DE3220856A1

DE3220856A1 - Verfahren zur herstellung von schaumstoffen

Info

Publication number: DE3220856A1
Application number: DE19823220856
Authority: DE
Inventors: Franz Dr. Dipl.-Chem. 6730 Neustadt Brandstetter; Adolf Dr. Dipl.-Chem. 6700 Ludwigshafen Echte; Juergen Dr. Dipl.-Chem. 6903 Neckargemuend Hambrecht; Gerhard Dr. Dipl.-Chem. 6906 Leimen Lindenschmidt; Edmund Dr. Dipl.-Chem. 6710 Frankenthal Priebe
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1981-06-04
Filing date: 1982-06-03
Publication date: 1982-12-23

Description

Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen
Schaumstoffe aus Styrolpolymerisaten werden nach einem bekannten Verfahren hergestellt durch Aufschmelzen des Kunststoffs in einem Extruder, Vermischen mit einem flüchtigen Treibmittel unter Druck, Auspressen der Mischung an die Umgebungsatmosphäre und Abkühlen. Die Dichte solcher Schaumstoffe liegt im allgemeinen zwischen 25 und 50 g.7-1. Sie zeichnen sich durch ein gutes Wärmeisoliervermögen sowie durch eine verhältnismäßig hohe Druckfestigkeit aus, weisen Jedoch eine niedrige Wärmeformbeständigkeit auf.
Man hat schon versucht, durch Verwendung von Copolymerisaten des Styrols, z.B. mit Maleinsäureanhydrid, Schaumstoffe mit höherer Wärmeformbeständigkeit herzustellen (s. BE-PS 705 163 und 721 152), jedoch reicht dies für viele Anwendungszwecke nicht aus.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Schaumstoffe mit erhöhter Wärmeformbeständigkeit durch Aufschmelzen eines thermoplastischen Kunststoffs, Vermischen mit einem flüchtigen Treibmittel bei einem Druck von 50 bis 250 bar, Entspannen der Mischung auf Atmosphärendruck und Abkühlen des Schaumstoffs herzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man als Kunststoff ein Gemisch verwendet aus A. 95 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 90 bis 50 Gew.-% eines Styrolpolymerisats und B. 5 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-% Polyphenylenoxid.
Es war zwar bekannt, daß Mischungen aus Polyphenylenoxid mit Styrolpolymerisaten, insbesondere mit kautschukhal- einem schlagzähem Polystyrol gute mechanische Eigenschaften und eine hohe Wärmeformbeständigkeit aufweisen. Wegen der stark unterschiedlichen Erweichungstemperaturen und Viskositätseigenschaften der beiden Kunststoffe sowie der unterschiedlichen Löslichkeit der Treibmittel in diesen Polymeren war jedoch nicht ohne weiteres zu erwarten, daß sich aus solchen Mischungen problemlos Schaumstoffe nach dem beschriebenen Verfahren herstellen lassen.
Als Styrolpolymerisate kommen neben Polystyrol auch Mischpolymerisate des Styrols mit bis zu 50 Gew.-% an Comonomeren, z.B. «-Methylstyrol, Acrylnitril oder Ester der Acryl- oder Methacrylsäure in Frage, sowie mit Kautschuken schlagzäh modifiziertes Polystyrol.
Als Treibmittel eignen sich aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Butan, Pentan oder Hexan; insbesondere aber solche, die erst unter Druck im Polymeren löslich sind, wie Methylchlorid, Fluorchlorkohlenwasserstoffe oder Kohlendioxid. Auch Treibmittelgemische können verwendet werden.
Die Trelbmittelmenge liegt zwischen 5 und 20 Gew.-%> vorzugsweise zwischen 8 und 15 Gew-%, bezogen auf den Kunststoff.
Die Schaumstoffe enthalten als Flaminschutzmittel vorzugsweise Halogenverbindungen, die bei hohen Temperaturen stabil sind, z.B. Hexabromcyclododecan, Pentabrommonochlorcyclohexan#und Chlorparaffine. Sie werden in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%> vorzugsweIse von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Kunststoff, eingesetzt.
