HUP0300270A2

HUP0300270A2 - Eljárás magasabb hőmérsékleten alkalmazható poliolefin hab előállítására, a kapott cellás szerkezetű hab és annak alkalmazása

Info

Publication number: HUP0300270A2
Application number: HU0300270A
Authority: HU
Inventors: Sandrine Gilg; Chung P. Park; Suresh Subramonian
Original assignee: Dow Global Technologies Inc.,
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2003-06-28
Also published as: CN1282693C; DE60118720D1; HUP0300270A3; MXPA02008937A; US20010036975A1; EP1276796A2; AU2001238232B2; NO20024416L; KR20030040197A; EP1276796B1; WO2001070860A3; US6590006B2; ATE323125T1; CN1426434A; JP4987207B2; ES2257397T3; CA2398479A1; CA2398479C; DE60118720T2; TW575617B

Abstract

A találmány tárgya eljárás magasabb hőmérsékleten és/vagy nedveskörnyezetben hangelnyelésre alkalmas polimer hab előállítására,melynek során a legalább egy habosítóanyagot és legalább egytermoplasztikus polimer keveréket tartalmazó habosítható összetételtcellás szerkezetű polimer habbá alakítanak, melynek átlagoscellamérete legalább 1,5 mm, sűrűsége nem nagyobb, mint 300 kg/m3, ésvan legalább egy felülete, azzal jellemezve, hogy a termoplasztikuspolimer keverék tartalmaz (A) legalább egy, főként izotaktikuspropilén polimert, melynek (1) tan d értéke nem nagyobb, mint 1,5és/vagy (2) ömledékfeszültsége legalább 7 cN, és/vagy (3)ömledékszilárdsága legalább 10 cN, és ezzel összekeverve (B) legalábbegy szabadgyökös eljárással előállított etilén polimert, az (A)propilén polimer (B) etilén polimerhez viszonyított tömegarányalegalább 35:65. A találmány tárgya továbbá a fenti eljárássalelőállítható cellás szerkezetű hab, valamint a hab alkalmazásahangszigetelő anyagként. Ó

Description

Közzététel

Eljárás magasabb hőmérsékleten alkalmazható poliolefin hab előállítására, a kapott cellás szerkezetű hab és annak alkalmazása

A találmány hangelnyelő anyagként alkalmazható extrudált, cellás szerkezetű termoplasztikus hab anyagra vonatkozik.

A kívánt hangelnyelő tulajdonságokkal rendelkező polimer habok jól ismertek. Közülük számos termoplasztikus anyagból készül. A termoplasztikus poliolefin habok egyik hátránya, hogy alacsony hődeformációs hőmérsékletük miatt általában nem alkalmazhatók olyan helyeken, ahol magas működési hőmérsékletnek vannak kitéve, például belsőégésű motor vagy más hő és zajforrás közelében. Míg párnázási célokra kifejlesztettek olyan habokat, melyek viszonylag magas működési hőmérsékleten alkalmazhatóak, ezek vagy nem használhatóak széles frekvenciatartományban hangelnyelő anyagként, vagy a nyitott cellás szerkezetük miatt vizet kötnek meg.

így még mindig szükség van olyan továbbfejlesztett termoplasztikus habokra, melyek megfelelnek a fenti követelményeknek és ilyen környezetben alkalmazhatóak.

A találmány egyik szempontja szerint cellás szerkezetű termoplasztikus habot biztosít, melynek átlagos cellamérete legalább 1,5 mm, sűrűsége nem nagyobb, mint 300 kg/m³, és átlagos hangelnyelési tényezője legalább 0,2, hődeformációs hőmérséklete legalább 110 °C és a termoplasztikus polimer tartalmaz (A) legalább egy, főként izotaktikus polipropilént, melynek (1) tan δ értéke nem nagyobb, mint 1,5 és/vagy (2) ömledékfeszültsége legalább 7 cN, és/vagy (3) ömledékszilárdsága legalább 10 cN, és adott esetben (B) az (A) polipropilén polimerrel összekeverve legalább egy szabad gyökös polimerizációval előállított polietilént, ahol a termoplasztikus polimer hab a következő feltételek legalább egyikének megfelel:

Aktaszámunk: 97463-2506L Rl a termoplasztikus polimer a (B) etilén polimert az (A) propilén polimerrel keverve nem nagyobb, mint 65:35 arányban tartalmazza;

a termoplasztikus polimer habnak legalább egy felülete van, amely legalább egy felület számos perforált csatornát tartalmaz, amely csatornák a legalább egy felülettől a hab belsejéig terjednek úgy, hogy átlagosan legalább 1 perforált csatorna található 10 cm² területen; és/vagy a termoplasztikus polimer hab sűrűsége kisebb, mint 25 kg/m³

A találmány másik szempontja szerint eljárást biztosít olyan polimer hab előállítására, amely alkalmas hangelnyelésre emelt hőmérsékletű és/vagy nedves környezetben, amely eljárás tartalmazza a legalább egy habosítóanyagot és legalább egy termoplasztikus polimert tartalmazó habosítható összetétel cellás szerkezetű habbá alakítását, melynek átlagos cellamérete legalább 1,5 mm, sűrűsége nem nagyobb, mint 300 kg/m³, és van legalább egy felülete, ami a termoplasztikus polimer (A) legalább egy, főként izotaktikus polipropilént, melynek (1) tan δ értéke nem nagyobb, mint 1,5 és/vagy (2) ömledékfeszültsége legalább 7 cN, és/vagy (3) ömledékszilárdsága legalább 10 cN, és adott esetben (B) az (A) polipropilén polimerrel összekeverve legalább egy szabad gyökös polimerizációval előállított polietilént tartalmaz, melyre a további három következő feltétel közül legalább egy jellemző:

- a termoplasztikus polimer úgy választjuk ki, hogy a polimer keverék polietilén és polipropilén keveréke legyen, melyben az (A) polipropilén tömegaránya a (B) polietilénhez képest legalább 35:65;

a cellás szerkezetű hab termék legalább egy felületének perforálásával számos perforált csatornát alakítunk ki, melyek a hab legalább egyik felületétől a hab belsejéig terjednek úgy, hogy hab legalább egy felületén átlagosan legalább 1 perforált csatorna található 10 cm²területen; és/vagy a habosítható összetételt olyan cellás szerkezetű polimer habbá alakítjuk, melynek sűrűsége kisebb, mint 25 kg/m³

A találmány másik szempontja szerint eljárást biztosít polimer hab előállítására, amely magában foglalja (A) cellás szerkezetű termoplasztikus hab biztosítását, melynek átlagos cellaméret legalább 1,5 mm, sűrűsége nem nagyobb, mint 300 kg/m³, és átlagos hangelnyelési tényezője legalább 0,2, hődeformációs hőmérséklete legalább 110 °C, és van legalább egy felülete, a termoplasztikus polimer (1) legalább egy, főként izotaktikus polipropilént, melynek (1) tan δ értéke nem nagyobb, mint 1,5, (2) ömledékfeszültsége legalább 7 cN, és/vagy (3) ömledékszilárdsága legalább 10 cN, és adott esetben (2) a polipropilén polimerrel összekeverve legalább egy szabad gyökös polimerizációval előállított polietilént tartalmaz, és (B) az (A) lépésben biztosított polimer hab legalább egy felületének perforálásával számos perforált csatorna létrehozását, úgy, hogy a hab legalább egyik felületétől a hab belsejéig terjedjenek és a legalább egy felületen 10 négyzetcentiméterenkénti területén legalább egy perforált csatorna legyen.

A találmány másik szempontjai szerint magában foglalja a találmány szerint kapható, vagy előnyösen a fenti, találmány szerinti eljárások közül egynek vagy többnek megfelelően előállított habot, átlagos hangelnyelési tényezője legalább 0,2, hödeformációs hőmérséklete legalább 110 °C, és a fenti hab hangelnyelésre való alkalmazását, főként nedves és/vagy emelt hőmérsékletű környezetben.

Az 1. ábra az 1. példa 1.1-1.4 mintáinak bőr réteg nélkül mért hangelnyelési görbéit ábrázolja nulla perforációs sűrűség esetén (az adatok az 1.4 táblázatban találhatók).

A 2. ábra az 1. példa 1.1-1.4 mintáinak bőr réteg nélkül mért hangelnyelési görbéit ábrázolja “1” perforációs sűrűség esetén (az adatok az 1.4 táblázatban találhatók).

A “propilén polimer” kifejezés alatt olyan polimert értünk, melyben a monomer egységek legalább 50 tömeg % aránya közvetlenül propilénből származik. A propilén polimerben megfelelően alkalmazható, propiléntől eltérő, etilénszerűen telítetlen monomerek közé tartoznak az olefinek, a vinilacetát, a metilakrilát, az etilakrilát, a metil-metakrilát, az akrilsav, az itakonsav, a maleinsav, és a maleinsav-anhidrid. A megfelelő propilén interpolimerek közé tartoznak a propilén és etilén, C4-101-olefinek vagy C4-10 diének random, blokk és ojtott kopolimerek vagy interpolimerek. A propilén interpolimerek közé tartoznak a propilén terpolimerei, melyek propilénből, valamint a következők valamelyikéből állnak, etilén, C4-8 1-olefinek. A C4-10 1-olefinek közé tartoznak a lineáris és elágazó láncú C4-10 1-olefinek, mint például az 1-butén, az izobitilén, az 1-pentén, a 3-metil-1 -butén, az 1-hexén, a 3,4-dimetil-1-butén, az 1-heptén és a 3-metil-1-hexén. A C4-10 diének közé tartozik például az 1,3butadién, az 1,4-pentadién, az izoprén, az 1,5-hexadién, és a 2,3-dimetil-1,3hexadién. Az “interpolimer” kifejezés alatt olyan polimert értünk, mely kettő vagy több különböző monomer reakciójával keletkezik, benne értendők a kopolimerek és terpolimerek.

