DE102004042297A1 - Open-cell and cross-linked polymer foam made of polyolefins and polystyrene - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft offenzellige und vernetzte Polymerschäume aus Polyolefinen und Polystyrol. Die erfindungsgemäßen Schäume weisen einen Anteil an offenen Zellen von 40 bis 99% und einen Gelanteil von 40 bis 95% auf und können als Verpackungs- oder Isolationsmaterial verwendet werden.The invention relates to open-cell and crosslinked polymer foams of polyolefins and polystyrene. The foams according to the invention have a proportion of open cells of 40 to 99% and a gel content of 40 to 95% and can be used as packaging or insulating material.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft vernetzte Polymerschäume, enthaltend Polyolefine und Polystyrol, die einen hohen Anteil an offenen Zellen aufweisen, ein Verfahren zur Herstellung der Polymerschäume und deren Verwendung.The The invention relates to crosslinked polymer foams containing polyolefins and polystyrene, which have a high proportion of open cells, a process for producing the polymer foams and their use.
Offenzellige Polymerschäume werden aufgrund ihrer Weichheit und des hohen Rückstellvermögens häufig als Verpackungsmaterial oder Isolationsmaterial eingesetzt. Darüber hinaus besitzen sie eine poröse Struktur, die ihre Verwendung als Filtermaterial oder als schalldämmendes Material möglich macht.Open-cell polymer foams are often used as packaging material due to their softness and high resilience or insulation material used. In addition, they own one porous structure, their use as filter material or as sound-insulating Material possible power.
Polyolefinschäume sind
im Allgemeinen geschlossenzellig und weisen nur ein geringes Rückstellvermögen auf.
Die Zellen dieser Schäume
können
zwar mechanisch geöffnet
werden, z. B. durch Walzen (
Zur Verbesserung der Elastizität von Polyolefinschäumen mit geschlossenen Zellen ist es bekannt, Polymerblends aus Polyolefinen und Polystyrol einzusetzen. Polyolefine wie Polypropylen oder Polyethylen sind allerdings mit Polystyrol inkompatibel, d.h. Blends dieser Polymere sind nur schwer herstellbar, da sich die Schmelzen kaum mischen und wieder in die Komponenten auftrennen. Dementsprechend sind hieraus hergestellte Formkörper häufig inhomogen.to Improvement of elasticity of polyolefin foams With closed cells, it is known polymer blends of polyolefins and polystyrene. Polyolefins such as polypropylene or polyethylene are however, incompatible with polystyrene, i. Blends of these polymers are difficult to produce because the melts hardly mix and split it back into the components. Accordingly, they are made therefrom moldings often inhomogeneous.
Durch
Zugabe von Kompatibilisierungsmitteln wie Polymere mit langen Seitenketten
oder hydrierte Polystyrol-Butadien-Blockcopolymeren (
Nachteilig an diesen Systemen ist neben der aufwendigen Prozessführung deren geringer Vernetzungsgrad. Der geringe Vernetzungsgrad resultiert vermutlich aus der Inkompatibilität der Komponenten und der auch ohne Vernetzung bereits schwierigen Mischbarkeit. Werden die Komponenten vor der Mischung (an)vernetzt, so sinkt deren Mischbarkeit noch weiter.adversely In addition to the complex process control, these systems have their own low degree of crosslinking. The low degree of crosslinking results probably from the incompatibility of the components and the too without networking already difficult miscibility. Become the components crosslinked before the mixture, so their miscibility still decreases further.
