CH642985A5 - Aufschaeumbare, harz aufweisende zusammensetzung zur herstellung geschaeumter formkoerper. - Google Patents
Aufschaeumbare, harz aufweisende zusammensetzung zur herstellung geschaeumter formkoerper. Download PDFInfo
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Description
642 985
PATENTANSPRÜCHE
1. Aufschäumbare, Harz aufweisende Zusammensetzung zur Herstellung geschäumter Formkörper durch Erhitzen, dadurch gekennzeichnet, dass sie (a) 100 Gew.-Teile Harz auf Polyvinylchlorid-Basis mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von nicht über 2000 und einem Porenvolumen von nicht mehr als 0.20 ml/g enthält und (b) mindestens einen Gew.-Teil mindestens eines flüchtigen Schäumungsmittels aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen Kohlenwasserstoffverbindungen und aliphatischen halogenierten Kohlenwasserstoffverbindungen mit einem Siedepunkt nicht über
90 °C enthält und wobei das genannte Harz auf Polyvinylchloridbasis mit dem genannten Schäumungsmittel imprägniert ist.
2. Zusammensetzung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich (c) 0.5 bis 30 Gew.-Teile eines schaumregulierenden Mittels pro 100 Gew.-Teile Harz auf Polyvinylchlorid-Basis enthält, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Acrylharzen und Harzen auf Styrol-basis besteht und (d) 0.01 bis 20 Gew.-Teile eines Keimbildungsmittels pro 100 Gew.-Teile Harz auf Polyvinylchlorid-Basis enthält.
3. Zusammensetzung gemäss Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz auf Polyvinylchloridbasis ein Copolymerharz ist, welches sich aus 60 bis 97 Gew.-% Vinylchlorid und aus 40 bis 3 Gew.-% Vinylacetat aufbaut.
4. Zusammensetzung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz auf Polyvinylchloridbasis einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad von mindestens 300 aufweist.
5. Zusammensetzung nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das schaumregulierende Mittel eine Grundviskosität von mindestens 3.0 dl/g gemessen in einer Chloroformlösung mit einer Konzentration von 0.1 g/100 ml bei 25 °C aufweist.
6. Zusammensetzung gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Keimbildungsmittel ein anorganisches pudriges Material ist, welches eine durchschnittliche Teilchengrösse mit einem Durchmesser von nicht mehr als 30 jun aufweist.
7. Zusammensetzung nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Keimbildungsmittel eine Kombination aus einer Säure, welche bei Zimmertemperatur fest ist und einem Carbonat oder Hydrogencarbonat von Natrium, Kalium oder Ammonium ist.
8. Zusammensetzung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure, welche bei Zimmertemperatur fest ist, Borsäure oder eine organische Säure, die aus der Gruppe bestehend aus Zitronensäure, Weinsäure und Oxalsäure ausgewählt wird, ist.
9. Zusammensetzung nach einem der Patentansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Acrylharz ein Poly-methylmethacrylat ist.
10. Zusammensetzung nach einem der Patentansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Acrylharz ein Copolymerharz ist, welches aus Methylmethacrylat und mindestens einem Acrylester, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylacrylaten und Alkylmethacrylaten, die sich von Methylmethacrylaten unterscheiden, ist.
11. Zusammensetzung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Methylmethacrylat im Copolymerharz im Bereich von 60 bis 95 Gew.-% liegt.
12. Zusammensetzung nach einem der Patentansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz auf Styrolbasis ein Copolymerharz ist, welches sich aus 90 bis 40 Gew.-% Styrol und aus 10 bis 60 Gew.-% eines mit Styrol copolymeri-sierbaren Comonomeren aufbaut.
13. Zusammensetzung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Comonomere, welches mit Styrol copolymerisierbar ist, Acrylnitril ist.
14. Zusammensetzung nach einem der Patentansprüche 2 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich ein zersetz-
liches Schäumungsmittel enthält und zwar in einer Menge nicht über 5 Gew.-%.
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Die vorhegende Erfindung bezieht sich auf eine aufschäumbare, Harz aufweisende Zusammensetzung zur Herstellung geschäumter Formkörper.
Nach dem Stand der Technik werden Schäume aus Har-15 zen auf Polyvinylchloridbasis (im weiteren werden diese als PVC Harze abgekürzt) nach verschiedenen Verfahrensweisen hergestellt. Beispielsweise (1) wird das Harz mit einem zer-setzlichen Schäumungsmittel imprägniert oder vermischt, welches eine zersetzliche Verbindung ist, die bei erhöhter 20 Temperatur unter Entwicklung eines Gases sich zersetzt und die Harzmischung wird verarbeitet indem man erhitzt gemäss den Techniken des Extrudierens, Spritzgusses oder anderer üblicher Formungsmitteln, wobei das Harz in Schaum übergeführt wird durch das Gas, welches durch die Zersetzung des 25 Aufschäumungsmittels gebildet wird, (2) ein sogenanntes Pla-stisol von pastenartiger Konsistenz wird zuerst hergestellt, indem man das Harz mit einem Weichmacher vermischt und das Plastisol wird zu Schäumen verarbeitet, indem man Luft einbringt, unter Anwendung geeigneter mechanischer Vor-30 richtungen oder alternativerweise das Plastisol wird weiter mit einem zersetzbaren Schäumungsmittel vermischt und die Mischung wird der Erhitzung unterworfen, wodurch das Schäumungsmittel zersetzt wird, um ein Gas zu bilden, was gleichzeitig zur Gelierung des Plastisoles führt; (3) eine Harz-35 mischung, welche ein zersetzbares Schäumungsmittel enthält wird zuerst zu Formkörpern verarbeitet, wie z.B. zu Platten, Tafeln, Stäben, Rohren und ähnlichem, indem man walzt oder andere geeignete mechanische Vorrichtungen anwendet und wobei man bei Temperaturen arbeitet, die niedriger sind 40 als die Zersetzungstemperatur des Schäumungsmittels und sodann den Formkörper erhitzt um die Aufschäumung durch Zersetzung des Aufschäumungsmittels zu erreichen oder dass man
(4) eine Metallform mit einer Harzmischung füllt, welche 45 ein zersetzbares Schäumungsmittel enthält und gegebenenfalls unter Zumischung eines flüchtigen Schäumungsmittels, eines organischen Lösungsmittels mit welchem das Harz quellbar ist und einem Weichmacher vermischt und die Harzmischung unter Druck in der Metallform erhitzt, so dass sie 50 geschmolzen und geliert wird und anschliessend auf Zimmertemperatur abkühlt, während sich die Mischung noch in der Metallform unter Druck befindet, wodurch man einen Formkörper erhält, der anschliessend abermals auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Harzes erhitzt wird, wodurch man das Aufschäumen der Harzmischung zum Schäumen unter Gasproduktion durch die Zersetzung oder Verdampfung des Schäumungsmittels erreicht.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist das Gas, 6o welches die Aufschäumung der Harzmischung bewirkt und welches in den PVC-Harzschäumen eingeschlossen ist, meistens entweder Luft, die durch mechanische Vorrichtungen eingebracht wurde, oder ein Gas, welches ein Zersetzungsprodukt der zersetzbaren Schäumungsmittel ist. Die mechanische 65 Einbringung und Einschliessung von Luft ist jedoch nicht zufriedenstellend weil Schäume von einheitlicher und feiner Zellenstruktur und hohe Aufschäumungsgrade nur schwer zu erreichen sind, selbst unter Anwendung von sehr komplizierten und hochentwickelten Mischvorrichtungen, während die An-
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wendung eines zersetzbaren Schäumungsmittels unerwünscht so dass man Harzschäume mit einer Höchstdichte von beiist, wenn Schäume aus PVC-Harzen mit einem hohen Weich- spielsweise 0.10 g/cm3 oder weniger erhält.
heitsgrad erwünscht sind, weil die meisten der praktisch ange- Es wurden deshalb ausgedehnte Untersuchungen unterwandten zersetzbaren Schäumungsmittel Azoverbindungen nommen, um eine Harzzusammensetzung zu erhalten, welche sind, welche zu gefärbten Zersetzungsprodukten führen und 5 zu Harzschäumen mit extrem hohem Aufschäumungsverhält-dementsprechend zu gelblichen oder bräunlichen Färbungen nis aufgeschäumt werden können und dennoch eine sehr feine des geschäumten Materiales, welches dadurch hergestellt und einheitliche Zellenstruktur aufweisen und man erreichte wird. Darüber hinaus ist die Zellenstruktur von Harzschäu- eine Verbesserung der oben beschriebenen Zusammensetzung men, welche mit einem zersetzbaren Schäumungsmittel herge- des mit einem flüchtigen Schäumungsmittel imprägnierten stellt werden, nicht immer zufriedenstellend bezüglich der 10 PVC-Harzes dadurch, indem man von 0.5 bis 30 Gew.-Teile Feinheit und der Einheitlichkeit und insbesondere wenn eines Schaumkonditionierungsmittels pro 100 Gew.-Teilen Schäume mit hohem Aufschäumungsgrad erwünscht sind. der PVC-Harzzusammensetzung, die mit dem Schäumungs-
Zusätzlich zu den oben erwähnten Nachteilen sind die mittel imprägniert ist, zufügte. Das Schaumkonditionierungs-Methoden 1 bis 3 die oben beschrieben wurden, nicht geeignet mittel, bzw. Schaumkonditionierungsharz, das hier vorge-für die Herstellung von festen oder halbfesten Schäumen mit 15 schlagen wird, ist vorzugsweise entweder ein Acrylharz oder einem hohen Aufschäumungsgrad, d.h. die Verfahrensweisen ein Harz auf Styrolbasis, welches im Einzelnen eine Grundsind beschränkt auf die Herstellung von weichen oder flexi- Viskosität von insbesondere mindestens 3.0 dl/g aufweist. Die bien Harzschäumen und die Verfahrensweise (4) ist nachteilig Wirkung des oben erwähnten Schaumkonditionierungsharzes vom Standpunkt der Ausbeute und der Produktionskosten, kommt gewöhnlich besser zum Ausdruck, wenn insbesondere weil das Verfahren andersweise ausgeführt werden muss, ist 20 Mengen von 0.01-20 Gew.-Teilen Keimbildungsmittel in die der Zeitbedarf für die Herstellung eines Schaumansatzes not- Harzzusammensetzung eingetragen werden und es handelt wendigerweise ziemlich lang aufgrund der Kompliziertheit sich dabei vorzugsweise um fein verteilte anorganische pulv-des Verfahrens. rige Materialien oder aus einer Kombination von Feststoffre-Eine andere Quelle für das Gas in den Harzschäumen ist aktanten, welche Kohlendioxidgas aufgrund der Reaktion in ein flüchtiges Schäumungsmittel, welches eine Verbindung 25 der Harzzusammensetzung freisetzen können.
ist, welche einen relativ niedrigen Siedepunkt aufweist und Der Hauptbestandteil der erflndungsgemässen Zusam-
welche leicht in ein Gas übergeführt werden kann, wenn die mensetzung ist ein PVC-Harz, welches ein Homopolymer
Harzmischung die dieses Material enthält, erhitzt wird, so oder ein Copolymer sein kann, welches hauptsächlich auf Vi-
dass, falls die Erhitzungstemperatur oberhalb des Erwei- nylchlorid aufgebaut ist. Wenn das PVC-Harz ein Copolymer chungspunktes des Harzes liegt, Harzschäume erhalten wer- 30 ist, ist es beispielsweise vorteilhaft, dass der Gehalt des Mono-
den. Diese Klasse von Schäumungsmitteln ist erwünscht, weil meren oder der Monomeren, die mit Vinylchlorid copolyme-
keine gefärbten Zersetzungsprodukte auftreten, welche zu ei- risiert werden, nicht 40 Gew.-% übersteigt, oder in anderen ner Anfärbung der Harzschäume führen würden, da die Gas- Worten, dass mindestens 60 Gew.-% der Harzbestandteile bildung nicht durch Zersetzun, sondern nur durch Verdamp- Vinylchlorid ist, und zwar vom Standpunkt, dass die so erhal-
fung des Schäumungsmittels erreicht wird. 35 tenen Harzschäume ausgezeichnete flammhemmende Eigen-
Die Verwendung von flüchtigen Schäumungsmitteln ist schaffen, sowie hohe mechanische Festigkeit und andere er-
bei der Herstellung von verschiedenen Arten von Kunststoff- wünschte Eigenschaften aufweisen, welche den Vinylchlorid-
schäumen nützlich, wie z.B. bei Schäumen aus Polystyrolhar- harzen eigen sind.
