NO750885L - - Google Patents

Description

"Framgangsmåte til framstilling av akucistoffer av styrsnpolymarsr"

Dosme oppfinnela©ang&r an frongangoraåt©til fremstilling av skuiastoffer ved ointring av skuraformiga partiklar av kodepoly-merer av styren under trykk og forragivning.

Sn fremgangsmåta til frarcatilling av formlogemar méd celle-struktur soia særlig har vunnet innpaoo i induotrien, går ut på at drivmiddelho.ldige atyronpoiyroeror £$5rot for-oppakummss<p>g de oåledes erholdte partikler etter on kort lagringstid oppvarmes i en. form, slik at de oppskummea ytterligere og ointrer til©t formlegeme til-avarende det indre av don anvendte form0 Ifølge denne framgangsmåte

sr dot mislig å froEistille formiegemer mad komplisert utformning,

slik disoe eksempelvis anvondon pom©mballasjoinnlegø.

Pra dot østerrikske patent nr. 249 9855. sr dot kjent on fremgangsmåte til frcmstiIling av forralogojnor av partiklar av oppokummsde otyronpolymerer, hvor fullstendig oppskmmmede partiklar oppvarmas til otyronpolymerens mykningotemporatur og.sintreo i formon ander trykkinnvirkning„

Etter disoe metoder får©an okumctoffer rasd romvekter fra 10 til ca. 100 g/1»Skumotoffene har en utstrakt 'anvendelse som icole-ringsicatcriale©Iler som støtdempende materiale ved©mballering., En ulempe er disse, formlegoi<y>.ers. storeømfintlighet overfor organiske løsningsmidler. Eksempelvis kan dot ved fukting med løøningsmidlor, slik disse anvendes i maling, lakk, lim etc, inntre on sammenfalling av okumstrukturen. For påotrykningsmidler og lim må dot altså i for-bindelse mad slike okumstoffor nnvondoo spesielle typar som ildes inneholder skadelig© løoningoraidler.

Oppfinnelsen tar sikt© på tilveiebring© skumstoffer ved sin-trtjng av oppskummedo partikler av termoplastiske polymerer under .trykk og formgivning, hvilke skumatoffer ikke oppviser de nevnte ulempar.

Ifølge oppfinnelsen løses dotte problem ved at man ved frem stilling av skumstoff-formlegemer av termoplastiske polymerer anvender drivmiddel-oppskummede partikler av pode<p>ol<y>merer av styren, eventuelt styren og andre monomerer, på olefinpolymerer.

Det er en fordel at man ved sintring av partikler av pode-polyærer av styren på olefinpolymerer i henhold til oppfinnelsen for formlegemer som i sin utformning tilsvarer det indre hulrom av den anvendte form. Det er således mulig å oppnå formlegemer med re-lativt komplisert utformning og cellelignende skumstruktur ved en teknisk enkeltarbeidsmåte.

Med podepolymerer forstås i det foreliggende podepolymerer av styren på olefinpolymerer, slik disse fås ved polymerisering av styren i nærvær av olefinpolymerer. styreninnholdet i podepolymerene ligger fordelaktig mellom 10 og 95 vekt%, fortrinnsvis mellom 30 og 90 vékt%. Ved fremstillingen av podepolymerene kan man for-uten styren også anvende med styren kopolymeriserbare monomerer i slike mengder at styrenandelen, beregnet på monomerene, utgjør minst 50 vekt%. Som sådanne kopolymeriseringskomponenter kan eksempelvis anvendes: cc-metylstyren, kjernehalogenerte styrener, akrylnitril, estere av akrylsyre eller metakrylsyre og alkoholer med 1-8 karbonatomer, vinylkarbazol eller også små mengder av forbindelser som inneholder to pblymeriserbare dobbeltbindinger, så som butadien, divlnylberizen eller butandioldiakrylat.

Podepolymeriseringen utføres på i og for seg kjent måte.

Således kan man for eksempel smelte et granulat av olefinpolymerer sammen med styren og polymeriseringsinitiator i blandekammeret i en ekstruder ved høyere temperatur under utelukkelse av luft. Herved påpodes styrenet på olefinpolymeren.

Egnede olefinpolymerer er særlig polymerer av etylen, pro-pylen eller buten-1. Blant disse foretrekkes etylenhomo- og -kopolymerer. Således kan man for eksempel anvende etylenhomopolymerer fremstilt ved høytrykks- eller lavtrykks-polymerisering med en tetthet mellom 0,85 og 0,965 g/cm . Egnede etylenkopolymerer inneholder som komonomerer enten andre olefiner eller eksempelvis vinylestere av syter med 2-4 karbonatomer, så som vinylacetat, vinylpropionat eller akrylsyre- og metakrylsyreester© av alkoholer med 1-10 karbonatomer. videre kan det anvendes karbonoksyd, styren, vinylklorid, svoveldioksyd, fumar- og maleinsyreestere„ videre kan man bruke blandinger av olefinpolymerene, eksempelvis blandinger av høytrykks-eller -lavtrykks-polyetylen og etylenkopolymerer, så som kopolymerer av etylen og vinylacetat.

