CZ2001480A3

CZ2001480A3 - Pěny vyráběné ze směsí syndiotaktických polypropylenů a termoplastických polymerů

Info

Publication number: CZ2001480A3
Application number: CZ2001480A
Authority: CZ
Inventors: Chung Poo Park
Original assignee: The Dow Chemical Company
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2001-10-17
Also published as: CN1315982A; WO2000012594A1; BR9913436A; HUP0103328A3; EP1115778A1; CA2339107A1; JP2002523587A; AU5584799A; NO20011001D0; NO20011001L; AU758494B2; KR20010074903A; TR200100608T2; ZA200100802B; RU2232781C2; HUP0103328A2; IL141266A0

Description

(57) Anotace:

Směsná polymerni pěna složená z a) 0,1 až 60 % hmotn. syndiotaktického polypropylenu a b) 40 až 99,9 % hmotn. termoplastické polymerni pryskyřice převoditelné na pěnu. Směsné pěny lze, na rozdíl od pěn složených pouze z některých jednotlivých složek, vytvářet extrusním způsobem, směsná polymerni pěna může mít formu například plátu, tabule koagulovaných vláken pěny nebo zrnek.

CZ 2001 - 480 A3

Pěny vyráběné ze směsí syndiotaktických polypropylenů a termoplastických polymerů oblast techniky

Tento vynález se týká obecně pěn a konkrétněji pěn vyráběných ze směsi syndiotaktických polypropylenů a pěni telných termoplastických polymernich pryskyřic.

Dosavadní stav techniky

Pěnové materiály se používají v řadě aplikací, včetně tepelné isolace, balení a vytváření tvarovaných výrobků jako jsou pohárky a tácky, v závislosti na konečném použití pěny je žádoucí, aby pěna vykazovala konkrétní vlastnosti nebo kombinace vlastností. Při použiti jako isolačniho materiálu nebo jako polštářkového balícího materiálu je například žádoucí expanse pěny k nízkým hustotám.

v řadě aplikaci, včetně isolace v prostředí o vysoké teplotě, jsou navíc žádoucí pěny mající vysokou teplotu distorse. v závislostí na konkrétním použití takovýchto isolačních pěn je rovněž žádoucí, aby kromě vysoké teploty distorse byly takovéto pěnové materiály ohebné. stupeň ohebnosti a požadavky na tepelnou distorsi kolísají v závislosti na konečném využití isolační pěny. Pro použití v automobilech nebo k isolaci potrubí s horkou vodou jsou například požadovány ohebné pěny mající teplotu tepelné distorse vyšší než 90 °c nebo v některých případech vyšší než 110 °C až 120 °C. Pro soulad s Dodatkem A testu Underwriters Laboratory Test UL 1191 musí navíc pěny používané v osobních flotačních zařízeních vydržet teplotu 60 °C po delší časová období přičemž ještě musí být velice měkké a ohebné.

Je však obtížné dosáhnout vlastností ohebností (tj.

nízkého modulu elasticity) a vysoké teploty tepelné distorse u téže pěny. Typicky jsou jak ohebnost daného polymeru (tj.

modul elasticity), tak teplota distorse přímo úměrné teplotě tání daného polymeru. Jinými slovy: Polymer mající nízký modul elasticity (t j. vysokou ohebnost) typicky vyžaduje aby polymer měl nižší teplotu táni, zatímco polymer mající vysokou teplotu distorse typicky vyžaduje, aby polymer měl vyšší teplotu tání. Navíc: i když vlastnosti ohebnosti a vysoké teploty tepelné distorse se najdou u stejného polymeru nebo směsi polymerů, daný polymer nebo směs polymerů nemusí být zpracovatelné na pěnu nebo zpracovatelné na pěnu pomocí pohodlných postupů jako je extrušní postup, větvené polyolefinové polymery připravené radikálový postupem bez vysokého tlaku jsou pění tel né na ohebné pěny pomocí extruse, ale daná pěna postrádá pro některé aplikace teplotní odolnost. Příklady větvených polyolefi nových polymerů zahrnují polyethylenový homopolymer o nízké hustotě, mající hustotu v rozmezí 0,915 g/cm² až 0,32 g/cm² a kopolymery ethylenu s vinylovým esterem jako je vinyl acetát a methyl akrylát. Lineární polyolefinové homopolymery připravované katalytickým postupem (například za použití zíeglerova Nattova katalyzátoru nebo metalocenového katalyzátoru), jako je polyethylen o vysoké hustotě nebo isotaktický polypropylenový polymer (ípp), mají relativně vysokou teplotu tepelné distorse, ale je obtížné převádět je na pěnu extrusí. Navíc pěny z takovéhoto tvrdého homopolymeru postrádají ohebnost. Katalytickým postupem lze vyrobit méně tvrdé lineární kopolymery, ale polymer trpí postrádáním schopnosti převodu do pěny stejně jako homopolymery. Teplota použitelnosti polyolefi nových polymerních pěn může být zvýšena křížovým provázáním. Například: Křížově provázaná pěna připravená z polyethylenové pryskyřice o nízké hustotě může být použita za teploty vyšší než u neprovázané pěny, ale teplota použitelnosti, jež je nižší než 100 °C, není dostatečně vysoká pro některé aplikace. Navíc je křížově provázaná pěna nákladná pro výrobu a není recyklovatelná.

Pěny připravené ze směsi vysoko tajících polyolefi nových pryskyřic (například polyethylenu o vysoké hustotě a ípp) a polyethylenu o nízké hustotě (ldpe) je obtížné expandovat extrusnímí postupy na pěnu o nízké hustotě, protože pěnová expanse se spoléhá na mrznoucí přechod vysoko tající pryskyřice, jež má nízkou schopnost přechodu do pěny. Když se

- 3 použije přístup křížového provazování, způsobuje takováto pěna potíže jiného typu, u tohoto postupu je pěnitelný prostředek extrudován na plát za nízké teploty, přičemž nafukující činidlo a křížově provazující činidlo zůstávají v podstatě neaktivované. Potřebná teplota zpracování pro vysoko tající lineární polyolefin často přesahuje tolerovatelnou teplotu pro nafukující činidlo a křížově provazující činidlo a může je předčasně aktivovat.

v závislosti na konkrétním konečném použití však není vždy žádoucí, aby ísolační pěna byla ohebná, žádoucí jsou rovněž tuhé pěny mající vysoké teploty distorse. Tuhé ísolační pěny jsou často připravovány z alkyl aromatických polymerů, jako je polystyren, jež jsou z environmentálních důvodů stále ve větší míře expandovány oxidem uhličitým. Pěny o nízké hustotě, jako polystyren, expandované oxidem uhličitým, však vykazují malou velikost buněk.

Aby však bylo možno tuhou pěnu snadno vytvářet vhodným extrusním postupem a snadno zpracovávat je potřebné, aby pěna měla zvětšený rozměr buněk. Pěna s malým rozměrem buněk se nejen obtížně extruduje na větší průměry, ale i obtížně zpracovává (například v krájení a řezání na konečné tvary). Pro snadné zpracování je žádoucí aby pěna měla rozměr buněk větší než 0,4 mm.

Existují různé snahy o výrobu alkyl aromatických pěn majících zvětšený rozměr buněk pomocí vnesení různých přídavných činidel, jež zvětšují rozměr buněk (víz například U.S. patenty č. 4 229 396 a 5 489 407). Typická přídavná činidla zvětšující buňky se však obtížně přivádějí do extruderu a mají tendenci ovlivňovat teplotu tepelné distorse pěnového produktu.

Navíc k ísolačním pěnám majícím vysokou teplotu distorse a jež jsou buď 1) ohebné nebo 2) tuhé, pro konečná použití vyžadující tlumení hluku nebo vibrací, jakož i pro polštářky k balení, jsou žádoucí ohebné pěny vyrobené z termoplastických polymerů majících T_g nad 0 °C. Když se použijí pro balící polštářky nebo tlumení vibrací, ohebná pěna chrání předmět absorpcí jak v plynné, tak v polymerní fází, žádoucí je pěna mající stěny buněk, které nevratně převádějí dísípáci vibrační •··· ··· «· • · · · · · • · · · · · · • · · ······· · energii na teplo. Polymerní pryskyřice převádí di sípáci mechanickou energii nejúčinněji při teplotě přeměny pryskyřice na sklo (T_g) (viz například Properties of Polymers, třetí vydání, kapitola 14 „Akustické vlastnosti“, ed. D. w. van Krevelen, Elsevier, Amsterdam-London-New York-Tokyo, 1990). Konvenčni polyolefinová pryskyřice, jako je polyethylen a polypropylen, jsou většinou ohebné, ale mají relativně nízkou T_g, pod 0 °C, a nejsou proto užitečné pro konečná použití v polštářkovém balení nebo tlumení vibraci.

Proto v oboru přetrvává potřeba 1) ohebných pěn majících vysokou teplotu tepelné distorse; 2) tuhých alkyl aromatických pěn majících vysokou teplotu tepelné distorse a zvětšený rozměr buněk, jež by se snadno vyráběly a u nichž by byla stabilní tepelná distorse; a 3) ohebných termoplastických pěn vyrobených z termoplastických polymerů majících T_g nad 0 °c.

Podstata vynálezu

Tento vynález reflektuje uvedené potřeby, vynález takto poskytuje polymerní pěny připravené ze směsi pryskyřic syndiotaktického polypropylenu (sPP) a pěni telného termoplastického polymeru.

Tedy: v prvním provedení vynálezu jsou poskytovány polymerní pěny připravované ze směsi sPP pryskyřice a pryskyřice ohebného termoplastického polymeru, jež jsou ohebné a mají vysokou teplotu distorse. Polymerní pěny podle prvního provedení vynálezu jsou užitečné jako isolační pěny v prostředích o vysokých teplotách, kde je žádoucí ohebná pěna, jako je v některých použitích u automobilů a při isolaci trubek s horkou vodu. Navíc, protože sPP má T_g o 4 °C, polymerní pěny podle prvního provedení vynálezu jsou rovněž vhodné jako balicí polštářky nebo pro výrobky k tlumení hluku nebo vibrací.

Typické směsné polymerní pěny podle prvního provedení vynálezu jsou jak následuje:

Směsná polymerní pěna obsahující a) od 0,1 procenta do procent hmotnosti spp pryskyřice a b) od 40 procent do

99,9 procent hmotnosti pryskyřice ohebného termoplastického polymeru a směsná polymemí pěna obsahující a) od 30 procenta do 50 procent hmotnosti spp pryskyřice a b) od 50 procent do 70 procent hmotnosti pryskyřice ohebného termoplastického polymeru.

v druhém provedení jsou poskytovány polymerni pěny připravované ze směsi spp pryskyřice a pryskyřice tuhého termoplastického polymeru, jež jsou tuhé, mají vysokou teplotu distorse a mají zvětšený rozměr buněk. Přídavné činidlo pryskyřice spp, jež zvětšuje rozměr buněk tuhé pěny termoplastického polymeru, se snadno přivádí do extruderu a neovlivňuje teplotu tepelné distorse pěny.