zen, aber es wurde bisher kein wirksames Verfahren für die Die aethylenischen ungesättigten Monomeren, welche mit
Herstellung von PVC-Harzschäumen beschrieben, obwohl Vinylchlorid copolymerisierbar sind, sind nach dem Stand die Gründe für die Schwierigkeiten bisher noch nicht voll auf- der Technik gut bekannt. Beispiele dafür sind Vinylester, wie geklärt sind. z.B. Vinylacetat und Vinylporpionat, Vinylidenhalogenide,
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfin- wie z.B. Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid, Vinylhaloge-
dung, eine neuartige Zusammensetzung zur Verfügung zu nide, die verschieden von Vinylchlorid sind, wie z.B. Vinylflu-
stellen, welche für die Herstellung von Schäumen aus PVC- orid, Acrylsäuren und Estern davon, wie z.B. Aethylacrylat
Harzen geeignet ist, und welche ein flüchtiges Schäumungs- und Methacrylsäure und deren Ester, wie z.B. Methacrylat,
mittel enthält, wobei Harzschäume mit hohem Aufschäu- Acrylnitril, Methacrylnitril, Maleinsäure und Ester und An-
mungsgrad und feiner und einheitlicher Zellenstruktur auf- hydril davon, Fumarsäure und Ester davon, sowie Olefine,
recht erhalten werden können, ohne dass irgendwelche nach- 5Qwie z.B. Aethylen und Propylen.
weisbare Anfärbung auftritt. Unter den oben erwähnten Comonomeren ist Vinylacetat Die erflndungsgemässen Harz aufweisenden Zusammen- insbesonders vorteilhaft, weil ein Copolymeres aus Vinylchlo-setzungen sind zu Schäumen aufschäumbar und enthalten ein rid und Vinylacetat nicht nur mit einem Schäumungsmittel PVC-Harz mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad imprägnierbar ist, sondern auch eine deutlich verminderte von nicht mehr als 2000 und ein durchschnittliches Porenvo- 55 Schmelzviskosität aufweist, so dass Geschmeidigkeit beim lumen von nicht mehr als 0.20 ml/g des Harzes, sowie min- Aufschäumen erreicht wird, wodurch man zur Bildung von destens einen Gew.-Teil mindestens eines flüchtigen Auf- Harzschäumen gelangt, welche eine weiter verbesserte und schäumungsmittels, welches ein Kohlenwasserstoff, oder ein einheitliche Zellenstruktur aufweisen. Dass ein derartiger vor-halogenierter Kohlenwasserstoff ist, mit einem Siedepunkt teilhafter Effekt erwartbar ist, aufgrund der Verwendung des von nicht mehr als 90 °C und wobei das oben erwähnte PVC- 6QCopolymeren, sollte der Gehalt an Vinylacetat im Copoly-Harz mit diesem Aufschäumungsmittel imprägniert ist. merharz vorteilhafter mindestens 3 Gew.-% umfassen und bis Die oben beschriebene Harz aufweisende Zusammenset- zu einer Obergrenze von 40 Gew.-% in das bereits weiter oben zung kann zu Schäumen mit einem hohen Aufschäumungs- bezüglich der flammhemmenden Eigenschaften und der me-grad aufgeschäumt werden, wobei zufriedenstellend feine und chanischen Eigenschaften des so erhaltenen Harzschaumes ereinheitliche Zellenstruktur in den meisten Fällen erreicht 65läutert wurde.
wird. Die Parameter, welche für die PVC-Harze wichtig sind,
Die Zellenstruktur ist jedoch nicht immer so fein und ein- die in den erflndungsgemässen Harzzusammensetzungen an-
heitlich, wenn das Aufschäumungsverhältnis extrem hoch ist, gewandt werden, sind der durchschnittliche Polymerisations
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grad und das Porenvolumen. Der durchschnittliche Polymeri- 1,2-Dichlorethan, Trichlorfluormethan, Dichlordifluorme-sationsgrad, welcher leicht durch Messung der Lösungsvisko- than, Chlortrifluormethan, Bromtrifluormethan, Tetrafluor-sität des Harzes bestimmt werden kann, liegt nicht über 2000, methan, Dichlorfluormethan, Chlordifluormethan, Trifluor-da ein PVC-Harz mit einem durchschnittlichen Vernetzungs- methan, Trichlortrifluorethan, Dichlortetrafluorethan, Di-grad von mehr als 2000 eine extrem hohe Schmelzviskosität s bromtetrafluorethan, Chlorpentafluorethan, Hexafluoreth-und eine schlechte Gelierung aufweist, so dass Harzschäume an, 1 -chlor-1,1 -difluorethan und ähnliche. Gegebenenfalls mit hohem Aufschäumungsgrad nur schwer erhalten werden können selbstverständlich diese flüchtigen Schäumungsmittel können, selbst mit einer grossen Menge an Schäumungsmit- nicht nur einzeln, sondern auch in Kombinationen von zwei tel, mit der das Harz imprägniert ist. Auf der anderen Seite oder mehr Substanzen angewandt werden.
wird die Untergrenze des durchschnittlichen Polymerisations- io Die Menge, mit welcher das PVC-Harz mit den oben er-grades durch Berücksichtigung der mechanischen Eigenschaf- wähnten flüchtigen Schäumungsmitteln imprägniert wird, ten der Harzschäume, welche unter Anwendung dieses Harzes hängt von dem erwünschten Grad der Aufschäumung zu hergestellt werden, bestimmt. Beispielsweise kann man aus ei- Harzschäumen ab. Es kann zu weitgehend sein, wenn man nem PVC-Harz mit einem durchschnittlichen Polymerisa- feststellt, dass die Menge, mit welcher imprägniert werden tionsgrad von weniger als 300 nur zerbrechliche und mecha- 15 muss, erhöht werden muss, wenn ein geschäumter Körper mit nisch minderwertige Harzschäume herstellen. hohem Aufschäumungsverhältnis erwünscht ist, und wenn
Ein anderer wichtiger Parameter für die PVC-Harze in ein geschäumter Körper mit einem niedrigen Aufschäu-den erflndungsgemässen Zusammensetzungen ist das Poren- mungsverhältnis erwünscht ist, kann eine Menge wie z.B. 3 volumen, welches 0.20 ml/g und insbesondere bevorzugter- Gew.-% oder weniger an Schäumungsmittelimprägnation weise 0.10 ml/g Harz nicht übersteigen soll, wobei der Wert 20 manchmal ausreichend sein. Die Menge des Schäumungsmit-dieses Porenvolumens ziemlich klein ist im Vergleich zu übli- tels ist doch in den meisten Fällen zwischen 1 und 30 Gew.-% chen PVC-Harzen, welche ungefähr 0.25 ml/g oder mehr Po- oder mehr und ist in den meisten Fällen ausreichend, wenn renvolumen aufweisen, wenn das Harz ein Homopolymer geschäumte Formkörper mit ausreichender Aufschäumung von Vinylchlorid ist. Das Porenvolumen ist ein Wert, welcher erhalten werden sollen.
gewöhnlich mit einem Quecksilberdruck-Porositätsmessgerät 25 Die Imprägnation des PVC-Harzes mit einem flüchtigen bestimmt wird, wobei der Quecksilberdruck von 1 auf Schäumungsmittel, wie sie oben erwähnt sind, wird prinzi-
100 kg/cm2 erhöht wird, so dass das Quecksilber in die Poren piell so ausgeführt, dass man diese Komponenten miteinander Harzteilchen eindringt, welche einen Porendurchmesser der in Kontakt bringt. Insbesondere kann das PVC-Harz in von etwa 30 um oder weniger aufweisen. pulvriger Form einfach mit dem Aufschäumungsmittel ver-
Die oben erwähnte Einschränkung bezüglich des Poren- 30 mischt werden, so dass das Schäumungsmittel in den Harzvolumens ist sehr wesentlich, weil ein PVC-Harz, welches ein partikeln absorbiert wird. Wenn das Schäumungsmittel bei grösseres Porenvolumen aufweist, bezüglich der Rückhaltefä- Zimmertemperatur unter Atmosphärendruck gasförmig ist, higkeit des Schäumungsmittels unterlegen ist und durch Ver- kann als geeignete Verfahrensweise für die Imprägnation des lust des Schäumungsmittels nicht nur während der Lagerung PVC-Harzes so vorgegangen werden, dass man das PVC-der Harzzusammensetzung, welche mit dem Schäumungsmit- 35 Harz, Wasser und ein Dispergierungsmittel in einen unter tel imprägniert ist, auftritt, sondern ebenso während des Druck setzbaren Behälter, beispielsweise einen Autoklaven,
Formgebungsverfahrens des Harzzusammensetzung zu einem einbringt, welcher mit einem Rührwerk ausgestattet ist, um Formkörper aus Harzschaum, so dass geschäumte Formkör- eine Suspension des Harzpulvers im wässrigen Medium her-per mit hohem Aufschäumungsverhältnis nur schwer erhalten zustellen, und sodann wird das Aufschäumungsmittel in die werden können. 40 Suspension unter Druck eingeführt, und anschliessend rührt
Die PVC-Harze, welche die oben erwähnten Anforderun- man die Mischung unter Temperaturerhöhung auf 30 bis gen erfüllen, werden erhalten, indem man Suspensionspoly- 90 °C während 3 bis 20 Stunden. Nachdem sich das Absorb-merisation von Vinylchloridmonomeren oder einer monome- tionsgleichgewicht innerhalb des Behälters eingestellt hat und ren Mischung, welche hauptsächlich aus Vinylchloridmono- die Mischung auf Zimmertemperatur abgekühlt ist, wird das meren aufgebaut ist, in einem wässrigen Medium ausführt, 45 Harz, welches das Schäumungsmittel absorbiert hat, aus dem welches ein Suspensionsmittel in Gegenwart eines Polymeri- Behälter entnommen und mittels geeigneter Vorrichtungen sationsinitiators in Form von freien Radikalen, welche in der entwässert, wie z.B. durch Zentrifugationsabtrennung, und monomeren Phase löslich sind, enthält. man trocknet unter einem Luftstrom bei einer relativ niedri-
Das flüchtige Schäumungsmittel, mit welchem das oben 5o gen Temperatur von beispielsweise 50 °C oder niedriger, wo-beschriebene PVC-Harz imprägniert werden soll, ist, wie durch man das erwünschte PVC-Harz erhält, welches mit oben erwähnt, eine Kohlenwasserstoff- oder eine halogenierte dem Aufschäumungsmittel imprägniert ist. Kohlenwasserstoffverbindung mit einem Siedepunkt von Die so hergestellte Harzzusammensetzung, welche mit nicht mehr als 90 °C und vorzugsweise von nicht mehr als dem flüchtigen Schäumungsmittel imprägniert ist, kann nun 70 °C und zwar deshalb, weil, wenn ein Schäumungsmittel zu Formkörpern aus Harzschäumen nach irgendwelchen be-mit einem Siedepunkt von mehr als 90 °C angewandt wird, kannten Verfahrensweisen verarbeitet werden, wie z.B. durch die Harzschäume nach ihrer Aufschäumung eine deutliche Spritzguss oder Explosionsformung, wie auch durch Druck-Schrumpfung beim Stehenlassen zeigen, so dass der so erhal- formung in einer Metallform, in welcher Gelierung des Har-tene geschäumte Formkörper eine Zellenstruktur aufweist, zes und Expansion des gelierten Harzes durch das durch Verweiche nicht zufriedenstellend ist bezüglich der Feinheit und 6g dampfung gebildete Gas des Schäumungsmittels gleichzeitig der Einheitlichkeit. auftritt. Gegebenenfalls kann die Harzzusammensetzung vor
Die Kohlenwasserstoff- bzw. halogenierten Kohlenwas- der Verarbeitung mit bestimmten Arten von Zusatzstoffen serstoffverbindungen, welche in den erflndungsgemässen Zu- vermischt werden, welche üblicherweise bei der Formung von sammensetzungen zur Verwendung als Schäumungsmittel ge- PVC-Harzen verwendet werden, wie z.B. Weichmacher, eignet sind; sind beispielsweise Propan, Butan, Isobutan, Pen- 65 flammhemmende Mittel, Antioxidantien, antistatisch wir-tan, Neopentan, n-Hexan, Isohexan, n-Heptan, Methylchlo- kende Mittel und ähnliche, wobei man bei einer relativ niedri-rid, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, gen Temperatur arbeitet, um eine vorzeitige Verdampfung Ethylidenchlorid, Ethylidenfluorid, Trichlorethylen, des Schäumungsmittels zu verhindern.
