DD146956A1

DD146956A1 - Verschaeumbare thermoplastische formmassen

Info

Publication number: DD146956A1
Application number: DD21687979A
Authority: DD
Inventors: Otto Berger; Klaus Wetzel; Siegfried Reinholz; Margitta Lehmann; Eckehard Lange; Hubert Muecke
Original assignee: Otto Berger; Klaus Wetzel; Siegfried Reinholz; Margitta Lehmann; Eckehard Lange; Hubert Muecke
Priority date: 1979-11-14
Filing date: 1979-11-14
Publication date: 1981-03-11

Abstract

Die Erfindung betrifft verschaeumbare thermoplastische Formmassen, insbesondere zur Herstellung von geschaeumten Formteilen und Halbzeugen, wie z.B.Voll- und Hohlprofilen sowie Platten in beliebigen Formen und Abmessungen, im Extrusionsverfahren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verschaeumbare thermoplastische Formmassen auf der Basis von VC-Polymerisaten herzustellen, die ein fuer eine gute Schaeumfaehigkeit erforderliches Flieszverhalten aufweisen und die keine die Waermeformbestaendigkeit vermindernden Modifiziermittel und/oder Verarbeitungshilfen enthalten. Die Aufgabe wird erfindungsgemaesz geloest, indem ein Polymergemisch, bestehend aus a) 50 bis 95 Gew.T., vorzugswweise 70 bis 90 Gew. T., Suspensions-PVC mit einem K-Wert von 60 bis 70, b) 5 bis 40 Gew. T., vorzugsweise 10 bis 30 Gew. T., eine Emulsion-PVC mit einem K-Wert von 60 bis 75, das nach dem Emulsionsverfahren unter Verwendung ueberwiegend anionaktiver Emulgatoren, denen vor und/oder nach der Polymerisation geringe Mengen an nichtionogenen Emulgatoren zugegeben wurden, hergestellt worden ist und c) 1 bis 20 Gew. T., vorzugsweise 5 bis 10 Gew. T., eines Mikrosuspensions-PVC mit einem K-Wert von 60 bis 70 verwendet wird, wobei das Emulsions-PVC und das Suspensions-PVC gleich hohe Schuettdichte aufweisen. Der Gesamtemulgatorgehalt des Emulsions-PVC betraegt 1 bis 4%.

Description

21 687

-Λ-

VEB CHEMIEKOMBINAT BIT(EEHi¹ELD . . Bitter feld, 9.11.19'

2016

Verschäumbare thermoplastische Formmassen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft verschäumbare thermoplastische Porramassen, insbesondere zur Herstellung von geschäumten Formteilen und Halbzeugen, wie z. B. Voll- und Hohlprofilen sowie Platten.in beliebigen Formen-und Abmessungen, im Extrusionsverfahren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Formteile und Halbzeuge aus geschäumten Plasten unter Verwendung chemischer oder physikalischer Treibmittel im Extrusionsverfahren herzustellen. Aus dem Stand der Technik ist des Vorurteil zu er~ kennen, daß I⁵VO auch bei Anwendung von niedrigen K-Y/erten nicht zufriedenstellend verschäumt werden kann, d.h. daß es nicht möglich ist, geschäumte PVC-Produkte zu erhalten, die eine wesentlich

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niedrigere Rohdichte als das Ausgangsmaterial und eine gleichmäßige Porenstruktur aufweisen (DD-PS 92 318 und DE-OS 1 965 341).

Zur Verbesserung der Schäumfähigkeit von PVC ist es deshalb üblich, dem PVG bestimmte Zusätze zuzugeben, die sowohl monomeren als auch polymeren Charakter haben können. So ist es seit langem bekannt, Monomerweichmacher enthaltende Vinylchlorid-Homopolymerisate zu verwenden (Plastiques Modernes et Elastomeres (1970) 4, S. 103), die zum Teil vernetzbar sind (DE-OS 1 900 413). Diese Formmassen besitzen zwar günstige rheologische Eigenschaften, aber die daraus hergestellten Produkte haben keine Steifigkeit, sondern nur mäßige Festigkeitseigenschaften und eine stark verminderte Wärmeformbeständigkeit.

