DE1519602C - Verfahren zur Herstellung ver schaumbarer Formmassen aus knstalh nem Polyäthylen oder Polypropylen - Google Patents

Description

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fes — die Anwendung einer solchen Menge ist gemäß Hexan, Benzol, CCl₃F, Methanol, Aceton, niedrigsie-

dem Verfahren aus der genannten kanadischen Pa- dende Ester, wie Methylformiat und -acetat. Weiter

tentschrift wirkungslos — Produkte entstehen, die können auch Gemische gebracht werden, wie z. B. ein

sich für eine Weiterverarbeitung zu vielzelligen Kör- Gemisch aus n-Pentan und Trichlorfluormethan, das

pern eignen. 5 50 bis 90 Volumenprozent n-Pentan enthält.

Zwar ist in der britischen Patentschrift 837 723 der Falls der polymere Stoff aus Polyäthylen oder PolyZusatz von feinverteilten Feststoffen zur Regelung der propylen besteht, benutzt man vorzugsweise n-Pen-Zellengröße bei der Verschäumung von Polymerisa- tan. Überraschenderweise bildet sich dadurch ein Proten oder Mischpolymerisaten von Äthylen oder Pro- dukt von gleicher feinzelliger Struktur wie bei Anwenpylen bereits erwähnt worden, doch handelt es sich io dung eines aus n-Pentan und Trichlorfluormethan behierbei um eine Menge von nur 0,1 bis 2 Gewichtspro- stehenden Gemisches.

zent Feststoff, die zugesetzt wird, während das Po- Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugslymerisat im geschmolzenen Zustand mit dem Treib- weise derart ausgeführt, daß man wie üblich den polymittel vermischt wird. Gemäß der Erfindung wird das meren Stoff und den Feststoff miteinander mischt und Polymere aber mit wenigstens 10 Gewichtsprozent des 15 das Gemisch in festem Zustand anschließend mit dem Feststoffes vermischt, was den Vorteil hat, daß man flüssigen Treibmittel in Berührung bringt. Die Midas Polymere in festem Zustand mit dem Treibmittel schung des polymeren und des festen Stoffes kann auf imprägnieren kann. Diese Lehre war der britischen die übliche Weise stattfinden, z.B. in einer Knetvor-Patentschrift keineswegs zu entnehmen. richtung. Das so gebildete Gemisch kann in Pulver-Ais anorganische Feststoffe können erfindungsge- 20 form oder in Form dünner Folien mit dem Treibmittel maß übliche Stoffe verschiedenster Art dienen. Als zusammengebracht werden. Es wird jedoch die Kör-Beispiele seien genannt: feinverteilte, gegebenenfalls nerform bevorzugt, weil dadurch ein schaumfähiges durch Erhitzung getrocknete Stoffe wie Magnesium- Produkt anfällt, das sich leicht, wenn nötig, in abgeoxyd, Infusorienerde, SiO₂, Perlit, Kaolin, Asbest- schlossenen Gefäßen, lagern und transportieren läßt mehl, Silikate, Kreide und andere Carbonate oder 25 und sich zu einer Umsetzung in vielzellige Körper von Gemische derselben. x-beliebiger Form eignet. Das aus dem Polymeren

Es wird vorzugsweise Kreide oder MgO angewandt, und dem Feststoff bestehende Gemisch wird vorzugsweil damit ausgezeichnete Ergebnisse zu erzielen sind. weise bei Zimmertemperatur mit dem Treibmittel in Diese Stoffe weisen außerdem den Vorteil auf, daß sie Berührung gebracht, und zwar durch einfaches Einbillig zu beziehen sind und eine neutrale, weiße Farbe 30 tauchen in dieses flüssige Treibmittel; auch höhere haben. · und niedrigere Temperaturen sind möglich; weiter fin-

Erfindungsgemäß wird der anorganische Stoff in det die Mischung vorzugsweise bei atmosphärischem

einer Menge von wenigstens 10 Gewichtsprozent, be- Druck statt.

zogen auf das Polymere, angewandt. Vorzugsweise Aus den so erhaltenen, schaumfähigen polymeren gebraucht man nicht mehr als 50 Gewichtsprozent des 35 Teilchen können vielzellige Körper hergestellt weranorganischen Stoffes. Besonders vorzuziehen ist der den, indem man sie, üblicherweise gegebenenfalls Gebrauch von 15 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen nach einer Vorexpandierung, in einer offenen oder geauf das Polymere, weil mit diesen Stoffen ausgezeich- schlossenen Form erhitzt oder sie, z. B. in einer nete Ergebnisse zu erzielen sind und beim Zusatz von Strangpreßmaschine, unter Druck durch Erhitzung über 35 Gewichtsprozent des Feststoffes dieMischko- 40 plastifiziert und anschließend in einen Raum von niesten in der Weise ansteigen, daß sie meistens nicht drigerem Druck preßt.