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Wie bereits früher erwähnt, ist eines der schwierigen Pro- des Acrylharzes als die oben erwähnten keine weitere Verbes-bleme beim Erhalten eines geschäumten Körpers aus PVC- serung ergeben und anstelle dessen unerwünschte Effekte beHarzen, die Gewährleistung der Feinheit und Einheitlichkeit wirkt werden bezüglich der Eigenschaften, die den PVC-Har-der Zellenstruktur der Harzschäume, insbesonders wenn das zen eigen sind, wie z.B. die Flammhemmung. Aufschäumungsverhältnis des Schaumes extrem hoch ist oder 5 Harze auf Styrolbasis gehören zu einer anderen Klasse der wenn die genannten Schäume eine Schüttdichte von beispiels- Schaumkonditionierungsharze. Die Harze auf Styrolbasis weise 0.10 g/cm3 oder weniger aufweisen. Dies hängt selbst- können Homopolymere von Styrol sein, aber es ist trotzdem verständlich auch von den Herstellungsbedingungen der vorzuziehen, dass die Harze auf Styrolbasis Copolymere sind, Schäume ab, welche eine Schüttdichte von etwa 0.30 g/cm3 welche hauptsächlich auf Styrol aufgebaut sind und einen aufweisen können. Es wurden entsprechende Untersuchun- io kleineren Anteil an Acrylnitril als Comonomeres enthalten, gen ausgeführt, um eine Konditionierung der Zellstruktur zu Es ist selbstverständlich gegebenenfalls möglich, dass das Co-erreichen, und es hat sich herausgestellt, dass die Zugabe eines polymere eines oder mehrere von anderen Comonomeren ent-Schaumkonditionierungsmittels zur Harzzusammensetzung hält, welche mit Styrol und Acrylnitril copolymerisierbar günstig ist, und man gelangte zum Schluss, dass der Zusatz sind. Jedenfalls sollte das Harz auf Styrolbasis gewöhnlich von bestimmten Arten von thermoplastischen Harzen insbe- 15 eine Grundviskosität von mindestens 3.0 dl/g, gemessen in ei-sondere für diesen Zweck geeignet ist. ner Chloroformlösung mit einer Konzentration von
Die erfindungsgemäss einsetzbaren Schaumkonditionie- 0.1 g/100 ml bei 25 °C, aufweisen. Es ist zu empfehlen, dass rungsharze schliessen Acrylharze und Harze auf Styrolbasis das Harz auf Styrolbasis eine Grundviskosität aufweist, wel-ein, und diese Harze sind insbesonders wirksam, wenn sie eine che so hoch als möglich ist, wenn das Harz auf Vinylchlorid-
Grundviskosität von mindestens 3.0 dl/g, gemessen in einer 20 basis einen hohen durchschnittlichen Polymerisationsgrad
Chloroformlösung mit einer Konzentration von 0.1 g/100 ml aufweist, der sich der oberen Grenze von 2000 nähert. Die bei einer Temperatur von 25 °C, aufweisen. Diese Schaum- oben erwähnten Comonomere, welche mit Styrol und Acryl-
konditionierungsharze werden zweckmässig mit dem PVC- nitrii copolymerisierbar sind, sind beispielsweise Ester von
Harz, welches mit dem flüchtigen Aufschäumungsmittel im- Acrylsäure, wie z.B. Methylacrylat, Athylacrylat, n-Butyl-
prägniert ist, in einer Menge von 0.5 bis 30 Gew.-Teilen/100 25 acrylat, Isobutylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat und ähnliche,
Gew.-Teilen PVC-Harz, welches mit dem Aufschäumungs- Ester der Methacrylsäure wie z.B. Methylmethacrylat, Äthylmittel imprägniert ist, vermischt bevor die Harzzusammenset- methacrylat, n-Butylmethacrylat, 2-Äthylhexylmethacrylat zung zu Formkörpern aus Harzschäumen geformt wird. Die und ähnliche, Maleinsäure und Fumarsäure und Ester davon
Acrylharze, welche als Schaumkonditionierungsmittel geeig- sowie Maleinsäureanhydrid.
net sind, sind entweder Polymethylmethacrylat oder Copoly- 30 Die oben erwähnten Harze auf Styrolbasis werden nach merharze, hauptsächlich aufgebaut aus Methylmethacrylat üblichen Verfahrensweisen für die Polymerisation erhalten,
und einem oder mehreren Acrylestern, z.B. Methylacrylat, aber es ist empfohlen, dass das Harz durch Emulsionspolyme-
Äthylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, 2-Äthylhexyl- risation in einem wässrigen Medium hergestellt wird.
acrylat und ähnliche. Die Acrylharze können ebenso Como- Die Menge an Harz auf Styrolbasis, welche als Schaum-nomere enthalten, welche andere sind als die oben erwähnten, 35 konditionierungsmittel angewandt wird, kann die gleiche wie z.B. Styrol, Acrylnitril, Vinilester und Ester von Meth- sein, wie im Falle der Acrylharze, d.h. im Bereich von etwa acrylsäure, und zwar andere als Methylmethacrylat wie z.B. 0.5 bis etwa 30 Gew.-Teilen oder vorzugsweise von 3 bis 20
Äthylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, 2-Athylhexylmeth- Gew.-Teilen/100 Gew.-Teilen des PVC-Harzes, welches mit acrylat und ähnliche wobei gewährleistet ist, dass der Gehalt dem flüchtigen Schäumungsmittel imprägniert ist.
an diesen Bestandteilen beschränkt ist. In jedem Falle sollte 40 Der Mechanismus, aufgrund welchem die deutliche Ver-
der Gehalt an Methylmethacrylat in den Acrylharzen vor- besserung bezüglich der Zellenstruktur der geschäumten zugsweise im Bereich von 60 bis 95 Gew.-% sein. Harze durch Zugabe der Schaumkonditionierungsharze er-
Es ist erwünscht, dass die Acrylharze als Schaumkonditio- reicht wird, beruht wahrscheinlich darauf, dass die Gelbil-
nierungsharze gewöhnlich eine Grundviskosität von minde- dung des PVC-Harzes durch das Schaumkonditionierungs-
stens 3.0 dl/g oder vorzugsweise von mindestens 5.0 dl/g auf- 45 harz beschleunigt wird und die Schmelzviskosität des PVC-
weisen, gemessen in einer Chloroformlösung mit einer Kon- Harzes im Formgebungsschritt geeigneterweise eingeregelt zentration von 0.1 g/100 ml bei 25 °C, wie oben erwähnt. wird oder erhöht wird, so dass die Expandierbarkeit des
Es ist empfehlenswert, ein Acrylharz mit einer grösseren Schaumes erhöht wird und die Zellwände des Schaumes ver-
Grundviskosität oder in anderen Worten gesagt, mit einem festigt werden, so dass sie eine höhere Widerstandsfähigkeit höheren durchschnittlichen Polymerisationsgrad anzuwen- 50 gegenüber Ineinanderfliessen (Coaleszenz) oder Zusammen-
den, wenn der durchschnittliche Polymerisationsgrad des falten der Schäume aufweisen, wie auch dass die Schrump-
PVC-Harzes sehr gross ist und sich der Obergrenze von 2000 fung eines einmal gebildeten Schaumes bei einer erhöhten nähert. Weiterhin ist vorzugsweise ein Acrylharz anzuwen- Temperatur verhindert wird unter einer verbesserten Zurück-
den, welches durch Emulsionspolymerisation des Acrylmo- haltung des Gases, welches durch die Verdampfung des nomeren gewonnen wurde, weil zusätzliche Verbesserungen 55 Schäumungsmittels gebildet wurde.
erhalten werden, wenn man ein derartiges Harz anwendet und Es hat sich weiterhin herausgestellt, dass der oben be-zwar bezüglich der Glattheit des Einführens in die Formge- schriebene Schaumkonditionierungseffekt, der durch die Zu-bungsmaschine unter verminderter Gefahr der Blockierung gäbe eines Schaumkonditionierungsharzes erreicht wird, wei-des Einlasses für die Harzzusammensetzung, die in die Vor- ter verstärkt wird, wenn bestimmte Arten von Keimbildungsrichtung eingefüllt wird, und zusätzlich trägt dies bei zur Be- 60 mittein zusammen mit dem Schaumkonditionierungsharz an-schleunigung der einheitlichen Gelbildung der Zusammenset- wesend sind. Eine Klasse von Keimbildungsmitteln, die erfin-zung und zur erhöhten Aufschäumbarkeit der gelierten und dungsgemäss geeignet sind, sind anorganische feine pulvergeformten Harzzusammensetzung. förmige Materialien, wie z.B. Kalziumcarbonat, Talcum, Ba-Die Menge des Acrylharzes, die als Schaumkonditionie- riumsulfat, sublimiertes Siliziumoxyd, Titandioxyd, Tonerde, rungsmittel zugemischt werden soll, liegt im Bereich von 0.5 65 Aluminiumoxyd, Bentonit, Diatomenerde und ähnliche mit bis 30 Gew.-Teilen und vorzugsweise von 3-20 Gew.-Tei- einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 30 um Ien/100 Gew.-Teilen des PVC-Harzes, welches mit dem oder weniger und vorzugsweise von 10 ]xm oder weniger, da Schaumbildungsmittel imprägniert ist, weil grössere Mengen gröbere Teilchen dieser anorganischen Pulver die Fliessfahig-
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keit des geschmolzenen Harzes im Formgebungsschritt nach- Harzschäume mit einem hohen Aufschäumungsverhältnis teilig beeinflussen, so dass die Oberflächeneigenschaften der und mit feiner und einheitlicher Zellstruktur ergibt, unabhän-geschäumten Körper, die unter Zumischung von derartigen gig von der Festigkeit der erwünschten geschäumten Progröberen Pulvern erhalten werden, nachteilig beeinflusst wer- dukte, welche von weichen und flexiblen bis zu harten und fe-den, bezüglich des Glanzes und manchmal tritt Streifenbil- s sten Materialien reichen kann, wenn man übliche kontinuier-dung und schlechtere Einheitlichkeit der Zellstruktur auf. lieh arbeitende Fabrikationsverfahren anwendet, einschliess-Eine andere Klasse von Keimbildungsmitteln ist eine lieh Extrusionsformung, Spritzgussverfahren, Druckguss und Kombination von etwa äquivalenten Mengen einer Säure, ähnlichen, ohne dass man irgendwelche spezielle Kostenfak-wie z.B. Borsäure, und organischen Säuren, wie z.B. Zitro- toren berücksichtigen muss.
nensäure, Weinsäure und/oder Oxalsäure und einem Carbo- 10 Die Erfindung sei nun anhand der folgenden Beispiele, die nat- oder Hydrogencarbonat von Natrium, Kalium oder Am- bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betreffen, nä-
monium, wie z.B. Natriumcarbonat, Natriumhydrogencar- her erläutert. In den Beispielen sind alle angegebenen Teile bonat, Kaliumcarbonat, Ammoniumhydrogencarbonat und Gewichtsteile. Die Verfahren zur Bestimmung der Menge des
ähnliche. flüchtigen Schäumungsmittels, mit welcher das PVÇ-Harz
Die Menge des Keimbildungsmittels, welche in Kombina- 15 imprägniert ist, und die Bestimmung des Porenvolumens des tion mit dem Schaumkonditionierungsharz angewandt wer- Harzes sind wie folgt:
den soll, liegt im allgemeinen im Bereich von 0.01 bis 20 Die Menge der Imprägnation mit flüchtigem Schäu-
Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen PVC-Harz, das mit dem mungsmittel folgt wie folgt: Das PVC-Harz, das mit dem
Schaumbildungsmittel imprägniert ist. Wenn die Menge des flüchtigen Schäumungsmittel imprägniert ist, wird in einem
Keimbildungsmittels mehr als 20 Gew.-Teile umfasst, wird 20 Luftofen mit einer Temperatur von 130 °C während zwei das Expansionsverhältnis des geschäumten Harzes vermin- Stunden erhitzt und das Ausmass der Imprägnation wurde dert und die so erhaltenen aufgeschäumten Formkörper ha- berechnet, indem man die Gleichung (W, - W2)/W2 x 100
ben verschlechterte Eigenschaften, einschliesslich weniger (%), anwandte, wobei in dieser Gleichung Wt und W2 das glatter Oberflächen. Gewicht vor und nach dem Erhitzen bedeuten.
