DE1297326B

DE1297326B - Verfahren zum Herstellenn von Zellkoerpern von Polyvinylchlorid enthaltenden Formmassn

Info

Publication number: DE1297326B
Application number: DED43898A
Authority: DE
Inventors: Nowak Robert Michael; Ball David Ralph
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1964-03-11
Filing date: 1964-03-25
Publication date: 1969-06-12
Also published as: FR1402074A; GB1009100A; NL6404281A; BE647345A

Description

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von Zellkörpern durch Extrudieren von Polyvinylchlorid sowie übliche flüchtige Treibmittel enthaltende Formmassen, dadurch gekennzeichnet, daß man treibmittelhaltige Formmassen aus 40 bis 95 Gewichtsprozent Polyvinylchlorid und 5 bis 60 Gewichtsprozent eines Mischpolymerisats aus 65 bis 85 Gewichtsprozent Styrol und 15 bis 35 Gewichtsprozent Acrylnitril extrudiert.
Es war bereits bekannt, Mischungen aus Vinylchloridpolymeren und Polymerisaten aus Acrylnitril und monovinylaromatischen Kohlenwasserstoffen durch Extrudieren zu verformen. Derartige Formmassen eignen sich jedoch- im allgemeinen nicht zur Herstellung von schaumförmigen, plastischen, geformten Gegenständen. Nur bei Verwendung der erfindungsgemäßen Formmassen lassen sich geeignete Produkte erhalten, wie der folgende Vergleichsversuch zeigt.
Durch Extrudieren wurden aus treibmittelhaltigen Formmassen mit zwei verschiedenen Zusammensetzungen Schäume hergestellt. Die erste Formmasse bestand aus 5001o Polyvinylchlorid und 50010 Polystyrol. Die zweite bestand aus 500/, Polyvinylchlorid und 50 0/, Mischpolymerisat aus 7301o Styrol und 2701o Acrylnitril.
Der aus der ersten Formmasse hergestellte Schaum ist sehr leicht zerreibbar und bröckelig, weist eine geringe Druckfestigkeit auf und besitzt mehr als 990/, offene Zellen. Der erfindungsgemäß hergestellte Schaum ist dagegen nicht bröckelig, besitzt eine Druckfestigkeit von 0,77 kg/cm2 und weist bedeutend weniger offene Zellen auf. Dieser Unterschied ist überraschend, da dem Stand der Technik keine Anhaltspunkte für ein derartiges Verhalten entnommen werden konnten.
Das erfindungsgemäß verwendete Kopolymere aus Styrol und Acrylnitril enthält 15 bis 35 Gewichtsprozent, jedoch vorzugsweise 25 bis 35 Gewichtsprozent Acrylnitril und dementsprechend 85 bis 6501o, vorzugsweise 75 bis 6501o Styrol. Die vorzugsweise verwendeten Kopolymeren haben eine Viskosität von 3 bis 30 cP, gemessen als 10 gewichtsprozentige Lösung des Kopolymeren in Methyläthylketon bei einer Temperatur von 25"C.
Das Treibmittel kann ein üblicher aliphatischer oder cycloaliphatischer, halogensubstituierter Kohlenwasserstoff mit einer Siedetemperatur nicht über 400 bei 760 mm absolutem Druck sein, wie z. B. Methylchlorid, Methylbromid, Äthylchlorid, Äthylbromid, Dichlordifluormethan, Trichlorffuormethan, 2,2-Difinorpropan oder Verbindungen der Formel CCl2F CCl2F, CClF2 CC12F, CC1F2 ClF2, CF8 CCIF2, Mischungen von zwei oder mehreren Treibmitteln können ebenso verwendet werden.
Bei der Herstellung der Zellkörper wird das Polyvinylchlorid in Mengen von 40 bis vorzugsweise 90 Gewichtsprozent im Gemisch mit 60 bis vorzugsweise 10 Gewichtsprozent des Styrol-Acrylnitril-Polymerisats verwendet.
Das Treibmittel kann in Mengen von etwa 5 bis 25 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile der Formmasse benutzt werden.