A propilén polimer anyag tartalmazhat egyetlen, vagy több propilén homopolimert, egy vagy több propilén kopolimert, valamint egy vagy több homopolimer vagy kopolimer keverékét. A polipropilén előnyösen legalább 70, előnyösebben legalább 90, még előnyösebben 100 tömeg % propilén monomerből származó egységet tartalmaz (vagyis a propilén homopolimerek az előnyösek).

A propilén polimer tömeg szerinti átlagos molekulatömege (M_w) előnyösen legalább 100.000. Az M_w ismert módszerekkel határozható meg.

A propilén polimer elágazási indexe előnyösen kisebb, mint 1. Az elágazási index egy megközelítés a találmány céljaira kiválasztott hosszú lánc elágazottsági mértékének jellemzésére. Az elágazási index definíciója és meghatározásának módja megegyezik a 4 916 198 számú amerikai szabadalmi leírás 3. hasáb 65 sora és 4. hasáb 30 sora között ismertetettekkel, melyre itt hivatkozunk. Az elágazottsági index előnyösebben kisebb, mint 0,9, előnyösebben kisebb, mint 0,4.

A propilén polimer tan δ értéke nem nagyobb, mint 1,5, előnyösen nem nagyobb, mint 1,2 előnyösebben nem nagyobb, mint 1,0, még előnyösebben nem nagyobb, mint 0,8. A tan δ a g’7g’ alapján számítható, ahol g” a propilén polimer veszteségi modulusa, g’ a polimer őmledék tárolási modulusa, 2,5 mm vastag és 25 mm átmérőjű propilén polimer próbatesten meghatározva, 190 °C hőmérsékleten, 1 rad/másodperc rezgési frekvencián. Ezek a jellemzők mechanikai spektrométerrel, mint például a Rheometrics Model RMS-800 (Rheometrics Inc., Piscataway, New Yersey, USA) határozhatók meg. További részletek a mérések kivitelezésére, vagy a tan δ, g’ és g” értékek megtalálhatók az 5 527 573 amerikai szabadalmi leírás 5. hasáb 59-64 soraiban, és 6. hasáb 4-29 soraiban, melyekre itt hivatkozunk.

Ezen kívül, vagy alternatívaként, a propilén polimer ömledékfeszültsége előnyösen legalább 7 cN, előnyösebben legalább 10 cN, még előnyösebben legalább 15 cN, különösen előnyösen legalább 20 cN. Előnyösen a propilén polimer ömledékfeszültsége nem nagyobb, mint 60 cN, előnyösebben nem nagyobb, mint 40 cN. Az “ömledékfeszültség” kifejezés alatt azt a cN egységben kifejezett feszültséget értjük, melyet Melt Tension Meter Model 2 (Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd.) berendezéssel mérhetünk, ha polimer ömledéket extrudálunk 2,1 mm átmérőjű kapilláris szerszámon keresztül 40 mm hosszúságban, 230 °C hőmérsékleten, 20 mm/perc extrúziós sebességgel, állandó, 3,14 m/perc elhúzási sebességgel. Ez a módszer az ömledékfeszültség meghatározására általában “Chisso módszerként” ismert.

Ezen kívül, vagy alternatívaként, a propilén polimer ömledékszilárdsága legalább 10 cN, előnyösebben legalább 20 cN, még előnyösebben legalább 25 cN, különösen előnyösen legalább 30 cN. Előnyösen a propilén polimer ömledékszilárdsága nem nagyobb, mint 60 cN, előnyösebben nem nagyobb, mint 55 cN. Az “ömledékszilárdság” kifejezés alatt azt a cN egységben kifejezett feszültséget értjük, melyet Gottfert Rheotens™ (Gottfert Inc.) berendezéssel mérhetünk, ha polimer ömledéket extrudálunk 2,1 mm átmérőjű kapilláris szerszámon keresztül 41,9 mm hosszúságban, 190 °C hőmérsékleten, 0,030 cm³/másodperc extrúziós sebességgel, állandó gyorsítással feszítve, ezáltal meghatározva a határ húzóerőt, vagy törési szilárdságot.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazott propilén polimer ömledéknyúlása legalább 100 %, előnyösebben legalább 150 %, legelőnyösebben legalább 200 %, a Rheotens™ ömledékfeszítő berendezéssel, a fentebb ismertetett szokásos eljárással meghatározva.

A propilén polimer folyási mutatószáma előnyösen legalább 0,01, előnyösebben legalább 0,05, még előnyösebben legalább 0,1 g/10 perc, különösen előnyösen legalább 0,5 g/10 perc, 100 g/10 perc értékig, előnyösebben 50 g/10 perc értékig, még előnyösebben 20 g/10 perc értékig, különösen előnyösen 10 g/10 perc értékig. A leírásban a “folyási mutatószám’’ kifejezés arra a mérési módszerre utal, melyet az ASTM D-1238 szabvány alapján, 230 °C hőmérsékleten, 2,16 kg terheléssel végezhetünk el (aka Condition L).

Az előnyös propilén polimerek közé tartoznak az elágazó vagy enyhén térhálós polimerek. Az elágaztatási (vagy enyhe térhálósítást) az általánosan ismert eljárásokkal érhetjük el, például kémiai vagy besugárzásos elágaztatással/enyhe térhálósítással. A polipropilén végtermékké való feldolgozás előtt elágaztatott, vagy enyhén térhálós műanyagot, és a műanyag előállítását ismerteti az US-A-4 916 198 számú amerikai közzétételi irat, melyre itt hivatkozunk. Egy másik eljárás az elágaztatott/enyhén térhálós polipropilén előállítására kémiai reagensek bevezetése az extrúderbe a polipropilénnel együtt, és az elágaztatás/enyhe térhálósítás lejátszatása az extrúderben. Ezt a módszert ismerteti polifunkciós azid vegyület alkalmazásával az US-A-3 250 731 számú irat, és azodifunkciós szilán vegyület alkalmazásával az US-A-4 714 716 számú amerikai közzétételi irat (és a WO 99/10424 nemzetközi közzétételi irat), valamint peroxid és multi-vinil funkciós monomer együttes alkalmazásával az EP-A.879 844 számú irat, melyek mindegyikére itt hivatkozunk. A besugárzásos technikát mutatják be az US-A-5 605 936 és US-A-5 883 151 számú iratok, melyekre itt hivatkozunk. A hab előállításához alkalmazott polimer gél-tartalma előnyösen kisebb, mint 10%, előnyösebben kisebb, mint 5 %, az ASTM D-2765-84 szabvány, A módszere szerint meghatározva.

Az etilén polimer kifejezés alatt olyan polimert értünk, melyben a monomer egységek legalább 50 tömeg % aránya közvetlenül etilénből származik. Egy megvalósításban az etilén polimer előnyösen szabadgyökös eljárással lett előállítva. A találmány szerinti hab összetételhez alkalmazott etilén polimert előnyösen katalizátor, különösen szilárd katalizátor, vagy más, gócképzőként is működő katalizátor jelenléte nélkül állítjuk elő. Az etilén polimerek előnyösen kis sűrűségű etilének (LDPE), monokarboxilsavak vinilészterei, mint például vinil-acetát és vinil-propionát, valamint monoetilénkarboxilsavak észterei, mint a metil-(met)akrilát, etil-(met)akrilát, propil(met)akrilát, és ezek keverékei. A megfelelő etilén interpolimerek közé tartoznak azok, melyeket “lágy etilén polimerként” írnak le a 4 101 467 számú amerikai szabadalmi leírásban, melyre itt hivatkozunk. Az előnyös etilén polimerek közé tartozik az LDPE, etilén-vinilacetát kopolimer (EVA), etilénetilakrilát kopolimer (EEA), és/vagy etilén-akrilsav kopolimer (EAA), és ezek keverékei.

Az etilén polimerben lévő, etiléntől eltérő monomerek mennyisége kisebb, mint 50 tömeg %, előnyösebben kisebb, mint 30 tömeg %, még előnyösebben kisebb, mint 10 tömeg %, még ennél is előnyösebben kisebb, mint 1 tömeg %. Az etilén polimerek előnyösen kis sűrűségű polietilének (LDPE).

A fent említett polietilének kereskedelmi forgalomban kaphatóak, vagy a kombinációik előállításához az eljárások jól ismertek. A Dow Chemical Company például gyártója a fentebb említett etilén polimereknek, mint az előnyös LDPE polimernek.

