DE69509516T2

DE69509516T2 - Geschlossenzelliger schaum mit niedriger dichte aus ethylenischem polymerem

Info

Publication number: DE69509516T2
Application number: DE69509516T
Authority: DE
Inventors: Bharat Chaudhary; Georges Eschenlauer; Bruce Marks
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2015-02-11
Also published as: JP3623797B2; CA2189552C; HUT75810A; NO309818B1; JPH10500151A; HU9603111D0; ES2130601T3; US5416129A; NO964751L; BR9507864A; US5554661A; EP0759046B1; WO1995030712A1; FI964505L; CA2189552A1; GR3030360T3; ATE179733T1; MX9605476A; DE69509516D1; FI964505A7

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Schäume aus ethylenischem Polymerem, insbesondere auf geschlossenzellige Schäume aus ethylenischem Polymerem niedriger Dichte, hergestellt unter Verwendung von anorganischen halogenfreien Blähmitteln, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung hiervon.
Es ist wohlbekannt, Schäume aus ethylenischem Polymerem durch Hitzeplastifizierung eines normalerweise festen ethylenischen Polymeren, Zusammenmischen eines solchen hitzeplastifizierten Polymeren unter Hitze und Druck mit einem flüchtigen organischen Blähmittel zur Bildung eines fließfähigen Gels und anschließend Extrudieren des Gels in eine Zone von niedrigerem Druck und niedrigerer Temperatur zum Expandieren und Abkühlen des Gels, um das gewünschte feste Schaumprodukt aus ethylenischem Polymerem zu bilden, herzustellen.
Die Derwent-Veröffentlichung AN93-039345 beschreibt ein durch Extrusion geschäumtes Produkt, bestehend aus nichtvernetztem Propylenharz, welches eine Schmelzzugspannung bei 230ºC von mehr als 7 gf besitzt. Das plattenförmige geschäumte Produkt besitzt eine Dichte von 1,2 bis 0,1 g/m³ und eine Dicke von 0,1 bis 3 Millimeter (mm). Ein durch Extrusion geschäumtes Produkt mit einer Dichte von 0,18 bis 0,018 g/cm³ und eine Dicke von 10 bis 100 mm ist ebenfalls beschrieben. Jedoch sagt diese Veröffentlichung nichts Über die Art des eingesetzten Blähmittels aus.
Eine Erscheinung, welche häufig bei der Herstellung von Schäumen aus ethylenischem Polymerem angetroffen wird, ist diejenige der Veränderungen der Schaumabmessungen (Volumen), welche während der Alterung oder der Aushärtungsperiode im Anschluß an die Herstellung auftritt. Während des Alterns oder der Aushärtperiode diffundiert das verwendet Blähmittel allmählich aus den Zellen in dem Schaumprodukt und Luft diffundiert allmählich an seiner Stelle in die Zellen.
Die konventionellen Blähmittel, welche bei der Herstellung dieser Schäume aus ethylenischem Polymerem niedriger Dichte eingesetzt werden, besitzen im allgemeinen einen hohen Prozentsatz, falls sie nicht vollständig hieraus bestehen, an organischen Blähmitteln einschließlich Fluorkohlenstoffen wie gesättigten Chlorfluorkohlenstoffen (CFC's) und Chlorfluorkohlenwasserstoffen (HCFC's) und anderen halogenierten Kohlenwasserstoffen. Solche Chlorfluorkohlenstoffe stehen im Verdacht, die Ozonschutzschicht der Erde zu zerstören. Nichthalogenierte Kohlenwasserstoffe können ebenfalls als Blähmittel eingesetzt werden. Die nichthalogenierten Kohlenwasserstoffe beschädigen nicht die Ozonschicht, jedoch sind sie in hohem Maße entflammbar.
Als Folge der erhöhten Umweltanforderungen hinsichtlich des Ozonabbaus, der Glashauseffekte und der Luftqualität im allgemeinen wurden große Anstrengungen unternommen, CFC's, HCFC's und andere halogenierte Kohlenwasserstoffe, welche häufig als Blähmittel in der Schaumindustrie verwendet werden, durch nichthalogenierte Blähmittel zu ersetzen. Die meisten dieser Ersatzstoffe sind die nichthalogenierten Kohlenwasserstoffe (manchmal in Mischungen mit Kohlendioxid), jedoch stellen diese immer noch Gefährdungen während der Schaumherstellung wie auch während der Anwendung und/oder der Weiterverarbeitung als Folge ihrer hohen Entflammbarkeiten dar.