Typické směsné polymerni pěny podle druhého provedení vynálezu jsou jak následuje:

směsná polymerni pěna obsahující a) od 0,1 procenta do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice a b) od 40 procent do 99,9 procenta hmotnosti pryskyřice tuhého termoplastického polymeru a směsná polymerni pěna obsahující a) od 0,2 procenta do 5 procent hmotnosti sPP pryskyřice a b) od 95 procent do 99,8 procenta hmotnosti pryskyřice tuhého termoplastického polymeru.

Obr. 1 ukazuje diferenciální skenovaci kalorimetrický termogram pěny podle vynálezu jak byla extrudována.

Obr. 2 ukazuje diferenciální skenovaci kalorimetrický termogram pěny podle vynálezu po zrání při 120 °C.

Tento vynález poskytuje polymerni pěny připravované ze směsi spp pryskyřice a pryskyřice pěni tel něho termoplastického polymeru. Pěny ze směsi polymerů podle vynálezu vykazují kombinaci žádoucích vlastností, již bylo předtím obtížné, ne-li nemožné, dosáhnout.

Například: První provedení vynálezu poskytuje polymerni pěny připravované ze směsi spp pryskyřice a pryskyřice ohebného termoplastického polymeru, kteréžto pěny jsou ohebné a mají vysokou teplotu distorse. Pěny ze směsi polymerů podle prvního provedení vynálezu jsou užitečné jako isolační pěny v prostředích o vysokých teplotách, kde je žádoucí ohebná

pěna, jako je v některých použitích u automobilů a při isolaci trubek s horkou vodu. Ohebné isolační pěny podle prvního provedení vynálezu vykazují vyšší rozměrovou stabilitu než pěny připravené pouze z pryskyřice ohebného termoplastického polymeru samotného. Jak se uvádí shora, ohebné pěny mající vysokou teplotu tepelné distorse jsou připravovány s použitím pryskyřice termoplastického polymeru jako pryskyřice pěnitelného termoplastického polymeru v dané směsi, i když se nechceme vázat na žádnou zvláštní teorii, má se za to, že přidání sPP pryskyřice poskytuje směsné pěně vysokou teplotu tepelné distorse přičemž vede jen k malému poškozování expanse do pěny, za což vděčí pomalé rychlosti krystalizace dané pryskyřice. Pomalá rychlost krystalizace spp, jež přináší problém časově dlouhého cyklu při injekčním lití, je výhodně využita při přípravě pěn podle vynálezu. Pro pomalou rychlost krystalizace spp nekrystalizuje při teplotě zpěňování pryskyřice ohebného termoplastického polymeru, ale krystalizuje při pokojové teplotě nebo v průběhu sekundárního zahřívání po tom, co je pěna podle prvního provedení vynálezu připravena z dané směsi a stabilizována. Jakmile zkrystalizuje, složka spp pryskyřice poskytuje směsné pěně poměrně vysokou teplotu distorse díky své vysoké teplotě tání krystalů, tj. 130 °C. Tento fenomén je předveden pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie, jak je ukázáno v Obr. 1 a Obr. 2. Obrázek 1 ukazuje diferenciální skenovací kalorimetrický termogram pěny podle vynálezu, připravené z 50/50 (podle hmotnosti) směsi LDPE pryskyřice a spp pryskyřice, jak byla extrudována, vykazující endotermitu při přibližně 113 °c, a žádnou endotermitu při přibližně 130 °c, teplotě tání krystalů spp. Obrázek 2 ukazuje diferenciální skenovací kalorimetrický termogram pěny z obrázku 1 po jejím zrání při přibližně 120 °C po 5 dnů, vykazující endotermitu při přibližně 113 °C, a endotermitu při přibližně 130 °c, teplotě tání krystalů spp. Diferenciální skenovací kalorimetrické termogramy ukázané v obr. 1 a Obr. 2 dokládají, že ldpe pryskyřice a spp pryskyřice nejsou mísitelné a že fáze spp pryskyřice ve směsi podléhá krystalizaci při zahřívání na přibližně 120 °C.

•·♦· 9· « 9 9

9 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9

999 9999999 9

Navíc: složka pryskyřice spp ve směsi nezkrystalizuje plně v průběhu zráni pěny při pokojové teplotě, ale je pozorována další krystal izace následně po zahřátí. Tato sekundární krystal izace může být prospěšně využita při tepelném tvarování pěnového výrobku v tom, že sPP molekuly v amorfním stavu umožňují deformaci pěnového plátu tak, aby se přizpůsobil tvaru, ale podléhají další krystal izaci v průběhu tepelného tvarováni, čímž pomáhají vytvoření tepelně tvarovaného předmětu. Navíc pryskyřice sPP také zesiluje rozměrovou stabilitu ohebné pěny. Například: U pěny podle vynálezu, připravené ze směsi ldpe pryskyřice a spp pryskyřice, expandované isobutanem bylo nalezeno, že je rozměrově stabilnější než pěna ldpe pryskyřice expandovaná isobutanem. Tato zvýšená rozměrová stabilita je překvapující vzhledem ke skutečnosti, že přinejmenším u jedné spp pryskyřice se uvádí, že má nízkou krystal ičnost, kolem 30 procent, (viz Wheat, w. R., „Rheological Explanation for Syndiotactic Polypropylene Behaviors“, přepřint ANTEC 95) a poměrně vysokou propustnost pro plyny a páry (viz Schardl, J. et al. „Syndiotactic Polypropylene overview Clear impact Polymer“, preprint ANTEC 95).

Navíc jsou ohebné, isolující polymerní pěny podle prvního provedení vynálezu rovněž vhodné pro polštářkové balení nebo jako výrobky pro tlumení hluku nebo vibrací. Pryskyřice spp mají T_g hodnoty 4 - 6 °C a mohou být tedy účinné při disípáci mechanické energie na teplo. Pryskyřice spp však samotná není snadno převeditelná na pěnu extrusním postupem. Naproti tomu směsi spp pryskyřice a pryskyřice ohebného termoplastického polymeru podle prvního provedení vynálezu jsou nejen převoditelné na pěnu, ale výsledné pěny mají rovněž vlastnosti jednotlivých pryskyřičných složek. Proto lze u pěn připravených z takovéto směsi němísitelných polymerů očekávat, že budou zahrnovat rozdílné hodnoty T_g a s prospěšnými příspěvky k tlumení hluku a vibrací v širokém rozsahu kmitočtů a teplot.

Druhé provedení vynálezu poskytuje polymerní pěny připravované ze směsi spp pryskyřice a pryskyřice tuhého termoplastického polymeru, kteréžto pěny jsou tuhé, mají vysokou teplotu distorse a mají zvětšený rozměr buněk. Pěny ze směsi polymerů podle druhého provedení vynálezu jsou vhodné jako isolační pěny v aplikacích, jež vyžadují, aby pěna byla zpracovávána. Přídavek spp pryskyřice, jenž zvětšuje rozměr buněk pěn tuhých termoplastických polymerů, se snadno přivádí do extruderu a neovlivňuje teplotu teplotní distorse pěny, vzhledem k tomu, že u polypropylenových pryskyřic není známo, že by byly kompatibilní s alespoň jednou pryskyřicí tuhého termoplastického polymeru, jako je polystyren, (viz například U.S. patent č. 4 386 187, příklady 18 a 22, a U.S. patent č.

460 818, příklad 3), a nekompatibilních polymerů kompatibilízačního činidla

020 025), je skutečnost, k polystyrénové pryskyřici pryskyřice, ale napomáhá jí, ve všech provedeních že expanse do pěny je u směsi často obtížná bez přidání (viz například U.S. patent č. že přídavek ax spp pryskyřice nenarušuje expansi polystyrénové poněkud překvapivá.

vynálezu jsou spp pryskyřice a zpěnitelná pryskyřice termoplastického polymeru smíchávány dohromady v hmotnostních poměrech od 0,1 : 99,9 po 60 : 40. v prvním provedení, kde zpění telnou pryskyřicí termoplastického polymeru je ohebná pryskyřice termoplastického polymeru, jsou výhodné poměry spp k ohebné pryskyřici termoplastického polymeru od 10 : 90 po 50 : 50, přičemž poměry od 30 : 70 po 50 : 50 jsou obzvláště výhodné, v druhém provedení, kde zpění telnou pryskyřicí termoplastického polymeru je tuhá pryskyřice termoplastického polymeru, jsou výhodné poměry spp k tuhé pryskyřici termoplastického polymeru od 0,1 : 99,9 po 5 : 95.

spp pryskyřice vhodné pro použití v kterémkoli provedení vynálezu zahrnují všechny v podstatě syndiotaktícké homopolymery propylenu a kopolymery propylenu s polymerizovatelnými monomery. Typické příklady zahrnují homopolymery propylenu, kopolymery propylenu s ethylenem, kopolymery propylenu s 1-butenem, přičemž výhodné jsou ty homopolymery a kopolymery, jež mají rychlost toku taveniny od

0.05 dg/min do 50 dg/min, a přičemž obzvláště výhodné jsou ty homopolymery a kopolymery, jež mají rychlost toku taveniny od 0.1 dg/min do 10 dg/min. Rovněž výhodné jsou spp pryskyřice, • 4 9 · 4 · 4 · · 4 · · ·

4 4 ·· · ·

999 9 9999 9 9 · jež mají syndiotaktícítu větší než 75 procent. Příkladem vhodné spp pryskyřice je spp pryskyřice mající index taveniny 2 dg/min (stanovený pomocí ASTM D-1238 pří 230 °C/2,16 kg), hustotu 0,88 g/cm³, a teplotu tání 130 °C. Příklady takovýchto pryskyřic jsou pryskyřice stupně EOD-96-28 a EOD-96-07 syndiotaktické formy kopolymerního polypropylenu, dostupné od Fina Oil and Chemical company.