Ein
Verfahren zur Herstellung von leicht vernetzten, offenzelligen Polymerschäumen aus
Polyethylen und Polystyrol offenbart
Vernetzte Polyolefinschäume weisen gegenüber unvernetzten Schäumen eine erhöhte mechanische Stabilität auf, besitzen aber in der Regel eine geschlossene Zellstruktur. Insbesondere für Anwendungen zur Schalldämmung oder Stoßabsorption wäre es wünschenswert, Materialien aus offenzelligen Polyolefinschäumen einzusetzen. Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Materialien dieser Art ohne die Nachteile des Standes der Technik zur Verfügung zu stellen.networked polyolefin opposite uncrosslinked foams an increased mechanical stability but usually have a closed cell structure. Especially for Applications for sound insulation or shock absorption would it be desirable, Use materials from open-cell polyolefin foams. It was therefore the object of the present invention, materials of this kind without to provide the disadvantages of the prior art.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher offenzellige und vernetzte Polymerschäume, enthaltend 50 bis 95 Gew. % Polyolefine und 5 bis 50 Gew. % Polystyrol, wobei der Polymerschaum einen Anteil an offenen Zellen nach ASTM D2856 von 40 bis 99 % und einen Vernetzungsgrad gemäß Gelanteil nach ASTM 2765 von 40 bis 95 % aufweist.object The present invention is therefore open-celled and crosslinked Polymer foams, containing 50 to 95% by weight of polyolefins and 5 to 50% by weight of polystyrene, wherein the polymer foam has an open cell content according to ASTM D2856 from 40 to 99% and a degree of crosslinking according to gel content according to ASTM 2765 of 40 to 95%.
Der Anteil an offenen Zellen des erfindungsgemäßen Polymerschaums beträgt bevorzugt 60 bis 99 %, insbesondere 85 bis 95 % bzw. 90 bis 99 %.Of the Proportion of open cells of the polymer foam according to the invention is preferred 60 to 99%, in particular 85 to 95% or 90 to 99%.
Der Anteil an Polystyrol im Polymerschaum beträgt höchstens 50 Gew. %, kann aber in weiten Grenzen eingestellt werden. Bevorzugt sind Mengen an Polyolefin und Polystyrol von jeweils 60 und 40 Gew. %, 70 und 30 Gew. %, 80 und 20 Gew. %, 90 und 10 Gew. %. Die Gewichtsangaben beziehen sich auf die gesamte Mischung des Polymerschaums.Of the Proportion of polystyrene in the polymer foam is at most 50 wt.%, But can be set within wide limits. Preference is given to amounts of polyolefin and polystyrene of 60 and 40 wt.%, 70 and 30 wt.%, 80, respectively and 20% by weight, 90% and 10% by weight. The weights are relative on the entire mixture of polymer foam.
Als Polyolefine werden insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen, jeweils als Homopolymer, Copolymer oder Polymerblend eingesetzt.When Polyolefins are in particular polyethylene and / or polypropylene, each used as homopolymer, copolymer or polymer blend.
Es können auch Gemische aus mehreren unterschiedlichen Polystyrolen, Polyethylenen und/oder Polypropylenen, z. B. mit unterschiedlichen Molmassen oder Schmelzflussindizes eingesetzt werden.It can also mixtures of several different polystyrenes, polyethylenes and / or polypropylenes, e.g. B. with different molecular weights or Melt flow indices are used.
Die polymeren Komponenten werden insbesondere ohne vorhergehende Funktionalisierung oder Kompatibilisierung wie Pfropfung mit Silanen oder Monomeren wie Styrol oder Methacrylat, Ätzen, Bestrahlen, Beflammen oder Coronabehandlung eingesetzt.The polymeric components in particular without prior functionalization or compatibilization such as grafting with silanes or monomers such as styrene or methacrylate, etching, Irradiation, flaming or corona treatment used.
Bevorzugt enthalten erfindungsgemäße Polymerschäume neben den polymeren Komponenten (Polyolefin und Polystyrol) keine weiteren Polymere, sodass sich die o.g. Gewichsanteile von Polyolefin und Polystyrol auf 100 % addieren. Optional ist es möglich, geringe Anteile von 1 bis 10 Gew. % (bezogen auf den Polymeranteil im Schaum) an weiteren Polymeren wie Polyethylenvinylacetat, Polyethylenethylacetat, Polyethylenvinylbutyral, hydriertes Polystyrol und/oder Polybuten zuzusetzen.Prefers contain polymer foams according to the invention in addition the polymeric components (polyolefin and polystyrene) no further Polymers, so that the o.g. Weight percentages of polyolefin and Add polystyrene to 100%. Optionally, it is possible to obtain low levels of 1 to 10 wt.% (Based on the polymer content in the foam) of another Polymers such as polyethylene vinyl acetate, polyethylene ethyl acetate, polyethylene vinyl butyral, hydrogenated polystyrene and / or polybutene.
Weitere Zusätze können Farbadditive, Antioxidantien, Pigmente, Ruß oder auch Vernetzungshilfsmittel wie z. B. Triallylisocyanurate sein.Further additions can Color additives, antioxidants, pigments, carbon black or crosslinking aids such as B. triallyl isocyanurates.
Für ein gutes Mischungsergebnis der inkompatiblen Polymere ist es vorteilhaft, Polymere mit bestimmten Schmelzflussindizes zu verwenden. In einer besonderen Variante der Erfindung werden Polyolefine mit einem Schmelzflussindex von 0,5 bis 10 g/10 min., bevorzugt 1,5 bis 4,0 g/10 min (190°C, 2.16 kg) und/oder Polystyrole mit einem Schmelzflussindex von 0,5 bis 8, bevorzugt 1 bis 5 g/10min (200°C, 5 kg) eingesetzt. Die Schmelzflussindizes werden nach DIN 53735 bestimmt.For a good one Mixing result of incompatible polymers, it is advantageous To use polymers with certain melt flow indices. In a particular variant of the invention are polyolefins having a melt flow index from 0.5 to 10 g / 10 min., preferably 1.5 to 4.0 g / 10 min (190 ° C, 2.16 kg) and / or polystyrenes having a melt flow index of 0.5 to 8, preferably 1 to 5 g / 10min (200 ° C, 5 kg) is used. The melt flow indices are according to DIN 53735 certainly.
Zur Bestimmung des Vernetzungsgrades des erfindungsgemäßen Schaums wird dessen Gelanteil herangezogen. Hierbei wird gemäß ASTM 2765 der in einem organischen Lösungsmittel (Xylol, Benzol o.ä.) unlösliche Rückstand des Polymerschaums bestimmt und im Verhältnis zur eingesetzten Menge des Schaums gesetzt. Bevorzugt weisen die erfindungsgemäßen Polymerschäume Gelanteile von 60 bis 90 bzw. 70 bis 85 % auf.to Determination of the degree of crosslinking of the foam according to the invention its gel content is used. Here, according to ASTM 2765 in an organic solvent (Xylene, benzene or similar) insoluble Residue the polymer foam determined and in relation to the amount used of the foam. The polymer foams according to the invention preferably have gel components from 60 to 90 or 70 to 85%.
Erfindungsgemäße Polymerschäume zeigen ein hervorragendes Rückstellvermögen. So kann die Druckspannung des Schaums nach ISO 3386/1 bei einer 25%igen Verformung 2 bis 40 kPa, insbesondere 5 bis 20 kPa betragen. Optional weisen die erfindungsgemäßen Polymerschäume Druckspannungen gemäß der folgenden Tabelle auf: Inventive polymer foams show excellent resilience. Thus, the compressive stress of the foam according to ISO 3386/1 at a 25% deformation can be 2 to 40 kPa, in particular 5 to 20 kPa. Optionally, the polymer foams according to the invention have compressive stresses according to the following table:
Weiterhin beträgt der Druckverformungsrest der erfindungsgemäßen Polymerschäume nach ISO 1856 bei einer ursprünglichen Verformung von 25 % nach 24 Stunden Entlastungszeit 0,1 bis 5 %, insbesondere 0,1 bis 3 %.Furthermore, the compression set of the polymer foams according to the invention according to ISO 1856 at an initial deformation of 25% after 24 hours unloading time is 0.1 to 5%, in particular from 0.1 to 3%.
Optional weisen die erfindungsgemäßen Polymerschäume Druckverformungsreste gemäß der folgenden Tabelle auf: Optionally, the polymer foams according to the invention have compression set residues according to the following table:
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Polymerschaums durch die Verfahrensschritte:
- a) Vermischen zumindest eines Teils der polymeren Komponenten bei einer Temperatur über deren Glastemperaturen,
- b) Zumischen von Vernetzungsmitteln, Verschäumungsmitteln und/oder des Restanteils der polymeren Komponenten,
- c) Vernetzen der polymeren Komponenten,
- d) Aufschäumen der vernetzten Mischung und
- e) Mechanisches Öffnen der Zellen
- a) mixing at least a portion of the polymeric components at a temperature above their glass transition temperatures,
- b) admixing of crosslinking agents, foaming agents and / or the remaining portion of the polymeric components,
- c) crosslinking of the polymeric components,
- d) foaming the crosslinked mixture and
- e) Mechanical opening of the cells
Die
Vernetzung der polymeren Komponenten kann mit den üblichen
chemischen Vernetzungsmitteln wie Peroxiden (insbesondere Dicumylperoxid,
Benzoylperoxid oder Di-(2-tert.-butyl-peroxoisopropyl)benzol (DIB)
durchgeführt
werden. Hier haben sich Anteile von 0,1 - 5 Gew. % (bezogen auf
die polymeren Komponenten) bewährt.
Eine Vorvernetzung oder Pfropfung des Polyethylens ist im erfindungsgemäßen Verfahren nicht
erforderlich. Die in
Es ist auch möglich, die erfindungsgemäßen Polymerschäume durch Elektronenstrahlen, z. B. wie γ- oder β- Strahlung mit einer Strahlendosis von 0,5 bis 6 Mrad zu vernetzen.It is possible, too, the polymer foams according to the invention Electron beams, e.g. B. as γ or β radiation to crosslink with a radiation dose of 0.5 to 6 Mrad.
Als Verschäumungsmittel in Verfahrensschritt d) können physikalisch wirkende Treibmittel wie CO2, Pentan oder Fluorkohlenwasserstoffe, sowie Gemische hiervon, jeweils vorzugsweise ohne den Zusatz von Alkohol verwendet werden.As a foaming agent in process step d) physically acting blowing agents such as CO 2 , pentane or fluorocarbons, and mixtures thereof, in each case preferably be used without the addition of alcohol.
Alternativ ist der Einsatz von chemischen Verschäumungsmitteln, d.h. Verbindungen, die thermisch in gasförmige Produkte gespalten werden, möglich. Hierzu werden insbesondere Azoverbindungen in einem Anteil von 5 - 20 % Gew.-% (bezogen auf die polymeren Komponenten) eingesetzt. Besonders geeignet ist Azodicarbonsäureamid (Porofor ADC/Z-C2 der Fa. Bayer).alternative is the use of chemical foaming agents, i. Links, the thermally in gaseous Products are split, possible. In particular azo compounds in a proportion of 5 - 20% wt .-% (based on the polymeric components) used. Particularly suitable is azodicarboxylic acid amide (Porofor ADC / Z-C2 of Bayer).
Da zur Herstellung des erfindungsgemäßen Polymerschaumes inkompatible Polymere eingesetzt werden, ist der Mischprozess von entscheidender Bedeutung für die Homogenität des erhaltenen Produkts. Hier ist der Einsatz von entsprechend hohen Scherkräfte für eine ausreichende Mischgüte der inkompatiblen Polymerkomponenten notwendig.There incompatible for the preparation of the polymer foam according to the invention Polymers are used, the mixing process is more crucial Meaning of the homogeneity of the product obtained. Here is the use of correspondingly high shear for one sufficient mixing quality the incompatible polymer components necessary.
Im erfindungsgemäßen Verfahren kann die Mischung der polymeren Komponenten sowie das Zumischen der Vernetzungs- und/oder Verschäumungsmittel gemäß den Verfahrensschritten a) und b) diskontinuierlich in einem oder mehreren Knetern, Extrudern, Bussknetern, Stempelknetern und/oder Kalandern erfolgen.in the inventive method may be the mixture of the polymeric components as well as the admixing the crosslinking and / or foaming agent according to the method steps a) and b) discontinuously in one or more kneaders, extruders, Bussknetern, Stempelknetern and / or calendering done.
Zur Vereinfachung des Verfahrens ist es auch möglich, im Verfahrensschritt a) nur einen Teil der polymeren Komponenten, bevorzugt in den genannten Werkzeugen, vorzumischen und den Restanteil der polymeren Komponenten in Verfahrensschritt b) zuzumischen. Bevorzugt wird im ersten Mischschritt a) 10 bis 90 %, besonders bevorzugt 30 bis 70 % der Gesamtmenge an polymeren Komponenten als Masterbatch vorgemischt.to Simplification of the process, it is also possible in the process step a) only a part of the polymeric components, preferably in the mentioned Tools, premix and the remaining portion of the polymeric components in process step b) to mix. It is preferred in the first mixing step a) 10 to 90%, particularly preferably 30 to 70% of the total amount premixed to polymeric components as a masterbatch.
Zweckmäßigerweise wird zur Herstellung des Masterbatchs in a) die gesamte Menge an Polystyrol vorgelegt und mit einer entsprechenden Menge Polyolefin vermischt. Bei einem Gewichtsverhältnis im Polymerschaum von Polystyrol zu Polyolefin von 30:70 hat sich ein entsprechendes 50:50-Verhältnis für den Masterbatch bewährt. Ein solcher Masterbatch kann anschließend in Verfahrensschritt b) mit der entsprechenden Menge Polyolefin aufgefüllt werden.Conveniently, for the preparation of the masterbatch in a) the total amount of polystyrene submitted and mixed with an appropriate amount of polyolefin. At a weight ratio in the polymer foam of polystyrene to polyolefin of 30:70, a corresponding 50:50 ratio for the masterbatch has been proven. Such a masterbatch can then be filled in process step b) with the appropriate amount of polyolefin.
Optional kann diesem Masterbatch bereits ein Teil oder die Gesamtmenge an Vernetzungs- und/oder Verschäumungsmitteln zugefügt werden. In einem weiteren, optional kontinuierlich, z. B. in einem Extruder, durchgeführten Mischschritt werden dann die restlichen Komponenten untergemischt. Auf diese Weise ist es möglich, die in der Regel arbeitsaufwendigen diskontinuierlichen Prozessschritte auf ein Minimum zu beschränken. Es ist ebenso möglich, die Additive vollständig bei der Vermischung des Masterbatches mit den übrigen polymeren Bestandteilen zuzugeben.optional can already allocate a part or the total to this masterbatch Crosslinking and / or foaming agents added become. In another, optionally continuous, z. In one Extruder, carried out Mixing step are then mixed in the remaining components. In this way it is possible the usually laborious discontinuous process steps to a minimum. It is also possible the additives completely in the mixing of the masterbatch with the other polymeric constituents admit.
Verfahrensschritt a) kann daher diskontinuierlich in einem in der genannten Werkzeuge und Verfahrensschritt b) kontinuierlich in einem Extruder durchgeführt werden.step a) can therefore be discontinuous in one of the mentioned tools and process step b) are carried out continuously in an extruder.
In Verfahrensschritt a) und/oder b) können zusätzlich Additive wie Farbstoffe, inerte Füllstoffe, UV-Stabilisatoren oder Russ zur Verbesserung der Leitfähigkeit zugemischt werden.In Process step a) and / or b) may additionally contain additives such as dyes, inert fillers, UV stabilizers or soot to improve conductivity be mixed.
Die
Herstellung der erfindungsgemäßen Schäume kann
wie die Herstellung von üblichen
Polyolefinschäumen
erfolgen. Solche Verfahren sind dem Fachmann z.B. aus
Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Schäume durch strahlenchemische Vernetzung mit nachfolgender Aufschäumung bei 170 bis 200°C in Endlosbahnen mit einer Dicke von 0.5 bis 4 cm hergestellt.Prefers the foams of the invention are through Radiation crosslinking with subsequent foaming at 170 to 200 ° C produced in continuous webs with a thickness of 0.5 to 4 cm.
Die mechanische Öffnung der Polymerschäume gemäß Verfahrensschritt e) kann z. B. durch Walzen oder Kneten des Schaums erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das mechanische Öffnen der Zellen, indem der Polymerschaum auf 1 bis 80 %, bevorzugt 1 bis 50 %, besonders bevorzugt 2 bis 25 % und insbesondere 5 bis 10 % der ursprünglichen Dicke zusammengepresst wird.The mechanical opening the polymer foams according to method step e) can z. B. by rolling or kneading of the foam. Preferably the mechanical opening takes place the cells by the polymer foam to 1 to 80%, preferably 1 to 50%, more preferably 2 to 25% and especially 5 to 10 % of the original Thickness is compressed.
Liegt der geschlossenzellige Polymerschaum als Bahnenware vor, bietet sich der Einsatz eines Walzenpaares oder Kalanders an. Der angestrebte Anteil an offenen Zellen bestimmt den erforderlichen Walzendruck; dies kann durch orientierende Versuche in einfacher Weise ermittelt werden. In der Praxis hat sich bewährt, den Walzenabstand auf 2 bis 25 %, bevorzugt 5 bis 10 % der ursprünglichen Schaumdicke einzustellen.Lies the closed-cell polymer foam as sheet goods offers the use of a pair of rollers or calender. The aspired Fraction of open cells determines the required roller pressure; This can easily be determined by orienting experiments become. In practice, has proved to be the roll spacing 2 to 25%, preferably 5 to 10% of the original foam thickness.
Die erfindungsgemäßen Polymerschäume können zur Wärme- oder Schallisolation z. B. im Baubereich, insbesondere zur Isolation von Fenstern und Türen, als Filtermaterial, als Verpackungsmaterial insbesondere für Elektronikteile oder Computer, als Polstermaterial für Auto- oder Flugzeugsitze, in Schlafsäcken, Kleidung, Laptoptaschen, oder im Kfz-Bereich z. B. für Schallisolation im Motorraum verwendet werden.The Polymer foams according to the invention can be used for Warmth- or sound insulation z. B. in the construction sector, in particular for isolation of windows and doors, as filter material, as packaging material, in particular for electronic parts or computer, as cushioning material for car or airplane seats, in sleeping bags, clothing, Laptop bags, or in the automotive sector z. B. for sound insulation in the engine compartment be used.
Bestimmung des Vernetzungsgradesdetermination the degree of crosslinking
Zur Bestimmung des Vernetzungsgrades werden 0,3 ± 0,01 g der Schaumprobe eingewogen (Wert 1), in ein metallisches Netz (Leinenbindung, w: 0,50 mm, d: 0,20 mm, 36 mesh) eingewickelt und das Gewicht bestimmt (Wert 2). Pro Prüfmuster werden 150 ml Xylol in einen Rundkolben gegeben, jeweils drei Prüfmuster werden zusammen in einen Prüfkolben eingelegt, dies entspricht einem Volumen an Xylol von 450 ml pro Prüfkolben. Mittels einer elektrischen Heizbank wird das Xylol zum Sieden gebracht, die Prüfmuster zugegeben und 6 Stunden unter Rückfluss gekocht. Anschließend werden die Prüfmuster für mindestens 8 Stunden in einem Umlufttrockenschrank bei 70° C getrocknet. Nach der Trocknung wird erneut das Gewicht bestimmt (Wert 3).to Determination of the degree of crosslinking is weighed out 0.3 ± 0.01 g of the foam sample (Value 1), in a metallic net (linen weave, w: 0,50 mm, d: 0.20 mm, 36 mesh) and the weight determined (value 2). Per test sample 150 ml of xylene are placed in a round bottom flask, three samples each together in a test flask loaded, this corresponds to a volume of xylene of 450 ml per Test tube. By means of an electric heating bench, the xylene is boiled, the test samples added and refluxed for 6 hours cooked. Subsequently become the test samples for at least Dried for 8 hours in a convection oven at 70 ° C. After drying the weight is determined again (value 3).
Der Vernetzungsgrad in Prozent berechnet sich nach der folgenden Formel: The degree of crosslinking in percent is calculated according to the following formula:
Verfahrensschritt a)Einsatzstoffe:
Das Vermischen der Komponenten erfolgte über einen dampfbeheizten Stempelkneter (Dampfdruck 5 bar). Hierzu wurden die zu vermischenden Polymere in den Kneter gegeben, der Stempel zugefahren und bis zum Erreichen einer Massetemperatur von 153°C rund 8 min gemischt.The Mixing of the components was carried out via a steam-heated die kneader (Vapor pressure 5 bar). For this purpose, the polymers to be mixed Put in the kneader, the stamp closed and until it reaches a melt temperature of 153 ° C mixed for about 8 minutes.