Eine potentielle Alternative, welche in Betracht gezogen und untersucht wurde, ist die Verwendung von anorganischen Blähmitteln wie Kohlendioxid oder Argon als einzige Blähmittel. Jedoch bringen sowohl Kohlendioxid als auch Argon, ver glichen mit den konventionellen Blähmitteln, zahlreiche Schwierigkeiten mit sich als Folge ihrer relativ geringen Löslichkeiten in dem ethylenischen Polymeren, geringen Verdampfungswärmen und, im Fall von Kohlendioxid, hoher Permeabilität durch ethylenische Polymere. Daher waren bisherige Schäume aus ethylenischem Polymerem, welche mit Kohlendioxid oder Argon als einziges Blähmittel hergestellt wurden, auf Plattenprodukte und/oder Schaumprodukte beschränkt, welche Dichten größer als 150 kg/m³ besitzen, und hauptsächlich in Form von Platten.
Niedrigere Schaumdichten wurden nur durch Vernetzung erreicht, um eine angemessene Schmelzfestigkeit zur Verhütung eines Zusammenfallens der Zellen während der Schaumexpansion zu erreichen. Jedoch können vernetzte Schäume nicht recycelt werden.
Daher besteht immer noch ein starker Bedarf an der Entwicklung von Arbeitsweisen zur Verwendung von Blähmitteln, welche Schäume aus ethylenischem Polymerem ergeben, die möglichst gleiche Eigenschaften besitzen, wie solche, die mit konventionellen Blähmitteln hergestellt wurden. Insbesondere wäre es hocherwünscht, Schäume aus ethylenischem Polymerem bereitzustellen, welche Dichten unterhalb 150 kg/m³ besitzen, und welche mit Kohlendioxid als einzigem Blähmittel und zwar ohne Notwendigkeit der Vernetzung geschäumt wurden.
Gemäß dieser Erfindung wird eine solche Verbesserung dadurch erreicht, daß ein nichtvernetzter geschlossenzelliger Schaum mit niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem, beispielsweise aus Polyethylen, unter Verwendung eines nichthalogenierten Blähmittels, das nicht entflammbar ist, ohne Notwendigkeit für Vernetzung hergestellt wird. Gemäß einem ersten Aspekt ist die vorliegende Erfindung ein nichtvernetzter Schaum niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem, hergestellt aus einer Schäumungszusammensetzung, welche ein ethy lenisches Polymeres, das einen Schmelzindex von weniger als etwa 25 Gramm pro 10 Minuten (g/10 Minuten) und eine Schmelzzugspannung zwischen 2,0 Gramm (g) und 9 g hat, und ein anorganisches halogenfreies Blähmittel umfaßt.
Der Ausdruck "Schaum niedriger Dichte", wie er hier verwendet wird, soll Schäume definieren, welche eine Dichte von weniger als etwa 150 kg/m³ besitzen.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines nichtvernetzten geschlossenzelligen Schaums niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem, umfassend die Stufen von:
a) Erhitzen eines ethylenischen Polymeren, das einen Schmelzindex von weniger als etwa 25 Gramm pro 10 Minuten und eine Schmelzzugspannung zwischen 2,0 g und 9,0 g besitzt, zur Bildung einer Polymerschmelze;
b) Einfügen eines anorganischen halogenfreien Blähmittels in die Polymerschmelze zur Bildung eines schäumbaren Gels;
c) Abkühlen des schäumbaren Gels auf eine für die Expansion von einem Schaum niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem geeignete Temperatur;
d) Extrudieren des schäumbaren Gels durch eine Düse zur Bildung des Schaums.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß bei Verwendung von ethylenischen Polymeren, insbesondere Polyethylen mit niedriger Dichte, welche einen Schmelzindex und eine Schmelzzugspannung innerhalb der zuvorgenannten Werte besitzen, nichtvernetzte geschlossenzellige Schäume aus ethylenischen Polymeren, welche Dichten von weniger als etwa 150 kg/m³ besitzen, unter Verwendung von Kohlendioxid oder Argon als einzigem Blähmittel oder durch Verwendung von Mischungen von Kohlendioxid und Argon als Blähmittel erhalten werden können. Weiterhin wurde gefunden, daß bei Verwendung von nichtver netzten Polyethylenpolymeren mit niedriger Dichte und Kohlendioxid oder Argon als einzigem Blähmittel in einem kontinuierlichen Extrusionsverfahren Schäume in Form einer Tafel oder Bohle mit einer Dicke oberhalb 10 Millimeter (mm) bei so niedrigen Dichten wie etwa 50 kg/m³ hergestellt werden können.
Zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete ethylenische Polymere schließen nichtvernetzte Polyethylenpolymere, bevorzugt nichtvernetzte Polyethylenpolymere niedriger Dichte, Ethylen-Vinylacrylatcopolymere und Ethylen- Acrylsäurecopolymere ein. Bevorzugte ethylenische Polymere sind nichtvernetzte Polyethylenpolymere, welche ausreichende Schmelzfestigkeit aufweisen, um den Neigungen zum Zusammenfallen des Schaumes während der Expansionsstufe zu widerstehen; dies kompensiert die nicht ausreichende Gelabkühlung als Folge der niedrigen molaren Verdampfungswärme (cal/g mol) von Kohlendioxid.
Der hier verwendete Ausdruck "Polyethylenpolymeres mit niedriger Dichte" soll Polyethylenpolymere mit einer Dichte von weniger als etwa 0,930 g/cm³ bezeichnen.
Repräsentative ethylenische Polymere schließen nichtvernetzte Polyethylenpolymere wie beispielsweise Polyethylenpolymere niedriger Dichte mit einem Schmelzindex (gemessen entsprechend der Norm ASTM D 1238) von weniger als etwa 25 g/10 Minuten, bevorzugt zwischen 1,0 g/10 Minuten und 15 g/10 Minuten und am meisten bevorzugt zwischen 1,5 g/10 Minuten und 6 g/10 Minuten sowie einer Schmelzzugspannung (gemessen bei 190ºC mit einem Gewicht von 2,16 kg und 60 Upm) zwischen 2,0 g und 9,0 g, bevorzugt zwischen 3,0 g und 8,5 g und am meisten bevorzugt zwischen 3,0 g und 8,0 g ein. Im Fall von Ethylenhomopolymeren schließen die Polymere solche mit einer Dichte (gemessen entsprechend der Norm ASTM D 1505) von 0,916 g/cm³ bis 0,930 g/cm³, bevorzugt 0,920 g/cm³ bis 0,926 g/cm³ und am meisten bevorzugt 0,921 g/cm³ bis 0,924 g/cm³ ein.
Im Fall der Verwendung von anderen ethylenischen Polymeren als Polyethylenpolymeren können die Polymerdichten größer als 0,930 g/cm³ sein.
Wie angegeben wurde, ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines anorganischen halogenfreien Blähmittels, welches Kohlendioxid, Argon oder Mischungen von Kohlendioxid mit Argon umfaßt. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet Kohlendioxid, das als einziges Blähmittel eingesetzt wird. Wenn Kohlendioxid als einziges Blähmittel verwendet wird, können niedrigere Schaumdichten als bei Verwendung von Argon, alleine oder in Kombination mit Kohlendioxid, erreicht werden.
Bei der Herstellung von nichtvernetztem geschlossenzelligem Schaum niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem gemäß der Erfindung kann das Blähmittel zu dem ethylenischen Polymeren in einer beliebigen konventionellen Weise zugeführt werden. Beispielsweise kann das Blähmittel direkt in die Vorrichtung zur Hitzeplastifizierung und zum Mischen, beispielsweise einen Extruder, injiziert werden.
Es ist darauf hinzuweisen, daß solche anorganischen Blähmittel die Atmosphäre weder beschädigen noch daß sie entflammbar sind, während die derzeitig verwendeten anderen Blähmittel für die Atmosphäre schädlich sind und/oder entflammbar sind. Es ist überraschend, daß dieses besondere Blähmittel, d. h. Kohlendioxid alleine, so gut wirkt, wie es dies bei der Herstellung von nichtvernetzten Polyethylenschäumen niedriger Dichte tut, da der Stand der Technik, beispielsweise der Aufsatz mit dem Titel "Influence of the Type of Physical Blowing Agent on the Process of Foam Formation from Polyethylene Melt" von V. P. Kudryashov et al., International Polymer Science and Technology, Vol. 14, 1987, lehrt, daß die Grenze der niedrigeren Dichte, welche mit Kohlendioxid als einzigem Blähmittel erreichbar ist, etwa 180 kg/m³ beträgt.
Die nichtvernetzten geschlossenzelligen Polyethylenschäume, welche gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, weisen so niedrige Dichten wie etwa 50 kg/m³ auf, wobei die Schäume stärker ausgeprägt eine bevorzugte Dichte von wenigstens etwa 65 kg/m³ und weniger als etwa 150 kg/m³ und am meisten bevorzugt im Bereich von 100 kg/m³ bis 150 kg/m³ aufweisen. Die Zellen der Schäume bei den gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Schäume enthalten Kohlendioxid, Argon oder eine Mischung von Kohlendioxid und Argon, wenn sie anfänglich gebildet werden.