Termoplastické pryskyřice vhodné pro použití v tomto vynálezu zahrnují všechny typy termoplastických polymerů, jež jsou převoditelné na pěnu extrusnimi způsoby. Příklady pryskyřic ohebných termoplastických polymerů vhodných pro použití v prvním provedení vynálezu zahrnují, ale bez omezení, ohebné polyolefinové pryskyřice, jako jsou LDPE pryskyřice, pryskyřice kopolymerů ethylen/vinylacetát, a ípp, přičemž výhodné jsou pryskyřice mající index taveniny od 0,1 dg/min do 20 dg/min, a obzvláště výhodné jsou pryskyřice mající index taveniny od 0,2 dg/min do 10 dg/min. Když je pryskyřicí ohebného termoplastického polymeru kopolymer ethyl en/vinylacetát, jsou navíc výhodné pryskyřice mající obsah ethylen/vinylacetátu od 5 procent do 30 procent a obzvláště výhodné jsou pryskyřice mající obsah ethylen/vinylacetátu od 8 procent do 20 procent. Dále: Když je pryskyřicí ohebného termoplastického polymeru ípp, výhodné jsou pryskyřice mající při aplikaci na postup extruse tan delta menši než 1,5, a obzvláště výhodné jsou ty, jež mají tan delta menší než 1,2 (tan delta je poměr modulu ztráty k modulu zachování stanovený s použitím vzorku o tloušťce 2,5 mm a průměru 25 mm při 190 °C a oscilační rychlosti 1 radian/sekundu, jak je ukázáno v U.S. patentu č. 5 527 573). Příkladem vhodné pryskyřice kopolymerů ethylen/vinylacetát je pryskyřice značky ELVAX 460, dostupná od Du Pont-Dow lne. Příkladem vhodné pryskyřice ÍPP je ípp pryskyřice kvality PRO-FAX PF-814 o vysoké pevnosti taveniny, dostupná od Montell Polyolefins Co. nv. Příklady pryskyřic tuhých termoplastických polymerů vhodných pro použití v druhém provedeni vynálezu jsou alkyl aromatické pryskyřice, jako jsou polystyrénové pryskyřice. Příkladem polystyrénové pryskyřice vhodné pro • ···· ·· ♦ ·· ·· 9 · · · 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9999999 9

- 10 použití v druhém provedení vynálezu je polystyren mající průměrnou molekulovou hmotnost menší než 240 000.

Do směsi převoditelné na pěnu může případně přidáno nukleační činidlo. Množství nukleačního činidla použitého k přípravě pěn podle vynálezu bude kolísat podle žádoucí velikosti buněk, zpěňovací teploty a složení nukleačního činidla. užitečná nukleační činidla zahrnují uhličitan vápenatý, stearát vápenatý, talek, hlinku, oxid ti taní čitý, křemelinu, stearát barnatý, diatomové zeminy, směsi kyseliny citrónové a hydrogenuhli či tanu sodného. Při použití může množství nukleačního činidla kolísat mezi 0.01 díly až 5 díly na sto dílů hmotnosti směsi pryskyřic polymerů (pph). Nafukující činidla vhodná pro výrobu pěn zahrnují všechny typy nafukujících činidel, známé v oboru: Fyzikální a chemická nafukující činidla a jejich směsi, včetně anorganických nafukujících činidel, organických nafukujících činidel, a chemických nafukujících činidel. vhodnými anorganickými nafukujícími činidly jsou oxid uhličitý, dusík, argon, voda, vzduch a helium, methan, ethan, propan, n-butan, isobutan, npentan, a isopentan, neopentan. Alifatické alkoholy zahrnují methanol, ethanol, n-propanol, a isopropanol. Plně nebo částečně halogenované aliphatic uhlovodíky zahrnují chlor váné, fluor váné a chlor fluor váné uhlovodíky, chlorované uhlovodíky pro použití ve vynálezu zahrnují methychlorid, methylenchlorid, ethyl chlorid a 1,1,1-trichlorethan. Fluorované uhlovodíky pro použití ve vynálezu zahrnují methyl fluorid, methyl enfluorid, ethyl fluorid, 1,1difluorethan (HFC-152a), 1,1,1-trifluorethan (HGC-143a),

1.1.1.2- tetrafluorethan (HFC-134a), 1,1,2,2-tetrafluorethan (hfc-134), pentafluorethan, perfluorethan, 2,2-difluorpropan, 1,1,1-trifiuoropropan, a 1,1,1, 3,3-pentaftuoropropan. částečně hydrogenované chlorfluoruhlovodíky pro použití v tomto vynálezu zahrnují chlordifluormethan (HCFC-22), 1,1-dichlor-lfluor-ethan (hcfc-141 b), l-chlor-l,l-difluor-ethan (HCFC142b), 1,l-dichlor-2,2,2-trifluorethan (HCFC-123), a 1-chlor-

1.2.2.2- tetrafluorethan (hcfc-124). Plně halogenované chlorfluoruhlovodíky lze ve vynálezu rovněž používat, ale nejsou výhodné z environmentálních důvodů. Chemická nafukující

- 11 ···· »9 <* ** • · · · 99 • 9 9 9 9 99

999 · ·»·· · ·* činidla pro použiti ve vynálezu zahrnují azodikarbonamid, azodiisobutyronitril, benzenesulfonhydrazid, 4,4-oxybenzen sulfonyl-semikarbazid, p-toluensulfonyl semikarbazid, n,n'dimethyl-N,N'dinitrosoterefthalamid, a trihydrazin triazin, hydrogenuhličitan sodný a směsi hydrogenuhličitanu sodného a kyseliny citrónové, v rámci vynálezu jsou uvažovány rovněž směsi všech těchto nafukujících činidel. Typ nejvhodnějšího nafukujícího činidla závisí na postupu používaném k výrobě pěnové hmoty a na žádoucí hustotě pěny. Nafukující činidla výhodná pro extrusní postup a pro vsádkovou výrobu tavitelných zrnek jsou fyzikální nafukující činidla, přičemž výhodnější jsou organická těkavá nafukující činidla. Nafukující činidla výhodná pro výroby křížově provázaných pěn jsou rozložitelná nafukující činidla a dusík.

Množství nafukujícího činidla zahrnutého do polymerního roztaveného materiálu pro vnik pěnotvorného gelu je od 0,1 do 5, výhodně 0,4 až 4, a nejvýhodněji od 0,9 do 3 grammolu na kilogram polymeru.

Pěny podle vynálezu případně dále obsahují pro zvýšení isolačni schopnosti infračervený absorbér (blokátor přenosu), jako je uhlíková čerň, grafit a oxid ti táni čitý. Pokud se použije, obsah infračerveného absorbéru může být mezi 1,0 až 25 hmotnostními procenty, výhodně mezi 4,0 až 10,0 hmotnostními procenty, bráno na hmotnost polymerni směsi v pěně. Uhlíková čerň může být kteréhokoli typu známého v oboru, jako jsou saze, termální čerň, acetylénová čerň a a kanálová čerň, výhodná uhlíková čerň je termální čerň, výhodná termální čerň má průměrnou velikost částic 150 nanometrů nebo větší.

Je výhodné, když pěny podle vynálezu vykazují rozměrovou stabilitu, i když spp pryskyřice působí sama jako udržovací činidlo, v některých případech je žádoucí zahrnout další stabilitu udržující činidlo k dalšímu zvýšeni rozměrové stability pěn podle vynálezu. Například: Stabilitu udržující činidlo navíc k pryskyřici spp může být žádoucí když se pryskyřice spp použije v hladinách nižších než 30 procent ve směsi s polyethylenovou nebo ethylen/vinylacetátovou kopolymerní pryskyřicí a směs je expandována isobutanem.

«φφφ «* φ

- 12 Činidlo udržujici stabilitu může být obzvláště žádoucí při výrobě tlustých (t j. víc než 4 mm) plátů a tabulových výrobků (tlustších než 12 mm), se strukturou v podstatě uzavřených buněk, z předchozích směsí. Naproti tomu dodatečné činidlo udržující stabilitu není nutné nebo žádoucí k vytváření pěn s v podstatě otevřenými buňkami.

Rozměrová stabilita se měří tak, že se bere objem pěny během zrání jako procento výchozího objemu pěny, jenž je změřen 30 vteřin po expansi pěny. S použitím této definice je pěna, jež si podrží 80 procent nebo víc výchozího objemu během jednoho měsíce v tolerovatelná, zatímco výhodná je pěna, jež si podrží 85 procent nebo víc, a obzvláště výhodná je pěna, jež si podrží 90 procent nebo víc, Objem se měří vhodnou metodou, jako je prostorové vytěsnění vody.

výhodná činidla udržující stabilitu zahrnují amidy a estery C₁₀.₂₄ mastných kyselin. Takováto činidla lze vidět v u.S. patentech 3 644 230 a 4 214 054. výhodnější činidla zahrnuji stearyl stearamid, glycerol monostearát, glycerol monobenenát a sorbitol monostearát. Takováto činidla udržující stabilitu jsou typicky pouzíváná v množstvích kolísajících od 0,1 do 10 částí na sto částí polymeru.

do pěn mohou bít přidávány různé přídatné látky, jako jsou plni dl a, pigmenty, anti oxidační činidla, činidla pro záchyt kyselin, látky absorbující uv světlo, retardátory plamene, pomocné látky zpracování a pomocné látky extruse.

Směsné polymerni pěny podle vynálezu mohou být vyráběny technikami a postupy, jež jsou dobře známé osobám s obvyklo zběhlostí v oboru, a jež zahrnují extrusní postupy jakož i vsádkové postupy používající rozložitelná nafukující činidla a křížové provazování, přičemž výhodné jsou extrusní postupy.

Směsné polymerni pěny podle vynálezu mohou být křížově provázané nebo křížově neprovázané. výborné znalosti o postupech k získávání pěnových struktur polymerů a k jejich zpracovávání jsou k vidění v c. p. Park, „Polyolefin Foam“, kapitola 9, Hanbook of Polymer Foams and Technology, ed. D. Klemper a K. c. Frisch, Hansen Publishers, Munich, vienna, New York, Barcelona (1991).

• ····	«9	9	··
• ·	« 9	9	·. 9	9 9
• ·	9 9	* ♦	« ·
• · 9	9 9		9 9 ·
99	99	•	99	99

Křížově neprovázané pěny podle vynálezu lze připravit konvenčními zpěňovacimi postupy extruse. Pěnová struktura se obecně vytváří zahříváním předem smíchané směsi sPP pryskyřice a pryskyřice termoplastického polymeru (tj. polymerního materiálu) tak, aby vznikl plastický nebo roztavený polymerní materiál, přičemž se zahrne nafukující činidlo, aby vznikl gel převeditelný na pěnu, a daný gel se extruduje přes formovací zařízení, aby vznikl pěnový výrobek. Před smísením s nafukujícím činidlem je polymerní materiál zahřát na teplotu blízkou nebo přesahující jeho T_g nebo jeho teplotu tání. Nafukující činidlo může být uvedeno nebo vmícháno do roztaveného polymerního materiálu kterýmkoli prostředkem známým v oboru, jako je extruder, míchačka nebo mixer. Nafukující činidlo se míchá s roztaveným polymerním materiálem za zvýšeného tlaku, dostatečného pro zabránění podstatné expanse roztaveného polymerního materiálu a obecně pro homogenní dispersi nafukujícího činidla v tomto materiálu. Případné nukleační činidlo může být přimícháno do polymerní taveniny nebo za sucha smícháno s polymerním materiálem před jeho plastifíkací nebo tavením. Gel převodítelný na pěnu je typicky ochlazován na nižší teplotu k optimalizaci fyzikálních charakteristik pěnové struktury. Gel je pak extrudován nebo veden přes formovací zařízení žádoucího tvaru to zóny se sníženým nebo nižším tlakem k vytvoření pěnové struktury, zóna nižšího tlaku má tlak nižší než je tlak udržovaný ve zpěňovaném gelu před jeho extrusí přes formovací zařízení. Daný nižší tlak může být ve srovnání s atmosférickým vyšší nebo nižší (vakuum), ale výhodná je atmosférická hladina tlaku.