durch eine weitere Verbesserung des Produktes wett- Es hat sich herausgestellt, daß es besondere Vorgemacht werden. teile bietet, wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren

Erfindungsgemäß bedient man sich kristallinischer zugleich ein Wachs vorhanden ist, das bei höherer

Polymerisate von Äthylen oder Propylen. Darunter 45 Temperatur erstarrt als der polymere Stoff. Dadurch

sind Homo- oder Mischpolymerisate von Äthylen und/ können vielzellige Körper hergestellt werden, deren

oder Propylen zu verstehen, die weniger als 20 Mol- Zellen eine gleichmäßigere Größe aufweisen und

prozent an anderen Monomeren enthalten. Als Bei- außerdem im Durchschnitt wesentlich kleiner sind als

spiele seien genannt: Hochdruck-Polyäthylen, die der nach den bekannten Verfahren gebildeten

Niederdruck-Polyäthylen, Polypropylen, Mischpo- 50 Körper.

lymerisate von Äthylen und Propylen und Mischpo- Das Wachs soll vor der Schaumbildung in feinver-

lymerisate von Äthylen oder Propylen mit Acryloni- teiltem, d. h. gelöstem, emulgiertem oder suspendier-

tril, Methylacrylat oder Methylmethacrylat, Vinyl- tem Zustand in der Schmelze vorhanden sein. Dies

benzoat sowie Gemische von zwei oder mehr Stoffen läßt sich z. B. dadurch leicht erreichen, daß man den

dieser Art. 55 organischen Stoff bei einer Temperatur über dem Er-

Der polymere Stoff kann auch übliche Zusätze wie starrungspunkt dieses Stoffes mit dem polymeren

Farbstoffe, Weichmacher, Stabilisatoren, Antioxy- Stoff mischt. Auf Wunsch kann diese Mischung in

dantien, korrosionsverhindernde Mittel, Quellen für einem gesonderten Arbeitsvorgang im voraus oder

freie Radikale, Vulkanisierungsmittel und Erhär- während der Polymerisation stattfinden. Der organi-

tungsmittel enthalten. 60 sehe Stoff braucht sich vor der Mischung nicht in fein-

Besonders geeignete polymere Stoffe sind verteiltem Zustand zu befinden.

Hochdruck-Polyäthylen, Niederdruck-Polyäthylen Die Erstarrungstemperatur des Wachses soll —

und Polypropylen. vorzugsweise minimal 10° C — höher liegen als die

Unter einem flüssigen Treibmittel soll gemäß der Temperatur, bei der die Schmelze des polymeren Stof-

Erfindung eine Flüssigkeit verstanden werden, aus der 65 fes zu erstarren anfängt. Liegt der Erstarrungspunkt

sich während der Schaumbildung eine Gasphase bil- des Wachses um mehr als 100° C höher als der des

det. Beispiele solcher Flüssigkeiten sind: niedrigsie- Polymeren, so werden die Ergebnisse wesentlich

dende aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, schlechter als bei kleinerem Abstand zwischen den

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Erstarrungspunkten. Die Spanne zwischen diesen dünnen Produkten war die Dichte zwar höher, stieg

Punkten beträgt vorzugsweise 20 bis 75° C. aber nicht über 0,2 hinaus.

Vorzugsweise aber gebraucht man ein völlig oder .

zum Teil mikrokristallinisches Wachs, das zu den so- ■-- Beispiel/

genannten Esterwachsen gehört. 5 Beispiel I wurde wiederholt, jedoch ohne Zusatz von

Die Menge des beizugebenden, organischen Stoffes Magnesiumoxyd. Wie sich zeigte, war es nicht mögschwankt zwischen 0,1 und 10 Gewichtsprozent, be- lich,^:jetzt eineri'feinzelligen Schaum zu erhalten,
zogen auf das Polymere, bevorzugt werden 0,5 bis ·-■ . ·,_.-. ■.■■; „
5Gewichtsprozent. " ~ ,'Beispiel. 3.

