202257. lajstromszámú szabadalom • Eljárás műanyagok habosítására alkalmas készítmény előállítására
1 HU 202257 B 2 A találmány tárgya eljárás műanyagok habosítására alkalmas készítmény előállítására. Műanyagokból, például poli(vinil-klorid)-ból, poliolefinekből, polisztirolból stb. és ezek kopolimerjeiből redszerint kémiai habosítószerek felhasználásával állítanak elő műanyag-habokat. Kémiai habosítószerként olyan anyagokat alkalmaznak, amelyek a polimer ömledékében bomláspontjuknál magasabb hőmérsékletre melegítve gázokat fejlesztenek. A kémiai habosítószerek hatására a polimer ömledékből lehűlés után sejtszerkezetű szilárd műanyag-hab képződik. A gyakorlatban az azodikarbonsav-diamidot alkalmazzák legelterjedtebben kémiai habosítószerként. Az azodikarbonsav- diamid viszonylag magas bomláspontjának csökkentése, a gázfejlődés gyorsítására és a gázképződés viszonylag egyenletessé tétele érdekében az azodikarbonsav-diamidot a gyakorlatban rendszerint különféle aktivátorokkal („kikkerekkel”) együtt használják fel. Az aktivátorok hatására nemcsak jobb minőségű habosított műanyag termék képződik, hanem jelentősen csökkenthető a habosítás hőmérséklete és ideje is, ami tetemes energiamegtakarítást eredményez. A szakirodalomban az aktivátorok széles választékát ismertették. Az 1 694 871 sz. Német Szövetségi Köztársaságbeli közrebocsátási irat szerint az azodikarbonsavdiamid aktivátoraként a periódus rendszer 2. és 4. csoportjába tartozó kétvegyértékű fémek alifás, aromás és alifás-aromás monokarbonsavakkal képezett sóit, például a fenil-vajsav, a metil-benzoesav, az etil-hexánsav, a mirisztinsav és hasonló karbonsavak kadmium-, ólom-, cink-, ón-, kobalt- és nikkelsóit alkalmazzák. A 4 438 223 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás szerint habosítószerként cink-formiátot használnak, amihez aktivátorként MmX általános képletű fémvegyületeket - a képletben M kálium- vagy nátriumatomot jelent, X szervetlen sav maradékát jelenti, és m a sav vegyértékének megfelelő egész számot jelöl - vagy A/^RP általános képletű fémvegyületeket - a képletben M1 alkálifém-, kalcium-, ólom- vagy cinkatomot, R mono- vagy polibázikus, 1-18 szénatomos, adott esetben egy vagy két nitrogénatomot tartalmazó karbonsav maradékát vagy benzol-szulfonil- vagy p-toluol-szulfonil- csoportot jelent, és n és p az R és M1 csoport jelentéséből és vegyértékétől függő egész számokat jelentenek - adnak. Az 58 201 825 sz. japán szabadalmi leírás szerint vinil-klorid alapú kopoümerek habosítására azodikarbonsav-diamid habosítószerként és zsírsav-cinksó vagy cink-hidroxid aktivátort használnak. A 101 198 sz. európai szabadalmi leírás azodikarbonsav-diamid aktivátoraként cink-oxid, cink-karbonát, 1-4 szénatomos karbonsavak cinksói és aromás szulfinsavak fémsói használatát ajánlja. Ismert az is, hogy a habosítószerekhez, illetve a habosítószerek és aktivátorok keverékéhez gócképző (nukleáló) szerek is adhatók az egyenletes habszerkezet kialakulásának elősegítésére. Az 101 198 sz. európai és a 4 472 536 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírások szerint gócképző adalékokként dekabróm-difenil-étert, továbbá kalciumvagy alumínium-szilikátokat használnak. A műanyag-habokkal szemben támasztott minőségi követelmények egyre szigorúbakká válnak. Különösen a PVC-ből készült habosított padlók és műbőrök előállításában fontos, hogy a habosító kompozícióval 1-1,5 perc alatt a műanyag minél nagyobb mértékű térfogatnövekedése következzék be, és a műanyag-hab minél egyenletesebb eloszlású sejtszerkezettel rendelkezzék, mert a tennék küllemével, fizikai-mechanikai tulajdonságaival és a gazdaságossággal szemben támasztott igények csak így teljesíthetők. Ilyen szigorú minőségi követelményeknek megfelelő termékek előállítására a jelenleg ismert habosítószer-kompozíciók legnagyobb része nem alkalmas; egy kisebb részénél pedig az jelentkezik hátrányként, hogy nehezen hozzáférhetők és/vagy előállításuk költséges komponenseket igényel. Vizsgálataink során a váratlan megállapításra jutottunk, hogy a fenti követelményeknek maradéktalanul eleget tevő kompozícióhoz jutunk akkor, ha az azodikarbonsav-diamid habosítószer felületére együttes lecsapással választunk le cink- és/vagy ólom-hidroxid aktivátort és víztartalmú cink és/vagy ólomszilikát gócképzőszert vízben oldható cink- és/vagy ólomsók vizes oldatából. Az így kialakult koprecipitátum az aktivátort és a gócképzőszert rendkívül egyenletes eloszlású, mikroszkópos méretekben is homogén keverék formájában tartalmazza az azodikarbonsav-diamid szemcsék felületén. Ennek következtében a kompozíció lényegesen jobb habosító hatással rendelkezik az azodikarbonsav-diamid, az aktiválószer és a gócképzőszer fizikai összekeverésével kialakított, egyébként azonos összetételű készítményénél, és használatával gyorsabb és egyenletesebb sejtszerkezetet biztosító habosodás érhető el. A találmány tárgya tehát eljárás 1-10 tömegrész azodikarbonsav-diamidot, 0,25-0,75 tömegrész cinkés/vagy ólom-hidroxidot és 0,25-0,75 tömegrész Me0.3Si02.3H20 általános képletű víztartalmú cinkés/vagy ólom-szilikátot - a képletben Me cink- és/vagy ólomatomot jelent - koprecipitátum formájában tartalmazó, műanyagok habosítására alkalmas készítmény előállítására. A találmány szerint úgy járunk el, hogy vízben oldódó cink- és/vagy ólomsó vizes oldatában azodikarbonsav-diamidot szuszpendálunk, a szuszpenzióhoz 7 és 8 közötti pH-érték eléréséig alkálifém-vízüveget és szervetlen bázist adunk, majd a kapott koprecipitátumot elkülönítjük és szárítjuk. A találmány szerinti eljárásban felhasználható vízüvegeket a Römpp: Vegyészeti Lexikon IV. kötet 970. oldala (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984) ismerteti. Gazdaságossági okokból célszerűen nátrium-vízüveget használunk. A reakcióelegyhez szervetlen bázisként például nátrium-, kálium- vagy ammónium-hidroxidot, nátrium-hidrogén-karbonátot és hasonlókat adhatunk; gazdaságossági okokból célszerűen nátrium-hidroxidot alkalmazunk. Előnyösen úgy járunk el, hogy a cink- és/vagy ólomsó (például cink- és/vagy ólom-klorid) vizes oldatában szuszpendáljuk az azodikarbonsav-diamidot, majd a szuszpenzióba párhuzamosan adagoljuk be a vízüveg és a bázis vizes oldatát az előírt 7 és 8 közötti pH-érték eléréséig. A vízüveg és a bázis vizes oldatát azonban előre elkészített, megfelelő arányú keverék formájában is felhasználhatjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