Křížově neprovázané pěny podle vynálezu mohou být vytvářeny ve formě koalescentních vláken pomocí extruse předem smíchané směsi pryskyřice sPP a pryskyřice termoplastického polymeru (tj. polymerního materiálu) skrz formovací zařízení o mnoha otvorech. Otvory mohou být uspořádány tak, že v průběhu přeměny na pěnu nastává kontakt mezi přilehlými proudy roztaveného extrudátu a povrchy, jež jsou v kontaktu přilnou k sobě navzájem s adhezí dostatečnou k tomu, aby vedla k vytvoření jednotné struktury. Proudy roztaveného extrudátu ····· ·· · ·· ·· · ··· · · ·

- 14 opouštějící formovací zařízení berou na sebe formu vlákna nebo profilu, jež žádoucně přecházejí na pěnu, koagulují a lnou k sobě za tvorby jednotné struktury. Je žádoucí, aby jednotlivá koagulovaná vlákna nebo profily zůstaly adherovány v jednotné struktuře k zabránění delaminací při namáhání, jemuž bude pěna vystavena zpracovávání, tvarování a používání, zařízení a způsoby produkce pěnových forem ve formách koagulováných vláken se uvádějí v u.S. patentech č. 3 573 152 a 4 324 720.

Pěnové struktury mohou být vytvářeny rovněž ze zrnek křížově neprovázaných pěn vhodných k tvarování na vyráběné předměty, zrnka pěn lze připravovat extrusním postupem nebo vsádkovým postupem, u extrusního postupu jsou vlákna pěny, vycházející z multí-otvorového formovacího zařízení připojeného ke konvenčnímu extrudovacímu stroji, granulována za vzniku pěnových zrnek. Pěnová zrnka mohou být, pokud je to zapotřebí, zahřívána pod teplotu tavení spp pryskyřice tak, že sPP molekuly mohou krystalizovat a tím vytvářet pseudo-síťovou strukturu, jež poskytuje pěnovým zrnkům odolnost proti tepelnému kolapsu. U vsádkového postupu jsou oddělené částice pryskyřice, jako jsou granulované pryskyřičné pelety, suspendovány v kapalném médiu, jako je voda, v němž jsou v podstatě nerozpustné, impregnovány nafukujícím činidlem zavedením nafukujícího činidla do kapalného média za zvýšeného tlaku a teploty v autoklávu nebo jiné tlakové nádobě a prudce vystaveny atmosféře nebo sníženému tlaku k expansi za tvorby pěnových zrnek. Tento postup je dobře popsán v U.S. patentech č. 4 279 859 a 4 464 484.

Křížově provázané pěny podle vynálezu lze vyrábět buď postupem křížového provazování pěny, při použití rozložitelného nafukujícího činidla, nebo konvenčními extrušními postupy.

Když se použije postup křížového provazování pěny za použití rozložitelného nafukujícího činidla, křížově provázané pěny podle vynálezu mohou být připraveny zahříváním smíchané směsi spp pryskyřice a pryskyřice termoplastického polymeru (tj. polymerního materiálu) s přimíchaným rozložitelným nafukujícím činidlem tak, aby vznikl plastický nebo roztavený

- 15 polymerní materiál, extrusí zpěnitelného roztaveného polymerního materiálu přes tvarovaci zařízeni, indukcí křížového provázání v roztaveném polymerním materiálu a vystavením roztaveného polymerního materiálu zvýšené teplotě k uvolnění nafukujícího činidla za tvorby pěnové struktury. Polymerní materiál a nafukující činidlo mohou být smíchány a směs promíchána kterýmkoli prostředkem známým v oboru, jako je extruder, míchačka nebo mixer. Nafukující činidlo může být výhodně přimícháno do polymerního materiálu za sucha před zahříváním polymerního materiálu na taveni nu, ale může být přidáno rovněž když je polymerní materiál ve fází taveniny. Křížové provázání může být indukováno provazujícím činidlem nebo radiací, indukce křížového provázání a vystavení zvýšené teplotě k ovlivnění přechodu napěnu mohou být simultánní nebo postupné. Když se používá křížově provazující činidlo, zahrne se do polymerního materiálu stejným způsobem jako chemické nafukující činidlo.

Když se používá křížově provazující činidlo, roztavený polymerní materiál převoditelný na pěnu se zahřívá nebo vystavuje teplotě s výhodou nižší než 150 °C k předcházení rozkladu křížově provazující činidla nebo nafukujícího činidla a k předcházení předčasného křížového provázání. Když se používá radiační křížové provazování, roztavený polymerní materiál převoditelný na pěnu se zahřívá nebo vystavuje teplotě s výhodou nižší než 160 °C k předcházení rozkladu nafukujícího činidla. Roztavený polymerní materiál je pak extrudován nebo veden přes formovací zařízení žádoucího tvaru k vytvoření struktury převoditelné na pěnu. Struktura převoditelná na pěnu je pak křížově provázána a expandována za vysoké nebo zvýšené teploty (typicky 150 °c až 250 °C), jako je v pecí, za tvorby pěnové struktury. Když se používá radiační křížové provazování, struktura převoditelná na pěnu je ozářena ke křížovému provázání plolymerního materiálu, jenž je pak expandován za zvýšené teploty jak je popsáno shora. Struktura podle shora uvedených postupů za použití jak provazujícího činidla, tak radiace, může s výhodou být vytvořena ve formě plátu nebo tenké tabule.

Navíc k použití provazujícího činidla nebo radiace, postup křížového provazování pěny s rozložitelným nafukujícím ····· ··· ·· • · · · · · · « · • · ···· · · • · 9 · ······· 4

- 16 činidlem může být proveden pomocí silanového křížového provazování, jak je popsáno v C. P. Park, supra, kapitola 5.

Křížově provázané pěny podle vynálezu lze vyrábět jako nepřetržité tabulové struktury postupem extruse za použití tvarovací formy s dlouhou podložkou, jak je popsáno v GB 2 145 961. U tohoto postupu se smíchá v extruderu polymer, rozložitelné nafukovací činidlo a křížově provazující činidlo, směs se zahřeje, aby byla možné křížové provázání polymeru a rozklad nafukujícího činidla v tvarovací formě dlouhou podložkou a pěnová struktura se vytvaruje a odvede pryč přes tvarovací formu, přičemž se pěnová struktura a kontakt s tvarovací formou mažou vhodným lubrikačním materiálem.

Křížově provázané pěny podle vynálezu mohou být vytvářeny rovněž ve formě zrnek vhodných k tvarování na vyráběné předměty. K přípravě pěnových zrnek jsou oddělené částice pryskyřice, jako jsou granulované pryskyřičné pelety, suspendovány v kapalném médiu, jako je voda, v němž jsou v podstatě nerozpustné, impregnovány provazujícím činidlem a nafukujícím činidlem za zvýšeného tlaku a teploty v autoklávu nebo jiné tlakové nádobě a prudce vystaveny atmosféře nebo sníženému tlaku k expansi za tvorby pěnových zrnek. Jinou versí je, že se polymerní zrnka impregnují nafukovacím činidlem, ochladí, vyndají z nádoby a pak expandují zahříváním nebo párou, v postupu odvozeném z postupu shora může být styrenový monomer impregnován do suspendovaných pelet spolu s provazujícím činidlem k tvorbě roubovaného interpolymeru s polymerním materiálem. Nafukující činidlo může být impregnováno do pryskyřičných pelet dokud jsou v suspensi nebo alternativně v nevodném stavu, zrnka k expansi jsou pak expandována zahříváním nebo párou a tvarována konvenčními tvarovacími metodami pro pěnová zrnka z expandovatelného polystyrenu.

Pěnová zrnka pak mohou být tvarována prostředky známými v oboru, jako je naplnění formy pěnovými zrnky, stlačením formy ke kompresi zrnek, a zahříváním zrnek, třeba párou, k ovlivnění koalescence a svaření zrnek za zformování vyráběného předmětu, zrnka případně mohou být před naplněním

- 17 • · · · ··· 4 · • 4 · · · · • · · · 4 · · • · · ······« · do formy předehřátá vzduchem nebo jiným nafukujícím činidlem, výborný výklad postupů a tvarovacích způsobů uváděných shora je obsažen v C. p. Park, supra, str. 227 - 233, a U.S. patentech č. 3 886 100, 3 959 189, 4 168 353 a 4 449 059.

Pěnová zrnka mohou rovněž být připravena přípravou směsi polymeru, provazujícího činidla a rozložitelné směsi ve vhodném míchacím zřízeni nebo extruderu a tvarováním této směsi do pelet a zahřívání těchto pelet ke křížovému provázání a expansi.

Existuje další postup k výrobě křížově provázaných pěnových zrnek vhodných k tvarování na vyráběné předměty. Polymerní materiál se zahřeje a smíchá s fyzikálním nafukujícím činidlem v konvenčním aparátu na extrusi pěny k tvorbě v podstatě nepřetrž vlákna pěny, vlákno pěny je granulováno a upraveno do pelet k tvorbě pěnových zrnek. Pěnová zrnka jsou pak křížově provazována ozářením. Provázaná pěnová zrnka mohou pak být koagulována a tvarována na různé předměty jak je popsáno shora pro jiné postupy s pěnovými zrnky. Další výklad tohoto postupu je v u.S. patentu 3 616 365 ave. P. Park, supra, str. 224 - 228.

Navíc může být u postupu extruse uplatněna v technologie silanového křížového provazování, výklad tohoto postupu je v C. P. Park, supra, kapitola 9 a v u.S. patentu č. 4 714 716. Když se použije postup sílanového křížového provazování s konvenčním extrusním postupem, polymer je roubován s vinyl funkcíonalizovaným sílaném nebo azído funkcionalizovaným sílaném a extrudován na pěnu. Extrudovaná pěna je pak vystavena teplému vlhkému vzduchu, aby nastalo křížové provázání.