. ίο Abweichend von- Beispiel 1' wird statt 250 g MgO

Beispiel 1 _ej_ne ]yj_eng_{e von} 59g zugesetzt. Es erwies sich als un-

730 g Hochdruck-Polyäthylen (Schmelzindex 2), möglich, hiermit einen feinzelligen Schaumkörper zu

250 g Magnesiumoxyd und 20 g eines Wachses, beste- bilden.

hend aus dem aus Äthylendiamin und einer Mischung Beispiel 4
von Palmitinsäure und Stearinsäure herstellbaren 15

Säureamid (Schmelzpunkt ungefähr 142° C), wurden Abweichend von Beispiel 1 wurde jetzt statt Mabei einer Temperatur von 115° C in einem Banbury- gnesiumoxyd Kreide beigegeben. Außerdem wurde Mischer gemischt. Anschließend wurde das Gemisch das n-Pentan mit 25 Volumprozent CCl₃F vergranuliert und das Granulat bei Zimmertemperatur mischt und mit Hilfe einer druckfesten Hilfsapparatur und atmosphänschem Druck während der Nacht in 20 über die durchlöcherte Förderschnecke in den Zylinn-Pentan eingetaucht. Danach wurden die Körner von der der Strangpreßmaschine gepreßt,
der Flüssigkeit getrennt. Die anfallenden Produkte hatten die gleichen

Die Körner werden sodann durch Extrusion mittels Eigenschaften wie im Beispiel 1.
einer Strangpreßmaschine, wobei die Temperatur im \r 1 · u u · '· 1
Zylinder 120 bis 150° C und die Temperatur in der a₅ vergleichsoeispiei
Nähe der Spritzdüse 80 bis 110° C betrug, ver- Beispiel 4 wurde wiederholt, allerdings ohne Zuschäumt, satz von Kreide. Es bildeten sich dieselben Produkte

Es wurde ein Produkt extrudiert mit vielen feinen wie im Beispiel 4, aber nur unter der Voraussetzung, Zellen, deren mittlerer Durchmesser vorwiegend un- daß die Temperatur der Spritzdüse innerhalb sehr enter 0,1 mm lag. Die Dichte war etwa 0,05. Bei sehr 30 ger Grenzen gehalten wurde.

Claims (1)

i Diy DUZ 1 2 Mischpolymerisaten von Styrol oder Polymethylmeth- Patentanspriiche: acrylat ist der britischen Patentschrift 715 100 zu entnehmen. Dabei wird das Polymere in feinverteiltem,

1. Verschäumbare Formmassen aus kristalli- festem Zustand, gegebenenfalls unter atmosphärinem Polyäthylen oder Polypropylen oder kristalli- 5 schem Druck, mit einem flüssigen Treibmittel genen Mischpolymerisaten von Äthylen oder Propy- tränkt. Aus den getränkten, polymeren Teilchen kann Ien mit anderen äthylenisch ungesättigten Mono- ein vielzelliger Schaumkörper gebildet werden, indem meren, flüssigem Treibmittel und gegebenenfalls man sie in einer Form auf eine Temperatur erhitzt, bei üblichen Zusatzstoffen, dadurch gekenn- der sie erweichen und das Treibmittel verdampft. Es zeichnet, daß sie, bezogen auf das Polymere, io hat sich weiter herausgestellt, daß sich hieraus durch wenigstens 10 Gewichtsprozent eines feinverteil- Strangpressen vielzellige Körper herstellen lassen, inten anorganischen Feststoffes enthalten. dem man die getränkten polymeren Teilchen einfach

2. Verfahren zur Herstellung verschäumbarer in den Aufgabetrichter einer Spritzgußmaschine ein-Formmassen aus kristallinem Polyäthylen oder bringt. Es zeigt sich aber, daß im Grunde diese Me-Polypropylen oder kristallinen Mischpolymeri- 15 thode nicht für solche Polymerisate brauchbar ist, säten von Äthylen oder Propylen mit anderen welche vorwiegend aus Äthylen und/oder Propylen äthylenisch ungesättigten Monomeren durch Im- zusammengesetzt sind. Obwohl diese Polymerisate prägnieren eines Gemisches aus dem Polymerisat, eine genügende Treibmittelmenge absorbieren, ergegebenenfalls üblichen Zusatzstoffen und fein- weist es sich merkwürdigerweise als unmöglich, aus verteilten üblichen Feststoffen mit flüssigen 20 den getränkten Polymeren feinzellige Schaumkörper Treibmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man zu bilden.

ein Gemisch imprägniert, das wenigstens 10Ge- Aus der kanadischen Patentschrift 629 291 ist eine wichtsprozent, bezogen auf das Polymere des fein- Verbesserung des obengenannten Verfahrens beverteilten anorganischen Feststoffes, enthält. kannt, gemäß der die Absorption des Treibmittels von