Gegebenenfalls können die erflndungsgemässen Harzzu- 25 Das Porenvolumen des PVC-Harzes wurde wie folgt be-sammensetzungen mit bekannten zersetzbaren Schäumungs- stimmt: Die Messung erfolgte mit einem Quecksilberdruckmitteln vermischt werden, sofern dessen Menge auf beispiels- Porosimeter von Model 70H nach Carl Erba Co., wobei der weise 5 Gew.-Teile oder weniger pro 100 Gew.-Teile des PVC- Druck des Quecksilbers von 1 auf 100 kg/cm2 erhöht wurde, Harzes, welches mit dem flüchtigen Aufschäumungsmittel und die Porosität wurde ausgedrückt in Milliliter pro Gramm imprägniert ist, beschränkt wird. Die zersetzlichen Schäu- 30 des Harzes.
mungsmittel, welche für die Anwendung geeignet sind, sind beispielsweise Azoverbindungen, wie z.B. Azodicarbonamid, Beispiel 1
Azobisiobutyronitril, Diazoaminobenzol, Diäthylazodicarb- (Versuch Nr. 1 bis 13)
oxylat,Diisopropylazodicarboxylat und ähnliche, Nitroso- In einem Autoklaven von 5 Liter Fassungsvermögen, wel-
verbindungen wie z.B. N,N'-Dinitrosopentamethylentetra- 35 eher mit einem Rührwerk ausgerüstet war, wurden 1000 g ei-
min, N,Nr-Dimethyldinitroso-terephthalamid und ähnliche nes Vinylchloridhomopolymeren oder eines Copolymerhar-
und Sulfonylhydrazidverbindungen, wie z.B. Benzolsulfonyl- zes, welches aus Vinylchlorid und Vinylacetat in Tabelle 1 an-
hydrazid, Toluolsulfonylhydrazid, 4,4'-Oxy-bis (Benzolsulfo- gegeben, zusammengesetzt war und wobei P und Vp für einen nylhydrazid), 3,3'-di(Sulfonhydrazidphenyl)sulfon, Toluoldi- durchschnittlichen Polymerisationsgrad und das Porenvolu-sulfonylhydrazon, Thio-bis(benzolsulfonylhydrazid), Toluol- 40 men des Harzes stehen, sowie 2000 g gereinigtes Wasser und sulfonylazid, Toluolsulfonyl-semicarbazid, 4,4'-Oxy-bis(ben- 150 g Trichlorfulormethan eingefüllt und es wurden 200 g zolsulfonylhydrazid) und ähnliche wie auch Natriumhydro- Butan unter Druck eingeführt und man erhitzte anschliessend gencarbonat. unter Rühren auf 70 °C und führte das Rühren bei der glei-
Die Anwendung derartiger zersetzbarer Schäumungsmit- chen Temperatur während 8 Stunden weiter, um das Harz mit tel ist erwünscht, um die Feinheit und Einheitlichkeit der Zell-45 Trichlorfluormethan und Butan als flüchtige Schäumungs-
struktur der Harzschäume weiter zu verbessern und um die mittel zu imprägnieren. Nach Abkühlen auf Zimmertempera-
Schrumpfung des geschäumten Formkörpers zu vermindern, tur und Entladen der überschüssigen Schäumungsmittel aus so dass die Formen der geschäumten Formkörper besser er- dem Autoklaven wurde das so imprägnierte Harz aus dem halten bleiben, obwohl eine zu grosse Menge des zersetzlichen Autoklaven entnommen und unter einem Luftstrom bei 40
Schäumungsmittels unerwünscht ist aufgrund der Anfärbung 50 bis 50 °C während 8 Stunden entwässert.
des geschäumten Formkörpers durch die gefärbten Zerset- Die Menge der Imprägnation mit Schäumungsmittel im zungsprodukte davon und der rauheren Oberflächeneigen- Harz wurde sofort nach der Herstellung und nach der Lage-
schaften der geschäumten Formkörper, ohne dass irgendwel- rung bei 20 °C während einer Woche bestimmt und man er-
che zusätzlichen Vorteile erreicht werden. Es ist ebenso emp- hielt die Resultate, die in der Tabelle bereits angegeben sind,
fehlenswert, einen Zersetzungsbeschleuniger zuzufügen, wie 55 Die oben enthaltenen Harze, die mit Schäumungsmittel er nach dem Stand der Technik bekannt ist, wie z.B. be- imprägniert sind, wurden in einer Menge von 100 Gew.-Tei-
stimmte Arten von Zinkbindungen, Kupferverbindungen len mit 2 Teilen des Zinn enthaltenden Stabilisierungsmittels und ähnlichen, um die Zersetzung des zersetzbaren Schäu- und einem Teil Caldumstearats vermischt und die Harzmi-
mungsmittels und die Gasbildung bei einer Temperatur nied- schung wurde zu einem geschäumten Formkörper in Form ei-
riger als der Formgebungstemperatur der Harzzusammenset- nes zylindrischen Stabes verarbeitet, indem man Extrusions-
zung zu beschleunigen. formgebung mit einem Extruder anwandte, der unter den Be-
Die oben beschriebene aufschäumbare Harzzusammen- dingungen betrieben wurde, wie sie weiter unten angegeben
Setzung unter Zumischen eines Schaumkonditionierungsmit- sind.
tels ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Form- 65 Die Schüttdichte des geschäumten Formkörpers der in je-körpern aus PVC-Harzschäumen, weil die Zusammensetzung dem Experiment erhalten wurde, ist in der Tabelle angegeben.
Betriebsbedingungen des Extruders: Schneckendurchmesser 20 mm
Schneckenlänge 400 mm
Kompressionsverhältnis der Schnecke 3.0
Extruderdüse 5 mm 0 an der
Öffnung und 70 mm Düsenlänge Siebe eines mit 80 mesh
Öffnungen und eines mit 100 mesh Öffnungen
Tabelle 1
Experiment No. 1 2
PVC
Gehalt an
5
10
Harz
Vinylacetat, Gew.-%
P
350
400
Vp, ml/g
0.009
0.010
Imprägnation mit
Bei Herstellung
8.0
10.1
Schäumungsmittel,
Gew.-%
Nach 1 Woche bei 20 °C Schüttdichte des
7.5
9.4
Schaumkörpers, g/ml
0.073
0.065
Temperatur des
Zylinders Q = 60 bis 120 °C
C2= 100 bis 160 °C C3= 120 bis 180 °C Temperatur der Düse etwa 130 °C
Umdrehungsgeschwindigkeit 50 Umdrehungen pro Minute
Der Schaumkörper, der im Experiment 9 erhalten wurde, war sehr brüchig. Obwohl der Schaumkörper, der in Experiment 11 erhalten wurde, ein hohes Aufschäumungsverhältnis aufwies, war er bezüglich der Flammhemmung unterlegen.
3 4 12 0 520 700
5
20 800
6
30
7
40
40
9
10
10 5
11 45
12 3
0.009 0.035 0.015 0.020 0.080 0.12 11.0 9.4 9.5 7.5 7.0 7.5
1.000 1.300 1.800 270 2.500 810 700 0.010 0.20 0.020 0.25 9.0 7.4
10.4 8.5 0.060 0.19
0.11
7.0 0.21
6.5 0.23
6.0 .
0.25
8.0 0.14
5.6 1.35
9.5 8.5 0.10
2.5 0.8 1.2
13 0
1.000
0.35
1.9
0.3
1.35
£ K>
£ m
Beispiel 2
(Experimente 14 bis 26)
In den gleichen Autoklaven, wie er in Beispiel 1 verwendet worden war, wurden 1000 g eines Copolymerharzes aus 88 Gew.-% Vinylchlorid und 12Gew.-% Vinylacetat eingebracht, welches ein Porenvolumen Vp von 0.010 ml/g aufwies und einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad Pvon etwa 650, sodann wurden 2000 g gereinigtes Wasser und 1.0 g teilweise verseifter Polyvinylalkohol und weiterhin ein oder 2 Arten verflüchtigbares Schäumungsmittel wie in Tabelle 2 weiter unten angegeben in den Mengen, die ebenso in der Tabelle angegeben sind, in den Autoklaven eingeführt und wenn dies notwendig war, wurde Druck angewandt und anschliessend Rühren während 8 Stunden bei 70 °C, um das Harz mit dem Schäumungsmittel zu imprägnieren.
Die Notation für die verflüchtigbaren Schäumungsmittel wie sie in diesem Beispiel verwendet wurden, sind die folgenden und sie werden auch weiterhin bei anderen Beispielen verwendet:
Tabelle 2
Experiment No.
14
15
16
17
18
Schäumungsmittel
PR
PE
HE
TCFM
MC
(g)
(300)
(300)
(300)
(300)
(200)
-L
i
PE
(200)
Imprägnation mit
Schäumungsmittel,
Gew.-%
8.1
8.5
10.2
19.0
20.1
Schüttdichte
des geschäumten
Formkörpers g/ml
0.13
0.13
0.24
0.09
0.13
PR: Propan PE.Pentan HE: n-Hexan
TCFM: Trichlorfluormethan MC: Methylchlorid BU: Butan
MEC: Methylenchlorid DCTFE: Dichlortetrafluoräthan DCDFM: Dichlordifluormethan DCFM: Dichlorfluormethan TCE: 1,1,2-Trichloräthan TCDFE: Tetrachlordifluoräthan ISO: Isooctan
Die Menge der Imprägnation mit den Schäumungsmitteln und die Schüttdichte der geschäumten Formkörper in Form von zylindrischen Stäben, die in der gleichen Weise hergestellt wurden wie in Beispiel 1 sind in der Tabelle 2 angegeben. Die geschäumten Formkörper der Experimente No. 24 bis 26 zeigten eine starke Schrumpfung nach der Formgebung.
19
20
21
22
23
24
25 26
BU
BU
TCFM
DCTFE DCDFM
TCE
TCDFE ISO
(300)
(200)
(200)
(100)
(150)
(200)
(200) (200)
*+*
+
+
+
MEC
PE
TCFM
DCFM
(100)
(200)
(200)
(150)
10.5
14.7
18.3
20.4
18.1
11.0
10.2 7.9
0.10 0.07 0.08 0.09 0.09 0.75 0.80 0.87
Beispiel 3
(Experimente Nr. 27 bis 33)
In einen Autoklaven aus rostfreiem Stahl mit einem Fassungsvermögen von 100 Litern, welcher mit einem Rührwerk ausgerüstet war, wurden 30 kg des gleichen Polymerharzes aus Vinylchlorid und Vinylacetat wie es in Beispiel 2 angewandt wurde, 50 kg gereinigtes Wasser und 15 g eines teilweise verseiften Polyvinylalkohol und weiterhin ein gemischtes Schäumungsmittel aus Butan und Trichlorfluormethan im Verhältnis von 2:1 eingebracht und man wandte Druck im Autoklaven an, und zwar in dem Ausmass wie er in der folgenden Tabelle 3 angegeben ist, und man imprägnierte das Harz unter Rühren während 8 Stunden bei einer Temperatur wie sie ebenfalls in der folgenden Tabelle angegeben ist mit dem Schäumungsmittel. Die Entwässerung und Trocknung des mit dem Schäumungsmittel imprägnierten Harzes wurde in der gleichen Weise ausgeführt wie im Beispiel 1. Die Menge
9 642985
der Imprägnation mit dem Schäumungsmittel ist in der Tabelle 3 angegeben.
Es wurden Harzmischungen hergestellt mit je 100 Teilen der oben erhaltenen mit dem Schäumungsmittel imprägnier-sten Harzen, zwei Teilen eines zinnenthaltenden Stabilisierungsmittels und einem Teil Calciumstearat, und die Harzmischung wurde zu geschäumten Formkörpern in Form von Tafeln geformt, indem man Extrusionsformung anwandte unter Anwendung der Extrudiervorrichtung, die bei den wei-ioter unten angegebenen Bedingungen betrieben wurde.
Die geschäumten Formkörper, die so erhalten wurden, wurden der Bestimmung der Schüttdichte, der Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C gemäss der Methode, die in JIS unter A1413 angegeben ist, und ebenso wurde die Kompressionsfestigkeit 15 bei 20 °C gemessen, gemäss der Verfahrensweise ASTM D 1621, wodurch man die Resultate erhielt, die in der Tabelle 3 angegeben sind.
Betriebsbedingungen des Extruders:
Schneckendurchmesser Schneckenlänge Kompressionsverhältnis der Schraube Düse Siebe
Temperatur des Zylinders
Temperatur der Düse Umdrehungsgeschwindigkeit
65 mm 1300 mm
2.0
100 mm Breite und 8 mm Höhe eines mit 80 mesh Öffnungen und eines mit 100 mesh Öffnungen
C, = 80°C
C2 =120 °C
C3=150 °C
120 °C
30 Umdrehungen pro Minute
Tabelle 3 Experiment Nr. Menge des gemischten Schäumungsmittel, kg Temperatur, °C Imprägnation mit Schäumungsmittel; Gew.-%
Eigenschaften des geschäumten Formkörpers
Schüttdichte,
g/ml
Wärmeleitfähigkeit kcal/Std. °C Kompressionsfestigkeit kg/cm
27
28
29
30
31
32
33
3
6
8
11
6
6
0.6
70
70
70
70
35
85
70
5.0
8.2
12.1
13.3
9.1
10.9
0.8
0.18
0.080
0.059
0.058
0.070
0.061
0.9!
0.043 0.037 0.035 0.031 0.035 0.034 0.10 39.0 11.2 6.0 6.3 9.3 7.8 450.0
Beispiel 4 (Experimente Nr. 34 bis 43)
Das Verfahren zur Herstellung des Copolymer-Harzes aus Vinylchlorid und Vinylacetat, welches mit einem gemischten Schäumungsmittel aus Trichlorfluormethan und Butan imprägniert wurde, war das gleiche wie in Beispiel 1, wobei das Harz, das angewandt wurde, einen Gehalt an Vinylacetat, einen mittleren Polymerisationsgrad P und ein Porenvolumen Vp aufwies, wie dies in der folgenden Tabelle 4 angegeben ist. Die Menge der Imprägnation mit Schäumungsmittel wurde unmittelbar nach der Herstellung und nach einer Woche Lagerung bei 20 °C bestimmt, wie in der Tabelle angegeben.
55 Die expandierbaren Harzzusammensetzungen wurden jeweils hergestellt, indem man 100 Teile der oben vorbereiteten Copolymerharze, die mit Schäumungsmittel imprägniert waren mit 2 Teilen eines zinnenthaltenden Stabilisierungsmittels und einem Teil Calicumstearat zusammen mit oder ohne Zu-6o gäbe von einem Teil Talcum als Keimbildungsmittel, einem Teil zersetzbarem Schäumungsmittel auf einer Azodicarbona-midVerbindung, erhältlich unter dem Namen Celmic 133 von Sankyo Kasei Co., Japan, und entweder einem der Acrylharze E-l und E-2, die weiter unten näher erläutert wurden, in « den Mengen, die in der Tabelle 4 angegeben sind.
