阅读说明：本技术 低氨发泡促进剂及制备方法、发泡材料及制备方法 (Low-ammonia foaming promoter and preparation method thereof, foaming material and preparation method thereof ) 是由 胡宗贵 董建平 张之文 黄永明 朱桂生 马克和 刘玲 唐丽 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种低氨发泡促进剂及制备方法、发泡材料及制备方法。低氨发泡促进剂按重量份数计算,包括：氧化锌5～20份、硬脂酸锌10～25份、硫酸锌55～85份。本发明直接利用促进剂消除掉发泡材料生产中偶氮二甲酰胺热分解的刺激性氨气,减轻了人体所受的危害；由于本发明利用发泡材料生产过程中所必需的促进剂即可消除偶氮二甲酰胺热分解产生的刺激性氨气,从而利用性价比高、发泡效果稳定的偶氮二甲酰胺作为发泡剂就能够得到高质量的无氨味发泡产品,不需要另外从市面上寻找其他价格昂贵、发泡效率低的发泡剂替代品,也不需要单独添加去氨剂,有利于发泡材料制作的成本控制；此外,也不需要对现有成熟的发泡材料生产工艺进行调整,易于操作实施推广。(The invention relates to a low-ammonia foaming promoter and a preparation method thereof, and a foaming material and a preparation method thereof. The low-ammonia foaming accelerant comprises the following components in parts by weight: 5-20 parts of zinc oxide, 10-25 parts of zinc stearate and 55-85 parts of zinc sulfate. The invention directly utilizes the accelerant to eliminate the irritant ammonia gas generated by the thermal decomposition of azodicarbonamide in the production of the foaming material, thereby reducing the harm to the human body; the invention can eliminate the irritant ammonia gas generated by the thermal decomposition of the azodicarbonamide by using the accelerator which is necessary in the production process of the foaming material, thereby obtaining the high-quality foaming product without ammonia smell by using the azodicarbonamide which has high cost performance and stable foaming effect as the foaming agent, and being beneficial to the cost control of the manufacturing of the foaming material without searching other foaming agent substitutes which have high price and low foaming efficiency from the market and independently adding the ammonia remover; in addition, the existing mature production process of the foaming material is not required to be adjusted, and the operation, implementation and popularization are easy.)

低氨发泡促进剂及制备方法、发泡材料及制备方法

技术领域

本发明涉及材料成型领域，特别是涉及低氨发泡促进剂及制备方法、发泡材料及制备方法。

背景技术

发泡剂偶氮二甲酰胺是一种高性价比、高发气量，用途最广泛的塑料发泡剂。将其加入聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯醋酸乙烯、聚丙烯等塑料中，通过加热使发泡剂偶氮二甲酰胺分解产生气体，能够得到比重轻、弹性好的各种隔热、隔音、缓震发泡材料，如拖鞋、鞋底、鞋垫、塑料壁纸、人造革、儿童爬行垫、瑜伽垫等。

由于偶氮二甲酰胺分解温度较高，为了能够与塑料的固化、成型速度匹配，目前加工过程中通常加入氧化锌、硬脂酸锌、尿素等促进剂来调节发泡剂的分解温度，但发泡剂偶氮二甲酰胺分解时在产生氮气、一氧化碳、二氧化碳这些无味气体的同时，会伴有大量刺激性的氨气产生。氨气具有刺激性气味，吸入大量氨气后会流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、胸闷、呼吸困难，伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，随着人们对健康的关注，降低制品中氨气含量也成为行业中的焦点。

为了解决发泡制品中氨气问题，国内一些厂家采用4、4-氧代双苯磺酰肼(OBSH)这种发泡剂来取代偶氮二甲酰胺，但该发泡剂发气量低、添加量大，价格昂贵，导致生产成本市场无法接受。