Das Polyvinylchlorid soll beigemischt ein Stabilisierungsmittel enthalten. Hierdurch soll die Zersetzung der Polymeren vermieden werden.
Jedes der üblichen Stabilisierungsmittel für Vinylchloridpolymeren ist verwendbar. Als geeignete übliche Stabilisierungsmittel sind zu nennen: schwefelhaltige, organische Zinnverbindungen, basische Blei salze, Kadmiumbariumseifen von Fettsäuren und flüssige, zinkorganische Komplexverbindungen. Mischungen solcher Stabilisierungsmittel und geringer Mengen von Epoxydverbindungen und Mischungen von zwei oder mehreren solcher Stabilisierungsmittel können ebenso verwendet werden. Sie werden üblicherweise in Mengen von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent des Polyvinylchlorids angewandt. Diese Mengen genügen, um eine merkbare Zersetzung des Polymeren zu verhindern.
Nach einer bevorzugten Arbeitsweise der Erfindung wird das stabilisierte Polyvinylchlorid zweckmäßig in Pulverform und das Acrylnitril-Styrolpolymerisat ebenso in granulierter Form als Mischung einem Extruder zugeführt. Es wird hier in der Hitze plastifiziert und mit dem flüssigen, flüchtigen Treibmittel vermischt, das zweckmäßig unter Druck in den Extruder eingeführt wird.
Die schaumförmigen Produkte nach der Erfindung sind im allgemeinen nicht brennbar oder unterhalten die Verbrennung nicht.
Geringe Mengen von Zusätzen wie Pigmenten, Farbstoffen, Schmiermitteln, Plastifiziermitteln oder Antioxydantien können dem Polymeren zugefügt werden, wobei die zugefügten Mengen gewöhnlich 0,5 bis 10 Gewichtsprozent des Polymeren betragen.
Beispiel 1 Zu einer Mischung von 75 Gewichtsprozent Polyvinylchloridpulver, dem 3 Gewichtsprozent einer schwefelhaltigen, organischen Zinnverbindung als Stabilisierungsmittel beigemischt sind, werden 25 Gewichtsprozent eines Kopolymeren aus 73 Gewichtsprozent Styrol und 2701o Acrylnitril in granulierter Form zugemischt. Das Polyvinylchlorid hat eine Viskosität von 1,2 cP, gemessen in 2gewichtsprozentiger Lösung des Polyvinylchlorids bei 120"C in Orthodichlorbenzol. Das Styrolacrylnitrilkopolymere hat eine Viskosität von 12,5 cP, bestimmt in einer 10gwichtsprozentigen Lösung des Kopolymeren in Methyläthylketon bei 25"C. Das Gemisch wird in einer Menge von 10,35 kg/Std. in einen Extruder eingeführt, dessen Trommel einen Durchmesser von 63,5 mm aufweist und unter Zumischung von Methylchlorid in einer Menge von 1,03 kg/Std. extrudiert.
Die Zylindertemperatur war 160 bis 1700C, die Düsentemperatur 128"C. Das Produkt war ein halbstarrer Zellkörper von einer Dichte von 27,2 kg/cbm und wies hauptsächlich Hohlräume von 0,7 mm Durchmesser auf. Das Schaumprodukt enthielt 1901o kommunizierende oder offene Zellen.
In gleicher Weise wurde ein Gemisch von 50 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid und 50 Teilen des Kopolymeren von Styrol und Acrylnitril verwendet.
Das Schaumprodukt hatte eine Dichte von 19,2 kg/ cbm und enthielt - 40/o offene Hohlräume.
Bei einem weiteren - Versuch wurde ein Gemisch von 75 Gewichtsprozent Methylchlorid und 250/o 2,2-Difluropropen verwendet. Die Fördermenge war 1,03 kg/Std. Das erhaltene Produkt stellte einen halbstarren Schaum von einer Dichte von 32,0 kg/cbm dar.
Ebenso wurde ein Gemisch von 75 Gewichtsprozent Methylchlorid und 25 Gewichtsprozent Dichlortetrafluoräthan als Treibmittel benutzt und dabei ein halbstarrer, poriger Schaum von einer Dichte von 30,4 kg/cbm erhalten.

Beispiel 2 Bei jeder Serie von Versuchsreihen wurde ein Gemisch von Polyvinylchloridpulver, das 4 Gewichts- prozent der Bariumkadmiumseife einer Fettsäure als Stabilisierungsmittel enthielt, sowie ein granuliertes Kopolymeres aus Styrol und Acrylnitril wie im Beispiel 1 in den in der Tabelle angeführten Mengen dem Extruder zugeführt und unter Zugabe von Methylchlorid wie im Beispiel 1 extrudiert. In der Tabelle sind für die einzelnen Versuche die Anteile an Polyvinylchlorid, Kopolymeren von Styrol und Acrylnitril und Methylchlorid angegeben. In der Tabelle sind ebenso die Dichte des Zellkörpers, die Größe der Hohlräume und der Anteil an offenen und kommunizierenden Hohlräumen angeführt.

Ausgangsmaterial Zellkörper
Versuch Nr.
Polyvinylchlorid @@@@@@@@ Methyl- Dichte @@@@@@@@ offene Hohlräume
Kopolyme chlorid durchmesser
% % % kg/cbm mm %
1 80 20 12 35,2 0,8 25
2 85 15 12 28,8 0,7 22
3 90 10 12 19,2 1,3 54
4 95 5 12 27,2 0,6 88

Beispiel 3 Ein Gemisch von 60 Gewichtsprozent eines stabilisierten Polyvinylchlorids, wie im Beispiel 2 angegeben, und 40°/o eines granulierten Kopolymeren von Styrol und Acrylnitril wie im Beispiel 1 wird in einem Extruder unter Druck mit Trichlorfluormethan in einer Menge von 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die polymeren Stoffe, bei Temperaturen zwischen 160 und 170°C in eine homogene Masse übergeführt und dann bie einer Düsentemperatur von etwa 132°C extrudiert. Der gebildete Zellkörper hatte eine Dichte von 20,8 kg/cbm. Er bestand aus Hohlräumen von 0,7 mm Durchmesser und enthielt 800/o offene oder kommunizierende Zellen.

Beispiel 4 Ein Schaumprodukt wurde aus einem Gemisch von 70 Gewichtsprozent stabilisiertem Polyvinylchlorid wie im Beispiel 2 und 30% eines Kopolymeren aus Styrol und Acrylnitril unter Beimischung von gleichen Gewichtsteilen Methylchlorid und Monofluortrichlormethan in einer Menge von 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der polymeren Stoffe, in gleicher Weise wie im Beispiel 3 extrudiert. Der Zellkörper hatte eine Dichte von 24 kg/cbm. Der Durchmesser der Hohnräume war 0,9 mm, und das Produkt enthielt 87% offene oder kommunizierende Zellen.
Beispiel 5 Ein Gemisch von 75 Gewichtsprozent stabilisiertem Polyvinylchlorid wie im Beispiel 1 und 25 Gewichtsprozent eines Kopolymeren aus 73 Gewichtsprozent Orthovinyltoluol und 270/o Acrylnitril wurde in einer Menge von 13,5 kg/Std. einem Extruder von 63,5 mm Trommeldurchmesser zusammen mit 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Ausgangsstoffe, eines ausgefällten Kalziumsilikats zugeführt und dann mit Methylchlorid vermischt, das dem Extruder unter Druck in einer Menge von 1,35 kg/Std. zugeführt wurde. Das entstandene Gemisch wurde auf eine Temperatur von 94° C gebracht und dann durch Auspressen in die Atmosphäre in Schaum umgewandelt. Es wurde ein starrer Schaum erhalten, der gleichförmige Hohlräume von 0,6 mm Durchmesser und eine Dichte von 36,2 kgl cbm aufwies.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zum Herstellen von Zellkörpern durch Extrudieren von Polyvinylchlorid sowie übliche flüchtige Treibmittel enthaltende Formmassen, dadurch gekennzeichnet, daß man treibmittelhaltige Formmassen aus 40 bis 95 Gewichtsprozent Polyvinylchlorid und 5 bis 60 Gewichtsprozent eines Mischpolymerisats aus 65 bis 85 Gewichtsprozent Styrol und 15 bis 35 Gewichtsprozent Acrylnitril extrudiert.