本发明涉及高分子助剂技术领域,具体涉及一种新型环保发泡剂及其制备方法。
背景技术:
随着发泡材料的广泛应用,发泡剂作为发泡材料制备过程中的关键因素,越来越得到重视,按是否发生化学反应,发泡剂可以分为物理发泡剂和化学发泡剂,其中化学发泡剂是发泡材料,目前市面上常见的化学发泡剂有偶氮二甲酰胺及发泡微球。偶氮二甲酰胺在生产的过程中造成的污染严重,使用分解后会产生甲酰胺,环保压力大,而且在应用的过程中会产生令人不愉快的氨气味,上述缺陷使得偶氮二甲胺的应用受到了极大的限制。发泡微球的制备工艺复杂,生产成本高,其应用也受到了极大的限制。
碳酸氢钠是一种价廉、易得、环保的吸热型发泡剂,加热后生成二氧化碳和水,未经处理的碳酸氢钠的分解温度低,分解温程长,极难符合通用塑料的加工温度,因此提高碳酸氢钠的分解温度、减少碳酸氢钠的分解温程是目前迫切要解决的问题。一些文献对于碳酸氢钠的改性更多的停留在用酸性物质进行调节,但是碳酸氢钠与酸性物质在有水的条件下,反应速度加快,无法提高碳酸氢钠的分解温度,导致其在发泡制品中的应用受限。
技术实现要素:
本发明的目的是为了克服上述不足,而提供一种分解温度高、分解温程短、适用于塑料发泡材料制备的新型环保发泡剂,为此,本发明还要提供该新型环保发泡剂的制备方法。
为了解决上述问题,本发明采用以下技术方案:
本发明的第一方面,提供一种新型环保发泡剂,包括以下重量份的各组分:碳酸氢钠粉末50~90份、ph调节剂5~40份、分散隔离剂0~10份、除湿剂0~10份。
优选的技术方案,所述新型环保发泡剂包括以下重量份的各组分:碳酸氢钠90份、ph调节剂5份、分散隔离剂2份、除湿剂3份。
优选的技术方案,所述分散隔离剂为选自硬脂酸盐、高岭土中的一种或二者的混合。
优选的技术方案,所述除湿剂为选自氧化钙或氢氧化镁中的一种或二者的混合。
优选的技术方案,所述ph调节剂为选自磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、edta、柠檬酸中的一种或多种;所述磷酸一氢盐为磷酸一氢钠或磷酸一氢钙,所述磷酸二氢钠为磷酸二氢钠或磷酸二氢钙。
优选的技术方案,所述碳酸氢钠粉末的平均粒径为5~20μm。
优选的技术方案,所述碳酸氢钠粉末的表面涂覆有一层油状物质。
优选的技术方案,所述油状物质为液体石蜡。
本发明的第二方面,提供一种新型环保发泡剂的制备方法,用于制备权利上述新型环保发泡剂,包括以下步骤:
称取10~40份的ph调节剂,加入0~10份的分散隔离剂,混合搅拌3~5min,加入0~10份的除湿剂,混合搅拌3~5min,加入50~90份碳酸氢钠粉末,混合搅拌5~10min,得到新型环保发泡剂。
更进一步地,所述碳酸氢钠粉末的制备方法如下:
s1、在干燥条件下,将碳酸氢钠进行粉碎,得到碳酸氢钠粉末;
s2、向s1得到的碳酸氢钠粉末中雾状地加入油状物质;
s3、将s2中的碳酸氢钠粉末在不易粉碎的条件下与油状物质进行混合。
更进一步地,s3在s2之后进行或者s3与s2同时进行。
粉碎后的氢氧化钠粉末采用油状物质进行包覆,避免了吸潮,同时起到了与酸性物质隔离的作用,本发明中,油状物质以雾状的形式加入到碳酸氢钠粉末中,保证了油状物质能够与碳酸氢钠粉末充分混合;由于碳酸氢钠呈碱性,ph调节剂呈酸性,在有水的条件下,两者会发生反应,为了避免酸碱反应,加料有顺序,ph调节剂用分散剂包覆隔离后,加入除湿剂,继续混合,最后加入表面包覆油状物质的碳酸氢钠,避免了酸碱反应。
本发明的新型环保发泡剂的分解温度达到185℃~190℃,可以代替偶氮二甲酰胺在180℃~190℃的分解领域,且分解温程更短,分解的过程中无氨味产生,无甲酰胺残留的隐患,安全环保,生产成本远远低于发泡微球,市场前景广阔,具有积极的社会意义。
具体实施方式
实施例1
一种新型环保发泡剂,其制备方法如下:
(1)制备碳酸氢钠粉末;
s1、称取100kg的碳酸氢钠,在干燥的条件下,于粉碎机后进行粉碎,得到碳酸氢钠粉末,碳酸氢钠的平均粒径为10μm;
s2、将s2中得到的碳酸氢钠粉末搅拌器内,采用加压喷嘴向碳酸氢钠粉末的表面喷洒液体石蜡喷雾;
s3、将碳酸氢钠粉末与液体石蜡在搅拌器内进行混合,搅拌器的转速为100转/min,搅拌时间为10min。
其中,s2与s3同时进行。
(2)制备发泡剂;
称取5kg粉碎后得柠檬酸于搅拌器,粉碎后柠檬酸的平均粒径为10μm,向搅拌器中加入2kg硬质酸钙,100转/min的转速条件下,搅拌3min,加入3kg的氧化钙,100转/min的转速条件下,继续搅拌3min,最后加入(1)中制备得到的碳酸氢钠粉末90kg,100转/min的转速条件下,搅拌5min,得到新型环保发泡剂。