Die Herstellung der geschlossenzelligen Schäume aus ethylenischem Polymerem gemäß der vorliegenden Erfindung wird am geeignetsten in einer Weise durchgeführt, wie sie allgemein im US-Patent No. 2 669 751 gezeigt und beschrieben ist, bei welcher das Blähmittel in eine Strömung aus hitzeplastifiziertem Polymerem innerhalb eines Extruders injiziert wird. Von dem Extruder wird das hitzeplastifizierte Gel in einen Mischer überführt, wobei der Mischer ein Rotationsmischer ist, in welchem ein mit Stollen versehener Rotor innerhalb eines Gehäuses eingeschlossen ist, welches eine mit Bolzen versehene innere Oberfläche aufweist, welche mit den Bolzen auf dem Rotor ineinandergreifen. Das hitzeplastifizierte Gel aus dem Extruder wird in das Einlaßende des Mischers eingespeist und aus dem Auslaßende abgegeben, wobei die Strömung im allgemeinen in axialer Richtung erfolgt. Aus dem Mischer tritt das Gel durch Kühler und aus den Kühlern zu einer Düse, welche eine im allgemeinen rechteckige Platte extrudiert. Ein im allgemeinen vergleichbares Extrusionssystem und ein bevorzugtes Extrusionssystem ist im US-Patent No. 3 966 381 gezeigt.
Als Folge der relativ geringen Löslichkeit von Kohlendioxid in Polyethylen ist der Düsenspalt, der für ein kontrolliertes Schäumen erforderlich ist, geringer als derjenige, der mit konventionellen Blähmitteln erforderlich ist, was Schäume von relativ geringer Dicke ergibt. Dies kann durch Steigerung der Durchsatzrate und/oder durch geeignete Modifikationen der Düse, welche die Düsenbreite für feststehende Spalte reduzieren, verbessert werden. Schäume mit Dichten größer als oder gleich etwa 100 kg/m³ sind dimensionsstabil (maximale Volumenänderung bei Lagerung bei 23ºC beträgt ±5%). Wenn Schäume jedoch eine Dichte gleich etwa 65 kg/m³ besitzen, erfahren sie zu Beginn eine wesentliche Schrumpfung (annähernd 25 bis 35 Vol.-%) als Folge der hohen Permeabilität von Kohlendioxid durch Polyethylen relativ zu derjenigen von Luft durch Polyethylen. Typischerweise nehmen Schäume mit Dichten von 65 kg/m³ ihre ursprünglichen Volumina und Dimensionen nach einer Lagerung von 1 bis 2 Monaten bei Zimmertemperatur wieder an. Die Erholung kann beschleunigt werden, falls Schäume in Umgebungen von erhöhter Temperatur wie beispielsweise 60ºC ausgesetzt werden.
Im allgemeinen wird das Blähmittel in das hitzeplastifizierte Polyethylenpolymere gepumpt und hiermit vor der Expansion zur Bildung des Schaumes gemischt. Ein angemessenes Mischen des Blähmittels in das hitzeplastifizierte Polymere ist erforderlich, um ein Produkt von gewünschter Gleichförmigkeit zu erhalten. Ein solches Einmischen kann mittels einer Vielzahl von Einrichtungen einschließlich Rotationsmischern wie Extrudern, sog. statischen Mischern oder Grenzflächengeneratoren erreicht werden, wie sie in den US-Patenten 3 751 377 und 3 817 669 verwendet werden.
Bei der Herstellung von Schäumen gemäß der vorliegenden Erfindung ist es oft erwünscht, ein Keimbildungsmittel zur Steuerung (d. h. zur Reduzierung) der Größe der Zellen zuzusetzen. Talkum, Magnesiumoxid, Calciumsilikat, Calciumstearat, Mischungen von Zitronensäure und Natriumbicarbonat sind geeignete Keimbildner, welche die Größe der Zellen reduzieren. Verschiedene andere Zusatzstoffe können verwendet werden, wie beispielsweise feuerhemmende Chemikalien und Stabilisatoren, welche alle üblicherweise bei der Schaumherstellung eingesetzt werden. Jedoch ist es nicht unbedingt erforderlich, Keimbildner zu der Formulierung zuzusetzen.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten geschlossenzelligen Schäume niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem können bei zahlreichen Anwendungen eingesetzt werden. Insbesondere sind die geschlossenzelligen Schäume niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem der vorliegenden Erfindung zur Verwendung auf Gebieten der stoßsicheren Verpackung, bei Schwimmkörperanwendungen, der Konstruktion (Wärmeisolierung/Schallisolierung, Vibrationsisolierung, Abdichtungshilfen für Dichtungsfugen, bei Betonaushärtung), bei Sport- und Freizeitaktivitäten geeignet. Im Fall von Polymerschäumen, welche anfänglich wesentlich schrumpfen, schließt eine andere potentielle Anwendung in situ Expansionsdichtungen in der Bauindustrie ein.
Die folgenden Beispiele werden zur Erläuterung der Erfindung gegeben und sollen nicht als sie in irgendeiner Weise beschränkend angesehen werden. Falls nichts anderes angegeben ist, beziehen sich alle Angaben in Teilen und Prozentsätzen auf Gewicht.