Die Acrylharze, welche als Schaumkonditionierungsmit-tel in den Experimenten angewandt wurden und als E-1 oder
642985
10
E-2 in der Tabelle angeführt sind, waren die folgenden Produkte:
E-l: Ein Copolymerharz, bestehend aus 90 Gew.-% Methylmethacrylat und 10 Gew.-% Äthylacrylat mit einer Grundviskosität von 10 dl/g bei 25 °C in einer Konzentration von 0.1 g/100 ml in Chloroformlösung.
E-2: Ein kommerziell erhältliches Acrylharz, erhältlich unter dem Handelsnamen Paraloid K-120 von Rohm & Haas Co.
Die aufschäumbaren Harzzusammensetzungen wurden zu geschäumten Formkörpern verarbeitet, indem man Extru-sionsformung anwandte, unter Anwendung des gleichen Extruders und mit den gleichen Betriebsbedingungen der Vorrichtung wie in Beispiel 1 und die geschäumten Formkörper wurden bezüglich der Schüttdichte unter der Zellstruktur beurteilt und man erhielt die Resultate, wie sie in Tabelle 4 angegeben sind. Die Beurteilung der Zellstruktur, die in der Tabelle angegeben ist, wurde entsprechend den folgenden Standards ausgeführt:
5 Zellstruktur A: Durchmesser der Zellen, 500 Micrometer nicht übersteigend
Zellstruktur B: Durchmesser der Zellen im Bereich von 500 Micrometer bis 2000 Micrometer
Der geschäumte Formkörper, welcher im Experiment Nr.
1040 erhalten wurde, war deutlich brüchig. In Experiment Nr. 43 trat ein frühzeitiges Aufschäumen der Zusammensetzung ein, während sich die Zusammensetzung noch in der Düse befand, wodurch sich Fliessmarken auf der Oberfläche des geschäumten Formkörpers zeigten.
Tabelle 4-1
Experiment No. 34 35 36 37 38
PVC Gehalt an
Vinylacetat,
Gehalt und Gew.-%
12
12
5
20
30
Harz
P
520
520
350
700
1000
Vp, ml/g
0.010
0.010
0.009
0.012
0.020
Imprägna
Bei Her
tion mit ge stellung
11.0
11.0
8.0
10.3
7.5
mischtem
Nach einer
Schäumungs
Woche bei
mittel Gew.-%
20 °C
10.3
10.3
7.4
9.7
7.0
Keimbildungsmittel
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja zersetzbares Schäumungsmittel
Nein
Ja
Ja
Ja
Ja
Acrylharz (Teile)
E-l
E-l
E-2
E-2
E-2
Schaum
(10.0)
(10.0)
(6.0)
(6.0)
(6.0)
Schnittdichte
körper g/ml
0.050
0.045
0.050
0.051
0.10
Zellstruktur
A
A
A
A
A
Tabelle 4-2
39
40
41
42
43
40
10
30
2
45
1300
270
1600
800
810
0.023
0.010
0.050
0.060
0.020
7.0
9.0
6.0
6.9
9.5
6.6
8.0
4.0
5.4
8.5
Ja
Nein
Nein
Nein
Nein
Ja
Nein
Nein
Nein
Nein
E-2(6.0)
kein kein kein kein
0.20
0.14
0.30
0.23
0.11
A
B
B
B
B
Beispiel 5:
(Experimente Nr. 46 bis 56)
In dem gleichen Autoklaven wie er in Beispiel 4 angewandt wurde, wurden 1000 g des gleichen Copolymerharzes, bestehend aus Vinylchlorid und Vinylacetat, wie in Beispiel 2 angewandt, 2000 g gereinigtes Wasser und 1.0 g teilweise verseifter Polyvinylalkohol und eines oder eine Kombination von 2 der flüchtigen Schäumungsmittel, wie in Tabelle 5 im folgenden angegeben, in den Mengen wie sie ebenso in der Tabelle angegeben, eingeführt, und zwar unter Druck, und anschliessend wurde bei 70 °C während 8 Stunden gerührt, um das Harz mit dem Schäumungsmittel oder den Schäumungsmitteln zu imprägnieren. Die Mengen an Imprägnation mit dem Schäumungsmittel sind in der Tabelle 5 angegeben.
Aufschäumbare Harzzusammensetzungen wurden hergestellt, indem man jeweils 100 Teile des Copolymerharzes, welches mit dem flüchtigen Schäumungsmittel imprägniert war, ein Teil (Experimente Nr. 46 bis 48) oder drei Teile (Experimente Nr. 49 bis 56) eines Keimbildungsmittels, wie in Tabelle 5 angegeben, mit oder ohne Zugabe von sechs Teilen ei-4s nes Acrylharzes (Metablen P551, ein Markenname von Mitsubishi Rayon Co., Japan) als Schaum-konditionierungsmit-tel anwandte.
Die Keimbildungsmittel, die in den Experimenten angewandt wurden, waren die folgenden:
50 Orben: Ein organischer Komplex aus colloidalen hydrati-sierten Aluminiumsilicat mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 0.5 um einem Produkt der Shi-raishi Calcium Co., Japan.
Hakuenka O: Ein Calciumcarbonat-Füllstoff mit einem 55 durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0.02 bis 0.03 |im, ein Produkt der Shiraishi Calcium Co., Japan.
Titan Dioxid A-100: Ein Füllstoff, Qualität Titandioxyd mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 0.15 bis 0.25 um, ein Produkt der Ishihara Sangyo Co., 60Japan.
Aerosil 200: Ein sublimiertes Siliciumoxylfüllstoffmate-rial mit einer spezifischen Oberfläche von etwa 200 m2/g und einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 6_0.012 (im, ein Produkt der Nippon Aerosil Co., Japan.
Aerosil 380: Ein sublimiertes Siliciumoxydfüllstoffmate-rial einer spezifischen Oberfläche von etwa 380 m2/g und einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 0.002 (im, ein Produkt der Nippon Aerosil Co., Japan.
A1203C: Ein Aluminiumoxydfüllstoff mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 0.005 bis 0.02 um, ein Produkt der Nippon Aerosil Co., Japan.
Barium Sulfat # 100: Ein Produkt der Sakai Chemical Co., Japan, mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von ungefähr 0.6 (im.
Satenton Nr. 5: Ein Tonerdeprodukt der Tsuchiya Kaolin Co., Japan.
3S Tale: Ein Talcum-Produkt der Nitto Funko Kogyo Co., Japan.
11 642 985
Die expandierbaren Harzzusammensetzungen, die so hergestellt wurden, wurden zu geschäumten Formkörpern in Form von zylindrischen Stäben verarbeitet, indem man Ex-trusionsformung anwandte, unter Anwendung des gleichen 5 Extruders und unter Anwendung der gleichen Arbeitsbedingungen wie in Beispiel 4, und die geschäumten Formkörper wurden bezüglich der Schüttdichte beurteilt und man erhielt die in der Tabelle 5 angegebenen Daten.
Tabelle 5-1
Experiment Nr.
46
47
48
49
50
Verdampfbares
PR
PE
TCFM
BU
BU
Schäumungsmittel
(300)
(300)
(300)
(300)
(200)
(g)
+
MEC
(100)
Imprägnation mit
Schäumungsmittel
Gew.-%
6.5
7.0
15.4
7.3
11.0
Keimbildungsmittel
Orben
Orben
Haku-
Titan
Aeros
enkaO
Dioxid
200
A-100
versetzbares
Schäumungsmittel
Nein
Nein
Nein
Nein
Nein
Acrylharz
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Schüttdichte des
geschäumten Form
körpers, g/ml
0.089
0.093
0.077
0.080
0.039
Tabelle 5-2
51
52
53
54
55
56
TCFM
TCFM
TCFM
TCFM
TCDFE
iso
(200)
(30)
(100)
(200)
(200)
(200)
+
+
+
+
PE
BU
BU
BU
(100)
(30)
(100)
(400)
12.4
3.4
8.2
15.0
9.8
7.4
ai2o3c
Barium
Tale
Clay
Aerosil
Haku-
Sulfat #100
380
enkaO
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Nein
Nein
0.059
0.15
0.073
0.030
0.70
0.81
Beispiel 6 (Experimente Nr. 58 bis 71)
In einem Autoklaven mit 100 Liter Fassungsvermögen, der aus rostfreiem Stahl bestand und mit einem Rührwerk ausgerüstet war, wurden 30 kg Copolymer-Harz, bestehend aus 88 Gew.-% Vinylchlorid und 12% Vinylacetat, welches einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad P von etwa 850 und ein Porenvolumen Vp von 0.015 ml/g aufwies, 50 kg gereinigtes Wasser, 15 g teilweise verseifter Polyvinylalkohol und 6 kg Trichlorfluormethan und weitere 3 kg Butan unter Druck eingefüllt und man rührte anschliessend bei 70 °C während 8 Stunden, um das Harz mit Trichlorfluormethan und Butan als verflüchtigbare Schäumungsmittel zu imprägnieren. Nach Abschluss der Imprägnation und Abkühlen auf Zimmertemperatur und Ablassen der überschüssigen Schäumungsmittel, wurde das Harz durch Zentrifugalabscheidung entwässert und unter einem Luftstrom bei 40 bis 50 "C getrocknet. Die Gesamtmenge des Schäumungsmittels mit dem das Harz dadurch imprägniert wurde, betrug 11,8 Gew.-%. 55 Es wurden expandierbare Harzzusammensetzungen hergestellt, indem man jeweils 100 Gew.-Teile des oben erwähnten Copolymer-Harzes, welches mit verflüchtigbaren Schäumungsmitteln imprägniert war, 2 Gew.-Teile eines zinnenthaltenden Stabilisierungsmittels und einem Gew.-Teil Calci-óoumstearat mit oder ohne Zugabe von Talcum (Experimente ausser dem Experiment Nr. 62) in einer Menge wie sie in der Tabelle 6 im Folgenden angegeben ist oder eine Kombination von 0.5 Teilen Natriumhydrogencarbonat und 0.4 Teilen Zitronensäure (Experiment Nr. 62) als Keimbildungsmittel, 65 bzw. als zersetzbares Schäumungsmittel und ein Acrylharz als Schaumkonditionierungsmittel anwandte, wie dies in der Tabelle 6 angegeben ist.
642 985
Die Notationen, die in der Tabelle 6 für die zersetzbaren Schäumungsmittel und die Acrylharze angegeben sind, sind die folgenden:
AIBN: cc,a'-Azobisisobutyrnitril
PTS: p-Toluolsulfonylhydrazid
OBS: 4,4'-Oxy-bis (benzolsulfonylyhydrazid)
DNM:Dinitrosopentamethylentetramin
Celmic 133: siehe Beispiel 4
E-3: Ein Copolymer-Harz, bestehend aus 80 Gew.-% Methylmethacrylat, 10 Gew.-% Butylacrylat und 10 Gew.-% Äthylacrylat mit einer Grundviskosität von 5.5 dl/g bei 25 °C.
E-4:Ein Copolymer-Harz, bestehend aus 85 Gew.-% Methylmethacrylat und 15 Gew.-% Butylacrylat mit einer Grundviskosität von 5.0 dl/g bei 25 °C.
E-5: Ein handelsübliches Acrylharz, erhältlich unter dem Handelsnamen Paraloid K-125 von Rohm&Haas Co.
E-6: Ein handelsübliches Acrylharz, erhältlich unter dem Handelsnamen Paraloid K-125 von Rohm&Haas Co.
Jede dieser Harzzusammensetzungen wurde zu Formkörpern verarbeitet, welche die Form von Tafeln aufwiesen, indem man Extrusionsformung mit dem gleichen Extruder an12
wandte wie er in Beispiel 3 verwendet wurde und ebenso die gleichen Arbeitsbedingungen verwendete, und die geschäumten Formkörper wurden bezüglich der Schüttdichte, der Zellstruktur, des Aussehens, der Kompressionsfestigkeit und an-5 derer mechanischer Eigenschaften, sowie bezüglich der Wärmeleitfähigkeit untersucht. Die Bestimmung der Kompressionsfestigkeit wurde gemäss der Verfahrensweise wie sie in ASTM D 1621 definiert ist, bestimmt und die Wärmeleitfähigkeit wurde gemäss der Verfahrensweise bestimmt, wie sie 10im JIS unter der Bezeichnung A 1413 dargestellt ist, ausgeführt. Die Resultate sind in der Tabelle 6 zusammengestellt.