实施例2
(1)制备碳酸氢钠氢钠粉末;
s1、称取100kg的碳酸氢钠,在干燥的条件下,于粉碎机后进行粉碎,得到碳酸氢钠粉末,碳酸氢钠的平均粒径为10μm;
s2、将s2中得到的碳酸氢钠粉末搅拌器内,采用加压喷嘴向碳酸氢钠粉末的表面喷洒液体石蜡喷雾;
s3、将碳酸氢钠粉末与液体石蜡在搅拌器内进行混合,搅拌器的转速为100转/min,搅拌时间为10min。
其中,s3在s2之后进行。
(2)制备发泡剂
称取5kg粉碎后得柠檬酸于搅拌器,粉碎后柠檬酸的平均粒径为10μm,向搅拌器中加入5kg硬质酸钙,100转/min的转速条件下,搅拌5min,加入(1)中制备得到的碳酸氢钠粉末90kg,100转/min的转速条件下,搅拌10min,得到新型环保发泡剂。
实施例3
一种新型环保发泡剂,其制备方法如下:
(1)制备碳酸氢钠粉末;
s1、称取100kg的碳酸氢钠,在干燥的条件下,于粉碎机后进行粉碎,得到碳酸氢钠粉末,碳酸氢钠的平均粒径为10μm;
s2、将s2中得到的碳酸氢钠粉末搅拌器内,采用加压喷嘴向碳酸氢钠粉末的表面喷洒液体石蜡喷雾;
s3、将碳酸氢钠粉末与液体石蜡在搅拌器内进行混合,搅拌器的转速为100转/min,搅拌时间为10min。
其中,s2与s3同时进行。
(2)制备发泡剂;
称取5kg粉碎后得柠檬酸于搅拌器,粉碎后柠檬酸的平均粒径为10μm,向搅拌器中加入5kg的氧化钙,100转/min的转速条件下,继续搅拌3min,加入(1)中制备得到的碳酸氢钠粉末90kg,100转/min的转速条件下,搅拌5min,得到新型环保发泡剂。
实施例4
(1)制备碳酸氢钠粉末;
s1、称取100kg的碳酸氢钠,在干燥的条件下,于粉碎机后进行粉碎,得到碳酸氢钠粉末,碳酸氢钠的平均粒径为10μm;
s2、将s2中得到的碳酸氢钠粉末搅拌器内,采用加压喷嘴向碳酸氢钠粉末的表面喷洒液体石蜡喷雾;
s3、将碳酸氢钠粉末与液体石蜡在搅拌器内进行混合,搅拌器的转速为100转/min,搅拌时间为10min。
其中,s2与s3同时进行。
(2)制备发泡剂;
称取20kg粉碎后得柠檬酸于搅拌器,粉碎后柠檬酸的平均粒径为10μm,向搅拌器中加入10kg高岭土,100转/min的转速条件下,搅拌5min,加入10kg的氢氧化镁,100转/min的转速条件下,继续搅拌3min,最后加入(1)中制备得到的碳酸氢钠粉末60kg,100转/min的转速条件下,搅拌5min,得到新型环保发泡剂。
实施例5
(1)制备碳酸氢钠粉末;
s1、称取100kg的碳酸氢钠,在干燥的条件下,于粉碎机后进行粉碎,得到碳酸氢钠粉末,碳酸氢钠的平均粒径为10μm;
s2、将s2中得到的碳酸氢钠粉末搅拌器内,采用加压喷嘴向碳酸氢钠粉末的表面喷洒液体石蜡喷雾;
s3、将碳酸氢钠粉末与液体石蜡在搅拌器内进行混合,搅拌器的转速为100转/min,搅拌时间为10min。
其中,s2与s3同时进行。
(2)制备发泡剂;
称取40kgedta于搅拌器中,向搅拌器中加入3kg高岭土,100转/min的转速条件下,搅拌3min,加入2kg的氢氧化镁,100转/min的转速条件下,继续搅拌3min,最后加入(1)中制备得到的碳酸氢钠粉末55kg,100转/min的转速条件下,搅拌5min,得到新型环保发泡剂。
实施例6
一种新型环保发泡剂,其制备方法如下:
(1)制备碳酸氢钠粉末;
s1、称取100kg的碳酸氢钠,在干燥的条件下,于粉碎机后进行粉碎,得到碳酸氢钠粉末,碳酸氢钠的平均粒径为10μm;
s2、将s2中得到的碳酸氢钠粉末搅拌器内,采用加压喷嘴向碳酸氢钠粉末的表面喷洒液体石蜡喷雾;
s3、将碳酸氢钠粉末与液体石蜡在搅拌器内进行混合,搅拌器的转速为100转/min,搅拌时间为10min。
其中,s2与s3同时进行。
(2)制备发泡剂;
称取5kg磷酸二氢钠于搅拌器中,向搅拌器中加入2kg高岭土,100转/min的转速条件下,搅拌3min,加入3kg的氢氧化镁,100转/min的转速条件下,继续搅拌3min,最后加入(1)中制备得到的碳酸氢钠粉末90kg,100转/min的转速条件下,搅拌5min,得到新型环保发泡剂。
将实施例1得到的发泡剂与偶氮二甲酰胺发泡剂、发泡微球在不同材料中进行对比实验,实验结果如下:
tpr注塑发泡几种发泡剂对比试验
ps挤出板材几种发泡剂对比试验
pp中吹塑发泡几种发泡剂对比试验
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。