Weiterhin ist bekannt, anstelle von Vinylchlorid-Homopolymerisaten Vinylchlorid-Gopolymerisate mit geringen Anteilen an .ungesättigten Verbindungen, wie Vinylazetat, Propylen oder Vinylidenchlorid, einzusetzen (DE-OS 1 694 439» DE-OS 2 000 039 and DE-AS 1 I70 614). Diese Produkte besitzen jedoch keine verbesserten Verarbeitungs- und Gebrauchswerteigenschaften. Auch die Rohdichten sind oftmals noch zu hoch (DE-OS 2 143 377). Bei einem anderen Verfahren wird die Anwendung von Polyäthylen zur Verbesserung der Verschäumbarkeit von PVC beschrieben (D^-OS 2 653 578).

Die zur Erreichung des angestrebten Effektes notwendigen PE-Mengen führen jedoch auf Grund ihrer Unverträglich- ' keit zum PVG zu Ausschwitzerscheinungen, die das Aussehen und die Oberflächenbeschaffenheit der Formteile verschlechtern.

Im allgemeinen ist es deshalb üblich, dem PVC größere Anteile an bestimmten, mehr oder weniger verträglichen ,: Modifiziermitteln, wie z.B. Äthylen - Vinylazetat - Copolymere, chloriertem Polyäthylen, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymere,

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Polymethacrylate u.a. beizumischen (DD-PS 128 047, DS-OS 1 629 373, DE-AS 1 694 709, DS-OS 1 965 341 und DB-OS 2 249 435).

Derartige Zusätze verbessern die Verarbeitungseigenschaften und ergeben in den meisten Fällen geschäumte Produkte mit niedriger Rohdichte, gleichmäßiger Porenstruktur und guter Oberflächenausbildung. Sie beeinträchtigen aber die V/ärmeformbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen, wodurch der Gebrauchswert er-, heblich eingeschränkt ist. Außerdem haben die modifizierten VC-Polymermassen einen hohen Gestehungspreis.

Weiterhin werden befriedigende verschäumbare PVC-Formmassen hergestellt, indem man Abmischungen von beliebigen Suspensions- oder Emulsions-PVG-Typen mit speziell polymerisiertem PVC verwendet, die zusätzlich die üblichen 2/Todifiziermittel enthalten (DE-OS 2 143 377). Allerdings hat sich gezeigt, daß auch derartige Produkte nicht den Praxisanforderungen gerecht werden, denn ihre Schaumfähigkeit ist ungenügend und ihre rheologischen Eigenschaften schwanken in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten PVC-Typ. Alle diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß durch den Zusatz von Modifiziermitteln und Verarbeitungshilfen insbesondere die Wärmeformbeständigkeit bedeutend herabgesetzt wird und die Formmassen mit erhöhtem Kostenaufwand hergestellt v/erden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, verschäumbare thermoplastische Formmassen auf der Basis von VC-Polymerisaten mit guter Schaumfähigkeit, guten Verarbeitungseigenschaften und geringen Kostenaufwand zu schaffen, die zur Herstellung von geschäumten Formteilen und Halbzeugen mit hoher Wärmeformbeständigkeit geeignet sind.