Komonomer-innholdet i etylenkopolymeren ligger fortrinnsvis mellom 1 og 49 vekt%, spesielt mellom 3 og 35 vekt%. Kopolymerenes smelteindeks kan variere innen vide grenser og er særlig 0,1-1000 g/10 min (190°c/2,16 kg).

Fremgangsmåten kan utføres etter forskjellige arbeidsmåter. En fremgangsmåte som har vist seg særlig gunstig, går ut på at drivmiddelholdige partikler av podepolymerer oppskummes og de oppskum-raonde partikler sintres under trykk. Man anvender partikler med et tverrmål mellom 0,1 og 5 mm, fortrinnsvis mellom 0,5 og 2,5 mm. Som drivméddel inneholder partiklene hensiktsmessig lavmolekylære organiske stoffer med et kokepunkt mellom -50 og 100°C. Fortrinnsvis anvender man under normalbetingelser gassformige eller væskeformige, alifatiske eller cykloalifatiske hydrokarboner, så som propan, bu-tan, pentan, heksan eller cykloheksan, isobutan, isopentan eller åsoheksan. Egnet er også halogenhydrokarboner, så som metylklorid, metylenklorid, etylklorid, diklordifluormetan, trifluorklormetan. Videre kan man anvende etere, så som dimetyl- eller dietyleter, eller ketoner, så som aceton. Disse drivmidler kan anvendes alene eller i blandinger. De foreligger i de findelte podepolymerer i mengder mellom 2 og 15 vekt%, fortrinnsvis mellom 5 og 10 vekt%. Det kan også være fordelaktig å innarbeide i de drivmiddelholdige podepolymerer alkoholer i mengder på 1-10 vekt%, for eksempel etanol, i til-legg til drivmidlene.

De drivmiddelholdige partikler av podepolymerene kan fremstilles etter forskjellige metoder, som i og for seg ikke hører med til oppfinnelsen. Således kan man eksempelvis bringe de findelte pddépolymerene i kontakt med drivmidlene; dette kan skje ved normal temperatur under normalt trykk eller ved overtrykk. Drivmidlene bringer polymerene til å ese og fordeler seg homogent i partiklene. For oppnåelse av en jevn fordeling av drivmidlene i partiklene er det påkrevet med en oppholdstid i den drivmiddelholdige atmosfære på 0,5 til ca. 50 timer, fortrinnsvis 1-30 timer. Partiklene kan også fremstilles ved podepolymerisering av styren i nærvær aevole-finpolymerene og drivmidlene i vandig suspensjon.

Podepolymerene kan forarbeides i blanding med andre stoffer.

Således kan podepolymerene inneholde brannhemmende midler, farge-stoffer, fyllstoffer, glidemidler eller også andre polymere materialer, for eksempel kautsjuklignende stoffer, så som polyisobuty-len. Undertiden er det fordelaktig at det til polymerene tilsettes grovkomige eller fiberlignende fyll- eller forsterkningsstoffer. Videre kan man innarbeide grovmasket vev eller flettverklignende materialer av termoplastiske polymerer som forsterkningsinnlegg i skumstoffene.

De oppskummede partikler skal sintres under trykk og formgivning. Herfor anvender man lukkede former av sådann beskaffenhet at luft og andre gassformige eller væskeformige bestanddeler kan unnvike fra formen under oppvarmingen av partiklene under trykk, uten at de skumformige podepolymerer unnviker. Man anvender hensiktsmessig former hvis vegger er perforert, eller former hvor det i veggene er innbygget dyser med små åpninger gjennom hvilke et opp-varm ing smed i ura kan trenge inn i formen og luft kan strømme ut fra formen. For spesielle utførelsesformer av fremgangsmåten er det nødvendig å bruke slike former hvor minst én vegg er bevegelig, slik at formens innhold kan presses sammen under eller etter oppvarmingen.

Formgivningen kan også utføres i kontinuerlig arbeidende innretninger, for eksempel slike som anvendes ved kontinuerlig fremstilling av formlegemer ut fra findelte oppskummede styrenpolymerer. Slike innretninger består eksempelvis av fire løpende bånd som er slik sammenstillet at de danner én kanal; I denne kanal blir de skumformige partikler ført inn ved den ene ende, deretter ytterligere oppskummet, og den erholdte skumstoffstreng uttas ved kanalens andre ende. De løpende bånd kan også være slik anordnet at partiklene presses sammen før sintringen. Videre kan de løpende bånd være pla-teformig oppdelt slik at de danner en lett-kjede. Ved fremstilling av meget brede baner er det oftest bare påkrevet med to parallelle løpende bånd, ved hvis ende det er anordnet faste eller bevegelige vegger, slik at systemet danner en kanal.