Křížově provázané pěny podle vynálezu mohou být připraveny postupem pěnového plátu nebo pěnového zásobního balíku nebo jakýmkoli postupem popsaným v c. P. Park, kapitola 9, str. 229 až 235.

I když jsou pěny podle vynálezu v podstatě pěny o uzavřených buňkách, mohou být o uzavřených nebo otevřených buňkách. Navíc mají pěny podle vynálezu velikost buňky (tj. průměr buňky) od 0,01 mm do 10 mm, přičemž výhodné je 0,1 mm až 5 mm, a obzvláště výhodné od 0,4 mm do 3 mm. Navíc mají

- 18 <»···· ·«· «· • · · ··· · · · • · ···· · · • · · · *····· · · pěny podle vynálezu měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 200 kg/m³, přičemž výhodné jsou měrné hmotnosti od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a nejvýhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Pěny podle vynálezu mohou zaujímat jakoukoli fyzikální konfiguraci známou v oboru, jakou jsou extrudované pláty, tyče, tabule, profily, zrnka a balíky. Pěnová struktura může být rovněž vytvarována tvarováním expandovatelných zrnek do kterékoli předešlé konfigurace nebo jakékoli jiné konfigurace.

Podle předcházejícího představují typické pěny vynálezu následující pěny:

Směsná polymerni pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti termoplastické polymerni pryskyřice převoditelné na pěnu.

Směsná polymerni pěna složená za) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti termoplastické polymerni pryskyřice převoditelné na pěnu, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

směsná polymerni pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ohebné termoplastické polymerni pryskyřice.

směsná polymerni pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ohebné termoplastické polymerni pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerni pěna složená za) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti tuhé termoplastické polymerni pryskyřice.

- 19 ···· · · ♦ ·« • 9 · ♦ · · • · · · · · · · « « ······« ·

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti tuhé termoplastické polymerní pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ohebné polyolefinové pryskyřice.

Směsná polymerní pěna složená za) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotností ohebné polyolefinové pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti LDPE pryskyřice.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti LDPE pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti termoplastické polymerní pryskyřice převodítelné na pěnu.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti termoplastické polymerní pryskyřice převodítelné na pěnu, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³,

- 20 výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerni pěna složená za) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ohebné termoplastické polymerni pryskyřice.

směsná polymerni pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti sPP pryskyřice, již je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ohebné termoplastické polymerni pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerni pěna složená za) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti tuhé termoplastické polymerni pryskyřice.

Směsná polymerni pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti tuhé termoplastické polymerni pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerni pěna složená za) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, již je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ohebné polyolefinové pryskyřice.

Směsná polymerni pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ohebné polyolefinové pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

- 21 • · · · ·· · ·· • · · · · · • · · · · · · • · · ······· ·

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotností spp pryskyřice, již je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ldpe pryskyřice.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti sPP pryskyřice, již je homopolymer propylenu, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti LDPE pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerní pěna složená za) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu mající syndiotakticitu vyšší než 75 procent, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti termoplastické polymerní pryskyřice převodítelné na pěnu.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, již je homopolymer propylenu mající syndiotakticitu vyšší než 75 procent, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti termoplastické polymerní pryskyřice převodítelné na pěnu, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti SPP pryskyřice, již je homopolymer propylenu mající syndiotakticitu vyšší než 75 procent, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ohebné termoplastické polymerní pryskyřice.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu mající syndiotakticitu vyšší než 75 procent, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ohebné termoplastické polymerní pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od φφφφ ·· · ·· φ φ · φ · φ φ φ φφφφ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu mající syndíotakticítu vyšší než 75 procent, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti tuhé termoplastické polymerní pryskyřice.

Směsná polymerní pěna složená za) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, jíž je homopolymer propylenu mající syndíotakticítu vyšší než 75 procent, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti tuhé termoplastické polymerní pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

směsná polymerní pěna složená za) od 0,1 procent do 60 procent hmotností spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti kopolymerní pryskyřice ethylen/vinylacetátu.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti kopolymerní pryskyřice ethylen/vinylacetátu, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti sPP pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ípp pryskyřice.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti ÍPP pryskyřice, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

• φ

- 23 Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti alkyl aromatické polymerní pryskyřice převoditelné na pěnu.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti alkyl aromatické polymerní pryskyřice převoditelné na pěnu, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti polystyrénové polymerní pryskyřice převoditelné na pěnu.

Směsná polymerní pěna složená z a) od 0,1 procent do 60 procent hmotnosti spp pryskyřice, a b) od 40 procent do 99,9 procent hmotnosti polystyrénové polymerní pryskyřice převoditelné na pěnu, přičemž pěna má měrnou hmotnost od 9 kg/m³ do 300 kg/m³, výhodně od 11 kg/m³ do 100 kg/m³, a výhodnější od 15 kg/m³ do 50 kg/m³.

Následující jsou příklady provedení vynálezu, jež nemají být považovány za omezující co do rozsahu vynálezu. Pokud nebude vyznačeno jinak, všechny procenta, díly a poměry jsou podle hmotnosti.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Příprava směsné pěny spp pryskyřice a ldpe pryskyřice

Příklad 1 ukazuje přípravu pěny podle vynálezu, jež je připravena z 50/50 dílů hmotnosti ldpe pryskyřice a spp pryskyřice, jež byly expandovány za použiti isobutanu jako

- 24 nafukujícího činidla a za použití extrušního postupu. Testy provedené na pěně podle tohoto příkladu ukazují, že daná směs polymerů je převoditelná na pěnu extrusí a že pěna je rozměrově stabilní a snese poměrně vysokou teplotu.

Byla připravena směs granulárnich pryskyřic: LDPE o indexu taveniny 0,7 dg/min (stanoveném pomoci ASTM d-1238 při 190 °C/2,16 kg), hustotě 0,923 g/cm³ a teplotě tání 115 °C (stanovenou diferenciální skenovací kalorimetrii (dcd) u vrcholu endotermu při zahřívání o 10 °C/min) a syndiotaktické formy kopolymerní polypropylenové pryskyřice kvality eod 96-28 (dostupné od Fina Oil and Chemical Company) o rychlosti toku taveniny 2 dg/min (stanovené pomocí astm d-1238 při 230 °C/2,16 kg), hustotě 0,923 g/cm³), hustotě 0,88 g/cm³ a teplotě tání 130 °C.

Směs granulárnich pryskyřic a směs dodatkových složek sestávající z talkového prášku (nukleační činidlo) v 0,2 dílech na sto dílů pryskyřic (pph) a antioxidantu značky irganox 1010 (dostupného od společnosti Ciba-Geigy) v 0,1 pph byla přiváděna do extrudéru konstantní rychlostí 3,26 kilogramů za hodinu (kg/hod). Teploty v zónách extrudéru byly udržovány na 160 °C v přiváděči zóně, na 190 °C v tavící zóně, na 200 °C v měrkové zóně a na 200 °C v míchací zóně. Do míchací zóny byl inji kován isobutan (nafukující činidlo) konstantní rychlosti 414 g/hod (12,7 pph). Teplota v ochlazovací zóně byla postupně snižována a otvory tvarovacího zřízení nastaveny k tvorbě dobré pěny. Například: Při teplotě ochlazovací zóny 107 °C, teplotě tvarovacího zřízení 105 °C a otvoru tvarovacího zřízení 1,0 mm se získala výborná pěna s v podstatě uzavřenou strukturou buněk (obsah otevřených buněk přibližně 32 procent podle ASTM d-2856 postupu A). Pěna měla hustotu 24,8 kg/m³, velikost buněk 1,2, tloušťku přibližně 12 mm a šířku přibližně 19 mm.

· • · · · · · • · · · ♦ · • <· · · · ·*··· ·····« ·· ·«· ·· «· ♦ 99 9

9

-25 • ···

Test 1

Rozměrová stabilita pěny Přikladu 1 vzorek pěny délky přibližně 15 cm byl uříznut z čerstvě připravené pěny Příkladu 1 a objem daného vzorku byl změřen přibližně 2 minuty po extrusi a pak periodicky dále v průběhu zrání za pokojové teploty. Pěna vykazovala výbornou rozměrovou stabilitu, úplně bez smrskávání po 30 minutách od extruse, kdy smrštění dosáhlo maxima pří za asi 97 procent původního objemu. Během jednoho dne se pěna plně napravila do objemu na 100 procent svého původního objemu.

Test 2

Tepelná stabilita pěny Příkladu 1

Jeden den po extrusi byl z pěny Příkladu 1 uříznut vzorek délky 8 cm. vzorek byl uložen do konvenční pícky udržované na 121 °c a jeho objem byl periodicky monitorován, objem pěny, jako procento původního objemu, je uveden jako funkce času vystavení teplotě pícky v Tabulce i.

Tabulka i

Doba zrání	0	1,5 hod	1 den	2 dny	5 dnů
Objem pěny (%)	100	78	75	70	71

Jak je předvedeno, pěna se smrští na 70 procent původního objemu a zůstává na tomto objemu po prodloužené vystavení vysoké teplotě, zatímco u polyethylenové pěny, založené na stejné pryskyřici ldpe jaká byla použita v Příkladu 1, byl při této teplotě pozorován úplný kolaps, odolnost směsné pěny k vysokým teplotám je dále podpořena termogramy DSC ukázanými

- 26 v obr. 1 a Obr. 2, jak byly rozebrány dříve, v obrázcích 1 a 2 je porovnána pěna jak byla extrudována (Obr. 1) a pěna uzrávaná v pícce (Obr. 2). Pěna uzrávaná v pícce byla vystavena teplotě 121 °C po pět dnů. Pěna uzrávaná v pícce vykazuje ostrý vrchol při přibližně 130 °C navíc vrcholu při přibližně 113 °C. Naproti tomu, pěna jak byla extrudována nevykazuje silný vrchol při přibližně 130 °C, což je teplota tání krystalů spp. Termogramy ukazuji, že ldpe pryskyřice a spp pryskyřice použité v Příkladu 1 nejsou misi tel né a že fáze spp pryskyřice ve směsi podléhá krystal izaci při zahřívání na 121 °C.

Test 3 vlastnosti tepelné formovatelnosti pěny Příkladu 1 z pěny připravené v Přikladu 1 byly uříznuty dva vzorky délky 5 cm a zahřívány v 121 °C teplé pícce po 5 minut. Pak byly zahřátě vzorky pěny vyňaty z pícky a okamžitě uloženy jeden na druhý s použitím jemného přitlačení, u vzorků pěny se vyvinula uspokojivá adheze bez toho, že by bylo patrné smrštění, což ukazuje, že z pěny Příkladu 1 mohou být připravena formovatelná pěnová zrnka a že pěna Příkladu 1 je tepelně formovatelná.