Darlegung des vfesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die -Aufgabe zugrunde, verschäumbare thermoplastische Formmassen auf der Basis von VO-PoIymerisaten herzustellen, die ein für eine gute Schaum« fähigkeit erforderliches Fließverhalten aufweisen und die keine die Wärmeforiobeständigkeit vermindernden Modifiziermittel und/oder Verarbeitungshilfen enthalten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein Polymergemisch bestehend aus

a) 50 bis 95 Gew.-Teilen, vorzugsweise 70 bis 90 Gew,-Teilen, Suspensions-PVC mit einem K-7fert von 60 bis

•70,

b) 5 bis 4-0 Gew.-Teilen, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-Teilen, eines. Emulsions-PVC mit einem K-Wert von 60 bis 75» das nach dem Emulsionsverfahren unter Verwendung überwiegend anionaktiver Emulgatoren, denen vor und/oder nach der Polymerisation geringe Mengen an nichtionogenen Emulgatoren zugegeben wurden, hergestellt worden ist und

c) 1 bis 20 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 bis

10 Gew.-Teilen, eines Mikrosuspensions-PVO mit einem K-Wert von 60 bis 70 verwendet wird_s wobei das Emulsions-PVO und das Suspensions-PVO gleich hohe Schüttdichten aufweisen.

Der Anteil der einzelnen Bestandteile am erfindungsgemäßen Polymergemisch kann in Abhängigkeit von den Verarbeitungsbedingungen und dem vorgesehenen Binsatzzweck innerhalb der angegebenen Bereiche variiert werden.

Bei Verwendung von nur einem Bestandteil oder von zwei Bestandteilen des angegebenen Polymergemisches können geschäumte thermoplastische Formteile und Halbzeuge, die das Ziel der Erfindung erreichen, nicht hergestellt werden, sondern es ist in jedem Falle erforderlich,

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daß ein aus den drei Bestandteilen zusammengesetztes Polymergemisch eingesetzt wird.

Das verwendete Suspensions-PVC ist ein nach üblichen Methoden hergestelltes PVC, dessen K-V'ert in einem Bereich von 60 bis 70 liegt und dessen Teilchengröße im wesentlichen 60 bis 150 Atm beträgt. Als Emulsions-PVG kommen solche Typen in Frage, die in einem K-Werfe-Bereich von 60 bis 75 liegen und nach einem Emulsionsverfahren unter Verwendung überwiegend anionaktiver Emulgatoren, denen vor und/oder nach der Polymerisation geringe Mengen an nichtionogenen Emulgatoren zugegeben wurden, hergestellt worden ist. Der Gesamtemulgatorgehalt beträgt 1 bis 4 %_f vorzugsweise 2 bis 4- %.

Bevorzugt verwendete nichtionogene Emulgatoren sind Karbönsäurepolyglykolester, Alkylarylpolyglykoläther und Alkylpolyglykoläther, die einzeln oder in Kombination eingesetzt v/erden können.

Das verwendete Mikrosuspensions-PVC ist ein Produkt, das vorzugsweise durch mechanische Fest-Flüssig-Trennung mit nachfolgender Trocknung hergestellt wird. Die besten Ergebnisse werden im allgemeinen erzielt, das Bmulsions-Ρνσ und das B us pe ns ions -PVG gleich

hohe Schüttdichten aufweisen, die vorzugsweise zwischen 0,50 und 0,60 g/cur liegen.

Die Formmassen gemäß der Erfindung v/erden durch homogenes Vermischen der das Polymergemisch bildenden Bestandteile mit Treibmitteln in vorzugsweise schneilaufenden Mischaggregaten, die vorwiegend nach dem Fluidprinzip arbeiten erhalten, wobei die Reihenfolge der Zugabe der einzelnen Bestandteile unerheblich ist.

Die erfindungsgemäßen formmassen können weiterhin Plasthilf sstoffe, wie z. B. Aktivatoren, Pörenregler, Wärme- und Lichtstabilisatoren, Gleitmittel, Füllstoffe, Antioxydatien, Pigmente, enthalten.