Ferner können übliche Zusatzstoffe, wie z.B. Stabilisatoren, Keimbildungsmittel zur Steuerung der Zellgröße> Farbstoffe, Füllstoffe oder auch Flammschutzsynergisten zugesetzt werden.
#ur Herstellung der Schaumstoffe wird die Mischung aus dem Styrolpolymerisat und Polyphenylenoxid aufgeschmolzen. In diese Schmelze wird dann vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 200 und 25000 unter einem Druck von 25 bis 250 bar, vorzugsweise zwischen 50 und 200 bar das flüchtige Treibmittel eingepreßt. Dies kann diskontinuierlich in einem Druckgefäß, z.B. in einem Rührautoklaven geschehen, vorzugsweise wird aber kontinuierlich mit einem üblichen Ein- oder Zweiwellenextruder gearbeitet.
Kunststoff und Treibmittel werden homogen gemischt, dann wird die Mischung auf Atmosphärendruck entspannt, zweckmäßigerweise durch Auspressen aus einer Düse. Dabei verdampft das Treibmittel und der Kunststoff expandiert. Es hat sich gezeigt, daß besonders formstabile Schaumstoffe entstehen, wenn das Entspannen bei einer Temperatur vorgenommen wird, die 10 bis 40°C, vorzugsweise 20 bis 3000 über der Erweichungstemperatur (nach DIN 53 460) der thermoplastischen Kunststoffmischung liegt. Es entsteht ein Schaumstofe, dessen Querschnitt Je nach der Form der Düse rund oder rechteckig sein kann. Durch Abkühlen stabilisiert sich der Schaumstoff.
Die erflndungsgemäß hergestellten Schaumstoffe weisen ebensogute mechanische und Wärmeisolier-Eigenschaften auf wie solche aus Polystyrol, ihr Raumgewicht entspricht dem eines Schaumpolystyrols, das unter vergleichbaren Bedingungen hergestellt wurde, sie zeichnen sich jedoch durch eine wesentlich höhere Formbeständigkeit in der Wärme (nach DIN 18 164 bei Belastung 5 KN/m2) aus. Sie können überall dort mit Vorteil als Isoliermaterialien eingesetzt werden, wo diese Eigenschaft von Bedeutung ist.
Die im Beispiel genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.
beispiel In einem Rührautoklaven wurden 30 Teile Kunststoff zusammen mit 0>15 Teilen Bariumstearat als Keimbildner bei 215 0c aufgeschmolzen. Bei dieser Temperatur wurden mit einem Druck von 150 bar 3 Teile n-Pentan eingepreßt und 30 Min. lang intensiv gemischt. Danach wurde die Mischung auf die jeweilige Entspannungstemperatur abgekühlt.
Tabelle 1 zeigt die Versuchsbedingungen und die Eigenschaften der erhaltenen Schaumstoffe.
Tabelle 1 Versuch % PPO Entspannungs- Raumge- Wärmeformin der temperatur gewicht beständig-Mischung keit 1 0 120°C 70g.l-1 87°c 2 25 140°C 65g.l-1 121°C 3 45 18000 55g.l-1 14400

Claims

Patentanstrüche 1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen durch Aufschmelzen eines thermoplastischen Kunststoffs, Vermischen mit einem flüchtigen Treibmittel bei einem Druck von 25 bis 250 bar, Entspannen der Mischung auf Atmosphärendruck und Abkühlen des Schaumstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Gemisch ist aus A. 95 bis 20 Gew.- eines Styrolpolymerisats und B. 5 bis 80 Gew.-% Polyphenylenoxid.
2. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS es kontinuierlich in einem Extruder durchgeführt wird
3. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS das Entspannen der Mischung bei einer Temperatur vorgenommen wird, die 10 bis 4000 höher ist als die Erweichungstemperatur der Kunststoffmischung.