Beispiele 1-3

Nichtvernetzte geschlossenzellige Polyethylenschaumplanken wurden erhalten, indem nichtvernetztes Polyethylenpolymeres, das einen Schmelzindex von 4,2 g/10 Minuten, eine Schmelzzugspannung von 5,0 g und eine Dichte von 0,922 g/cm³ besaß, in einen Einschneckenextruder mit einer Rate von 70 Kilogramm pro Stunde (kg/h) eingespeist wurde. Die Formulierung wurde durch eine Düse mit einstellbarem Schlitz extrudiert. Kohlendioxid wurde als einziges Blähmittel mit unterschiedlichen Raten, wie in Tabelle I angegeben, verwendet. Die Eigenschaften der erhaltenen Schaumplanken wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle I angegeben.

Beispiel 4

Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres verwendet wurde, das einen Schmelzindex von 1,75 g/10 Minuten, eine Schmelzzugspannung von 3,3 g und eine Dichte von 0,923 g/cm³ besaß. Die Eigenschaften der erhaltenen Schaumplanke wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 5

Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres, das einen Schmelzindex von 1,8 g/10 Minuten, eine Schmelzzugspannung von 8,2 g und eine Dichte von 0,923 g/cm³ besaß, mit einer Einspeisungsrate von 181,4 kg/h verwendet wurde. Die Eigenschaften der erhaltenen Schaumplanke wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.

Beispiele 6 und 7

Beispiel 5 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres, das einen Schmelzindex von 4,2 g/10 Minuten, eine Schmelzzugspannung von 5,1 g und eine Dichte von 0,925 g/cm³ besaß, verwendet wurde. Die Eigenschaften der erhaltenen Schaumplanken wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 8

Beispiel 6 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres mit einer Einspeisungsrate von 4,8 kg/h verwendet wurde. Die Eigenschaften der er haltenen Schaumplanke wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 9

Beispiel 8 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres, das einen Schmelzindex von 12,0 g/10 Minuten, eine Schmelzzugspannung von 2,0 g und eine Dichte von 0,916 g/cm³ besaß, verwendet wurde. Die Eigenschaften der erhaltenen Schaumplanke wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben:

Vergleichsbeispiel A

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 8 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres, das einen Schmelzindex von 0,7 g/10 Minuten, eine Schmelzzugspannung von 9,8 g und eine Dichte von 0,922 g/cm³ besaß, verwendet wurde. Die Eigenschaften der erhaltenen Schaumplanke wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.