Srovnávací příklad A

Příprava pěny z pryskyřice spp

Pěna Srovnávacího příkladu

A byla připravena k testování vlastností pěnové expanse u pryskyřice samotné.

Syndiotakti cká pryskyřice kvality forma

EOD 96-28 pěny připravené pouze z spp kopolymerní polypropylenové (dostupné od Fina Oil and

Chemical Company) o rychlosti toku taveniny 2 dg/min (stanovené pomoci ASTM d-1238 při 230 °C/2,16 kg), hustotě ft»· ♦«* 9 ·· «· · 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9999 9 9 9

- 27 0,923 g/cm³), hustotě 0,88 g/cm³ a teplotě tání 130 °c byla smíchána s 0,4 pph talku (nukleační činidlo) a 0,1 pph irganox 1010 (dostupného od společnosti Ciba-Geígy). Směs byla přiváděna do extruderu konstantní rychlostí 3,1 kg/hod. Teploty v zónách extruderu byly udržovány na 160 °C v přiváděči zóně, na 190 °C v tavící zóně, na 200 °C v měrkové zóně a na 200 °C v míchací zóně, do míchací zóny byl injikován isobutan (nafukující činidlo) konstantní rychlostí 414 g/hod (12,7 pph). Teplota v ochlazovací zóně byla postupně snižována ze 160 °C na 80 °C v krocích pokaždé přibližně o 5 °C aby bylo vidět, zda se může vytvářet dobrá pěna. Teplota tvarovacího zřízení byla udržována na stejné hodnotě jako teplota ochlazovací zóny. Otvor tvarovacího zřízení byl udržován na 0,8 mm při teplotách ochlazovací zóny až do 95 °C. Pod 95 °C bylo tvarovací zřízení otevřeno poněkud více k uvolnění zvýšeného tlaky.

Test 4

Možnosti převodu spp pryskyřice Srovnávacího příkladu A na pěnu

Tavení na připravená ve srovnávacím příkladu A shora neexpandovala při žádné teplotě až do snížení pod 95 °C. Při teplotách pod 95 °c expandovala slabě na pěnu, ale okamžitě kolabovala. Při 80 °C vzrostl prudce tlak v extruderu, což ukazovalo, že taveni na v ochlazovací zóně je příliš viskózní a tvrdnoucí, žádné další snižování ochlazovací teploty by nebylo tolerovatelné. závěr: spp pryskyřici samotnou nelze extrusním způsobem expandovat na stabilní pěnu ···· ··

• < · · ···· · « • · to · « · • · • to ·« to

Příklad 2 a srovnávací příklad B

Příprava směsné pěny spp pryskyřice a ldpe pryskyřice

Příklad 2 ukazuje přípravu pěn podle vynálezu, jež jsou připravovány ze směsi ldpe pryskyřice a spp pryskyřice, přičemž procentní hladina spp pryskyřice je obměňována, aby bylo lze zkoušet vliv hladiny spp pryskyřice ve směsi na vlastnosti převodítelnosti do pěny a rozměrové stability pěny. Srovnávací příklad B je pěna připravená pouze z ldpe pryskyřice samotné.

v předem určených poměrech, ukázaných v Tabulce li, byly připraveny směsi granulárních pryskyřic: LDPE o indexu taveniny 0,7 dg/min (stanoveném pomocí ASTM D-1238 při 190 °C/2,16 kg), hustotě 0,923 g/cm³ a teplotě tání 115 °C (stanovené diferenciální skenovací kalorimetrií (DCD) u vrcholu endotermu při zahřívání o 10 °c/min) a syndiotaktické formy kopolymerní polypropylenové pryskyřice kvality eod 96-28 (dostupné od Fina oil and Chemical company) o rychlosti toku taveniny 2 dg/min (stanovené pomoci ASTM d-1238 při 230 °C/2,16 kg), hustotě 0,88 g/cm³ a teplotě táni 130 °C.

Směs granulárních pryskyřic a 0,2 pph talkového prášku (nukleační činidlo) byla přiváděna do extruderu konstantní rychlostí 3,1 kg/hod (kvůli rozdílům v přiváděčích charakteristikách různých směsí poněkud, v rozsahu od přibližně 3 kg/h do 3,2 kg/hod, kolísala skutečná extrusní rychlost, i když byla snaha udržovat ji stejnou pomoci adjustace šroubu rotační rychlosti). Teploty v zónách extruderu byly udržovány na 160 °C v přiváděči zóně, na 190 °C v tavící zóně, na 200 °C v měrkové zóně a na 220 °C v míchací zóně. Teplota v ochlazovaci zóně byla udržována jak ukazuje Tabulka li. Do míchací zóny byl inji kován isobutan (nafukující činidlo) rychlosti ukázanou v Tabulce li. Teplota v ochlazovaci zóně byla postupně snižována a otvory tvarovacího zřízení nastaveny k tvorbě dobré pěny. Teplota tvarovacího zřízení byla udržována na 110 °C u srovnávacího příkladu B a Příkladů č. 2.1 až 2.3, a na 105 °C u Příkladů č. 2.4 a 2.5. vzorky pěny byly odebírány za teploty ochlazovaci zóny • · ·

optimální pro každou formulaci, jak ukazuje Tabulka n, a při otvoru tvarovaciho zřízeni jež bylo v rozsahu 1,1 mm až

1,2 mm.

Rozměrová data pro dané pěny jsou shrnuta v Tabulce li spolu s hustotou, rozměrem buněk a daty o otevřených buňkách.

Tabulka n

číslo Př. nebo Srov. Př-	Hladina SPP (%)¹	Η1adina isobut. (pph)²	Tepl. pěny Cc)3	Hust. pěny (kg/m³)⁴	Rozm. buněk (mm)⁵	Otevř. buněk (%)⁶	Rozměrová stabilita
Min. (%)⁷	1 den (%)	1 týden (%)⁸	1 měsíc (%)
B	0	9,2	108	38,0	0,43	13	64	67	92	100
2.1	10	9,1	109	41,8	0,90	18	59	59	80	94
2.2	20	9,3	113	36,0	0,81	12	73	78	92	98
”773	30		ΊΙ3	36,2	1,25	16	89	89	95	98
2.4	40	9,4	109	41,3	1,16	47	98	98	98	102
2.5	50	9,8	107	56,1	1,25	67	ND	ND	ND	ND

Poznámky:

¹ Procento spp pryskyřice ve směsi ² Díly isobutanu přimíchaného ke stu dílům směsi ³ Nastavená teplota ochlazovaci zóny kde se pěna tvoří ⁴ Hustota těles pěny uzrané dva měsíce určená vytěsněním vody v kg/m³ ⁵ Rozměr buněk v milimetrech stanovený podle ASTM d-3576 ⁶ obsah otevřených buněk stanovený podle astm d-2856-a ⁷ Minimální objem tělesa pěny v průběhu zrání při pokojové teplotě jako procento výchozího objemu. Minimální objem nastal u všech pěn v průběhu prvního dne ⁸ Objem tělesa pěny u specifikovaného stáří za pokojové teploty jako procento výchozího objemu

ND = Nebylo stanoveno

Jak ukazuje Tabulka li, formulace obsahující do 40 procent spp pryskyřice daly kvalitní pěny, směsná pěna 50/50 ldpe/spp vypadala při zvolené chladicí teplotě 107 °c trochu horká. Tloušťka pěn kolísala od 6,1 mm do 8,2 mm a šířka pěn

- 30 kolísala od 14,7 mm do 18,4 mm. vzorek pěny délky přibližně 15 cm byl uříznut z každé čerstvě připravené pěny a objem daného vzorku byl změřen přibližně 2 minuty po extrusi a pak periodicky dále v průběhu zrání za pokojové teploty.

závěry:

Směsi mají tendenci poskytovat větší rozměr buněk než čistá pryskyřice ldpe. směsi o 40 a 50 procentech spp mají tendenci vyvíjet více otevřených buněk. Pro přidání spp pryskyřice je prokázáno zlepšení rozměrové stability pěny. Pěna obsahující hladinu 30 nebo více procent spp poskytla uspokojivou rozměrovou stabilitu s minimem objemu pěny při zrání větším než 89 procent.

Příklad 3 a srovnávací přiklad c

Příprava směsné pěny spp pryskyřice a ldpe pryskyřice

Příklad 3 ukazuje přípravu pěn podle vynálezu, jež jsou připravovány ze směsi ldpe pryskyřice a spp pryskyřice, přičemž hladina nafukujícího činidla je obměňována, aby bylo lze stanovit, zda směsi, jež mají vysokou hladinu spp pryskyřice, mohou být, co do převoditelnosti do pěny, zlepšeny vysokou hladinou nafukujícího činidla.

v předem určených poměrech, ukázaných v Tabulce m, byly připraveny směsi granulárních pryskyřic: ldpe o indexu taveniny 0,7 dg/min (stanoveném pomocí ASTM D-1238 při 190 °C/2,16 kg), hustotě 0,923 g/cm³ a teplotě tání 115 °C (stanovené diferenciální skenovací kalorimetrií (DSC) u vrcholu endotermu při zahřívání o 10 °c/min) a syndiotaktické formy kopolymerní polypropylenové pryskyřice kvality EOD 96-28 (dostupné od Fina Oil and Chemical Company) o rychlosti toku taveniny 2 dg/min (stanovené pomocí astm d-1238 při 230 °C/2,16 kg), hustotě 0,88 g/cm³ a teplotě tání 130 °C.

Směs granulárních pryskyřic a 0,4 pph talkového prášku (nukleační činidlo) byla přiváděna do extruderu konstantní • * · ·

- 31 rozdílům v přiváděčích poněkud, v rozsahu od rychlostí 3,1 charakte rí stí kách přibližně 3 kg/h kg/hod (kvůli různých směsí do 3,2 kg/hod, kolísala skutečná extrušní rychlost, i když byla snaha udržovat ji stejnou pomocí adjustace šroubu rotační rychlosti). Teploty v zónách extruderu byly udržovány na 160 °C v přiváděči zóně, na 190 °C v tavící zóně, na 200 °C v měrkové zóně a na 220 °C v míchací zóně. Teplota v ochlazovací zóně byla udržována jak ukazuje

Tabulka iii a do míchací zóny byl inji kován isobutan (nafukující činidlo) v hladinách ukázaných v Tabulce iii. Teplota v ochlazovací zóně byla udržována na 110 °C u Srovnávacího příkladu C a Příkladů č. 3.1 a 3.2 a na 105 °C u příkladu č. 3.3. vzorky pěny byly odebírány za teploty ochlazovací zóny optimální pro každou formulaci, jak ukazuje Tabulka iii, a při otvoru tvarovacího zřízení, jež byl v rozsahu 1,1 mm až 1,2 mm.