行业中还有通过在加工过程中添加等量去氨剂，与产生的氨气反应，从而达到发泡产品无味，由于添加量大，与常规生产相比，发泡产品生产成本较高。

此外，一些促进剂存在吸湿缺陷，容易吸收环境中的水分而团聚结块，导致塑料发泡过程中产生大孔缺陷，产品质量不稳定。

发明内容

基于此，有必要针对低氨发泡材料产品生产成本高、发泡质量不稳定，且容易产生大孔缺陷的问题，提供一种低氨发泡促进剂及制备方法、发泡材料及制备方法。

一种低氨发泡促进剂，按重量份数计算，包括：氧化锌5～20份、硬脂酸锌10～25份、硫酸锌55～85份。

在其中一个实施例中，按重量份数计算，包括：氧化锌5份、硬脂酸锌10份、硫酸锌85份。

在其中一个实施例中，所述硫酸锌为一水硫酸锌。一水硫酸锌含水更少，硬脂酸锌对硫酸锌进行表面包覆将硫酸锌与外部环境隔绝后基本不含水，将含一水硫酸锌的发泡促进剂与发泡剂偶氮二甲酰胺加入塑料后，基本杜绝了反应过程中由于水分挥发导致的气孔孔径增大的现象，消除了产品的大孔缺陷，发泡孔径很小、细密均匀，塑料发泡产品具有更高更稳定的质量，产品附加值更高。

一种低氨发泡促进剂的制备方法，将氧化锌、硬脂酸锌、硫酸锌按照5～20：10～25：55～85的重量配比分别称重，加入到混合机中，混合5～50min后制得低氨发泡促进剂。

一种发泡材料，包括：塑料原料、交联剂、偶氮二甲酰胺和上述的低氨发泡促进剂。

在其中一个实施例中，按重量份数计算，各组分的比例为：塑料原料220份、交联剂1.6份、偶氮二甲酰胺8份和低氨发泡促进剂3份。

在其中一个实施例中，所述塑料原料包括EVA、LDPE、CaCO₃中的一种或多种。

一种发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

开炼机双辊升温至120℃，将塑料原料在双辊上混炼均匀；

加入交联剂、偶氮二甲酰胺和以上所述的低氨发泡促进剂，混炼均匀后出成薄片；

薄片放入模具中进行加压发泡。

在其中一个实施例中，所述薄片放入模具的步骤中，模具压力15Mpa，模具温度175℃，模具深度10mm，加热时间32min。

上述低氨发泡促进剂及制备方法、发泡材料及制备方法，至少具有以下有益的技术效果：

(1)能够提供锌离子，金属锌离子具有接受孤对电子的能力,可以接受发泡剂偶氮二甲酰胺中的氮原子以及羰基氧原子上的孤对电子，从而降低偶氮二甲酰胺的分解温度，对发泡剂的分解具有较强的促进作用。

(2)偶氮二甲酰胺热分解的反应式为：H₂NCON＝NCONH₂→N₂+CO+NH₃+CO₂，加入的硫酸锌可与产生的氨NH3进行络合反应，反应机理如下：

6NH3+ZnSO₄＝[Zn(NH3)₆]SO₄

2NH3+ZnSO₄+2H₂O＝Zn(OH)₂沉淀+(NH4)2SO₄，

上述反应生成的产物皆为无味的物质，本发明直接利用发泡材料生产过程中所必需的促进剂消除掉偶氮二甲酰胺热分解产生的刺激性氨气，通过改变分解过程从源头降低氨气量，经检验，采用本发明低氨发泡促进剂制得的发泡材料无刺激氨味，检测氨气含量17-50ppm，低于人鼻闻出感觉不适的安全浓度100ppm，相较于现有产品大大减轻了生产过程以及使用过程中的刺激性气味对人体造成的危害。

(3)本发明配制的低氨发泡促进剂中，硬脂酸锌对硫酸锌进行表面包覆处理，将硫酸锌与外部环境隔绝，从而可防止硫酸锌因吸收环境中水分而产生团聚结块现象，最终发泡产品的气孔细密均匀，大孔缺陷较少，提升了产品品质。

(4)本发明利用发泡材料生产过程中所必需的促进剂即可消除偶氮二甲酰胺热分解产生的刺激性氨气，从而利用常规的性价比高、发泡效果稳定的偶氮二甲酰胺作为发泡剂就能够得到高质量的无氨味发泡产品，不需要另外从市面上寻找其他价格昂贵、发泡效率低的发泡剂替代品，也不需要单独添加去氨剂，有利于发泡材料制作的成本控制；此外，也不需要对现有成熟的发泡材料生产工艺进行调整，技术改造成本低，易于操作实施推广。

附图说明

图1为对比例1制得的发泡材料的内部结构示意图；

图2为对比例2制得的发泡材料的内部结构示意图；

图3为对比例3制得的发泡材料的内部结构示意图；

图4为对比例4制得的发泡材料的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1：

按重量计，将5份氧化锌、10份硬脂酸锌、85份一水硫酸锌在混合机中搅拌10分钟，制得混合均匀低氨发泡促进剂。

实施例2：

按重量计，将5份氧化锌、10份硬脂酸锌、85份六水硫酸锌在混合机中搅拌10分钟，制得混合均匀低氨发泡促进剂。

实施例3：

按重量计，将10份氧化锌、10份硬脂酸锌、80份六水硫酸锌在混合机中搅拌20分钟，制得混合均匀低氨发泡促进剂。

实施例4：

按重量计，将20份氧化锌、25份硬脂酸锌、55份七水硫酸锌在混合机中搅拌20分钟，制得混合均匀低氨发泡促进剂。

对比例1：

具体制备方法：开炼机双辊升温至120℃，将塑料原料EVA、LDPE、CaCO₃在双辊上混炼均匀；然后加入实施例1的低氨发泡促进剂、交联剂、发泡剂偶氮二甲酰胺，再次混炼3分钟，混炼均匀后出成薄片；将薄片计量称重后放入模具中进行加压发泡，模具加压15Mpa，模具温度175℃，模具深度10mm，加热时间32min。

出模后发泡材料内部泡孔细密均匀(如图1)，且无刺激氨味，人鼻无法闻出。放入玻璃干燥器内密封24小时，检测氨气含量17ppm。

对比例2：

具体制备方法：开炼机双辊升温至120℃，将塑料原料EVA、LDPE、CaCO₃在双辊上混炼均匀；然后加入实施例2的低氨发泡促进剂、交联剂、发泡剂偶氮二甲酰胺，再次混炼3分钟，混炼均匀后出成薄片；将薄片计量称重后放入模具中进行加压发泡，模具加压15Mpa，模具温度175℃，模具深度10mm，加热时间32min。

出模后发泡材料内部泡孔基本保持细密，存在有部分大孔(如图2)；无刺激氨味，人鼻无法闻出。放入玻璃干燥器内密封24小时，检测氨气含量18ppm。

对比例3：

制备方法：开炼机双辊升温至120℃，将塑料原料EVA、LDPE、CaCO₃在双辊上混炼均匀；然后加入实施例3的低氨发泡促进剂、交联剂、发泡剂偶氮二甲酰胺，再次混炼3分钟，混炼均匀后出成薄片；将薄片计量称重后放入模具中进行加压发泡，模具加压15Mpa，模具温度175℃，模具深度10mm，加热时间32min。

出模后的发泡材料内部泡孔存在有部分大孔缺陷(如图3)；无刺激氨味，人鼻无法闻出。放入玻璃干燥器内密封24小时，检测氨气含量50ppm。

对比例4(发泡促进剂采用普通氧化锌)：

制备方法：开炼机双辊升温至120℃，将塑料原料EVA、LDPE、CaCO₃在双辊上混炼均匀；然后加入促进剂氧化锌、交联剂、发泡剂偶氮二甲酰胺，再次混炼3分钟，混炼均匀后出成薄片；将薄片计量称重后放入模具中进行加压发泡，模具加压15Mpa，模具温度175℃，模具深度10mm，加热时间32min。

出模后发泡材料泡孔较为均匀(如图4)，但是氨味异常刺鼻，无法忍受。放入玻璃干燥器内密封24小时，检测氨气含量6000ppm。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。