In den Experimenten Nr. 70 und 71 wurde eine vorzeitige Aufschäumung der Harzzusammensetzung festgestellt, während sie sich noch in der Düse befand, wodurch man zu ge-15 brochenen Schaumkörpern und dem Auftreten von Fliessmarken aus den Oberflächen der geschäumten Formkörper gelangte. Das Aussehen der geschäumten Formkörper, die im Experiment 69 erhalten wurden, waren ebenso wenig zufriedenstellend. Die Zellstruktur der geschäumten Formkörper 20 war zufriedenstellend gut in allen Experimenten mit Ausnahme des geschäumten Formkörpers in der Experiment Nummer 68, welcher geringere Einheitlichkeit der Zellstruktur zeigte.
Tabelle 6-1
Experiment Nr.
58
59
60
61
62
Keimbildungsmittel,
Teile
1.0
1.0
1.0
1.0
(siehe Text)
zersetzbares Schäumungs
AIBN
PTS
OBS
DNM
Celmic
mittel (Teile)
(1.0)
(1.0)
1.0)
(1.0)
133
4*
(1.0)
Urea
(1.0)
Acrylharz (Teile)
E-3
Meta-
E-4
E-5
E-5
(5.0)
blen
(5.0)
(1.0)
(20)
P 501
(5.0)
Eigenschaften
Schüttdichte
0.033
des geschäum g/ml
0.034
0.035
0.035
0.030
ten Formkörpers
Kompressions
3.4
festigkeit kg/cm2
3.3
3.5
3.5
3.0
Biegefestig
keit, kg/cm2
5.1
5.4
5.4
4.8
5.3
Zugfestigkeit,
kg/cm2
5.0
5.2
5.3
4.8
5.1
Wärmeleit
fähigkeit,
kcal/m/Std. °C
0.025
0.026
0.026
0.025
0.028
Tabelle 6-2
63
64
65
66
67
68
69
70
71
1.0
0.02
15
1.0
1.0
0.005
30
1.0
1.0
AIBN
keines keines
Celmic
Celmic keines keines
Celmic
Celmic
(1.0)
133
133
133
133
(0.5)
(4.0)
(8.0)
(1.0)
E-5
E-5
E-5
E-6
E-6
E-3
E-3
E-3
E-3
(30)
(10)
(25)
(10)
(10)
(5.0)
(5.0)
(5.0)
(0.3)
0.035
0.034
0.040
0.033
0.045
0.070
0.059
0.080
0.095
3.8
3.6
4.8
3.3
5.0
7.3
6.0
7.3
12.4
6.7
6.5
7.8
5.5
8.1
10.3
8.8
13.0
20.1
5.5
5.4
7.0
5.3
7.8
10.5
9.0
16.8
21.3
0.028
0.027
0.029
0.028
0.031
0.037
0.035
0.038
0.043
13
642 985
Beispiel 7 (Experimente Nr. 72 bis 92)
In einem Autoklaven mit einem Fassungsvermögen von 5 Liter, der aus rostfreiem Stahl hergestellt war und mit einem Rührwerk ausgerüstet war, wurden 1000 g eines Homopoly-meren-Polyvinylchloridharzes oder eines Copolymer-Harzes, bestehend aus Vinylchlorid und Vinylacetat in den Mengen, die in Tabelle 7 abgegeben, 2000 g gereinigtes Wasser und eines oder eine Kombination von zwei verflüchtigbaren Schäumungsmitteln, wie in der Tabelle angegeben, in den Mengen, wie sie ebenfalls in der Tabelle angegeben sind, gegebenenfalls, wenn dies nötig war, unter Druckanwendung eingefüllt und anschliessend bei 70 °C während 8 Stunden gerührt, um das Harz mit den verflüchtigbaren Schäumungsmitteln zu imprägnieren. Nach Abschluss der Imprägnation und Abkühlen auf Zimmertemperatur und Entfernen der überschüssigen Schäumungsmittel, wurde das Harz durch Filtration entwässert und unter einem Luftstrom bei 40 bis 50 °C während etwa 5 Stunden getrocknet. Die Harze, die so erhalten wurden,
Schneckendurchmesser
Schneckenlänge
Kompressionsverhältnis der Schnecke
Düse
Siebe
Temperatur des Zylinders
Temperatur der Düse Umdrehungsgeschwindigkeit
Die so erhaltenen Formkörper wurden bezüglich der Schüttdichte und der Qualität der Zellstruktur beurteilt, wodurch man die in der Tabelle 7 zusammengestellten Daten erhielt.
Bezüglich der Notationen der verflüchtigbaren und der zersetzbaren Schäumungsmittel, siehe die vorangehenden Beispiele.
wurden bezüglich der Menge an Schäumungsmittel, welches enthalten war, beurteilt, und man erhielt die in der Tabelle 7 angeführten Daten. Darüber hinaus wurden die Harze bei 20 °C während 1 Woche belassen, um die Diffusionsverluste 5 während der Lagerung zu bestimmen. Die Abnahme der Menge des Schäumungsmittels lag im Bereich von 6 bis 9% für alle Harze.
Es wurden aufschäumbare Harzzusammensetzungen hergestellt, indem jeweils 100 Teile der oben erhaltenen Harze, lowelche mit flüchtigen Schäumungsmitteln imprägniert waren, zwei Teile eines zinnenthaltenden Stabilisierungsmittels und ein Teil Calciumstearat zusammen oder ohne Zugabe eines Keimbildungsmittels, eines zersetzbaren Schäumungsmittels. und eines Acrylharzes (E-l) als Schaumkonditionierungsmit-15tel, wie in Tabelle 7 weiter unten angeführt, vermischt und die Harzzusammensetzungen wurden zu geschäumten Formkörpern verarbeitet, die die Form von zylindrischen Stäben aufwiesen, indem man Extrusionsformung anwandte. Die Betriebsbedingungen des Extruders waren die folgenden:
25 mm 750 mm
3.0
8 mm 0der Öffnung und
100 mm Düsenlänge eines mit 80 mesh Offnungen und eines mit 100 mesh Öffnungen
Q = 60 bis 120 "C
C,= 100 bis 160 °C
C3 = 120 bis 180 "C
100 bis 130 °C
50 Umdrehungen pro Minute
Die Kriterien für die Zellstruktur A und B sind in Beispiel 4 gegeben und die Zellstruktur C gibt an, dass die Zellen der Schäume einen Durchmesser aufwiesen, der über ein Millimeter lang und die Struktur war grob und nicht einheitlich.
Der geschäumte Formkörper, welcher in Experiment Nr. 87 erhalten wurde, war deutlich brüchig und die geschäumten Formkörper aus den Experimenten 91 und 92 zeigten eine deutliche Schrumpfung nach der Formung.
35
40
Tabelle 7-1
Experiment Nr.
72
73
74
75
76
77
PVC-
Gehalt an
Vinylacetat Gew.-%
5
10
0
10
10
10
Harz
P
400
750
750
1000
1000
1000
Vp, ml/g
0.011
0.013
0.060
0.025
0.025
0.025
verflüchtigbare
TCFM
TCFM
TCFM
TCFM
TCFM
TCFM
Schäumungsmittel
(150)
(150)
(150)
(150)
(150)
(150)
die angewandt
+
+
+
+
+
+
wurden (g)
BU
BU
BU
BU
BU
BU
(100)
(100)
(100)
(100)
(100)
(100)
Imprägnation mit
Schäumungsmittel, Gew.-%
11.0
10.8
7.8
9.7
9.7
9.7
Keimbildungsmittel
Tale
Tale
Tale
Hakuenka
Orben
Tale
(Teile)
(1.0)
(1.0)
(1.0)
(1.5)
(5)
(0.5)
zersetzbares
keines
Celmic
PTS
AIBN
SHC
SHC*
Schäumungsmittel
133
(0.03)
(0.5)
(0.5)
(2)
(Teile)
(1.0)
Acrylharz
(E-l), Teile
10
10
10
10
10
10
geschäumter
Schütt
Formkörper dichte, g/ml
0.065
0.045
0.060
0.054
0.052
0.053
Zellstruktur
A
A
A
A
A
A
*)Natrium-hydrogenkarbonat
642 985 14
Tabelle 7-2
78
79
80
81
82
83
84
85
86
10
35
10
10
10
10
10
10
10
1000
1700
850
850
850
850
850
850
850
0.025
0.029
0.015
0.015
0.015
0.015
0.015
0.015
0.015
TCFM
TCFM
PR
BU
PE
TCFM
TCFM
TCFM
TCFM
(150)
(150)
(300)
(300)
(300)
(300)
(300)
(100)
(200)
+
+
+
+
+
BU
BU
BU
BU
BU
(100)
(100)
(300)
(100)
(400)
9.7
9.3
6.5
7.5
8.3
15.6
3.4
8.6
15.0
Tale
Tale
Tale
Tale
Tale
Tale
Tale
Tale
Tale
(0.05)
(1.0)
(0.5)
(0.5)
(1.0)
(1.0)
(1.0)
(1.0)
(1.0)
SHC
keines keines keines
Celmic
Celmic
Celmic
Celmic
Celmic
(5)
133
133
133
133
133
(2.0)
(0.5)
(0.5)
(0.5)
(0.5)
10
10
10
10
5
5
5
5
5
0.046
0.068
0.080
0.071
0.085
0.058
0.090
0.069
0.045
A
A
A
A
A
A
A
A
A
Tabelle 7-3
87
88
89
90
91
92
10
10
0
10
10
10
290
•800
1700
2100
850
850
0.015
0.030
0.25
0.12
0.015
0.015
TCFM
TCFM
TCFM
TCFM
TCDFE
ISO
(150)
(150)
(150)
(150)
(200)
(200)
+
+
+
+
BU
BU
BU
BU
(200)
(200)
(200)
(200)
9.0
7.8
2.7
3.5
10.3
7.6
Tale
Tale keines keines
Tale
Tale
(0.01)
(1.0)
(1.0)
1.0)
keines keines
AIBN
keines
Celmic
Celmic
(1.0)
133
133
(0.5)
(0.5)
0
0
0
10
0
0
0.15
0.25
1.1
1.1
0.78
0.93
B
B
C
C
C
C
Beispiel 8
(Experimente Nr. 96 bis 109)
In einen Autoklaven aus rostfreiem Stahl mit einem Fassungsvermögen von 100 Liter, der mit einem Rührwerk ausgerüstet war, wurden 30 kg eines Copolymerharzes, bestehend aus 90 Gew.-% Vinylchlorid und 10 Gew.-% Vinylacetat mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1050 und einem Porenvolumen von 0.023 ml/g, 50 kg gereinigtes Wasser, 15 g eines teilweise verseiften Polyvinylalko-hols und 6 kg Trichlorfluormethan und weiterhin 3 kg Butan unter Druckanwendung eingefüllt, und anschliessend rührte man bei 70 °C während 8 Stunden, um das Harz mit Trichlorfluormethan und Butan als verflüchtigbaren Schäumungsmitteln zu imprägnieren. Nach Abschluss der Imprägnation, Abkühlen auf Zimmertemperatur und Entfernen der überschüssigen Schäumungsmittel, wurde das Harz durch Zentrifugation entwässert und man trocknete unter einem Luftstrom bei 40 bis 50 °C. Die Gesamtmenge an Trichlorfluormethan und Butan im so imprägnierten Harz betrug 12.0 Gew.-%.
Es wurden aufschäumbare Harzzusammensetzungen hergestellt, indem man jeweils 100 Teile des oben hergestellten Harzes, welches mit verflüchtigbaren Schäumungsmitteln imprägniert war, zwei Teile eines zinnenthaltenden Stabilisierungsmittels und ein Gew.-Teil Calciumstearat zusammen mit oder ohne Zugabe von einem Teil Tale als Keimbildungsmittel, 0,5 Teilen Celmic 133 als zersetzbares Schäumungs-50mittel und eines der Acrylharze E-7 bis E-13, wie sie in der folgenden Tabelle 8 angegeben sind, miteinander vermischte und die so hergestellten Harzzusammensetzungen wurden zu Schaumkörpern verarbeitet, die die Form von Tafeln aufwiesen, indem man einen Extruder anwandte, der unter den weiss ter unten angegebenen Betriebsbedingungen gehalten wurde.
Das Keimbildungsmittel wurde in Experiment Nr. 106 und 107 weggelassen und die zersetzbaren Schäumungsmittel wurden in den Experimenten Nr. 106 und 102 weggelassen.
Acrylharze:
6o E-7: Ein Copolymerharz, bestehend aus 90 Gew.-% Methylmethacrylat und 10 Gew.-% Äthylacrylat mit einer Grundviskosität von 4.5 dl/g bei 25 °C.
E-8: Ein Copolymerharz, bestehend aus 90 Gew.-% Methylmethacrylat und 10 Gew.-% Äthylacrylat mit einer 65 Grundviskosität von 7.0 dl/g bei 25 °C.
E-9: Ein Copolymerharz, bestehend aus 90 Gew.-% Methylmethacrylat und 10 Gew.-% Äthylacrylat mit einer Grundviskosität von 11.0 dl/g bei 25 °C.
15
642 985
E-10: Ein Copolymerharz, bestehend aus 90 Gew.-% Methylmethacrylat und 10 Gew.-% Äthylacrylat mit einer Grundviskosität von 15.3 dl/g bei 25 °C.