De skumformige partikler skal oppvarmes i formen til temperaturer ved hvilke de sintrer. Disse temperaturer er avhengig av polymerenes kjemiske sammensetning og av andre materiaItilsetninger. I de fleste tilfeller ligger denne temperatur over polymerenes myk-ningstemperatur.

I henhold til en særlig fordelaktig arbeidsmåte blir partiklene først for-oppskummet utenfor formen, det vil si de oppvarmes til skumming, hvorunder sintringen unngås. Dette kan eksempelvis scje ved oppvarming med varmluft eller vanndamp i beholdere, hvor partiklene beveges mekanisk, for eksempel ved hjelp av et røreverk. Etter noten tids lagring blir de dannede celler fyllt etter hvert som luf-ten diffiisfierer inn, slik at partiklene ekspanderer ytterligere ved fornyet oppvarming. Man kan nå anbringe slike "for-oppskummede" partikler i en form eller oppvarme dem på ny, slik at de ekspanderer og sintrer under trykket av den i cellene innelukkede luft eller andre gassformige bestanddeler.

Det er imidlertid også mulig å gjenta for-oppskummingen flere ganger, slik at man får partikler med spesielt lav spesifikk vekt. I dette tilfelle er deti\hensiktsmessig å oppvarme partiklene i formen©4sintre den under anvendelse av ytre trykk. Dette kan - som beskrevet ovenfor - skje ved at en av veggené i formen eller et stempel beveges mot formens indre. Partiklene sammenpresses fordelaktig til et volum tilsvarende 0,95-0,5 ganger volumet før sammen-pressingen.

Oppvarmingen av partiklene av podepolymerisatene henholdsvis de oppskummede podepolymerisater fØr sintringen i formen kan utføres ved hjelp av forskjellige hetemedier. Således er det eksempelvis mulig å lede inn varme gasser, vanndamp eller væsker i formen. Særlig fordelaktig er det å blåse vanndamp inn i formene, hvis indre hulrom er fy!It med skumformige partikler, slik at partiklene ekspanderer ytterligere og sintrer. Oppvarmingen av partiklene i formen kan også skje ved oppvarming av formens vegger, videre er det mulig å føre inn partikler som er oppvarmet til temperaturer over sintringsteorperaturen utenfor formen, og sintre partiklene hurtig i formen under trykk, som utøves på en formvegg utenfra.

Sammenlignet med skumstoffer av styren-, homo- og kopolymerer viser de skumstoffer som erholdes ifølge oppfinnelsen, bedre mekaniske egenskaper, særlig en bedre elastisiet, mindre sprøhet ved lave temperaturer og uømfintlighet overfor løsningsmidler, så som toluen og eddiksyreester.

De i eksemplene angitte deler er vektdeler, og prosentangi-velsene er på vektbasis.

Eksempel 1

100 deler av en styren-podepolymer, som var fremstilt ved podepolymerisering av styren med dibenzoylperoksyd på høytrykks-polyetylen med en tetthet på 0,918 g/cm og en smelteindeks på 4 g/10 min. (190°c/2,16 kg), og som har et styreninnhold på 50 vekt%, blir i form av et fint. granulat med partikkeltverrmål på 1 mm og partikkellengde på 1-1,5 mm blandet med 2 deler pantan og 5 deler raetylklordld i 15 minutter i en blander som kan lukkes gasstett. Deretter hensettes blandingen i 24 timer i blanderen. Man får et eks- partderbart granulat som inneholder drivmiddelblandingen fullstendig i homogen fordeling»

Det drivmiddelholdige granulat behandles med vanndamp i lo sekunder og ved et begynnelseatrykk på 1,5 ato i et for-oppskumnings-apparat av den art som anvendes ved foroppskumning av styrenpolymerer. Partiklene eser opp og har en romvekt på ca. 46 g/l.

Etter en mellomlagring på 12 timer anbringes partiklene i en form av den art som brukes ved oppskumming av foroppskummede styrenpolymerer. Denne form fylles med de foroppskummede partikler av podepolymerene og lukkes. Deretter tilføres damp under et trykk på 1,5 ato til forman inntil det ikke lenger kommer kondenssrann fra utløpsventilen, hvoretter ventilen lukkes. Det formlegeme som erholdes, og som er dannet ved sveising av de foroppskummede partikler, kan etter en kjøletid på ca. 10 minutter uttas fra formen. Man får et skumstoff med tetthet på 45 g/l, en trykkfasthet på 4,5 kp/cm<2>og en kgervslagseighet på 0,9 cm kg/cm 2 (etter DIN 53 452$).