Az etilén polimer l₂ folyási mutatószáma előnyösen legalább 0,01 g/10 perctől előnyösebben 0,05 g/10 perctől, még előnyösebben legalább 0,1 g/10 perctől 100 g/10 percig, előnyösebben 50 g/10 percig, még előnyösebben 20 g/10 percig terjed. A leírásban a “folyási mutatószám” kifejezés arra a mérési módszerre utal, melyet az ASTM D-1238 szabvány alapján, 190 °C hőmérsékleten, 2,16 kg terheléssel végezhetünk el.

Az összetétel adott esetben tartalmazhat egy további polimer komponenst, melyet “lényegében random interpolimemek” is nevezünk, és amely egy vagy több a-olefin monomer és egy vagy több vinil- vagy vinilidén aromás monomer, és/vagy gátolt alifás vagy cikloalifás vinil- vagy vinilidén monomer egységekből épül fel. A “lényegében random” kifejezést akkor használjuk, amikor a monomerek eloszlása a Bernoulli statisztikai modellel, vagy az első- vagy másodrendű Markov statisztikai modellel írható le (J. C. Randall, Polymer Sequence Determination, Carbon-13 NMR Method, Academic Press, New York, 1977 pp 71-78). Előnyösen a lényegében random interpolimer egy vagy több α-olefin monomer, és egy vagy több vinil- vagy vinilidén aromás monomer, és adott esetben más polimerizálható, etilénszerüen telítetlen monomer(ek) polimerizációs reakciójának eredménye, valamint a teljes vinil- vagy vinilidén mennyiség nem több, mint 15 %-át tartalmazza 3 vinil- vagy vinilidén monomer egységnél többet tartalmazó blokkban. Előnyösebben az interpolimerre nem jellemző sem a nagy fokú izotakticitás sem a szündiotakticitás. Ez azt jelenti, hogy a lényegében random interpolimer szén-13 NMR spektrumában a főlánc mező diád szakaszait, vagy racém diád szakaszait képviselő metilén- vagy metin-szénatomhoz tartozó csúcs alatti terület nem haladja meg a fölánc összes metilén- vagy metinszénatomhoz tartozó csúcsa alatti területének 75 %-át.

A megfelelő α-olefin monomerek közé tartoznak például a 2-20, előnyösen 2-12, előnyösebben 2-8 szénatomot tartalmazó a-olefin monomerek. Különösen megfelelő az etilén, propilén, 1-butén, 1-pentén, 4metil-1-pentén, 1-hexén vagy 1-oktén, vagy az etilén a propilén, 1-butén, 4metil-1-pentén, 1-hexén vagy 1-oktén közül egy vagy több monomerrel kombinálva. Ezek az α-olefinek nem tartalmaznak aromás részt.

Az interpolimer előállításához alkalmazható megfelelő vinil- vagy vinilidén aromás monomerek közé tartoznak például azok, melyek a következő, 1. képlettel írhatóak le:

Ar (CH₂)n (1)

R¹ —C=C(R²)₂ ahol R¹ a hidrogénatom és az 1-4 szénatomot tartalmazó alkil csoportok közül választható, előnyösen hidrogénatom vagy metil csoport; az egyes R²csoportok egymástól függetlenül választhatók a hidrogénatom és az 1-4 szénatomot tartalmazó alkil csoportok közül választható, előnyösen hidrogénatom vagy metil csoport; az Ar csoport fenil csoport, vagy 1-5 szubsztituenst tartalmazó fenil csoport, a szubsztituens lehet halogén atom, Ci-4-alkil-, Ci.₄-halogén-alkil csoport, n értéke 0-4 lehet, előnyösen 0-2, legelőnyösebben 0. A vinil- vagy vinilidén-aromás monomerek példái közé tartozik a sztirol, vinil-toluol, α-metil-sztirol, t-butil-sztirol, klórsztirol, beleértve ezen komponensek minden izomerét, és hasonló komponenseket. A különösen megfelelő monomerek közé tartozik a sztirol, a rövid alkil csoporttal (Ci.₄), vagy fenil gyűrűvel szubsztituált sztirol, mint például az orto-, metavagy para-metilsztirol, a gyűrűben halogénezett sztirolok, a para-vinil-toluol, vagy ezek keverékei, és hasonló komponensek.

A “gátolt alifás vagy cikloalifás vinil- vagy vinilidén komponens” kifejezés alatt a következő, 2. képletnek megfelelő polimerizálható vinil- vagy vinilidén monomereket értjük:

A¹

Rí—C=C(R²)₂ (2) ahol A¹ nagyméretű (20 szénatom-számig) alifás vagy cikloalifás csoport, R¹ a hidrogénatom és az 1-4 szénatomot tartalmazó alkil csoportok közül választható, előnyösen hidrogénatom vagy metilcsoport; az egyes R²csoportok egymástól függetlenül választhatók a hidrogénatom és az 1-4 szénatomot tartalmazó alkilcsoportok közül, előnyösen hidrogénatom vagy metilcsoport; vagy választhatóan R¹ és A¹ együtt alkotnak gyűrűrendszert. A “nagyméretű” kifejezés alatt azt értjük, hogy amelyik csoport ilyen szubsztituenst tartalmaz, az nem alkalmas további, standard Ziegler-Natta katalizátorral lefolytatott, az etilén polimerizációjához hasonló sebességű polimerizációra. Az előnyös gátolt alifás vagy cikloalifás vinil- vagy vinilidén komponensek olyan monomerek, melyekben az egyik, etilénszerű telítetlenséget tartalmazó szénatom tercier- vagy kvaterner szubsztituált. Az ilyen szubsztituensek példái közé tartoznak a cikloalifás csoportok, mint például a ciklohexil, ciklohexenil, ciklooktenil, vagy ezek gyűrűjében alkil- vagy aril csoporttal, terc-butil, vagy norbornilcsoporttal, és hasonlókkal szubsztituált származékai. A legelőnyösebb gátolt alifás vagy cikloalifás vinil- vagy vinilidén vegyületek a vinil csoportot tartalmazó, gyűrűben szubsztituált ciklohexén és szubsztituált ciklohexén izomerek, és az 5-etilidén-2-norbornén. Különösen előnyös az 1-, 3-, és 4-vinilciklohexén.

Az egyéb, adott esetben alkalmazható etilénszerűen telítetlen monomerek közé tartozik a norbornén, és a Cmo alkil- vagy Ce-w aril szubsztituált norbornének. A lényegében random interpolimerek közé tartozik az etilén/sztirol, atilén/sztirol/propilén, etilén/szirol/oktén, etilén/sztirol/butén és etilén/sztirol/norbornén interpolimer.

A lényegében random interpolimerek ojtással, hidrogénezéssel, funkcionalizálással, vagy más, a terület szakemberei számára jól ismert reakciókkal módosíthatóak. A polimerek a funkcionalizált származékok előállításához a létező eljárásokkal könnyen szulfonálhatóak vagy klórozhatóak.

A lényegében random interpolimerek különböző térhálósítási eljárásokkal is módosíthatóak, például peroxid-, szilán-, kén-, besugárzásos-, vagy azid-alapú térhálósító rendszerekkel, de ezekre nem korlátozódik. A különböző térhálósítási eljárások teljes leírása megtalálható a 08/921 271 számú amerikai szabadalmi közzétételi iratban, jelenleg US-A-5 869 591 számú iratként kibocsátva, és a 08/921 642 számú amerikai szabadalmi közzétételi iratban, jelenleg US-A-5 977 271 számú iratként kibocsátva, mindkét iratot 1997. augusztus 27-én nyújtották be, az iratok teljes tartalmára itt hivatkozunk. A kettős térhálósítási rendszerek, melyek a hő, nedvesség, és besugárzás hatására bekövetkező térhálósítást kombinálják, hatékonyan alkalmazhatóak. Ilyen kettős térhálósítási rendszereket ismertetnek az 536 022 számú amerikai szabadalmi közzétételi iratban (K. L. Walton, S. V. Karande, benyújtva 1995. szeptember 29-én), jelenleg US-A-5 911 940 számú iratként kibocsátva, melyre itt hivatkozunk. Például kívánatos lehet peroxid és szilán térhálósító reagens egyidejű alkalmazása, peroxid térhálósító reagens alkalmazása besugárzással együtt, kéntartalmú térhálósító reagens alkalmazása szilán térhálósító reagenssel együtt, stb. A lényegében random interpolimerek számos térhálósító eljárással is módosíthatóak, például dién komponensek bekeverésével a terpolimer előállítása során, és egyidejűleg az előbb említett eljárások valamelyikével való térhálósítással, a további eljárások közé tartozik a vinilcsoporton keresztüli vulkanizálás, például kén térhálósító reagens alkalmazásával, de ezekre nem korlátozódik.

A lényegében random interpolimerek közé tartoznak a pszeudo-random interpolimerek, amilyeneket az EP-A-0 416 815 közzétételi iratban James C. Stevens, és az US-A-5 703 187 amerikai közzétételi iratban Francis J. Timmers ismertet, mindkét iratra itt hivatkozunk. A lényegében random interpolimerek közé tatoznak a lényegében random terpolimerek, mint azt az US-A-5 872 201 számú amerikai közzétételi iratban ismertetik, amelyre itt hivatkozunk. A lényegében random interpolimereket legjobb a polimerizálható monomerek keverékének polimerizálásával lehet előállítani, egy vagy több metallocén vagy mesterséges geometriájú katalizátor és különböző kokatalizátorok kombinációjának jelenlétében. A polimerizációs reakció előnyös körülménye az atmoszférikustól 3000 atmoszféráig terjedő nyomás, és -30 - 200 °C hőmérséklet. Polimerizáció és a nem reagált monomereknek az adott monomer autopolimerizációs hőmérséklete feletti eltávolítása bizonyos mennyiségű homopolimer keletkezését eredményezheti szabadgyökös polimerizáció során.