Rozměrová data pro dané pěny jsou shrnuta v Tabulce iii spolu s hustotou, rozměrem buněk a daty o otevřených buňkách.

Tabulka iii

Číslo Příkl. nebo Srovn. Příkl.	Hladina sPP (%)i	H1adína isobut. (pph)²	Tepl. pěny C°cp	Hust. pěny (kg/m³)⁴	Rozm. buněk (mm)⁵	Otevř. buněk (%)⁶	Rozměrová stabilita
Min. (%)⁷	1 den (%)⁸	1 měsíc (%)⁸
c	0	12,0	100	29,3	0,95	41	50	50	90
3.1	20	12,0	100	29,7	1,16	36	66	66	94
3.2	50	11,4	90	29,1	1,35	36	99	102	104
3.3	60	14,0	82	33,3	2,31	81	ND	ND	ND

Poznámky:

¹ Procento spp pryskyřice ve směsi ² Díly isobutanu přimíchaného ke stu dílům směsi ³ Nastavená teplota ochlazovací zóny kde se pěna tvoří ⁴ Hustota těles pěny uzrané dva měsíce určená vytěsněním vody v kg/m³ ⁵ Rozměr buněk v milimetrech stanovený podle astm d-3576 (pokr. pozn.) • · · · • · • · ⁶ Obsah otevřených buněk stanovený podle astm d-2856-a ⁷ Minimální objem tělesa pěny v průběhu zrání při pokojové teplotě jako procento výchozího objemu. Minimální objem nastal u všech pěn v průběhu prvního dne.

⁸ objem tělesa pěny u specifikovaného stáří za pokojové teploty jako procento výchozího objemu

ND = Nebylo stanoveno

Jak ukazuje Tabulka iii, dobré pěny byly produkovány ze směsí obsahujících do 50 procent spp pryskyřice. Směsná pěna 40/60 ldpe/sPP byla krajní co do zpracovatelnosti pěny. Oby se produkovala pěna z této směsi, teplota ochlazovací zóny musela být snížena tak nízko, jako je 82 °C. Tato pěna byla marginálně uspokojivá co do hladiny otevřených buněk, všechny pěny měly relativně nízkou hustotu, což odráží vysokou hladinu nafukovacího činidla. Obsahy otevřených buněk pěn se jevily relativně vysoké, větší než 36 procent. Daná metoda ASTM D-2856-A pro otevřené buňky má tendencí nadhodnocovat obsah otevřených buněk u ohebných pěn. Pěny vytvořené v těchto příkladech mají nižší hustotu a nižší modul než ty, co byly vytvořeny v Příkladu 2, což má za následek větší měřící chybu u obsahu otevřených buněk. Jedno vysvětlení nadhodnocení otevřených buněk lze shledávat z dat rozměrové stability pro pěnu ldpe. Navzdory zdánlivě relativně vysokému obsahu otevřených buněk (41 procent), smrštění pěny v průběhu zrání je tak výrazné, jako je 50 procent, a náprava relativně pomalá.

Příklad 4 a Srovnávací příklad D

Příprava pěny ze směsi spp pryskyřice a kopolymerní ethylen/vinylacetátové pryskyřice

Příklad 4 předvádí přípravu pěn podle vynálezu, jež jsou připravovány ze směsi kopolymerní ethylen/vinylacetátové ···· ·«· ·· • · · · · · · ♦ ♦ · · · · · • « · ······· ·

- 33 (eva) pryskyřice a různých množství spp pryskyřice, aby bylo lze stanovit vliv hladiny spp pryskyřice na převoditelnost směsi do pěny a rozměrovou stabilitu pěny. srovnávací příklad d je pěna připravená pouze z eva pryskyřice samotné.

v předem určených poměrech, ukázaných v Tabulce IV, byly připraveny směsi granul árních pryskyřic: pryskyřice značky Elvax 460 (dodané Du Pont-Dow lne.) o indexu taveniny 0,25 dg/min (stanoveném pomoci ASTM d-1238 při 230 °C/2,16 kg), hustotě 0,941 g/cm³ a teplotě tání 88 °C, a syndiotaktické formy kopolymerní polypropylenové pryskyřice kvality EOD 96-07 (dostupné od Fina Oil and Chemical Company) o rychlosti toku taveniny 2 dg/min (stanovené pomocí ASTM d-1238 při 230 °C/2,16 kg), hustotě 0,88 g/cm³ a teplotě tání 130 °C.

směs granulárních pryskyřic a 0,4 pph talkového prášku (nukleační činidlo) byla přiváděna do extruderu konstantní rychlostí 3 kg/hod (kvůli rozdílům v přiváděčích charakteristikách různých směsi skutečná extrusní rychlost poněkud kolísala jak ukazuje Tabulka IV, s trendem dolů od 3 kg/hod do 2,6 kg/hod při fixovaném šroubu rotační rychlosti extruderu). Teploty v zónách extruderu byly udržovány na 120 °C v přiváděči zóně, na 150 °C v tavící zóně, na 180 °C v měrkové zóně a na 180 °C v míchací zóně. Teplota v ochlazovací zóně byla udržována jak ukazuje Tabulka iv a do míchací zóny byl inji kován isobutan (nafukující činidlo) v hladinách ukázaných v Tabulce iv: 380 g/hod pro Srovnávací příklad d a Příklady č. 4.1 a 4.2 a 450 g/hod pro Příklady č.

4.3 a 4.4 (kvůli změně v rychlosti přivádění polymeru a nafukujícího činidla se hladiny nafukujícího činidla měnily od

12,7 pph do 17,3 pph, viz Tabulku IV). Mezera tvarovaciho zřízení byla fixní u 1,75 mm po celé testy a teplota tvarovaciho zřízení byla udržována o 0 °C až 5 °C nižší než teplota v ochlazovací zóně.

Data rozměrové stability (viz metody udané v Příkladu 1) pro dané pěny jsou shrnuta v Tabulce IV spolu s hustotou, rozměrem buněk a daty o otevřených buňkách.

- 34 Tabulka ιν

číslo Př. nebo Srov. př.	Hlad. SPP (%)¹	Hladina isobut. (pph)2	Tepl. pěny Cc)3	Hust. pěny (kg/m³)⁴	Rozm. buněk (mm)⁵	Otevr. buněk (%)⁶	Rozměrová stabilita
Min. (%)⁷	1 den (%)	10 dnů (%)⁸	1 měsíc (.%)	2 měsíce (%)	3 měsíce (%)
D	0	T2?7	90	30,4	0,9	83	25	32	53	72	87	90
4.1	10	13,1	85	28,0	1,0	75	32	40	68	89	97	100
4.2	20	13,6	85	27,2	1,0	67	55	80	103	103	104	105
4.3	30	16,7	76	ΣΤ/0	0,9	83	02	96	98	99	98	99
4.4	40	17,3	75	22,8	0,8	90	94	98	94	95	95	95

Poznámky:

¹ Procento spp pryskyřice ve směsi ² Dily isobutanu přimíchaného ke stu dílům směsi ³ Nastavená teplota ochlazovaci zóny kde se pěna tvoří ⁴ Hustota těles pěny uzrané dva měsíce určená vytěsněním vody v kg/m³ ⁵ Rozměr buněk v milimetrech stanovený podle ASTM d-3576 ⁶ obsah otevřených buněk stanovený podle ASTM d-2856-a ⁷ Minimální objem tělesa pěny v průběhu zrání při pokojové teplotě jako procento výchozího objemu. Minimální objem nastal u všech pěn v průběhu prvního dne ⁸ Objem tělesa pěny u specifikovaného stáří za pokojové teploty jako procento výchozího objemu

ND = Nebylo stanoveno

Jak ukazuje Tabulka iv, dobré pěny byly produkovány ze směsí obsahujících až do 40 procent sPP pryskyřice, v rozporu s daty o otevřených buňkách, pěny vyrobené v Srovnávacím příkladu D a Příkladech č. 4.1 a 4.2 byly při zkoušení prsty na zmáčknutí v podstatě jako s uzavřenými buňkami. Pěny vyrobené v Příkladech č. 4.3 a 4.4 byly pociťovány jako s otevřenými buňkami, znovu: Data o otevřených buňkách nejsou pro měkké polyolefinové pěny spolehlivá. Pěna EVA vyrobená ve Srovnávacím příkladu D trpěla nadměrným smrštěním (minimální « · · ·

- 35 objem = 25 procent) i když astm d-2856-a indikoval, že pěna obsahuje 83 procent otevřených buněk.

závěry:

znovu: Směsi spp pryskyřice a na pěnu převodítelné pryskyřice ethylen/vinylacetát vytvářejí dobré pěny a u spp pryskyřice je předvedeno, že zlepšuje rozměrovou stabilitu a že u svých hladin 30 procent nebo více poskytuje pěnu mající uspokojivou rozměrovou stabilitu.

Test 5

Tepelná

Přikladu 4 stabilita pěny srovnávacího příkladu D a

Po zrání po 16 dnů byly pěny produkované ve Srovnávacím příkladu D a Příkladu 4 podrobeny testu vystaveni teplu, popsanému v Testu 2. vzorky pěny byly dány do pícky, jež byla udržována při 90 °c. Po 1 hodině a pak po 8 hodinách byly vzorky vyňaty a změřeny co do změny objemu jak je ukázáno v Tabulce v.

Tabulka v

Srovn. příklad nebo Příklad č.	Hladina spp (%)^{1 2}	udrženi objemu
1 hod (%Y	8 hod (%Γ
D	0	24	16
4.1	10	75	57
4.2	20	37	31
4.3	30	68	69
4.4	40	85	83

¹ Procento spp pryskyřice ve směsi ² Udržení objemu tělesa pěny během zráni při 90 °C.

- 36 • · ♦ · · • · ♦ ♦ * · • · · ···#···

Jak ukazuje Tabulka v, všechny pěny se smršťují, ale pěny obsahující spp pryskyřicí udržují svůj objem ve větším rozsahu než pěna neobsahující spp (Srov. příkl. D). Pěna připravená ze směsi obsahující 40 procent spp pryskyřice si udržela 83 procent objemu po 8 hodinách v pícce.