Eksempel 2

100 deler av en etylen-vinylacetat-kopolymer med et vinylacetat innhold på 12 vekt% og en tetthet på 0,935 og en sms1teindeks på 4 g/10 min. (190°C/2,16 kg) podes med 186 deler styren under anvendelse av 1,2 del dibensoylperoksyd som initiator. Man får en podepolymer med 65 vekt% styren. Polymeren granuleres til partikkeltverrmål på 1-1,5 mm. Disse partikler behandles - som beskrevet i eksempel 1 - med en blanding av 3 deler pentan og 6 deler metylformiat, hvorved man får et ekspanderbart granulat som inneholdej;. drivmidlene i jevn fordeling.

Partiklene blir deretter foroppskummet ved hjelp av damp

av 1,5 ato, hvorved man får foroppskummedé partikler med en tetthet på 30 g/l. Etter en lagringstid på 8 timer sintres partiklene i en form til et skumstoff. Oppvarmingen foretas vad hjelp av vanndamp

av 1,5 ato. Etter en kjøletid på 60 minutter får man et skumstoff som har en tetthet på 30 g/l og en trykkfasthet ifølge DIN 53 421

ved 10% sammenpressing på 1,6 kg/cm . Skumstoffet er bestandig overfor toluen og eddiksyroester, det vil si det faller ikke samman.

Eksempel 3

100 deler av en stycBn-podepolymer som var fremstilt ved podepolymerisering av styren og en blanding av 60 deler av et høy-trykks-polyetylen med tetthet på 0,918 g/cm<3>og smelteindeks på

2 g/10 min. (190°c/2,16 kg) og 10 deler polypropylen med en tetthet på0,89 g/cm<3>og en smelteindeks på 6 g/10 min. (230°C/5 kg) med 30 deler styren, anbringes som i eksempel 1 med partikkeltverrmål på 1-1,5 mm i en gasstett blander sammen med 8 deler isopentan. Det drivmiddelholdige granulat kan oppskummes med strømmende vanndamp i 4 minutter, hvorved man får partikler med en litervekt på 21 g. Etter en mellomlagring i 24 timer kan de foroppskummede partikler oppskummes til et formlegeme i en form med et damptrykk på 0,4 ato i løpet av ett minutt. Skumlegemet har en tetthet på 22 g/l og en trykkfasthet på 2,3 kp/cm . Det kan limes med klebe-midler som inneholder toluen og etylacetat.

Eksempel 4

Etter en arbeidsmåte slik den i prinsippet er beskrevet i eksempel 1, fremstilles ekspanderbare partikler av de podepolymerer som er angitt i tabellen under A-F, hvilke partikler foroppskummes og anvendes til fremstilling av skumstoffer.

Ømfintligheten overfor toluen ble undersøkt ved at et prøva-legeme (5x5x5 cm) av skumstoffet ble lagt i toluen. Etter 2 timer var formen uforandret. Riktignok opptar skummet løsnings-middel, men etter tørring er det uendret. Slike resultater er angitt ved et +. Et prøvelegeme av ren styronpolyraer er fullstendig oppløst etter få minutter.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av skumstoffer ved sin-tr ing av oppskummed partikler av termoplastiske polymerer under trykk og formgivning, karakterisert ved at man anvender drivmiddel-oppskummede partikler av podepolymerer av styren eller styren og andre monomerer på olefinpolymerer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, kar akk terisert ved at olefinpolymerene består av polyetylener som har en tetthet mellom 0,850 og 0,965 g/cm 3, og at podemonomeren er styren.

3. Fremgangsmåte ifølge ksav 1, karakterisert ved at olefinpolymerene består av polyetylener som har en tetthet mellom 0,850 og 0,965 g/cm , og at det som podemonomer anvendes en blanding av styren og a-metylstyren.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at olefinpolymerene består av polyetylener som har en tetthet mellom 0,850 og 0,965 g/cm , og at det som podemonomer anvendes en blanding av styren og akrylnitril.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at olefinpolymerene består av etylenvinylacetat-kopolymerer og at podemonomeren er styren.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at olefinpolymerene består av en blanding av polyetylen og polypropylen og at podemonomeren er styren.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at podepolymerene av styren, eventuelt av styren og andre monomerer, på olefinpolymerene fremstilles ved podepolymerisering i nærvær av et organisk peroksyd.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som drivmiddel anvendes lavmolekylære organiske stoffer mdd kokepunkt mellom -50 og 100°C.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 og 7, karakterisert ved at det som drivmiddel anvendes en blanding av pentan og metylklorid.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 5 og 7, karakterisert ved at det som drivmiddel anvendes en blanding av pentan og metylformiat.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 6 og 7, karakterisert ved at.det som drivmiddel anvendes isopentan.