A megfelelő katalizátorokat és a lényegében random interpolimer előállításának eljárásait ismertetik az EP-A-416 815; EP-A-514-828; EP-A520 732; és EP-B-705 269 közzétételi iratokban, csakúgy, mint az US-A5 055 438; US-A-5 057 475; US-A-5 096 867; US-A-5 064 802; US-A5 132 380; US-A-5 189 192; US-A-5 321 106; US-A-5 347 024; US-A5 350 723; US-A-5 374 696; US-A-5 399 635 és US-A-5 470 993 számú közzétételi iratokban, amelyek mindegyikére itt hivatkozunk.

A lényegében random α-olefin/vinil- vagy vinilidén aromás interpolimerek a John W. Bradfute és munkatársai (W. R. Grace & Co.) által a WO 95/32095 iratban; és R. B. Pannell (Exxon Chemical Patents Inc.) által a WO 94/00500 iratban; és a Plastics Technology p. 25 (1992. szeptember) közleményben ismertetett eljárásokkal is előállíthatok, amelyek mindegyikére itt hivatkozunk.

A találmányban alkalmazott interpolimerek előállításának további eljárásait a szakirodalomban leírják. Longo és Grassi (Makromol. Chem., 191, 2387-2396 [1990]) és D’Anniello és munkatársai (Journal of Applied Polymer Science, 58, 1701-1706 [1995]) metilalumoxán (MAO) és ciklopentadieniltitánium-triklorid (CpTiCI₃) alapú katalizátorok alkalmazását ismerteti etilénsztirol kopolimer előállítása során. Xu és Lin (Polymer Preprints, Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem., 35, 686-687 [1994]) MgCI₂/TiCl4/NdCl3/AI(iBu)₃katalizátorok alkalmazását ismertetik sztirol és propilén kopolimer előállításához. Lu és munkatársai (Journal of Applied Polymer Science, 53, 1453-1460 [1994]) etilén és sztirol kopolimerizálását ismertetik TiCl4/NdCl3/MgCI₂/AI(Et)₃ katalizátor alkalmazásával. Sernetz és Mulhaupt (Macromol. Chem. Phys. 197, pp. 1071-1083 [1997]) a polimerizáció körülményeinek hatását ismerteti sztirol és etilén kopolimerizációjára, Me₂Si(Me₄Cp)(N-terc-butil)TiCI2/metilaluminoxán Ziegler-Natta katalizátor alkalmazásával. Áthidalt metallocén katalizátor alkalmazásával előállított etilén-sztirol kopolimereket ismertet Arai, Toshiaki és Suzuki (Polymer Preprints, Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem., 38, 349-350 [1997]) és az USA-5 652 315 számú amerikai közzétételi irat (Mitsui Toatsu Chemicals Inc.). Az α-olefin/vinil aromás monomer interpolimerek, például propilén/sztirol és butén/sztirol, előállítását ismerteti az US-A-5 244 996 számú amerikai közzétételi irat (Mitsui Petrochemical Industrial Ltd.) és az US-A-5 652 315 számú amerikai közzétételi irat (Mitsui Petrochemical Industrial Ltd.) és a DE 197 11 339 A1 irat és az US-A-5 883 213 számú amerikai közzétételi irat (Denki Kagaku Kogyo KK). Az összes fentebb említett, interpolimer előállításra vonatkozó eljárásra itt hivatkozunk. Etilén/sztirol random kopolimert ismertetnek Toru Aha és munkatársai (Polymer Preprints, 39, No.1 1998 március), melyek szintén alkalmazhatóak a találmány szerinti hab keverékének komponenseként.

A lényegében random interpolimerek általában 0,5-0,65, előnyösen 155, előnyösebben 1-50 mól % legalább egy vinil- vagy vinilidén aromás monomert és/vagy gátolt alifás vagy cikloalifás vinil- vagy vinilidén monomert tartalmaznak, és 35-99,5, előnyösen 45-99, előnyösebben 50-99 mól % etilén és/vagy legalább egy, 3-20 szénatomot tartalmazó alifás a-olefint tartalmaznak.

A találmányban alkalmazható lényegében random interpolimerek folyási mutatószáma 0,01-1000, előnyösen 0,01-100, előnyösebben 0,0550 g/10 perc (az ASTM D-1238 szabvány szerint, 190 °C/2,16 kg körülmények között meghatározva).

A lényegében random interpolimer előállítása során a vinil- vagy vinilidén aromás monomerek emelt hőmérsékletű homopolimerizációja miatt bizonyos mennyiségű ataktikus vinil- vagy vinilidén aromás homopolimer keletkezhet. A vinil- vagy vinilidén aromás homopolimer jelenléte elfogadható, nem káros a találmány céljainak megvalósítása szempontjából. A vinil- vagy vinilidén aromás homopolimer igény szerint az interpolimertől extrakciós technikákkal elválasztható, például oldatból, vagy az interpolimert vagy a vínilvagy vinilidén aromás homopolimert nem oldó oldószerrel való szelektív kicsapással. A találmány céljainak szempontjából előnyös, ha az interpolimer a teljes tömegére vonatkoztatva nem több, mint 20 tömeg %, előnyösen nem több, mint 15 %, legelőnyösebben nem több, mint 10 tömeg % ataktikus vinilvagy vinilidén aromás homopolimert tartalmaz.

Az adott esetben alkalmazott harmadik polimer komponensként a legelőnyösebbek a lényegében random interpolimerek, például a The Dow Chemical Company által INDEX™ kereskedelmi néven forgalmazott polimer, a poliolefin plasztomerek, mint például a The Dow Chemical Company által AFFINITY™ kereskedelmi néven forgalmazott polimer, és a polietilén elasztomerek, mint például a Du Pont Dow Elastomers LLC által ENGAGE™ kereskedelmi néven forgalmazott polimer.

A találmány egyik szempontja szerint a habosítható összetételt cellás szerkezetű polimer habbá alakítjuk, melynek sűrűsége nem nagyobb, mint 300 kg/m³ A habosítható összetétel legalább egy habosítóanyagot és legalább egy termoplasztikus polimert tartalmaz. A termoplasztikus polimer legalább egy, főként izotaktikus propilén polimert tartalmaz, mely a következő feltételek közül legalább egynek megfelel: tan δ értéke nem nagyobb, mint 1,5, ömledékfeszültsége legalább 7 cN, és/vagy ömledékszilárdsága legalább 10 cN; és adott esetben a propilén polimerrel összekeverve legalább egy, szabad gyökös polimerizációval előállított etilén polimert tartalmaz. Egy előnyös megvalósításban a habosítható összetétel átalakítását extrúzióval végezzük. A találmány szerinti megfelelő hab anyag előállítása során kívánatosán hagyományos extrüziós eljárást és berendezést alkalmazunk, amilyet például az US-A-5 527 573 és US-A-4 824 720 számú közzétételi iratokban ismertetnek, melyekre itt hivatkozunk.

Az extrúziós habosítási folyamatban a habosítható gél előállításához a polimer összetevőket polimer ömledékké alakítjuk, majd a habosítóanyagot és igény esetén más adalékanyagokat belekeverjük. A kívánt termék előállításához a habosítható gélt ekkor a szerszámon keresztül extrudáljuk a csökkentett, vagy kisebb nyomású térbe, ahol a habosodás lejátszódik. A csökkentett nyomás kisebb, mint amely nyomáson a habosítható gélt extrúzió előtt tartottuk.

A szerszámon keresztüli extrúzió előtt a habosítható gélt az ömledék keverés hőmérsékletéről alacsonyabb hőmérsékletre hütjük, amely általában a polimer összetevők olvadáspontjától (T_m) 30 °C tartományon belüli hőmérséklet.

A habosítóanyag bármely ismert eszközzel, például extrúderrel, keverőkkel és hasonló berendezésekkel keverhető a polimerbe. A habosítóanyagot olyan emelt nyomáson keverjük a polimer ömledékbe, amely megfelelő ahhoz, hogy elkerülhető legyen a polimer ömledék jelentős habosodása, és előnyösen a habosítóanyag homogén módon elkeverhető legyen a polimer ömledékben. Adott esetben gócképző is keverhető a polimer ömledékbe vagy szárazon keverhető össze a polimerrel annak lágyítása vagy megömlesztés előtt.

A találmány szerinti hab előállításához bármely hagyományos habosítóanyag alkalmazható.

A találmány szerinti habok előállításához bármely hagyományos habosítóanyag alkalmazható. Az US-A-5 348 795 irat számos megfelelő habosítóanyagot ismertet a 3. hasáb 15-61 soraiban, az irat kitanításaira itt hivatkozunk. Az US-A-5 527 573 irat szintén számos megfelelő habosítóanyagot ismertet a 4. hasáb 66 sorától az 5. hasáb 20 soráig, az irat kitanításaira itt hivatkozunk. Az előnyös habosítóanyagok közé tartoznak az 19 szénatomot tartalmazó alifás szénhidrogének, különösen a propán, n-bután és izobután.

A találmány szerinti habszerkezet gyüjtő-extrúziós (“accumulating extrusion”) eljárással is előállítható, mint azt az US-A-4 323 528 és USAS 817 705 számú amerikai közzétételi iratban ismertetik, melyre itt hivatkozunk. Az általánosan gyűjtöextrúder rendszer” néven ismert berendezés lehetővé teszi az eljárás szakaszos, nem pedig folyamatos működtetését. A berendezés tartalmaz egy tároló vagy gyűjtő zónát, ahol a habosítható gél olyan körülmények között marad, ami megakadályozza a habosodást. A gyűjtő zóna kivezető szerszámmal van felszerelve, amely kisebb, például légköri nyomású térbe vezet. A szerszám nyílása előnyösen a gyűjtőzónán kívül elhelyezkedő kapuval nyitható vagy zárható. A kapu működése nincs hatással a habosítható összetételre, csak a szerszámon való átáramlást teszi lehetővé. A kapu kinyitásával lényegében egyidőben egy szerkezet (például mechanikus dugattyú) segítségével mechanikai nyomást gyakorlunk a gélre, melynek hatására a gé! a szerszámon keresztül a k,seb nyomású térbe áramlik. A mechanikai nyomás megteieié ahhoz, hogy, a habosítható gélt otyan sebességgel juttassa a szerszámon keresztül, amely elég gyors ahhoz, hogy megakadályozza a szerszámon belül, ^lentos habosodást, és e.ég .assú ahhoz, hogy minimálja, előnyösen megszüntesse az egyenetlenségek kiaiaku.ását a hab keresztmetszeteben vagy alakjában. A szakaszos működésen kívül az eljárás és a termek nagy an emlékezet a folyamatos extrúziós folyamatra és annak termekere.

A találmány szerinti habok összeolvadt szál habtermékek formaban .s előállíthatók. AZ előállítás során a habosítható gélt több kilépőnyiíásu szerszámon keresztüi extrudáljuk. A nyüások úgy helyezkednek el, hogy a szomszédos ömledék extrudátum áramok a habosítás, eljárás során összeérjenek, az érintkező felületek megfelelő adhézióval tapadjanak össze, _igy egységes hab szerkezetet képezzenek. Az ömledék extrudátum aramok elhagyják a szerszámot, felveszik a szál vagy profil formát, mely kívánatosán _hab összeolvadnak és egymáshoz ragadnak, egységes szerkezetet kepezve. Kívánatosán az összeolvadt egyedi szálak vagy profilok egységes szerkezetben egymáshoz ragadva maradnak, megakadályozva, hogy a szaa leváljanak a gyártás, formázás és a hab hasznába során fellepő feszültség hatására. Az összeragadt szálszerkezet előállítására alkalmas berendezés es x I I IQ Δ 3 573 152 és US-A-4 824 720 számú amerikai eljárást ismertetnek az US-A-3 5/öioz közzétételi iratok, melyekre itt hivatkozunk.

A találmány szerinti hab gyöngyökként is kialakítható, amelyet melegalakítással termékké lehet formázni. A hab gyöngyök extrúz.ós vagy szakaszos eljárással állíthatók elő. Az extrúziós eljárás során a hagyományos hab-extrúderhez csatiakoztatott többrésű szerszámból kilépő szalakat granuláljuk hab gyöngyökké. A szakaszos eljárásban különálló műanyag részecskéket, mint például granulált szemcséket, szuszpendálunk olyan folyadékban, amelyben gyakorlatilag oldhatatlanok, például v.zben, a folyadékban emelt hőmérsékleten és nyomáson autoklávban vagy más nyomásálló edényben eloszlatott habosítóanyaggal impregnáljuk a szemcséket; majd nagyon gyorsan légköri vagy csökkentett nyomású térbe juttatjuk a szemcséket, ahol azok felhabosodva hab gyöngyökké alakulnak. Ezt az eljárást ismertetik az US-A-4 379 859 és US-A-4 464 484 közzétételi iratok, melyekre itt hivatkozunk.

A találmány szerinti habok egy/vagy több hagyományos adalékanyagot tartalmazhatnak. Az adalékok közé tartoznak korlátozás nélkül a szervetlen töltőanyagok, vezetőképes töltőanyagok, pigmentek, antioxidánsok, savmegkötök, égésgátlók, UV abszorbensek, feldolgozást segítő adalékanyagok, extrúziót segítő adalékanyagok, áteresztőképességet befolyásoló adalékanyagok, antisztatizáló adalékanyagok, sugárzásblokkoló adalékanyagok, és más termoplasztikus polimerek. A találmány szerinti hab előnyösen legalább egy sugárzásblokkoló adalékanyagot, például kormot és égésgátló adalékanyagot tartalmaz.

A találmány szerinti eljárással előállított hab előnyösen legalább 70 tömeg %, előnyösebben legalább 80 tömeg %, még előnyösebben legalább 85 tömeg % (A) propilén polimert, és az adott (E) etilén polimerek bármelyikét tartalmazza.

A találmány szerinti hab átlagos cellamérete előnyösen legalább 2 mm, előnyösebben legalább 3 mm, még előnyösebben legalább 4 mm, még ennél is előnyösebben legalább 5 mm, még ennél is előnyösebben legalább 6 mm. A leírásban az átlagos cellaméret” kifejezés a habtest ASTM D-3756 szabvány szerint meghatározott átlagos cellaméretét jelenti.

A hab sűrűsége előnyösen 60 kg/m³, előnyösebben nem nagyobb, mint 30 kg/m³, még előnyösebben nem nagyobb, mint 25 kg/m³, és legalább 1 kg/m³, előnyösebben legalább 5 kg/m³.

A találmány szerinti hab nyitott cella tartalma előnyösen kisebb, mint 50 %, előnyösebben nem nagyobb, mint 20 %,.az ASTM D-2856 szabvány A eljárása szerint meghatározva. Egy másik megvalósításban a találmány szerinti hab nyitott cella tartalma előnyösen kisebb, mint 50 %, előnyösebben nem nagyobb, mint 20 %, az ASTM D-2856 szabvány C eljárása szerint meghatározva.

A találmány szerinti habban előnyösen perforált csatornák vannak, előnyösen több perforált csatorna van, melyek legalább a hab egyik felületétől a hab belsejéig terjednek úgy, hogy átlagosan legalább egy, előnyösen legalább 5, előnyösebben legalább 10, még előnyösebben legalább 20, még ennél is előnyösebben legalább 30 perforált csatorna van a hab legalább egy felületének 10 négyzetcentiméterén (cm²). A “több” kifejezés legalább kettőt jelent. Egy előnyös megvalósításban a találmány szerinti hab legalább 7 perforált csatornát tartalmaz.

A perforált csatornák átlagos átmérője a legalább egy felületen legalább 0,1 mm értéktől, előnyösebben legalább 0,5 mm értéktől, még előnyösebben legalább 1 mm értéktől, előnyösen a hab átlagos cellaméretéig terjed, melyet az ASTM D-3756 szabványa szerint határoztunk meg. A hab egy vagy több felületén legalább négy perforált csatorna van négyzetcentiméterenként, melyek a legalább egy felülettől a hab belsejéig terjednek.

Az (A) lépés szerinti hab (B) lépésben perforált felületre merőleges irányú vastagsága előnyösen 25 mm, és az (A) lépés szerinti habot a (B) lépésben előnyösen a polimer hab felületétől számított 5 mm mélységben perforáljuk.

Jellemzően perforálás során az alaphabot egy vagy több, hegyes, éles tárggyal lyukasztjuk ki. Megfelelő hegyes, éles tárgyak a tűk, tüskék, lyukasztók vagy szegek. Továbbá, a perforálás tartalmazhat fúrást, lézeres vágást, nagy nyomású folyadékkal való vágást, légfegyverrel vagy lövedékkel való lyukasztást. A megfelelő perforált csatornák előállításának leírása megtalálható az US-A.5 585 058 számú amerikai közzétételi iratban, melyre itt hivatkozunk.

Továbbá nyújtott cellákat tartalmazó alaphab előállítható úgy, hogy a habot az extrúzió során húzzuk. Az ilyen húzás hatására nyújtott cellák keletkeznek anélkül, hogy a vízszintes irányú cellaméret megváltozna, gyakran még növekszik is. így a húzás eredményeként a függőleges irányra merőlegesen megnő az átlagos cellaméret (EH átlag), valamint könnyebbé válik a perforálás.

Az alaphab bármely mintázatban perforálható, beleértve a négyszög és háromszög mintázatot. Jóllehet a hegyes, éles tárgy átmérője, amivel az alaphab perforálását végezzük, számos tényezőtől függ, például az átlagos cellamérettől, a perforálások tervezett távolságától, bizonyos, találmány szerinti habok perforálásához megfelelő hegyes, éles tárgyak átmérője jellemzően 1-4 mm.