Vergleichsbeispiel B

Die allgemeine Arbeitsweise der Beispiele 8 und 9 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres, das einen Schmelzindex von 25,0 g/10 Minuten und eine Dichte von 0,925 g/cm³ besaß, verwendet wurde. Die Schmelzzugspannung dieses Polyethylenpolymeren konnte nicht gemessen werden, da es zu fließfähig war. Die Eigenschaften der erhaltenen Schaumplanke wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben. TABELLE I KOHLENDIOXID ALS EINZIGES BLÄHMITTEL
* Kein Beispiel der vorliegenden Erfindung.
1 php = Teile pro hundert des Polymeren.
2 Tage nach der Produktion, bei welcher eine maximale Änderung im Schaumvolumen auftrat.
3 Kompressionsfestigkeit nach 28 Tagen.
4 Dichte, kg/m³ (nach 14 Tagen).
5 Schaum fiel unmittelbar nach der Herstellung zusammen und erholte sich niemals vollständig. TABELLE I (Fortsetzung) KOHLENDIOXID ALS EINZIGES BLÄHMITTEL
* Kein Beispiel der vorliegenden Erfindung.
1 php = Teile pro hundert des Polymeren.
2 Tage nach der Produktion, bei welcher eine maximale Änderung im Schaumvolumen auftrat.
3 Kompressionsfestigkeit nach 28 Tagen.
4 Dichte, kg/m³ (nach 21 Tagen).
5 Schaum fiel unmittelbar nach der Herstellung zusammen und erholte sich niemals vollständig.
Wie aus den in Tabelle I gezeigten Werten unmittelbar ersichtlich ist, können die Schmelzzugspannungseigenschaften des Polymeren, der Schaumquerschnitt, die Dimensionsstabilitäten und die mechanischen Eigenschaften signifikant verändert werden (vgl. Bsp. 2 und 4 wie auch Beispiele 5 und 6 bei annähernd gleicher Dichte im frischen Zustand jedoch mit Polymeren von unterschiedlichen Eigenschaften).

Beispiel 10

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 8 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß eine 60/40 Mischung von nichtvernetztem Polyethylenpolymeren, die einen Schmelzindex von 5,5 g/10 Minuten bzw. 1,8 g/10 Minuten, eine Schmelzzugspannung von 5,0 g bzw. 7,5 g und Dichten von 0,916 g/cm³ bzw. 0,923 g/cm³ besaßen, sowie Argon als einziges Blähmittel verwendet wurden. Die Dichte der erhaltenen Schaumplanke im frischen und gealterten Zustand wurde bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle II angegeben.

Beispiel 11

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 10 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres, das einen Schmelzindex von 5,5 g/10 Minuten, eine Schmelzzugspannung von 5,0 g und eine Dichte von 0,916 g/cm besaß, verwendet wurde. Die Dichte der erhaltenen Schaumplanke im frischen und gealterten Zustand wurde bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle II angegeben.

Beispiel 12

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 10 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß eine 50/50 Mischung von Poly ethylenpolymeren, die einen Schmelzindex von 5,5 g/10 Minuten und 1,8 g/10 min. eine Schmelzzugspannung von 5,0 g bzw. 7,5 g und Dichten von 0,916 g/cm³ bzw. 0,923 g/cm³ besaßen, sowie eine Mischung aus Argon/CO&sub2; als Blähmittel verwendet wurden. Die Dichte der erhaltenen Schaumplanke im frischen und gealterten Zustand wurde bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben. TABELLE II
¹ php = Teile pro hundert von Polymerem.
Wie aus Tabelle I ersichtlich ist, ermöglichen Argon oder Mischungen von Argon und Kohlendioxid ebenfalls die Herstellung von Schäumen aus nichtvernetztem ethylenischem Polymeren, welche Dichten unterhalb von 150 kg/m³ besitzen.

Claims

1. Nichtvernetzter geschlossenzelliger Schaum mit niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem, der eine Dichte von weniger als 150 kg/m³ besitzt, hergestellt aus einer Schäumungszusammensetzung, welche ein nichtvernetztes ethylenisches Polymeres niedriger Dichte, das einen Schmelzindex (gemäß ASTM D 1238) von weniger als 25 Gramm pro 10 Minuten und eine Schmelzzugspannung (gemessen bei 190ºC mit einem Gewicht von 2,16 kg und 60 Upm) zwischen 2,0 Gramm und 9,0 Gramm hat, und ein anorganisches halogenfreies Blähmittel umfaßt.

2. Schaum aus ethylenischem Polymerem nach Anspruch 1, worin das ethylenische Polymere einen Schmelzindex zwischen 1,0 g/10 Minuten und 15 g/10 Minuten und eine Schmelzzugspannung zwischen 3,0 g und 8,5 g hat.

3. Schaum aus ethylenischem Polymerem nach Anspruch 1, worin das ethylenische Polymere einen Schmelzindex zwischen 1,5 g/10 Minuten und 6 g/10 Minuten und eine Schmelzzugspannung zwischen 3,0 g und 8,0 g hat.

4. Schaum aus ethylenischem Polymerem nach Anspruch 1, worin das ethylenische Polymere eine Dichte zwischen 0,916 g/cm³ und 0930 g/cm³ besitzt.

5. Schaum aus ethylenischem Polymerem nach Anspruch 1, worin die Zellen des Schaumes Argon enthalten, wenn sie anfänglich gebildet werden.

6. Schaum aus ethylenischem Polymerem nach Anspruch 1, worin die Zellen des Schaumes Kohlendioxid enthalten, wenn sie anfänglich gebildet werden.

7. Schaum aus ethylenischem Polymerem nach Anspruch 1, worin die Zellen des Schaumes eine Mischung von Kohlendioxid und Argon enthalten, wenn sie anfänglich gebildet werden.

8. Schaum aus ethylenischem Polymerem nach Anspruch 5, worin das ethylenische Polymere ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres niedriger Dichte ist.

9. Schaum aus ethylenischem Polymerem nach Anspruch 6, worin das ethylenische Polymere ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres niedriger Dichte ist.

10. Schaum aus ethylenischem Polymerem nach Anspruch 7, worin das ethylenische Polymere ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres niedriger Dichte ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines nichtvernetzten geschlossenzelligen Schaumes mit niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem nach einem der Ansprüche 1-10, umfassend die Stufen von:

a) Erhitzen eines nichtvernetzten ethylenischen Polymeren niedriger Dichte, das einen Schmelzindex von weniger als 25 Gramm pro 10 Minuten und eine Schmelzzugspannung zwischen 2,0 g und 9,0 g hat, zur Bildung einer Polymerschmelze,

b) Einfügen eines anorganischen halogenfreien Blähmittels in die Polymerschmelze zur Bildung eines schäumbaren Gels,

c) Abkühlen des schäumbaren Gels auf eine für die Expansion von einem Schaum niedriger Dichte aus ethylenischem Polymerem geeignete Temperatur,

d) Extrudieren des schäumbaren Gels durch eine Düse zur Bildung des Schaumes.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin das ethylenische Polymere einen Schmelzindex zwischen 1,0 g/10 Minuten und 15 g/10 Minuten und eine Schmelzzugspannung zwischen 3,0 g und 8,5 g hat.

13. Verfahren nach Anspruch 11, worin das ethylenische Polymere einen Schmelzindex zwischen 1,5 g/10 Minuten und 6,0 g/10 Minuten und eine Schmelzzugspannung zwischen 3,0 g und 8,0 g hat.

14. Verfahren nach Anspruch 11, worin das ethylenische Polymere eine Dichte zwischen 0,916 g/cm³ und 0,930 g/cm³ hat.

15. Verfahren nach Anspruch 11, worin das anorganische halogenfreie Blähmittel Kohlendioxid, Argon oder eine Mischung aus Kohlendioxid und Argon ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, worin das ethylenische Polymere ein nichtvernetztes Polyethylenpolymeres niedriger Dichte ist.

17. Geschlossenzelliger Schaum aus Polyethylen, der eine Dichte von weniger als 150 kg/m³ besitzt, hergestellt aus einem nichtvernetzten Polyethylenpolymeren niedriger Dichte, das einen Schmelzindex (gemäß ASTM D 1238) von weniger als 25 g pro 10 Minuten und eine Schmelzzugspannung (gemessen bei 190ºC mit einem Gewicht von 2,16 kg und 60 Upm) zwischen 2,0 g und 9,0 g hat, und Kohlendioxid als einzigem Blähmittel.