E-l 1 : Ein Copolymerharz, bestehend aus 95 Gew.-% Methylmethacrylat und 5 Gew.-% Butylacrylat mit einer Grund Viskosität von 10.7 dl/g bei 25 °C.
E-l2: Ein Copolymerharz, bestehend aus 80 Gew.-% Methylmethacrylat, 5 Gew.-% Äthylacrylat, 5 Gew.-% Bu-tyl-acrylat und 10 Gew.-% Butylmethacrylat mit einer Grundviskosität von 10.0 dl/g bei 25 °C.
E-13: Ein Copolymerharz, bestehend aus 80 Gew.-% Methylmethacrylat und 20 Gew.-% Äthylacrylat mit einer Grundviskosität von 2.0 dl/g bei 25 °C.
Die Betriebsbedingungen für den Extruder waren die folgenden:
Schneckendurchmesser 65 mm Schneckenlänge 1950 mm
Kompressionsverhältnis der Schnecke 3.0
Düse:
Siebe:
Temperatur des Zylinders
Temperatur der Düse Umdrehungsgeschwindigkeit
100 mm breit und 8 mm hoch eines mit 80 mesh Öffnungen und eines mit 100 mesh Öffnungen C] =95 °C C2= 130 °C C3 = 150 °C 120 °C
20 Umdrehungen/Minute
Zum erhaltenen geschäumten Formkörper wurden bezüglich der Schüttdichte, der Zellstruktur, der Kompressionsfestigkeit, bestimmt gemäss dem ASTM-Verfahren D 1621 und der Biegefestigkeit, gemäss der Verfahrensweise ISO R 1209 s beurteilt, wodurch man die Resultate erhielt, die in der Tabelle 8 zusammengestellt sind.
In den Experimenten 104 und 105 wurde eine vorzeitige Aufschäumung der Harzzusammensetzung festgestellt, welche stattfand während diese sich noch in der Düse befand, io wodurch man in grossem Ausmass gebrochene Schäume erhielt, und eine Schrumpfung des geschäumten Formkörpers nach der Formgebung auftrat und eine weniger gleichmässige Zellstruktur. Die geschäumten Formkörper, welche in den Experimenten Nr. 108 und 109 erhalten wurden, waren 15 ebenso weniger einheitlich bezüglich der Zellstruktur, obwohl keine vorzeitige Aufschäumung der Harzzusammensetzung auftrat.
Wie man aus den in der Tabelle zusammengestellten Daten ersieht, können Acrylharze mit einer höheren Grundvis-20kosität Vorteile ergeben, wie z.B. eine mögliche Verminderung der Menge an Acrylharz, wie auch eine verbesserte Rückhaltung des Gases, welches zur Schaumbildung führt, sowie zur Stabilisation der Schaumzellen und der Verminderung der Schrumpfung. Andererseits, wenn das verwendete 25 Acrylharz eine niedrige Grundviskosität aufweist oder wenn die Menge des angewandten Acrylharzes unzureichend ist, werden die Schäume in einem grossen Ausmass gebrochen und das führt zu einer grossen Schrumpfung der Schäume nach der Formgebung und zu einer gröberen Zellstruktur der 30 Schäume.
Tabelle 8-1
Experiment No.
96
97
98
99
100
101
Acrylharz,
E-7
E-8
E-9
E-l 1
E-12
E-10
(Teile)
(10)
(6)
(5)
(6)
(6)
(2)
Eigenschaften
Schüttdichte
0.049
0.067
des g/ml
0.048
0.048
0.043
0.050
geschäumten
Zellstruktur
A
A
A
A
A
A
Formkörpers
Kompressions
4.5
4.4
6.3
festigkeit kg/cm2
3.4
3.4
3.0
Biegefestig
6.0
9.3
keit kg/cm2
5.7
5.6
5.0
6.3
Tabelle 8-2
102 103
104
105
106
107
108
109
E-10 E-10
E-10
E-13
E-7
E-7
keine
keine
(5) (25)
(0.3)
(5)
(10)
(10)
0.042 0.050
0.23
0.25
0.12
0.095
0.16
0.15
A A
B
B
B
B
C
C
3.0 3.6
21.0
22.3
-
-
-
-
5.1 6.5
29.3
30.4
-
-
-
-
Beispiel 9 55 imprägnieren. Nach Abschluss der Imprägnation und Ab-(Experimente Nr. llObisNr. 117) kühlen aufZimmertemperatur wurden die überschüssigen In einem Autoklaven aus rostfreiem Stahl, mit einem Fas- Schäumungsmittel entfernt, und das Harz wurde durch Filsungsvermögen von 10 Litern, der mit einem Rührwerk aus- tration entwässert und man trocknete unter einem Luftstrom gerüstet war, wurden 3 kg eines Homopolymeren Vinylchlo- bei 50 °C während 5 Stunden. Die Gesamtmenge des Schäu-ridharzes oder eines Copolymeren Harzes aus Vinylchlorid 6Qmungsmittels in den so imprägnierten Harzen ist in der Ta-und Vinylacetat, wobei der Vinylacetatgehalt des Harzes in belle angegeben.
der folgenden Tabelle angegeben ist, eingefüllt, wobei ein Es wurden aufschäumbare Harzzusammensetzungen herdurchschnittlicher Polymerisationsgrad und ein Porenvolu- gestellt, indem man jeweils 100 Gew.-Teile des oben erhalte-men vorlag, wie dies in der Tabelle angegeben ist, 5 kg gerei- nen mit verflüchtigbaren Schäumungsmittel imprägnierten nigtes Wasser, 1,5 g eines teilweise verseiften Polyvinylalko- 65 Harzes, 2 Gew.-Teile eines zinnenthaltenden Stabilisierungs-hols und 600 g Trichlorfluormethan und weiter 300 g Butan mittels, 1 Gew.-Teil Calciumstearat, einen Teil Tale als Keimunter Druck eingefüllt und anschliessend wurde während 8 bildungsmittel und 10 Teile eines der Acrylharze, E-7, E-10 Stunden bei 70 °C gerührt, um das Harz mit Trichlorfluor- und E-13 (siehe Beispiel 8) als Schaumkonditionierungsmittel methan und Butan als verflüchtigbares Schäumungsmittel zu miteinander vermischte, und die Harzzusammensetzung
642 985
16
wurde zu geschäumten Formkörpern verarbeitet, welche die nen grösseren Polymerisationsgrad aufweisen, die Verwen-
Form von zylindrischen Stäben aufwiesen, wobei man in glei- dung eines Acrylharzes mit einer entsprechend höheren eher Weise vorging wie in Beispiel 7. Die Schüttdichte und die Grundviskosität erwünscht, und Schaumkörper mit hohem
Eigenschaften der Zellstruktur dieser geschäumten Formkör- Aufschäumungsgrad mit einheitlicher Zellstruktur können per sind in der Tabelle 9 angegeben. Die geschäumten Form- 5 erhalten werden selbst mit Harzen, mit einem kleinen Gehalt körper, die in den Experimenten 115 und 116 erhalten wur- an Vinylacetat, welche sonst eine relativ hohe Temperatur für den, zeigten eine leichte Schrumpfung nach der Formgebung. die Herstellung benötigen würden, indem man das Acrylharz
Wie aus den in der Tabelle 9 angegebenen Daten ersieht- in geeigneter Weise als Schaumkonditionierungsmittel lieh ist, ist im Falle, dass die Harze auf Vinylchloridbasis ei- auswählt.
Tabelle 9
Experiment Nr.
110
111
112
113
114
115
116
117
PVC-
Gehalt an Vinyl
Harz acetat, Gew.-%
5
5
10
0
10
10
0
0
P
700
1050
1500
850
510
1500
850
850
Vp, ml/g
0.021
0.025
0.033
0.038
0.019
0.033
0.038
0.038
Acrylharz (Teile)
E-10
E-10
E-10
E-10
E-7
E-7
E-7
E-7
(10)
(10)
(10)
(10)
(10)
(10)
(10)
(10)
geschäumter
Schüttdichte,
Formkörper g/ml
0.048
0.051
0.066
0.060
0.040
0.081
0.093
0.25
Zellstruktur
A
A
A
A
A
A(*l)
A
B
Beispiel 10 25 Als Nächstes wurden aufschäumbare Harzzusammenset-(Experimente Nr. 118 bis Nr. 133) zungen hergestellt, indem man jeweils 100 Teile der oben herin einem Autoklaven aus rostfreiem Stahl mit 5 Liter Fas- gestellten, mit Schäumungsmittel imprägnierten Harze, 2 sungsvermögen, der mit einem Rührwerk ausgerüstet war, Teile eines zinnenthaltenden Stabilisierungsmittels und einen wurden 1000 g homopolymeres Polyvinylchloridharz oder Teil Calciumstearat zusammen oder ohne Zugabe von Keimein Copolymerharz aus Vinylchlorid und Vinylacetat, wobei so bildungsmittel der Art, wie es in Tabelle 10 angegeben ist, und der Gehalt an Vinylacetat in der Tabelle 10 weiter unten ange- in einer Menge, wie sie ebenfalls in der Tabelle angegeben ist, führt ist, mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad einem zersetzbaren Aufschäumungsmittel, ebenso laut An-und einem Porenvolumen wie es in der Tabelle angegeben ist, gäbe in der Tabelle und einem Copolymerharz S-l, bestehend 2000 g gereinigtes Wasser, 1.0 g teilweise verseifter Polyvinyl- aus 70 Gew.-% Styrol und 30 Gew.-% Acrylnitril mit einer alkohol und 150 g Trichlorfluormethan und weitere 100 g 35 Grundviskosität von 12.0 dl/g bei 25 °C als Schaumkonditio-Butan unter Druck eingefüllt, und anschliessend wurde bei nierungsmittel auf Styrolbasis in einer Menge, wie sie in der 70 °C während 8 Stunden gerührt, um das Harz mit Trichlor- Tabelle angegeben ist, miteinander vermischte, und die Harzfluormethan und Butan als verflüchtigbare Schäumungsmit- Zusammensetzungen wurden zu Schaumstoffkörpern in Form tel zu imprägnieren. Nach Abschluss der Imprägnation und von zylindrischen Stäben durch Extrusionsformung verarbei-Abkühlen auf Zimmertemperatur wurden die überschüssigen 40 tet. Die Betriebsbedingungen des Extruders waren im wesent-Schäumungsmittel abgezogen, und das Harz wurde durch liehen die gleichen wie in Beispiel 7.
Filtration entwässert, und man trocknete unter einem Luftstrom bei 40 bis 50 °C während etwa 5 Stunden. Die so erhaltenen geschäumten Formkörper wurden be-Die Gesamtmenge des Schäumungsmittels im imprägnier- züglich der Schüttdichte und der Zellstruktur beurteilt, und ten Harz wurde bestimmt, und die Resultate sind in der Ta- 45 man erhielt die Resultate, wie sie in der Tabelle 10 angegeben belle 10 angegeben. Der Verlust an Schäumungsmittel durch sind.
Austritt während der Lagerung bei 20 °C während einer Woche lag im Bereich von 6 bis 9% für alle diese Harze.
Tabelle 10-1
Experiment Nr.
118
119
120
121
122
123
PVC
Gehaltan
Harz
Vinylacetat,
Gew.-%
5
10
0
10
10
10
P
400
750
750
1000
1000
1000
Vp, ml/g
0.011
0.013
0.060
0.025
0.025
0.025
Imprägnation
mit verflüchtig
baren Schäumungs
mittel, Gew.-%
11.0
10.8
7.8
9.7
9.7
9.7
Keimbildungsmit
Tale
Tale
Tale
Tale
Tale
Orben tel (Teile)
(2.0)
(1.0)
(1-0)
(0.03)
(0.5)
(5)
zersetzbares
Celmic
SHC
Celmic
AIBN
Schäumungsmittel
keines
133
keines
(4.0)
133
(0.5)
(Teile)
(1.0)
(1.5)
17
642 985
Tabelle 1(1-1 (Fortsetzung) Experiment Nr.
Harz auf Styrolbasis (S-l),
Teile geschäumter Formkörper
Schüttdichte g/ml Zellstruktur
118
6.0
119
6.0
120
10.0
121
8.0
122
8.0
123
8.0
0.060 0.044 0.061 0.049 0.050 0.055 A A A A A A
Tabelle
10-2
124
125
127
128
129
130
131
132
10
35
10
10
10
0
10
45
1000
1700
1000
1000
1000
1700
2100
1800
0.025
0.029
0.030
0.030
0.030
0.25
0.21
0.025
9.7
9.3
9.4
9.4
9.4
2.7
3.5
6.0
Haku-
Talc
Talc keines keines keines keines
Tale enka
(1.0)
(1.0)
(1.0)
(20)
PTS
keines keines
AIBN
keines keines keines keines
(0.3)
(1.0)
8.0
10.0
keines keines
8
keines
8
keines
0.060
0.069 -
0.20
0.18
0.20
1.1
1.1
0.30
A
A
C
C
C
C
C
B
Beispiel 11 (Experimente Nr. 134 bis Nr. 143)
In einen Autoklaven aus rostfreiem Stahl mit einem Fassungsvermögen von 5 Litern, der mit einem Rührwerk ausgerüstet war, wurden 1000 g Copolymerharz, bestehend aus 90 Gew.-% Vinylchlorid und 10 Gew.-% Vinylacetat mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 950 und einem Porenvolumen von 0.015 ml/g, 2000 g gereinigtes Wasser und 1.0 g eines teilweise verseiften Polyvinylalkohols und ein oder eine Kombination von Arten verflüchtigbarem Schäumungsmittel zugegeben oder unter Druck eingefüllt, wie dies in der Tabelle 11, die folgt, angegeben ist, und anschliessend rührte man bei 70 °C während 8 Stunden, um das Harz mit dem Schäumungsmittel zu imprägnieren.