Nyomás alkalmazása egy további eszköz lehet a cellák felnyitására. A nyomást bármely eszközzel kifejthetjük, ami alkalmas külső erő közvetítésére a hab egy vagy több felületén, ezáltal kiváltva a cellák szétpattanását. A perforálás alatti vagy utáni nyomás alkalmazása különösen hatékonyan repeszti meg a perforált csatorna melletti cellák falát, mivel nagy nyomáskülönbség hozható létre a cellafal két oldalán. Továbbá, a tűlyukasztástól eltérőn, nyomás hatására a cellafalak bármely irányban megrepedhetnek, ezáltal a hangelnyelésben előnyös tekervényes csatornát hozva létre.

Az alaphab zárt celláinak mechanikai felnyitása nagy pórusok létrehozásával a cellafalban és támasztékban csökkenti az alaphab légáramlási ellenállását. Bármely esetben, tekintet nélkül az előállító eszközre, az alap termoplasztikus polimer habban a zárt cellák ilyen mechanikai felnyitása javítja a hangelnyelést és a hangszigetelést.

Természetesen a mechanikusan felnyitott cellák százalékos aránya számos tényezőtől függ, így a cellamérettől, cella alakjától, a felnyitó eszköztől, az alaphab felnyitására használt eszköz alkalmazásának mértékétől.

A találmány egyik szempontja szerint eljárás cellás szerkezetű akusztikai elnyelő hab előállítására, amely magában foglalja:

A) olyan polimer hab biztosítását, melynek átlagos cellamérete 1,5-4 mm tartományba esik, nyitott cella tartalma az ASTM D-2856 szabvány A eljárása alapján meghatározva nem nagyobb, mint 40 %, előnyösen nem nagyobb, mint 30 %, előnyösebben nem nagyobb, mint 20 %;

B) az A) lépésben biztosított polimer hab perforálását a polimer hab felületén, ezáltal számos perforált csatorna létrehozását, melyek a hab felületétől a hab belsejéig terjednek oly módon, hogy a hab nyitott cella tartalma az ASTM D-2856 szabvány A eljárása alapján meghatározva az A) lépéshez képest legalább 10 %, előnyösebben legalább 15 % mértékben megnövekedjen, így a perforált hab nyitott cella tartalma az ASTM D-2856 szabvány A eljárása alapján meghatározva legalább 20 % legyen.

Az így perforált polimer habok számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek, mint például a jobb hőszigetelő-képesség és/vagy jobb vízmegkötéssel szembeni ellenálló-képesség.

A találmány szerinti habok kiváló hangszigetelő tulajdonságokkal rendelkeznek. A hangelnyelési képesség mérésének egyik módja a hab hangelnyelési tényezőjének ASTM E-1050 szabvány szerinti mérése 25, 500, 1000 és 2000 Hz frekvencián, majd a hangelnyelési tényezők számtani átlagának számítása. A találmány szerinti hab átlagos hangelnyelési tényezője előnyösen legalább 0,2, előnyösebben legalább 0,3, még előnyösebben legalább 0,40, ennél is előnyösebben 0,5.

A találmány szerinti hab alkalmas hangelnyelőként való alkalmazásra a 20-20000 Hz, előnyösebben 50-5000 Hz, még előnyösebben 250-2000 Hz tartományban mivel a hangelnyelési képesség megfelel az említett előnyös átlagos hangelnyelési tényezőnek. Például a hab alkalmazható robbanómotorral felszerelt járműben, ahol a hang intenzitása legalább 50 dB.

A találmány szerinti hab egyik fontos előnye, hogy magas üzemi hőmérsékletű környezetben alkalmazhatóak, ugyanakkor hőformázható habból készültek, és potenciálisan újrahasznosíthatóak. Például a belsőégésű motorok motorházának belsejében, például járművekben, elektromos generátorokban, kompresszorokban vagy szivattyúkban. A magas működési hőmérsékleten való alkalmazhatóság egyik feltétele a hötorzulással szembeni ellenálló-képesség magas hőmérsékleten. A “hödeformációs hőmérséklet” kifejezés alatt azt a hőmérsékletet értjük, melyen a hab nem zsugorodik 5 térfogat % értéknél többet egy óra alatt. Előnyösen a találmány szerinti habok hödeformációs hőmérséklete legalább 130 °C, előnyösebben 140 °C, még előnyösebben legalább 150 °C.

A találmány szerinti hab egy másik előnye, hogy a nagy átlagos hangelnyelési tényezőt kis vízmegkötö képesség mellett értük el. Ez szükséges a közeli fém alkatrészek korróziójának korlátozásához, a baktériumok és penész megtelepedésének elkerülésére és szükség esetén a hőszigetelési érték javításához. A találmány szerinti hab előnyösen nem több, mint 10, előnyösen nem több, mint 5, előnyösen nem több, mint 3, előnyösebben nem több, mint 1,5, még előnyösebben nem több, mint 1 térfogat % vizet köt meg, az EN 12088 szabvány szerint meghatározva, 50 °C hőmérséklet különbséggel a meleg, vízzel telített atmoszféra és hab között (ezutóbbit 0 °C, vagy annál alacsonyabb hőmérsékleten tartottuk, hogy a víz kondenzáljon a hab minta felületén), 14 napos vizsgálati időtartam alatt.

A következő példák bemutatják a találmányt, de annak körét semmilyen módon nem korlátozzák. Minden rész és százalék tömegre vonatkozik, a hőmérsékletet °C egységben fejeztük ki, hacsak másként nem jelöltük.

A következő, 1. és 2. példák mintáit az 1. táblázatban felsorolt anyagok felhasználásával állítottuk elő.

1. táblázat

A példák során a habosítható összetételben alkalmazott összetevők

Komponens	Jelölése	Forrás	Leírás
PP	Profax™ PF-814	Montell Polyolefins	HMS PP, MFR = 3 g/10 perc, tan δ = 1,16, ömledékszilárdság = 37 cN
PE 1			LDPE, Ml = 1,0 g/10 perc, sűrűség = 0,92 g/cm³
PE2			LDPE, Ml = 1,8 g/10 perc, sűrűség = 0,92 g/cm³
IB			izobután habosítóanyag
GMS			glicerin-monoszteartot (10 tömeg % LDPE koncentrátumként), Ml = 1,75 g/10 perc, sűrűség = 0,92 g/cm³, cella stabilizáló adalékanyag
CB	Plasblak™ PE 3037	Cabot Plastics Int’l	Korom (25 tömeg % LDPE konecntrátumként), Ml = 2 g/10 perc, színező adalékanyag
AO	Irganox 1010	Ciba Geigy Corp.	antioxidáns

Ml folyási mutatószám az ASTM D-1238 szabvány szerint, 190 °C/2,16 kg körülmények között meghatározva

MFR folyási mutatószám az ASTM D-1238 szabvány szerint, 230 °C/2,16 kg körülmények között meghatározva

HMS PP nagy ömledékszilárdságú polipropilén

LDPE kis sűrűségű polietilén, szabad gyökös eljárással előállított etilén homopolimer

1. példa

Ebben a példában polipropilént és 90/10 - 50/50 keverési arányú polipropilén/polietilén (PE) sorozatot vettünk alá habosítási kísérletnek habosító extrúziós berendezésen. A példában alkalmazott berendezés 50,8 mm (2 inch) csigaátmérőjű csigás extruder, melynek további keverő és hűtő zónája van a szokásos adagoló, ömlesztő és szállító zóna után. A szállító és keverő zóna között az extrúder hengeren egy nyílás van a habosítóanyag beadagolására. A hűtő zóna végéhez állítható nyílású szerszám csatlakozik, melynek szélessége 50 mm.

A műanyagot granulátum formában adagoltuk az extrúderbe, az 1.1 táblázatban ismertetett arányban, 60 kg/óra teljes adagolási sebességgel. Továbbá kormot (CB) és antioxidánst (AO) adagoltunk a táblázatban feltüntetett sebességgel. A kormot színezőanyagként alkalmaztuk. Az extrúder adagoló zónájának hőmérsékletét 160 °C, az ömlesztő zóna hőmérsékletét 185 °C, a szállító zóna hőmérsékletét 225 °C és a keverő zóna hőmérsékletét 220 °C értéken tartottuk. A keverözónába az adott sebességgel adagoltuk az izobutánt.

1.1 táblázat

A komponensek adagolási sebessége
Minta	PP¹	PE1¹	IB²	CB²	AO²
1.1	100	0	10	1.2	0,1
1.2	90	10	10	1.2	0,1
1.3	80	20	10	1.2	0,1
1.4	60	40	10	1.2	0,1
1.5	60	40	13	1.2	0,1
1.6	50	50	10	-	0,1

a PP és PE1 teljes tömegére vonatkoztatott tömeg % pph egységben kifejezve, a 60 kg/óra teljes extrúziós sebességre vonatkoztatva

A hütő zóna és a szerszámblokk hőmérsékletét (mindkettőt ugyanazon a hőmérsékleten tartottuk) általában csökkentettük, és a szerszám nyílását addig állítottuk, amíg jó minőségű habhoz jutottunk. Az 1.2 táblázat beállításaival a példa minden mintája jó minőségű, nagy cellás hab volt.

1.2 táblázat

A habosítás körű

Minta	Habosítás! hőmérséklet³	Hab
vastagsá⁴	szélesség⁴	sűrűség⁵
1.1	158	15	140	27
1.2	156	19	131	28
1.3	156	24	135	26
1.4	156	20	157	27
1.5	156	20	179	24
1.6	159	20	146	41

°C egységben ⁴ mm egységben ⁵ kg/m³ egységben

A habokat egy hónapon keresztül öregítettük, majd az 1.3-1.5 táblázatban található jellemzőiket mértük.

1.3 táblázat

A	kapott hab fizikai tulajdonságai
Minta	Cellaméret⁶	Nyitott cella tartalom⁷	Hődeformációs hőmérséklet⁸
1.1	6,5	2	150
1.2	7,4	2	150
1.3	8,3	1	150
1.4	9,0	0	140
1.5	4,9	14	140
1.6	8,7	19	160

átlagos cellaméret, mm egységben, az ASTM D-3756 szabvány szerint meghatározva % értékben, az ASTM D-2856 szabvány, A eljárása alapján meghatározva az a °C egységben kifejezett maximális hőmérséklet, melyen a hab nem zsugorodik a többet, mint a térfogatának 5 %-a.

A PP és PP/PE keverék műanyagból előállított habok, melyek LDPE tartalma 40 % vagy kisebb, lényegében zárt cellásak. A nyitott cella tartalmat 45 mm átmérőjű, természetes vastagságú próbatesten határoztuk meg, melynek bőr rétegét mindkét oldalon meghagytuk. Az 50/50 : PP/PE keverék (1.6 számú minta) nyitott cella tartalma kicsit magasabb, 19 %, mely részben a magasabb habosítás! hőmérséklet (159 °C) következménye lehet. Minden minta kis sűrűségű, és nagy celiaméretű volt. A PP/PE keverékkel nagyobb cellaméret érhető el, mint 100 % PP műanyaggal. A minták legalacsonyabb hődeformációs hőmérséklete 140 °C volt. így a habok olyan környezetben alkalmazhatóak, ahol az ilyen magas hőmérsékletnek való ellenállásra szükség van.

Az 1.3 táblázatban felsorolt mintákat hangelnyelési vizsgálatnak vetettük alá. A hangelnyelési teszthez a Brueel and Kjaer A/S (Naerum, Denmark) 4206 számú akusztikus impedancia csövét, és a 3555 számú jelelemző modelljét használtuk. A műszerekkel az ASTM E-1050 szabvány szerint határozhatjuk meg a normál belépő hangelnyelési tényezőt.

A hangelnyelési teszteket 29 mm átmérőjű, 25 mm vastag próbatesteken végeztük. Mivel az extrudálás után közvetlenül kapott habok vastagsága kisebb, mint 25 mm, a próbatestet két 12,5 mm vastag pogácsa összeillesztésével állítottuk elő a kellő vastagságot. 29 mm átmérőjű hengereket fúrtunk ki az extrudált táblából. A hengereket körülbelül 12,5 mm vastagságú pogácsákká munkáltuk. Egy sorozat pogácsát úgy készítettünk, hogy az egyik oldaláról, egy másik sorozat pogácsa mindkét oldaláról eltávolítottuk a bőr réteget. A bőr réteggel rendelkező próbatestek vizsgálatához két bőr réteggel rendelkező pogácsát helyeztünk az impedanciacsöbe úgy, hogy a bőr réteg ellentétes oldalon legyen. így a bőr réteg a beeső hang irányában, és az azzal ellentétes irányban fekszik. A két pogácsa között nem maradt hely.

Azután, hogy a hangelnyelési vizsgálatot elvégeztük a módosítatlan, perforálás nélküli próbatesteken, a mintákat 2 mm átmérőjű tűvel 10x10 mm négyzetes mintában perforáltuk. A perforálással 5 lyukat hoztunk létre a próbatesten, ami 0,76 lyuk/cm² lyuksűrűségnek felel meg. Miután a 10x10 mm mintázatban perforált próbatesten elvégeztük a hangelnyelési vizsgálatot, további lyukak létrehozásával 5x5 mm négyzetes mintát alakítottunk ki. A próbatesten kialakított 21 lyuk körülbelül 3,18 lyuk/cm² lyuksűrűségnek felel meg. Miután a sűrűbben perforált minták vizsgálatát is elvégeztük, a bőr réteg eltávolítás után a hangelnyelési teszteket megismételtük.

A bőr réteggel rendelkező és bőr réteg nélküli minták hangelnyelési adatait rendre az 1.4 és 1.5 táblázat tartalmazza. Az abszorpciós görbék néhány példáját mutatja az 1. és 2. ábra. A táblázat és a diagram adatai alapján vizsgálható a polimer összetételének, a bőr réteg jelenlétének, és perforálás sűrűségének hatása a hangelnyelési tényezőre.

1.4 táblázat

A bőr réteggel rendelkező habok átlagos hangelnyelési tényezője⁹

Minta	PE1¹	Perforációs sűrűség¹⁰
0	1	4
1.1	0	0,34	0,44	0,46
1.2	10	0,39	0,44	0,44
1.3	20	0,38	0,42	0,44
1.4	40	0,41	0,45	0,45
1.5	40	0,34	0,39	0,45
1.6	50	0,41	0,43	0,38

a PP és PE1 teljes tömegére vonatkoztatott tömeg % mm átmérőjű, 25 mm vastagságú próbatesten, az ASTM E-1050 szabvány alapján 25, 500, 1000 és 2000 Hz frekvenciákon meghatározott hangelnyelési tényezők számtani átlaga névleges perforálás! sűrűség, cm² hab felületre vonatkoztatva = perforációmentes = 10 x 10 mm mintázatban perforálva, valós perforációs sűrűség = 0,76 /cm² = 5x5 mm mintázatban perforálva, valós perforációs sűrűség = 3,18 /cm²

Az 1. és 2. ábrán látható elnyelési görbék bemutatják 1.1 - 1.4 számú bőrréteggel rendelkező minták (PE 1 tartalmuk alapján elnevezve) eredményeit. Az 1. ábrán látható görbéket 0 perforációs sűrűségű mintákon, a 2. ábrán látható görbéket 10x10 mm mintázatban perforált mintákon vettük fel.

Az 1. ábrákon látható abszorpciós görbéknek 500 Hz és 1000 Hz között maximuma van. Mint látható, a PP/PE 1 keverékek általában jobban elnyelik a hangot, mint a 100 % PP habok. A keverék habok közül a 60/40 : PP/PE keverék maximális hangelnyelési tényezője nagyobb, mint a 90/10 vagy 80/20 keverékeké.

Mint a 2. ábra mutatja, perforálás hatására csökken a különbség a habok hangelnyelési képessége között, a PP/PE keverékből készült habok akusztikus teljesítménye általában jobb, mint a PP habé.

Mivel a végfelhasználók a felhasználás igényeinek megfelelően gyakran elvékonyítják a hab táblát, az 1.1 - 1.4 minták bőr réteg nélküli adatai az 1.5 táblázatban megtalálhatók.

1.5 táblázat

A bőr réteggel nem rendelkező habok átlagos hangelnyelési tényezője⁹

Minta	PE1¹	Perforációs sűrűség¹⁰
0	1	4
1.1	0	0,38	0,41	0,42
1.2	10	0,42	0,44	0,38
1.3	20	0,42	0,43	0,37
1.4	40	0,41	0,44	0,43
1.5	40.	0,39	0,45	0,42 .

i , g & i° i^ábban megadva ¹¹ az átlagos hangelnyelési tényező meghatározásához használt próbatestek végeiről a bőrréteget eltávolítottuk

2. példa

Az ebben a példában alkalmazott berendezés az 1. példában alkalmazott készülékkel azonos felépítésű, 152,4 mm csigaátmérőjű (6 inch) gyártósor. A hűtőzóna végéhez általában négyszög alakú szerszámnyílás csatlakozik. Ebben a példában kereskedelmi méretű habtáblát állítottunk elő 60/40 arányú Profax™ PF-814 polipropilén (PP) és kis sűrűségű polietilén (LDPE, PE2, sűrűsége 0,923 g/cm³, folyási mutatószáma 1,8 g/10 perc az ASTM-D-1238 szabványa szerint, 190 °C/2,16 kg körülmények között meghatározva) keverékéből.

A műanyagot granulátum formában adagoltuk az extrúderbe, a 2.1 táblázatban ismertetett arányban, 726 kg/óra teljes adagolási sebességgel. A 2.1 táblázatban szereplő PP, PE2, IB, GMS és AO komponenseket az 1. táblázatban adtuk meg.

Az extrúder adagoló zónájának hőmérsékletét 175 °C, az ömlesztő zóna hőmérsékletét 210 °C, a szállító zóna hőmérsékletét 220 °C és a keverő zóna hőmérsékletét 190 °C értéken tartottuk. A keverőzónába 7 pph egyenletes sebességgel adagoltuk az izobutánt.

A hűtő zóna és a szerszámblokk hőmérsékletét (mindkettőt ugyanazon a hőmérsékleten tartottuk) általában csökkentettük, és a szerszám nyílását addig állítottuk, amíg jó minőségű habhoz jutottunk.

2.1 táblázat

Komponensek adagolási sebessége

PP¹	PE1¹	IB²	CB²	AO²
60	40	7	1,5	0,5

¹ a PP és PE1 teljes tömegére vonatkoztatott tömeg % ² pph egységben kifejezve, a 726 kg/óra teljes extrúziós sebességre vonatkoztatva

154 °C habosítás! hőmérsékleten kiváló minőségű, makrocellás, 9,2 mm cellaméretű habot állítottunk elő. Mint a 2.2 és 2.3 táblázatok mutatják, nagy keresztmetszeti területű (65 mm x 592 mm), nyitott cellák nélküli, 150 °C hödeformációs hőmérsékletű habot kaptunk. A nyitott cella tartalmat 45 mm átmérőjű, körülbelül 60 mm hosszú hengeres próbatesten határoztuk meg.

2.2 táblázat

A habosítás körülményei

Habosítás! hőmérséklet³	Hab
vastagsá⁴	szélesség⁴	„ „ , fi sűrűség
154	65	592	37

³,⁴ & 5 k_Orábban megadva

2.3 táblázat A kapott hab fizikai tulajdonságai

Cellaméret⁶	Nyitott cella tartalom⁷	Hődeformációs hőmérséklet⁸
9,2	0	150

ö, 7 & 8 korábban megadva

A példában előállított habot hangelnyelési tesztnek vetettük alá. A berendezés és a vizsgálati eljárás lényegében az 1. példában ismertetettel megegyezett. A vizsgálatsorozatban a próbatest vastagságának, a börréteg jelenlétének és a perforálásnak a hangelnyelési tényezőre gyakorolt hatását vizsgáltuk.

Az 1. példától eltérő módon minden egyes hab esetében 29 és 100 mm átmérőjű próbatesten vizsgáltuk a hangelnyelést. A 29 és 100 mm átmérőjű próbatesteket az extrudálás utáni állapotban levő hab táblákból fúrtuk ki. A hengereket 50 mm vastag próbatestekké vágtuk úgy, hogy a bőr réteg az egyik oldalon megmaradjon. Egy sorozat 29 és 100 mm átmérőjű próbatestet perforáltunk, egy sorozatot pedig perforálás nélkül vizsgáltunk. A perforálást 2 mm átmérőjű tűvel végeztük, 10 x 10 mm négyzetes mintázatban. A perforálással 5 lyukat hoztunk létre a 29 mm átmérőjű próbatesten, ami 0,76 lyuk/cm² lyuksürűségnek felel meg. A 100 mm átmérőjű próbatesten a nagy mennyiségű lyuk közel 1 lyuk/cm² lyuksűrűségnek felel meg. A hangelnyelési vizsgálatot minden mintasorozaton a következő módon végeztük el.

Először az 50 mm vastag próbatestet vizsgáltuk úgy, hogy a bőr réteg a beeső hang irányába állt. A kis és a nagy próbatestek kombinálásával egy abszorpciós görbét nyertünk. A nagy próbatest alacsony frekvencián felevett adatait és a kis próbatest magas frekvenciákon mért adatait kombináltuk. Ezután a próbatesteket megfordítottuk, és a vágott felület állt a beeső hang irányába, majd elvégeztük a vizsgálatokat. A vizsgálatok után a próbatesteket 35 mm vastagságúra munkáltuk, majd elvégeztük a teszteket. Az eljárást 25 mm és 10 mm vastagsághoz tartozó adatok mérésénél is megismételtük. A perforált habok vizsgálatát ezzel megegyező módon végeztük.

A hangelnyelési vizsgálat adatait a 2.4 és 2.5 táblázatok tartalmazzák.

A bőr réteggel rendelkező

A próbatest vastagsága

Perforációs sűrűség¹⁰

mm

2.4 táblázat , 2. minta habok átlagos hangelnyelési tényezője⁹___ Átl. hangelny.

„9 tényező

í Max.¹¹	f ¹²>max
0,47	400
0,87 _	500
0,58	500
0,90	530_____
0,63	800
0,90___	800
0,72	1200
0,84	2000

0,39

0,53

0,38 _0/8_ 0,35

0,39 mm

mm

9& 10

0,26

0,28 mm korábban megadva hanaelnyelési _az ASTME-1050 szabvány a^n meghatározott eiso hangelny tényező maximum _a n _els6 elnyelési maximumnak megfelelő frekvenc.a érték

2.5 táblázat

A bőr réteggel nem rendelkező 2. minta habok átlagos hangelnyelési tényezője⁹

A próbatest vastagsága	Perforációs sűrűség¹⁰	Átl. hangelny. tényező⁹	Max.¹¹	f ¹²max
50 mm	0	0,43	0,50	400
	1	0,58	0,95	630
35 mm	0	0,38	0,61	630
	1	0,48	0,89	800
25 mm	0	0,33	0,62	1000
	1	0,41	0,93	1250

korábban megadva

A makrocellás habok az extrudálás után jól, perforálás után még ennél is lényegesen jobban nyelik a hangot.

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Eljárás magasabb hőmérsékleten és/vagy nedves környezetben hangelnyelésre alkalmas polimer hab előállítására, melynek során a legalább egy habosítóanyagot és legalább egy termoplasztikus polimer keveréket tartalmazó habosítható összetételt cellás szerkezetű polimer habbá alakítjuk, melynek átlagos cellamérete legalább 1,5 mm, sűrűsége nem nagyobb, mint 300 kg/m³, és van legalább egy felülete, azzal jellemezve, hogy a termoplasztikus polimer keverék tartalmaz (A) legalább egy, főként izotaktikus propilén polimert, melynek (1) tan δ értéke nem nagyobb, mint 1,5 és/vagy (2) ömledékfeszültsége legalább 7 cN, és/vagy (3) ömledékszilárdsága legalább 10 cN, és ezzel összekeverve (B) legalább egy szabadgyökös eljárással előállított etilén polimert, az (A) propilén polimer (B) etilén polimerhez viszonyított tömegaránya legalább 35:65.
2. Az 1 igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a propilén polimer tan δ értéke nem nagyobb, mit 1,0, ömledékfeszültsége legalább 15 cN, és/vagy ömledékszilárdsága legalább 25 cN.
3. Az 1. vagy 2. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a propilén polimer elágazási indexe kisebb, mint 0,9.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a propilén polimer legalább 90 tömeg % propilén monomerből származó egységet tartalmaz.
5. Az 1 -4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az (A) lépés szerinti hab legalább egy felületét úgy perforáljuk, hogy a létrehozott számos perforált csatorna a hab felületétől a hab belsejéig terjed, és a legalább egy felület 10 cm² területére átlagosan legalább egy perforált csatorna jut.

·· ··*· ·»«· <·· *· «Μ * *
6. Az 1-5 igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a polimer hab átlagos cellamérete legalább 5 mm, sűrűsége nem nagyobb, mint körülbelül 60 kg/m³.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a legalább egy etilén polimert a kis sűrűségű polietilén (LDPE), etilén vinil-acetát kopolimert (EVA), etilén - etil-akrilát kopolimert (EEA) és etilén - akrilsav kopolimert tartalmazó csoportból választjuk.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a polimer további, lényegében random interpolimert tartalmaz.
9. Cellás szerkezetű hab, mely az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással állítható elő.
10. Cellás szerkezetű termoplasztikus polimer hab, melynek átlagos cellamérete legalább körülbelül 1,5 mm, sűrűsége nem nagyobb, mint körülbelül 300 kg/m³, átlagos hangelnyelési tényezője legalább körülbelül 0,2, hődeformációs hőmérséklete legalább körülbelül 110 °C, azzal jellemezve, hogy a termoplasztikus polimer tartalmaz (A) legalább egy, lényegében izotaktikus propilén polimert, melynek tan δ értéke nem nagyobb, mint 1,5, és a vele összekevert (B) legalább egy, szabadgyökös eljárással előállított etilén polimert, ahol az (A) propilén polimer (B) etilén polimerhez viszonyított tömegaránya legalább körülbelül 35:65.
11. A 9. vagy 10. igénypontok bármelyike szerinti hab, melynek nyitott cella tartalma az ASTM D-2856-A szabvány szerint meghatározva kisebb, mint 50 %.
12. A 9-11. igénypontok bármelyike szerinti hab, melynek átlagos hangelnyelési tényezője legalább 0,3.
13. A 9-12. igénypontok bármelyike szerinti hab, melynek hödeformációs hőmérséklete legalább körülbelül 140 °C.
14. A 9-13. igénypontok bármelyike szerinti hab, melynek vízmegkötése az EN 12088 szabvány szerint 50 °C hőmérsékleten, 14 napos vizsgálati időtartam alatt meghatározva nem nagyobb, mint 10 térfogat %.
15. A 9-14. igénypontok bármelyike szerinti hab alkalmazása hangszigetelő anyagként.
16. A 15. igénypont szerinti alkalmazás, ahol a habot legalább 50 dB hangintenzitású térben alkalmazzuk.
17. A 15-16. igénypontok bármelyike szerinti alkalmazás, ahol a habot robbanómotorral felszerelt járműben alkalmazzuk.

A meghatalmazott:

Danubia Szabadalmi és

Védjegy Iroda Kft.

Ravadits Imre szabadalmi ügyvivöjelölt