Nachfolgend wurde der Stempel aufgefahren, die Mischung hinsichtlich Homogenität einer Sichtprüfung unterzogen und gegebenenfalls der Stempel von anhaftenden Granulatkörnern gereinigt. Anschließend wurde die Treibmittelmenge zu der Polymermischung gegeben, der Stempel zugefahren und bis zum Erreichen einer Massetemperatur von 155 °C für rund 3min und 15s gemischt.following the punch was raised, the mixture in terms of homogeneity of a visual inspection and optionally the stamp cleaned of adhering granules. Subsequently was the amount of blowing agent added to the polymer blend, the stamp closed and until reaching a melt temperature of 155 ° C for about 3min and mixed for 15s.
Die so erhaltene Mischung wurde dann auf dampfbeheizten Kalanderwalzen (Dampfdruck 1,5 bar, Temperatur Walze 1: 60 °C, Temperatur Walze 2: 75 °C) zu Platten ausgewalzt, welche direkt im Anschluss einem Granulator/Mühle zugeführt wurden.The The mixture thus obtained was then applied to steam-heated calender rolls (Steam pressure 1.5 bar, temperature roller 1: 60 ° C, temperature roller 2: 75 ° C) to plates rolled, which were fed directly after a granulator / mill.
Verfahrensschritt b)Process step b)
Die granulierte Polymer/Treibmittelmischung diente als Ausgangsmaterial des Extrusionsprozesses.The granulated polymer / blowing agent mixture served as starting material of the extrusion process.
Bei
dem verwendeten Extruder handelt es sich um einen Doppelschneckenextruder
mit Schmelzepumpe, der für
die Produktion von Polyolefinschäumen
ausgelegt ist. Der Schneckendurchmesser beträgt 90 mm, das L/D-Verhältnis 25.
Sowohl das Schneckengehäuse,
als auch die Schnecken selbst sind wassergekühlt, die Vakuumpumpe zur Entgasung
ist eine Wasserringpumpe. Der maximale Durchsatz liegt bei 400 kg/h. Im
weiteren Prozess wurde dem Extruder als Hauptkomponente mit 97,8
Gew. % die Polymer/Treibmittelmischung sowie als Vernetzungsmittel
ein Batch von 20 % 1,3-Di-(2-tert.-butyl-peroxiisopropyl)-benzol in LDPE mit
2,2 Gew. % zugeführt
und über
eine Breitschlitzdüse
eine Matrix extrudiert. Maschienenparameter:
Zylindertemperaturen:Cylinder temperatures:
Zone 1: 130°C, Zone 2: 120°C, Zone 3: 90°C, Zone 4: 90°C, Zone 5: 130°C, Zone 6: 135°C, Halsstück: 125°C, Düsentemperatur: 130°CZone 1: 130 ° C, Zone 2: 120 ° C, Zone 3: 90 ° C, Zone 4: 90 ° C, Zone 5: 130 ° C, Zone 6: 135 ° C, Neck: 125 ° C, nozzle temperature: 130 ° C
Verfahrensschritt c) und d)Process step c) and d)
Die extrudierte Matrix wurde kontinuierlich in einen Ofen gefahren, in dem sowohl die Vernetzungsmittel, als auch die Treibmittel zur Reaktion gebracht werden und somit zu einer Verschäumung der massiven Kunststoffplatte führten. Der Transport der Matrix erfolgte über ein metallisches Netz.The extruded matrix was continuously driven into an oven, in which both the crosslinking agents, and the blowing agents for Reaction be brought and thus to a foaming of the massive plastic plate led. The transport of the matrix took place via a metallic net.
Maschienenparameter:Maschienenparameter:
Zone 1: 190°C, Zone 2: 210°C, Zone 3: 225°C, Zone 4: 215°C Netzgeschwindigkeit: 2,4 m/minZone 1: 190 ° C, Zone 2: 210 ° C, Zone 3: 225 ° C, Zone 4: 215 ° C Network speed: 2.4 m / min
Verfahrensschritt e)Process step e)
Der erhaltene Schaum hatte eine Dicke von 10-12 mm und wurde anschließend zweimal durch ein Walzenpaar mit einem Walzenabstand von ca. 1 mm mechanisch geöffnet.Of the obtained foam had a thickness of 10-12 mm and was then twice by a pair of rollers with a roller distance of about 1 mm mechanically open.
Der so hergestellte vernetzte und offenzellige Polymerschaum hatte die folgenden Eigenschaften: The crosslinked and open-cell polymer foam thus prepared had the following properties:
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