Nach Abschluss der Imprägnation, Abkühlen auf Zimmertemperatur, und Abziehen des überschüssigen Schäumungsmittels, wurde das Harz durch Zentrifugation entwäs-
30 sert und man trocknete unter einem Luftstrom. Die Menge des Schäumungsmittels, welches im imprägnierten Harz enthalten war, ist in der Tabelle 11 angegeben.
Es wurden aufschäumbare Harzzusammensetzungen hergestellt, indem man jeweils 100 Teile des oben hergestellten 35 mit dem Schäumungsmittel hergestellten Harzes mit Tale als Keimbildungsmittel, Celmic 133 als zersetzbaren Schäumungsmittel und dem Copolymerharz S-l auf Stryrolbasis als Schaumkonditionierungsmittel jeweils in den in der Tabelle 11 angegebenen Mengen miteinander vermischte, und die 40 Harzzusammensetzung wurde zu geschäumten Formkörpern in der gleichen Weise verarbeitet, wie im vorangehenden Beispiel. Die Schüttdichte der so erhaltenen Formkörper ist in der Tabelle 11 angegeben. Die geschäumten Formkörper der Experimente Nr. 141 und 142 zeigten eine deutliche Schrump-4s fung nach der Formgebung.
Tabellen
Experiment Nr.
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
verflüchtigbares
PR
BU
PE
TCFM
TCFM
TCFM
TCFM
TCFE
ISO
TCFM
Schäumungsmittel (g)
(300)
(300)
(300)
(300)
(30)
(100)
(200)
(200)
(8.4)
(30)
+
+
+
BU
BU
BU
(30)
(100)
(400)
Imprägnation mit
Schäumungsmittel,
Gew.-%
6.5
7.5
8.4
15.6
3.5
8.9
14.0
11.0
8.4
1.5
Tale, Teile
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
1.0
1.0
1.0
Celmic 133, Teile
0
0
1.0
1.0
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0
Harz (S-l) auf
Styrolbasis, Teile
5
5
5
5
5
5
5
0
0
0
Schüttdichte des
geschäumten Formkör
pers, g/ml
0.075
0.064
0.084
0.052
0.088
0.068
0.041
0.79
0.94
0.77
642 985
18
Beispiel 12 rungsmittel in den in der Tabelle 12 angegebenen Mengen
(Experimente Nr. 144 bis Nr. 150) miteinander vermischte, und es wurden die Harzzusammen-
In einen Autoklaven aus rostfreiem Stahl mit einem Fas- Setzungen zu geschäumten Formkörpern in Form von Tafeln sungsvermögen von 100 Litern, der mit einem Rührwerk aus- verarbeitet, indem man Extrusionsformung anwandte, unter gerüstet war, wurden 30 kg eines Copolymerharzes, beste- s Verwendung eines Extruders, der mit den gleichen Betriebs-
hend aus 90 Gew.-% Vinylchlorid und 10 Gew.-% Vinylace- bedingungen arbeitete, wie in Beispiel 8.
tat mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von Die so erhaltenen geschäumten Formkörper wurden be-
1050 und einem Porenvolumen von 0.023 ml/g, 50 kg gerei- züglich der Schüttdichte, der Zellstruktur, der Kompressions-
nigtes Wasser, 15 g teilweise verseifter Poly vinylalkohol und festigkeit und der Biegefestigkeit beurteilt und man erhielt die
6 kg Trichlorfluormethan und weitere 3 kg Butan, unter loResultate, wie sie in der Tabelle 12 zusammengestellt sind. In
Druck eingefüllt und anschliessend wurde bei 70 °C während den Experimenten 149 und 150 wurde eine vorzeitige Auf-
8 Stunden gerührt, um das Harz mit Trichlorfluormethan schäumung der Harzzusammensetzung festgestellt, während und Butan als verflüchtigbaren Schäumungsmitteln zu imprä- diese sich noch in der Düse befand, was zu gebrochenen gnieren. Nach Abschluss der Imprägnation, abkühlen auf Schäumen führte, welche deutliche Schrumpfung der
Zimmertemperatur und entfernen der überschüssigen Schäu- 15 Schaumstofformkörper nach der Formgebung zeigten,
mungsmittel wurde das Harz entwässert, indem man abzen- Copolymerharze auf Styrolbasis:
trifugierte und man trocknete unter einem Luftstrom bei 40 S-2: ein Copolymerharz bestehend aus 70 Gew.-% Styrol bis 50 °C. Die Gesamtmenge des Schäumungsmittels im im- und 30 Gew.-% Acrylnitril mit einer Grundviskosität von prägnierten Harz, das so hergestellt wurde, betrug 12.0 2,0 dl/g bei 25 °C.
Gew.-%. 20 S-3: ein Copolymerharz bestehend aus 70 Gew.-% Styrol
Es wurden aufschäumbare Harzzusammensetzungen her- und 30 Gew.- % Acrylnitril mit einer Grundviskosität von gestellt, indem man jeweils 100 Teile des oben erhaltenen Co- 4,0 dl/g bei 25 °C.
polymerharzes, das mit Schäumungsmittel imprägniert war, 2 S-4: ein Copolymerharz bestehend aus 70 Gew.-% Styrol
Teile eines zinnenthaltenden Stabilisationsmittels, ein Teil und 30 Gew.-% Acrylnitril mit einer Grundviskosität von
Calciumstearat, ein Teil Tale als Keimbildungsmittel, 0.5 2510,0 dl/g bei 25 °C.
Teile Celmic 133 als zersetzbares Schäumungsmittel und ei- S-5: ein Copolymerharz bestehend aus 75 Gew.-% Styrol nen Teil Copolymerharze S-2 bis S-5 auf Styrolbasis, wie sie und 25 Gew.-% Acrylnitril mit einer Grundviskosität von weiter unten näher beschrieben sind als Schaumkonditionie- 14,6 dl/g bei 25 °C.
Tabelle 12
Experiment Nr.
144
145
146
147
148
149
150
Harz auf Styrol
S-3
S-4
S-4
S-4
S-5
S-2
S-4
basis (Teile)
(8.0)
(2.0)
(5.0)
(25.0)
(5.0)
(5.0)
(0.3)
Eigen
Schüttdichte
schaften g/ml
0.045
0.059
0.044
0.053
0.042
0.16
0.19
des ge
Zell
schäumten struktur
A
A
A
A
A
C
C
Formkörpers
Kompressions
festigkeit
kg/cm2
2.9
3.9
2.9
3.3
2.6
22.4
28.4
Biegefestig
keit
kg/cm2
7.4
10.3
7.3
8.6
6.6
31.6
12.4
Wie aus den in der Tabelle 12 angegebenen Resultaten er- sationsgrad und Porenvolumen, die in der Tabelle angegeben sichtlich ist, ergeben Copolymerharze auf Styrolbasis mit ei- sind, 5 kg gereinigtes Wasser, 1,5 g eines teilweise verseiften ner grösseren Grundviskosität als Schaumkonditionierungs- Polyvinylalkohols und 600 g Trichlorfluormethan ange-
mittel die Vorteile der verbesserten Gasrückhaltung bzw. 50 bracht und schliesslich wurden 200 g Butan unter Druck ein-
Schaumbildung, Stabilisation des Schaumes und verminder- geführt und anschliessend wurde bei 70 °C während 8 Stun-
ter Schrumpfung selbst dann, wenn die Menge des Harzes, die den gerührt, um das Harz mit Trichlorfluormethan und Bu-
hinzugemischt wird, relativ klein ist, während die Anwen- tan als verflüchtigbare Schäumungsmittel zu imprägnieren,
dung eines Harzes mit einer kleineren Grundviskosität zu ge- Nach Abschluss der Imprägnation, Abkühlung auf Zimmer-
brochenen Schäumen und zu verstärkter Schrumpfung nach 55 temperatur und Abziehung der überschüssigen Schäumungs-
der Formgebung führt, wodurch man eine gröbere Zellstruk- mittel, wurde das Harz durch Filtration entwässert und man tur erhält und insbesondere, wenn die Menge der Zugabe trocknete unter einem Luftstrom bei 50 °C während 5 Stun-
nicht ausreichend ist. den. Die Gesamtmenge der Schäumungsmittel in den imprägnierten Harzen war wie sie in der Tabelle 13 angegeben ist.
Beispiel 13 60 Es wurden aufschäumbare Harzzusammensetzungen her-
(Experimente Nr. 151 bis 156) gestellt, indem man jeweils 100 Teile des oben erhaltenen mit
In einen Autoklaven aus rostfreiem Stahl, mit einem Fas- verflüchtigenden Schäumungsmitteln imprägnierten Harzes,
sungsvermögen von 10 Litern, der mit einem Rührwerk aus- 2 Teile eines Zinn enthaltenden Stabilisierungsmittels, einen gerüstet war, wurden 3 kg homopolymeres Polyvinylchlorid- Teil Calziumstearat, einen Teil Tale als Keimbildungsmittel,
harz oder ein Copolymerharz aus Vinylchlorid und Vinylace- 65 0,5 Teile Celmic 133 als zersetzbares Schäumungsmittel und tat, wobei der Gehalt an Vinylacetat in der Tabelle 13 weiter ein Harz auf Styrolbasis der Art, wie in der Tabelle angege-
unten angegeben ist, mit einem durchschnittlichen Polymeri- ben, als Schaumkonditionierungsmittel in einer Menge wie sie
19
642 985
ebenfalls in der Tabelle angegeben ist, miteinander ver- mit einer einheitlichen Zellstruktur kann erhalten werden,
mischte, und die Harzzusammensetzungen wurden durch Ex- selbst mit Harzen auf Vinylchloridbasis ohne dass Vinylace-
trusionsformung zu geschäumten Formkörpern in der glei- tat anwesend ist oder selbst mit einem nur geringen Vinylace-
chen Weise wie in Beispiel 10 verarbeitet. Die Schüttdichte tatgehalt, was aber andererseits eine relativ hohe Herstel-
und der Zustand der Zellstruktur dieser geschäumten Form- s lungstemperatur bedingt, und eine geeignete Auswahl des körper sind in der Tabelle 13 angegeben. Die geschäumten Schaumkonditionierungsmittels.
Formkörper im Experiment 155 zeigten Schrumpfung nach Auf der anderen Seite kann ein Copolymerharz, welches der Formgebung in einem gewissen Ausmass und eine deut- nur einen niedrigen Polymerisationsgrad aufweist, einen ge-
liche Brüchigkeit der Schäume traf auf im Experiment Nr. schäumten Formkörper von hoher Aufschäumung geben,
156, wodurch Schrumpfung der geschäumten Formkörper io selbst wenn ein Harz auf Styrolbasis als Schaumkonditionie-
nach der Formung in einem grossen Ausmass auftrat. rungsmittel angewandt wird, welches eine relativ geringe
Wie es aus den in der Tabelle 13 dargestellten Resultaten Grundviskosität aufweist, und wenn der Gehalt an Vinylace-
ersichtlich ist, sollte das Harz auf Styrolbasis als Schaumkon- tat im Copolymerharz gross ist, aber es kann ein geschäumter ditionierungsmittel erwünschterweise eine höhere Grundvis- Formkörper mit einem hohen Aufschäumungsverhältnis nur kosität aufweisen, wenn das auf Vinylchlorid basierende Harz 15 mit Schwierigkeiten erhalten werden, wenn man ein Copoly-
einen relativ hohen Polymerisationsgrad aufweist. Ein ge- merharz anwendet, bei welchem der Vinylacetatgehalt niedrig schäumter Formkörper mit hohem Aufschäumungsgrad und ist.
Tabelle 13
Experiment Nr.
151
152
153
154
155
156
PVC
Gehalt an
Harz
Vinylacetat,
Gew.-%
5
10
0
10
10
0
P
700
1500
750
800
1500
850
Vp, ml/g
0.021
0.033
0.037
0.021
0.033
0.03Ì
Imprägnation mit
Schäumungsmittel,
Gew.-%
11.5
10.5
10.1
11.5
10.5
10.0
Harz auf Styrol
S-5
S-5
S-5
S-3
S-3
S-2
basis (Teile)
(6)
(10)
(10)
(10)
(10)
(10)
Geschäum
Schüttdichte,
ter Form g/ml
0.043
0.059
0.055
0.050
0.073
0.15
körper
Zellstruktur
A
A
A
A
A
C
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |