，如硬脂酸锌、硫酸钾铝(明矾)等。

(4)碱土金属的氧化物，如ZnO、PbO等。

(5)多元醇，如甘油等。

(6)有机硅。

它们主要作为发泡剂H(N.N-二亚硝基五次甲基四胺)和发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)的助发泡剂(“塑料橡胶加工助剂”P454，化学工业出版社，1983)。

含氮型助发泡剂商品牌号甚多，诸如N型(BPT-N)、A型(BPT-A)、M型(BPT-M)，主要用于H及AC型主发泡剂场合。这类助发泡剂为表面复以分散剂的尿素-硬脂酸复合物，虽然有较好的分散性能，但均系采用硬脂酸、甘油或油酸及尿素等为原料(“橡胶工业手册”第二卷，P468-469，1989，化学工业出版社)，其组成复杂，原料成本较高，国内未得开发采用。目前主要采用“小苏打+明矾粉”之类的无机助发泡剂，效果不甚理想(“橡胶工业手册”第2卷，P469，化学工业出版社，1989)。

本发明的目的在于提供一种性能良好的含氮型助发泡剂及其制备方法。该助发泡剂是以石油环烷酸中的混合石油脂肪酸为原料，在石油环烷酸尿素脱除脂肪酸的精制过程中，利用其脂肪酸尿素球粒固体络合物配制而成。该助发泡剂的组成为：

(1)85-96重％，最好是88-96重％结构式为石油脂肪酸尿素络合物，其中RCOOH为C₁₀-C₂₂、最好是C₁₄-C₁₈的混合脂肪酸，平均碳数在C₁₄-C₁₈之间。

(2)4-15重％，最好是4-12重％选自硬脂酸、水杨酸、硬脂酸钙、或氧化锌的辅助成分。

本发明所说的助发泡剂的制备方法是：采用尿素-水-石油醚为络合体系，将环烷酸脱脂精制过程中联产的脂肪酸尿素球粒固体络合物，经简单工艺处理后配制而成，其工艺过程包括：

(1)络合反应：首先将待精制的环烷酸与石油醚于10-15℃混合均匀，然后将40-60℃饱和尿素水溶液在8-40分内，最好是10-30分内缓慢地滴加到上述混合物中，此时，脂肪酸尿素络合物在搅拌下逐渐成球，滴加完毕，于10-50℃继续搅拌1-8小时，生成0.5-8毫米的颗粒，最好是15-35℃，反应2-4小时，生成2-6毫米的固体颗粒，其工艺参数为：

尿素对脂肪酸重量比＝1.5-6.0∶1，最好是2.0-4.0∶1；

尿素对水重量比＝1.5-10.0∶1，最好是2.0-6.0∶1；

石油醚对环烷酸重量比＝1.0-3.0∶1，最好是1.5-2.0∶1；

(2)用常规方法进行过滤、分离，用1-2倍于环烷酸体积的石油醚洗涤络合物1-4次，最好是2-3次，然后进行干燥、研磨成＞60目的白色粉末，并调配其它辅助成分，制得橡胶塑料助发泡剂

该制备方法的其它工艺参数为：

络合物成熟时间为1-6小时，最好是2-4小时；

干燥络合物时，干燥箱的残压为15-50KPa，最好是20-30KPa；

干燥时间4-8小时，最好是5-6小时；

干燥温度为40-60℃。

本发明所说的待精制环烷酸为常压一、二及三线粗环烷酸，或经过蒸馏、脱油、脱色处理过的半精制环烷酸，待精制环烷酸中脂肪酸含量为1-50重％，最好是5-40重％。

本发明所说的石油醚的沸程范围为60-90℃、90-120℃、120-150℃，洗涤络合物用的石油醚馏分范围与络合物反应用的石油醚馏分范围最好相同。

该助发泡剂的主要理化性能如下：

颜色与状态：白色粉末

粒度：    ＞60目

堆积密度：0.4-0.5克/毫升

含N量：   ＞30重％

该助发泡剂可以与H发泡剂、AC发泡剂、DPT发泡剂相互调配，用于各种橡胶及塑料发泡场合，表现有较好的助发泡效果。

本发明所述助发泡剂与传统的助发泡剂相比有以下优点：

(1)发泡质量明显改善，微孔均匀。