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Die erfindungsgemäßen Formmassen können im Extrusionsverfahren bei hohen Abzugsgeschwindiglceiten zu verschäumten Formteilen und Halbzeugen, insbesondere Voll- und Hohlprofilen, sowie Platten in beliebiger Form und Dimension, verarbeitet werden. Sie zeichnen sich durch eine gute Wärmeformbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen, eine niedrige Rohdichte und eine glatte, glänzende Oberfläche aus. Von wesentlichen Vorteil ist auch der niedrige Gestehungs» preis der erfindungsgemäßen Formmassen.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung an einigen Beispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

In einer Heiz-Kühlmischer-Kombination v/erden sechs ver~ schäumbare Formmassen mit unterschiedlicher Zusammensetzung bei Mischtemperaturen bis maximal 120 ⁰G hergestellt. Die Formmasse 1 enthält als Polymeres 100 Gew.-Teile Suspensions-PVG mit einem K~Wert 61; die Formmasse 2 besteht aus einem Polymergemisch von 92 Gew.-Teilen Suspensions-PVC mit einem K-Wert 65 und 8 Gew.-Teilen eines Athylen-Vinylazetet-Copolymeren» die Formmasse 3 besteht aus einem Polymergemisch von 70 Gew.-Teilen Suspensions-PVG mit einem K-Wert von 61 und 30 Gew.-Teilen Emulsions-PVG mit einem K-Wert 66; die F_ormmasse 4 besteht aus einem Polymergemisch von 90 Gew.-Teilen Suspensions-PVG mit einem K-Wert 65 und 10 Gew.-Teilen eines Mikrosuspensions-PVO mit einem K-Wert 64. Die Zusammensetzungen der Polymergemische der Formmassen 5 und 6 werden gemäß der Erfindung vorgenommen. Die Formmasse 5 setzt sich aus 70 Gew.-Teilen Suspensions-PVG mit einen K-Wert 61, 25 Gew.-Teilen

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Eiaulsions-PVQ mit einem IC-Wert 66 und einem Gesamtemulgatorgehalt von 3 % sowie 5 Gew.-Teilen Ivlikrosuspensioas-PVO mit einem K-Wert 68 zusammen, ^ie Schüttdichten vom Suspensions- und Emulsions-PVO betragen 0,560 g/cm . Die formmasse 6 besteht aus 75 Gew.-Teilen Suspensions-PVC mit einem K-Wert 64, 15 Gew.-Teilen Emulsions-PVO mit einem K-Wert 60 und einem Gesamtemulgatorgehalt von 2,8 % sowie 10 Gew.-Teilen Mikrosuspensions-PVG mit einem K-Wert 66, Die Schüttdichten von Suspensions- und Emulsions-PVO betragen 0,550 g/cm ,

Sämtliche der sechs Formmassen enthalten weiterhin je 0,5 Gew.-Teile Treibmittel Azodikarbonamid, 2 Gew.-Teile Wärmestabilisator, 0,4 Gew.-Teile Aktivator und 0,8 Gew.-Teile Gleitmittel. Aus den verschäumbären Formmassen v/erden auf einem Einschneckenextruder mit einem Schneckendurchmesser von 63 mm und einer Schneckenlänge von 23 D bei Verarbeitungstemperaturen von 150 bis 174 ⁰C verschäumte Hohlprofile mit den Abmessungen 32 χ 5 mm extrudiert. Bei einer Schneckendrehzahl von 25 U/min, wird die maximale Abzugsgeschwindigkeit der sechs F_ormraassen ermittelt. Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß mit den erfindungsgemäßen Formmassen 5 und 6 die höchsten Abzugsgeschwindigkeiten erreicht werden.

Beispiel 2

An. den extrudierten verschäumten Hohlstäben wird die Rohdichte ermittelt und die Oberflächenbeschaffenheit beurteilt. Der Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß die aus den erfindungsgemäßen Formmassen 5 und 6 extrudierten Hohlstäbe glatte, glänzende Oberflächen ergeben. Bei den formmassen 1 bis 4 treten jedoch unterschiedliche, unerwünschte Oberflächenfehler auf und die -Sohdichte liegt im Vergleich zu den erfindungsgemäßen Formmassen und 6 höher.

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Beispiel 3

Die Ermittlung der Wärmeformbeständigkeit erfolgt durch einen Heißwasser-Wechseltest entsprechend dem Prüfverfahren nach ISO/TG 138/WG 1 an verschäumten bohren mit der Abmessung 50 χ 1,8 mm, die entsprechend den im Beispiel 1 angegebenen Versuchsbedingungen extrudiert und verschäumt wurden, ^ie zu prüfenden ^ohre werden einer Heißwassertemperatur von 85 ⁰C ausgesetzt. Der maximale Schellenabstand wird derart ermittelt, daß die zulässige durchbiegung von 0,1 d nicht überschritten wird, -^ie Tabelle 3 zeigt, daß die aus den erfindungsgemäßen Formmassen hergestellten Rohre die besten Wärmeformbeständigkeiten aufweisen.

Tabelle 1

Maximale Abzugsgeschwindigkeit (cm/min;

Formmasse 1 122

Formmasse 2 148

Formmasse 3 14-6

Formmasse 4 143

Formmasse 5 160

Formmasse 6 162

Tabelle 2

Rohdichte (g/cm3) Oberflächenbeschaffenheit

Formmasse 1 als Hohlstab 0,93

Formmasse 2 als Hohlstab 0,77

Formmasse 3 als Hohlstab 0,83

Formmasse 4 als, Hohlstab 0,82

Formmasse 5 als Hohlst&b

Formmasse 6 als Hohlstab 0,68 rauhe Oberfläche, Blasen vereinzelte Klebstreifen vereinzelte Blasen stark satinierte Oberfläche glatte, glänzende Oberfläche glatte, glänzende Oberfläche

Tabelle 3

Maximaler Schellenabstand (cm)

Rohr	aus	Formmasse	1	56
Rohr	aus	Formmasse	2	50
Rohr	aus	formmasse	3	55
Rohr	aus	Formmasse	4	58
Rohr	aus	formmasse	5	61
Rohr	aus	Formmasse	6	61

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Claims

- 10 - 2016 Erfindungsanspruch

1· Verschäumbare thermoplastische -formmassen, insbesondere zur Herstellung geschäumter Formteile und Halbzeuge im Extrusionsverfahren, bestehend aus VC-Polymerisaten, einem Treibmittel, Stabilisator, Aktivator, Porenregler und anderen Plasthilfsstoffen, gekennzeichnet dadurch, daß ein Polymergemisch, bestehend aus

a) 50 bis 95 Gew.-Teilen, vorzugsweise 70 bis 90 Gew.-Teilen, Suspensions-PVG mit einem K-Wert von 60 bis 70,

b) 5 "bis 40 Gew.-Teilen, vorzugsweise 10 bis

30 Gew.-Teilen, eines Emulsions-PVO mit einem K-Wert von 60 bis 75 > das nach dem Emulsionsverfshren unter Verwendung überwiegend anionaktiver Emulgatoren, denen vor und/oder nach der Polymerisation geringe Mengen an nichtionogenen Emulgatoren zugegeben wurden, hergestellt worden ist und
c) 1 bis 20 Gew.-Teile vorzugsweise 5 bis 10 Gev/,-Teile, eines Mikrosuspensions-PVO mit einem K-Wert von 60 bis 70

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verwendet wird, wobei das Emulsions-PVO und das Suspensions~PVG gleich hohe Schüttdichten aufweisen.

2. Verschäumbare thermoplastische formmassen· nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die im Emulsions-PVC enthaltenen nichtionogenen Emulgatoren Karbonsäurepolyglykdlester, Aikylarylpolyglykoläther und ^lkylpolyglykoläther sind, die einzeln oder in Kombination
eingesetzt v/erden.

3* Verschäumbar© thermoplastische formmassen nach den
Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der
Gesamtemulgatorgehalt 1 bis 4 %, vorzugsweise 2 bis
4 '%, beträgt.

4. Verschäumbare thermoplastische formmassen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Herstellung des Polymergemisches durch Homogenisierung in schneilaufenden Mischaggregaten, die vorzugsweise nach dem Fluidprinzip arbeiten, erfolgt.