Příklad 5

Příprava pěny ze směsí spp pryskyřice a ípp pryskyřice v Příkladu 5 byla pro přípravu pěny podle vynálezu použita směs ípp pryskyřice převodítelné na pěnu, o vysoké pevností taveníny (HMS), a spp pryskyřice

Byla připravena směs granulí 50/50 podle hmotnosti ípp pryskyřice kvality pro-fax pf-814 o vysoké pevnosti taveníny (dostupná od Montell Polyolefins Co. nv.) o indexu taveníny 3 dg/min (stanoveném pomocí astm d-1238 při 230 °C/2,16 kg), hustotě 0,90 g/cm³ a teplotě tání 160 °C, a syndiotaktické formy kopolymerní polypropylenové pryskyřice kvality EOD 96-28 (dostupné od Fina Oil and Chemical Company) o rychlosti toku taveníny 2 dg/min (stanovené pomocí ASTM d-1238 při 230 °C/2,16 kg), hustotě 0,88 g/cm³ a teplotě tání 130 °C.

Směs granulárních pryskyřic a směs dodatkových složek sestávající z talkového prášku (nukleační činidlo) v 0,2 dílech na sto dílů pryskyřic (pph) a antioxidantu značky irganox 1010 (dostupného od společnosti Ciba-Geigy) v 0,1 pph byly předem smíchány a směs byla přiváděna do extruderu konstantní rychlostí 4,2 kg/hod. Teploty byly udržovány v ochlazovací zóně, na 160 °C v přiváděči zóně, na 190 °C v tavící zóně, na 200 °C v měrkové zóně a na 200 °C v míchací zóně, do míchací zóny byl ínjíkován ísobutan (nafukující činidlo) konstantní rychlostí 10,7 pph. Teplota v ochlazovací zóně byla postupně snižována a otvory tvarovacího zřízení nastaveny k tvorbě pěny. Pří teplotě ochlazovací zóny v rozmezí od 170 °C do 160 °C se získaly dobré pěny s v podstatě uzavřenou strukturou buněk. Například: Pěna vytvořená při 160 °C měla hustotu 26,3 kg/m³, rozměr buněk

- 37 • ♦·

1,8 mm, obsah otevřených buněk 17 procent, tloušťku přibližně 11 mm a šířku přibližně 20 mm. Pěna byla silná a pevná.

Srovnávací příklad E

Příprava pěny ze směsi spp pryskyřice a ípp pryskyřice

Ve Srovnávacím příkladu E byl opakován postup Příkladu 5, ale s použitím 20/80 směsi týchž ÍPP a sPP pryskyřic jako u 50/50 směsi. Pří teplotách ochlazovací zóny zkoušených od 180 °C dolů k 150 °C nebylo možno vytvořit žádnou pěnu.

Příklad 6 a srovnávací příklad F

Příprava pěny ze směsí spp pryskyřice a polystyrénové pryskyřice v Příkladu 6 byly směsi polystyrénové pryskyřice a spp pryskyřice expandovány CO₂ s použitím stejného aparátu a v podstatě stejného postupu jako v Příkladu 1. Srovnávací příklad F byl přípraven pouze z PS pryskyřice samotné.

v předem určených poměrech, ukázaných v Tabulce ví, byly připraveny směsi PS pryskyřice mající průměrnou molekulovou hmotnost 150 000, hustotu 1,05 g/cm³ a T_g 104 °C, a syndiotaktické formy kopolymerní polypropylenové pryskyřice kvality eod 96-07 (dostupné od Fina Oil and Chemical Company) o rychlosti toku taveniny 2 dg/min (stanovené pomocí astm d1238 pří 230 °C/2,16 kg), hustotě 0,88 g/cm³ a teplotě tání 130 °c.

Směs granulárních pryskyřic a 0,1 pph starátu barnatého byla předem smíchána a přiváděna do extruderu konstantní rychlostí. Teploty v zónách extruderu byly udržovány jak následuje: 130 °C v přiváděči zóně, 160 °C v tavící zóně, 200 °C v měrkové zóně a na 200 °c v míchací zóně, oxid uhličitý byl injí kován do míchací zóny stálou rychlostí 4,6 pph. Teplota v ochlazovací zóně byla pro tvorbu dobrých pěn udržována v rozmezí 132 °c až 134 °c. Teplota tvarovacího • · · ·

- 38 zřízení byla udržována na konstatních 145 °C v průběhu celého postupu. Otvor tvarovacího zřízení byl udržován fixní na

1,5 mm. Tloušťka, hustota pěny, rozměr buněk a obsah otevřených buněk jsou ukázány v Tabulce ví.

Tabulka ví

Srovn. Příkl. nebo Příkl.č.	H1adi na SPP (%)¹	Rychlost extruse (kg/h)²	Tloušťka (mm)³	Šířka (mm)⁴	Hustota pěny (kg/m³)⁵	Rozměr buněk (mm)⁶	Otevřených buněk (%)⁷
F	0	4,8	16	19	61,6	0,33	0
6.1	2	4,1	20	23	64,8	0,70	0
6.2	5	3,9	19	22	66,5	0,69	0
6.3	20	3,7	17	22	70,0	1,44	27

¹ Procento spp pryskyřice ve směsi ² Extrusní rychlost polymeru v kg/hod ³ Tloušťka tělesa pěny v milimetrech ⁴ Šířka tělesa pěny v milimetrech ⁵ Hustota těles pěny uzrané jeden týden v kg/m³ určená vytěsněním vody ⁶ Rozměr buněk v milimetrech stanovený podle ASTM d-3576 ⁷ Obsah otevřených buněk v procentech stanovený podle ASTM D-2856-A

Jak ukazuje Tabulka ví, spp pryskyřice činí velikost buněk, co do rozměru průřezu, větší. Pěny obsahující 2 procenta a 5 procent spp pryskyřice nemají žádné otevřené buňky. 80/20 směs PS/sPP poskytuje pěno obsahující něco otevřených buněk.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Směsná polymerni pěna složená z

a) od 0,1 procent do ···· f/ÍD01- IfgO ♦ · ♦ ·· ^!

• · · · ··· • · · · 9 9· • ·«····· ··

9 9 9 9 ·· «· « ·· ·♦·

60 procent hmotnosti

SPP pryskyřice, a

b) od 40 procent termoplastické do 99,9 procent hmotnosti polymerni pryskyřice převoditelné na pěnu.

2. Směsná hustotu polymerni pěna podle 9 kg/m³ až 300 kg/m³. Nároku 1, přičemž pěna má 3. Směsná polymerni pěna podle Nároku 2, přičemž pěna má hustotu 11 kg/m³ až 100 kg/m³. 4. Směsná polymerni pěna podle Nároku 3, přičemž pěna má hustotu 15 kg/m³ až 50 kg/m³.
5. Směsná polymerni pěna podle Nároku 1, přičemž termoplastickou polymerni pryskyřicí převoditelnou na pěnu je ohebná termoplastická polymerni pryskyřice.
6. Směsná polymerni pěna podle Nároku 1, přičemž termoplastickou polymerni pryskyřicí převoditelnou na pěnu je tuhá termoplastická polymerni pryskyřice.
7. Směsná polymerni pěna podle Nároku 5, přičemž termoplastickou polymerni pryskyřicí převoditelnou na pěnu je ohebná polyolefinová pryskyřice.
8. Směsná polymerni pěna podle Nároku 7, přičemž ohebnou polyolefinovou pryskyřicí je ldpe pryskyřice.
9. Směsná polymerni pěna podle Nároku 8, přičemž ldpe pryskyřice má index taveniny od 0,1 dg/min do 20 dg/min.

Směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž sPP pryskyřici je homopolymer propylenu.

Směsná polymerni pěna podle Nároku 10, přičemž spp pryskyřice má rychlost toku taveniny od 0,05 dg/min do 50 dg/min.

Směsná polymerni pěna podle Nároku 10, přičemž sPP pryskyřice má syndiotakticitu větší než 75 procent.

směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž spp pryskyřicí je kopolymer propylenu s ethylenem.

směsná polymerni pěna podle Nároku 13, přičemž spp pryskyřice má rychlost toku taveniny od 0,05 dg/min do 50 dg/min.

Směsná polymerní pěna podle Nároku 13, přičemž spp pryskyřice má syndiotakticitu větší než 75 procent.

Směsná polymerni pěna podle Nároku 1, přičemž sPP pryskyřicí je kopolymer propylenu s 1-butenem.

Směsná polymerní pěna podle Nároku 16, přičemž spp pryskyřice má rychlost toku taveniny od 0,05 dg/min do 50 dg/min.

Směsná polymerní pěna podle Nároku 16, přičemž sPP pryskyřice má syndiotakticitu větší než 75 procent.

Směsná polymerní pěna podle Nároku 5, přičemž ohebnou polyolefinovou pryskyřicí je kopolymerní pryskyřice ethylen/vi nylacetát.

Směsná polymerní pěna podle Nároku 19, přičemž kopolymerní pryskyřice ethylen/vinylacetát má obsah vinylacetátu od

5 procent do 30 procent.

- 41 • ·♦ • · • · · • ····

21. Směsná polymerní pěna podle Nároku 19, přičemž kopolymerní pryskyřice ethylen/vínylacetát má index taveniny od

0,1 dg/min do 20 dg/min.

22. Směsná polymerní pěna podle Nároku 5, přičemž ohebnou polyolefinovou pryskyřicí je ípp pryskyřice převoditelná na pěnu.

23. Směsná polymerní pěna podle Nároku 22, přičemž ípp pryskyřicí převodítelnou na pěnu je pryskyřice o vysoké pevnosti taveniny při aplikaci na extrušní postup, kde tan delta je méně než 1.5.

24. Směsná polymerní pěna termoplastickou polymerní podle Nároku 6, přičemž tuhou pryskyřicí je PS pryskyřice.

25. Směsná polymerní pěna pryskyřice má průměrnou 240 000.

podle Nároku 24, přičemž PS molekulovou hmotnost menší než

26. Směsná polymerní pěna podle Nároku 5, přičemž PS pryskyřice je ve směsné pěně v rozmezí od 10 procent do 50 procent.

27. směsná polymerní pěna podle Nároku 26, přičemž PS pryskyřice je ve směsné pěně v rozmezí od 30 procent do 50 procent.

28. Směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž směsná pěna je vytvořena extrusním způsobem.

29. Směsná polymerní pěna podle Nároku 28, přičemž extrusní způsob používá isobutan jako nafukující činidlo.

30. směsná polymerní pěna podle Nároku 28, přičemž extrusní způsob používá oxid uhličitý jako nafukující činidlo.

31. Směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž směsná pěna má rozměr buněk od 0,01 mm do 10 mm.

32. Směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž směsná pěna není křížově provázána.

33. směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž směsná pěna je křížově provázána.

34. Směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž směsná pěna je ve formě plátu.

35. Směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž směsná pěna je ve formě tabule.

36. Směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž směsná pěna je ve formě tabule koagulováných vláken pěny.

37. Směsná polymerní pěna podle Nároku 1, přičemž směsná pěna je ve formě zrnek.