35 dem Polystyrol beschleunigt wird und sich vielzellige Körper mit kleineren Zellen bilden, indem man etwa

1 Gewichtsprozent eines feinverteilten, anorganischen

Pigments mit dem Polymeren mischt; Zusatz größerer Mengen ist auch möglich, eine Anwendung von über

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- 30 8 Gewichtsprozent bleibt jedoch wirkungslos,
lung verschäumbarer Formmassen aus kristallinem Aus der USA.-Patenschrift 2 983 692 ist es bePolyäthylen oder Polypropylen oder kristallinen kannt, Polyäthylen in feiner Dispersion in einem wäß-Mischpolymerisaten von Äthylen oder Propylen mit rigen Medium mit einem Treibmittel zu tränken. Zur anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren, indem Stabilisierung dieser Dispersion wird diesem Medium das Polymere in Gegenwart von feinverteilten anorga- 35 eine geringe Menge eines anorganischen Dispergiernischen Feststoffen mit flüssigen Treibmitteln in Be- mittels zugegeben. Dieses Dispergiermittel ist nicht in rührung gebracht wird. den Polymerteilchen einverleibt und hat deswegen

Die Erfindung bezieht sich gleichfalls auf die ge- keinen Einfluß auf die Aufnahme von Treibmittel

maß diesem Verfahren gebildeten, verschäumbaren durch diese Teilchen.

Formmassen. . 40 Es wurde nunmehr gefunden, daß sich aus kristalli-

Gemäß der britischen Patentschrift 837 723 läßt nem Polyäthylen oder Polypropylen oder Kristallinen

sich aus einem Polymerisat oder einem Mischpolyme- Mischpolymerisaten von Äthylen oder Propylen mit

risat von Äthylen oder Propylen ein schaumfähiger anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren, indem

Körper herstellen, indem man das Polymere in ge- man sie in festem Zustand mit einem flüssigen Treibschmolzenem Zustand unter Druck mit einem unter 45 mittel in Berührung bringt, verschäumbare Formmas-

diesen Umständen flüssigen Treibmittel mischt. Die- sen herstellen lassen, aus denen, was bisher unmöglich

ses Produkt läßt man anschließend expandieren, in- war, feinzellige Schaumstoffe gebildet werden kön-

dem man es aus der Mischzone in einen Raum von nen.

niedrigerem Druck preßt, wodurch ein vielzelliger Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur Her-Körper anfällt. Die Zellengröße kann dabei durch Zu- 50 stellung verschäumbarer Formmassen aus kristallisatz eines feinverteilten Feststoffes, wie Calciumsili- " nem Polyäthylen oder Polypropylen oder kristallinen cat, Zinkstearat oder Magnesiumstearat in einer Mischpolymerisaten von Äthylen oder Propylen mit Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren, durch das Polymere, geregelt werden. Imprägnieren eines₄Gemisches aus dem Polymerisat

Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß man 55 und feinverteilten üblichen Feststoffen mit flüssigen

zum Pressen des Treibmittels in die Mischzone einer Treibmitteln, das darin besteht, daß man ein Gemisch

druckfesten Hilfsapparatur bedarf. Außerdem muß imprägniert, das wenigstens 10 Gewichtsprozent, be-

manchmal eine weitaus größere Treibmittelmenge an- zogen auf das Polymere des feinverteilten anorgani-

gewandt werden, als zur Expandierung des Polymeri- sehen Feststoffes, enthält.

sats erforderlich ist, weil sich ein Teil des Treibmittels 60 Überraschenderweise wird bei diesen Polymerisa-

nicht mit dem Polymeren vermischt, sondern als eine ten, welche ohne Mischung mit dem anorganischen fe-

gesonderte Phase aus der Mischzone gepreßt wird und sten Stoff schon eine ausreichende Treibmittelmenge

sich demzufolge nicht an der Schaumbildung des Po- aufnehmen können, durch Mischung mit weniger als

lymeren beteiligt. Weiterhin darf die Temperatur der 10 Gewichtsprozent des Feststoffes nur eine beschleu-

Schmelze während der Verschäumung in vielen Fällen 65 nigte Absorption des Treibmittels erreicht, ohne daß

nur innerhalb sehr enger Grenzen schwanken. die Möglichkeit gegeben ist, aus den so erhaltenen Po-

Ein weit einfacheres Verfahren zur Herstellung lymeren vielzellige Körper zu bilden, während erst bei

schaumfähiger Produkte aus Polymerisaten oder Mischung mit über 10 Gewichtsprozent des Feststof-