DE1294663B - Process for the production of pre-expanded polystyrene granulate - Google Patents
Process for the production of pre-expanded polystyrene granulateInfo
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Description
Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung von vorgeschäumtem Polystyrolgranulat durch kurzzeitiges Erhitzen von treibmittelhaltigem Polystyrolgranulat bei erhöhtem Druck durch Einwirkung von Dämpfen einer gegenüber Polystyrol 5 inerten siedenden Flüssigkeit auf eine Temperatur, bei der das Polymere nur schwach erweicht, und Abkühlen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Granulat unter Druckminderung in der Dampfatmosphäre, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Einleiten von Luft und/qder gegenüber Polystyrol inerten Gasen, abkühlt.The subject of the invention is a process for the production of pre-expanded polystyrene granules by briefly heating polystyrene granulate containing propellant at increased pressure through action of vapors of a boiling liquid inert towards polystyrene 5 to a temperature in which the polymer only weakly softens, and cooling, which is characterized in that one the granulate under pressure reduction in the steam atmosphere, optionally with simultaneous introduction of air and / or the gases inert to polystyrene.
Die britische Patentschrift 715 100 beschreibt" ein Verfahren zur Herstellung von Polystyrolschaumstoff, bei dem man granuliertes Polystyrol, das ein Treibmittel, z. B. eine flüchtige, organische Flüssigkeit, enthält, in einer geschlossenen Form auf eine solche Temperatur erhitzt, daß das Treibmittel verdampft und das Polystyrol ausgeschäumt wird, so daß es die Form füllt. Wenn bei diesem und anderen bekannten Verfahren ein Schaumstoff von geringem Raumgewicht gewünscht wird, muß das granulierte Polystyrol einer Vorschäumung unterworfen werden, bei der das Granulat teilweise geschäumt wird, indem es in einer geschlossenen Form etwa 4 bis 8 Minuten auf eine Temperatur von 80 bis 95° C gebracht wird. Das Erhitzen wird im allgemeinen in heißem Wasser oder Wasserdampf durchgeführt. Vor der Verwendung für das eigentliche Formverfahren muß das vorgeschäumte Granulat je nach der Teilchengröße 16 bis 24 Stunden reifen.British patent specification 715 100 describes "a process for the production of polystyrene foam, in which granulated polystyrene containing a blowing agent, e.g. B. a volatile, organic liquid, contains, heated in a closed mold to such a temperature that the propellant evaporates and the polystyrene is foamed so that it fills the mold. If with this and other acquaintances Process a foam of low density is desired, the granulated Polystyrene are subjected to a pre-expansion, in which the granulate is partially foamed by it is brought to a temperature of 80 to 95 ° C in a closed mold for about 4 to 8 minutes. The heating is generally carried out in hot water or steam. Before use for the actual molding process, the pre-expanded granulate must be depending on the particle size Matured for 16 to 24 hours.
Formteile, die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren aus Granulat hergestellt werden, das einer einmaligen Vorschäumung unterworfen wurde, haben ein Raumgewicht von etwa 16 kg/m3, jedoch ist es 3s möglich, Formteile mit Raumgewichten bis hinab zu etwa 8 kg/m3 zu erhalten, wenn das Granulat zwei oder mehr Vorschäumungen unter Einschaltung entsprechender Reifezeiten unterworfen wird.Molded parts which are produced from granulate according to the above-described process, which has been subjected to a single pre-expansion, have a density of about 16 kg / m 3 , but it is possible to add molded parts with densities down to about 8 kg / m 3 for 3s obtained when the granulate is subjected to two or more prefoams with the inclusion of appropriate maturing times.
Aus der deutschen Patentschrift 1074 854 ist ein Verfahren zum Vorschäumen von treibmittelhaltigen Kunststoffpartikeln bekannt, bei dem das Vorschäumen in Dampf atmosphäre unter Druck vorgenommen wird. Es wird dort betont, daß dieses Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffkörpern mit niedrigem Raumgewicht nicht geeignet ist und daß beim Vorschäumen zur Erreichung eines größtmöglichen Expansionsgrades der Expansion kein wesentlicher Gegendruck entgegengesetzt werden darf. Tn der Auslegeschrift wird daher empfohlen, die Vorschaumung bei Atmosphärendruck oder bei einem diesen nur geringfügig übersteigenden Druck vorzunehmen.From the German patent specification 1074 854 a method for prefoaming of propellant-containing Known plastic particles in which the pre-expansion is carried out in a steam atmosphere under pressure will. It is emphasized there that this process for the production of foam bodies with low Volume weight is not suitable and that when prefoaming to achieve the greatest possible Degree of expansion of the expansion no substantial counter pressure may be opposed. Tn the Therefore, it is recommended to use the pre-expansion at atmospheric pressure or at one of these to apply only slightly excessive pressure.
Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt ein vorgeschäumtes Polystyrolgranulat, das sich zur Herstellung von Formteilen mit sehr niedrigem Raumgewicht eignet, ohne daß es eine längere Zeit gereift werden muß.The process according to the invention results in pre-expanded polystyrene granules which can be used for production of molded parts with a very low density without it maturing for a long time must become.
Zweckmäßig ordnet man das Granulat in einem verschlossenen Behälter oberhalb einer siedenden Flüssigkeit an und läßt den Druck eine bestimmte Zeit steigen und entspannt dann durch ein Ablaßventil, so daß der Druck in der Vorrichtung auf Normaldruck fällt. Das Material kühlt sich dann in ,einer Atmosphäre ab, die aus .dem Dampf und der Luft, die während der Abkühlung des Systems in das Gefäß eingesaugt wird, besteht.The granules are expediently placed in a closed container above a boiling one Liquid and lets the pressure rise for a certain time and then relaxes through a drain valve, so that the pressure in the device falls to normal pressure. The material then cools in , an atmosphere made up of the steam and air that were in the vessel is sucked in.
Im allgemeinen läßt man die Drücke im Druckbehälter auf 0,35 bis 1,05 atü steigen und wendet eine Heizzeit von 30 bis 100 Sekunden an. Die genauen Werte des Drucks und der Heizzeit hängen vom gewünschten Raumgewicht des Endprodukts ab, jedoch können Drücke und Heizzeiten außerhalb dieser Bereiche angewendet werden, solange die Temperatur im Behälter so hoch ist, daß das Polymere weich wird, jedoch unter der Grenze liegt, bei der das Polymere so stark erweicht, daß das Treibmittel daraus entweichen kann.In general, the pressures in the pressure vessel are allowed to rise to 0.35 to 1.05 atmospheres and the mixture is turned a heating time of 30 to 100 seconds. The exact values of the pressure and the heating time depend on the desired density of the end product, but pressures and heating times can be outside these ranges are used as long as the temperature in the container is so high that the polymer softens, but is below the limit at which the polymer softens so much that the blowing agent can escape from it.
Als Flüssigkeit, die zum Erhitzen des Granulats im Druckgefäß dient, verwendet man vorzugsweise Wasser, jedoch kann jede andere Flüssigkeit, die gegen Polystyrol inert ist, verwendet werden. Die Flüssigkeit kann mit dem Treibmittel mischbar oder unmischbar sein.The liquid used to heat the granulate in the pressure vessel is preferably used Water, however any other liquid inert to polystyrene can be used. the Liquid can be miscible or immiscible with the propellant.
Das Druckgefäß wird vorzugsweise an der Luft entspannt, jedoch können gegebenenfalls beliebige Gase, die ähnliche DifEusionseigenschaften wie Luft haben und inert gegenüber Polystyrol sind, verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlendioxyd in das Gefäß einzuleiten.The pressure vessel is preferably depressurized in air, but any number can optionally be used Gases that have diffusion properties similar to air and are inert to polystyrene are used will. For example, it is possible to put oxygen, nitrogen or carbon dioxide in the vessel initiate.
Als Treibmittel kommen übliche flüchtige, organische Flüssigkeiten, wie Petroläther, mit einem Siedebereich zwischen 30 und 70° C, Pentan, Hexan, Heptan, Cyclopentan, Cyclohexan und Cyclopentadien in Frage.Customary volatile organic liquids, such as petroleum ether, with a boiling range are used as propellants between 30 and 70 ° C, pentane, hexane, heptane, cyclopentane, cyclohexane and cyclopentadiene in question.
Die Werte in den folgenden Tabellen veranschaulichen die Abhängigkeit des Raumgewichts des fertigen Produkts von der Größe des Granulats des schäumbaren Materials, dem Druck im Gefäß und der Zeit bis zum Erreichen dieses Druckes und der Kühlzeit.The values in the following tables illustrate the dependency of the density of the finished product on the size of the granules of the foamable material, the pressure in the vessel and the time until this pressure is reached and the cooling time.
des GranulatsGrain size
of the granules
im AutoklavVapor pressure
in the autoclave
des Drucks, ausgehend
von NormaldruckTime to reach
of pressure, starting
of normal pressure
Tabelle 1 (Fortsetzung)Table 1 (continued)
des GranulatsGrain size
of the granules
im AutoklavVapor pressure
in the autoclave
des Drucks, ausgehend
von NormaldruckTime to reach
of pressure, starting
of normal pressure
Während des Kühlens herrschen folgende Temperaturen im Autoklav:The following temperatures prevail in the autoclave during cooling:
Bei den bekannten Verfahren müßte, wenn ein Petroläther mit einem Molekulargewicht von etwa 72 in einer Menge von etwa 6 Gewichtsprozent als Treibmittel verwendet wird, ein Zellkörper mit einem absoluten spezifischen Volumen in der Größenordnung von 26 cm3/g erhalten werden, wenn bei 100° C geschäumt wird. In der Praxis wird eine Ausschäumung auf etwa 40 cms/g erreicht.In the known methods, if a petroleum ether with a molecular weight of about 72 is used in an amount of about 6 percent by weight as a propellant, a cell body with an absolute specific volume of the order of 26 cm 3 / g would have to be obtained when at 100 ° C is foamed. In practice, foaming to about 40 cm s / g is achieved.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird durch Schäumen bei einer Temperatur von 108 bis 120° C (Dampfdruck 0,35 bis 1,05 atü) in einem einzigen Arbeitsgang ein absolutes spezifisches Volumen in der Größenordnung von 180 cm3/g erhalten. Diese Zahl liegt erheblich über dem berechneten Wert unter Zugrundelegung der Verdampfung des Petroläthers. In the process according to the invention, an absolute specific volume of the order of 180 cm 3 / g is obtained in a single operation by foaming at a temperature of 108 to 120 ° C. (vapor pressure 0.35 to 1.05 atmospheric pressure). This number is considerably higher than the calculated value based on the evaporation of the petroleum ether.
Die gemäß der Erfindung erhaltenen Produkte können nach beliebigen bekannten Verfahren zu Schaumstoffartikeln verarbeitet werden, die ein viel niedrigeres Raumgewicht haben als die bisher bekannten Artikel. Beispielsweise ist es möglich, Formteile mit einem Raumgewicht von 4,8 kg/m3 durch Formen eines Materials herzustellen, das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung mit einer Entspannungsdauer des Druckgefäßes von etwa 50 Minuten hergestellt wurde.The products obtained according to the invention can be processed by any known method into foam articles which have a much lower density than the previously known articles. For example, it is possible to produce molded parts with a density of 4.8 kg / m 3 by molding a material which has been produced by the method according to the invention with a relaxation time of the pressure vessel of about 50 minutes.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB4564662A GB1032036A (en) | 1962-12-03 | 1962-12-03 | Improvements in or relating to expanded thermoplastic materials |
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DE1963B0074490 Pending DE1294663B (en) | 1962-12-03 | 1963-12-02 | Process for the production of pre-expanded polystyrene granulate |
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Families Citing this family (1)
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Citations (1)
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DE1074854B (en) * | 1960-02-04 | zugl.* | Process for the pretreatment of plastics containing blowing agents |
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- 1962-12-03 GB GB4564662A patent/GB1032036A/en not_active Expired
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1963
- 1963-12-02 DE DE1963B0074490 patent/DE1294663B/en active Pending
Patent Citations (1)
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DE1074854B (en) * | 1960-02-04 | zugl.* | Process for the pretreatment of plastics containing blowing agents |
Also Published As
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GB1032036A (en) | 1966-06-08 |
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