DE1494190C3

DE1494190C3 - Herstellen verschäumter thermoplastischer Harze

Info

Publication number: DE1494190C3
Application number: DE1494190A
Authority: DE
Inventors: Gene Earl Moscow Id.; NickolIs Kenneth Richard Wilbraham Mass.; Lightner (V.St.A.)
Original assignee: Monsanto Chemicals Ltd; Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Chemicals Ltd; Monsanto Co
Priority date: 1960-07-08
Filing date: 1961-07-07
Publication date: 1975-07-03
Also published as: DE1494190A1; FR1299767A; ES267701A1; GB997583A; DE1494190B2

Description

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von dispersen »der dispergierten Teilchen aus thermoplastischem polymeren! Material in einer Form, die durch Wärme ausdehnbar ist, bekannt (franzosische Patentschrift 1 168 334). Bei diesem Verfahren werden die PoIynunsaueilchen zuerst mit einem organischen Losui.gsmittel und/oder einem Quellmittel, das dieses Material nicht löst, und danach mit einem Expansionsmittel imprägniert, das ein oder mehrere gewöhnlich gasförmige Kohlenwasserstoffe umfaßt, die in dem Bereich von (Γ C sieden.

Der Zusatz des Expansionsmittels erfordert 1 bis

:o S Stunden entsprechend der Menge des polymeren Materials, bevor eine ausreichende Menge des Expansionsmittels adsorbiert worden ist. Die erhaltene Mischung wird dann noch weitere zwei bis vier Stunden nerührt. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfah-

reniTbesteht dann, daß man fur die Behandlung mit dem Expansionsmittel insgesamt 3 bis KZ Stunden benötigt

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung von mikroporösen bis grobporigen, als Lederaustausch-

stollc verwendbaren Massen bekannt (schweizerische Patentschrift 229429). bei welchem man pulverförmige> bis grobkörniges Polyvinylchlorid zweckmäßig bei erhöhter Temperatur versintert. Es kommen insbesondere weichmacherhaltige poröse Massen in Beirächt, die man dadurch erhalten kann, daß man pul- \erfoimige bis grobkörnige, höchstmolekiilare Polyvinylchloride zunächst mit Weichmachern oder mit einem Gemisch aus Weichmachern und flüchtigen Lösungsmitteln in einer Mischvorrichtung behandelt,

bis die Teilchen des Pulvers bzw. der Körner den zugesetzten Weichmacher oder das Weichmacher-Losungsmittclgemisch ganz oder beinahe ganz aufgesaugt haben. Das so vorbehandelte Gut wird bei entsprechend erhöhter Temperatur mit oder ohne Druck versintcrt.

Schließlich ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift 1051492). eine Paste aus Polyvinylchlorid, Trikresylphosphat und Azodicarbonsäurediäthylester herzustellen. Die Paste wird dann in eine Druckform eingegossen und bei hohem Druck auf eine Temperatur von 160 bis 170° C erhitzt. Der Zweck der Anwendung des Weichmachers besteht darin, ein Endprodukt zu erhalten, das nicht mehr holzähnliche Härte aufweist, sondern durch den Zusatz des Weichmachers elastisch geworden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verschäumte thermoplastische Harze in sehr kurzer Arbeitszeit herzustellen. Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Herstellen verschäumter thermoplastischer Harze, indem man 100 Gewichtsteile eines feinzerteilten thermoplastischen Harzes mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens -50° C mit 3 bis 10 Gewichtsteilen eines verdampfbaren Verschäumungsmittels in Berührung bringt und unverzüglich danach auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegt, wobei das verdampfbare Verschäumungsmittel ganz oder vorwiegend aus einer inerten organischen Verbindung, die höchstens eine leichte Lösungsmittelwirkung auf das thermoplastische Harz und einen atmosphärischen Siedepunkt im Bereich von - 10° bis 80° C hat, besteht, wobei gegebenenfalls der Rest des Verschäumungsmittels aus geringen Mengen einer organischen Verbindung, welche eine Lösungsmittelwirkung auf das thermoplastische Harz hat, besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz eine mittlere Teilchengröße von weniger als 100 Mikron hat und das

verdampfbare Verschäumungsmittel bzw. die verschiedenen Bestandteile des Verschäumungsmittels gleichzeitig während einer Zeitdauer von höchstens IO min mit dem thermoplastischen Harz in Berührung gebracht wird.

Bei einer zweckmäßigen Ausfühningsform der Erfindung ist das feinzerteilte thermoplastische Harz ein thermoplastisches Styrolpolymensat, das eine mittlere Teilchengröße von weniger als 2 Mikron besitzt und das verdampfbare Schäummittel aus einem aliphatischen Kohlenwasserstoff besteht.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine wäßrige Dispersion des feinzerteilten thermoplastischen Harzes auf einem Träger abgelagert, durch Entfernen von Wasser ein nichtkontinuierlicher Film gebildet, dieser mit dem verdampfbaren Verschäumungsmittel in Berührung gebracht und unverzüglich danach auf eine oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegende Temperatur erhitzt.

Beispielsweise besteht der Trager aus Papier.

Wenn eine unterstützte Bahn erwünscht ist, werden die feinzerteilten thermoplastischen Harzteilchen anfänglich auf einer porösen Trägerbahn, wie einem nicht-satinierten Papier, gewebtem oder nicht gewebtem Textilstoff od. dgl. abgelagert. Bei der nachfolgenden Bearbeitung dringen die thermoplastischen Harzteilchen in die Zwischenräume der Trägerbahn und werden damit durchsetzt, so daß die zuletzt erhaltene verschäumte thermoplastische Harzbahn fest auf der Trägerbahn haftet. Zur Herstellung solcher unterstützter Bahnen ist es erwünscht, als Schäummittel eine Mischung aus dem verdampfbaren Sichäummittel und einem Lösungsmittel für das Harz zu verwenden. Das Lösungsmittel scheint eine festere Bindung zwischen dem verschäumten Harz und dem Träger zu schaffen.

Hat der Träger eine glatte undurchlässige Oberfläche, so kann die Bahn oder das Blatt von dem verschäumten thermoplastischen Harz abgestreift werden.

Zweckmäßig geht man bei der Herstellung geformter, verschäumter thermoplastischer Harz:gegenstände so vor, daß man eine verschließbare Form mit dem feinzerteilten thermoplastischen Harz beschickt, das feinzerteilte plastische Harz mit einem verdampfbaren Schäummittel in Berührung bringt, die Form verschließt und darauf die mit dem Verschäumungsmittel imprägnierten Harzteilchen auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Erweichungstemperatur liegt.

Der Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung im Vergleich zu den bekannten Verfahren liegt in erster Linie darin, daß die ganze Arbeitszeit nur wenige Minuten beträgt und überraschenderweise dabei ein Erzeugnis mit der gewünschten Gleichförmigkeit erhalten wird.

Darüber hinaus können nach dem Verfahren gemäß der Erfindung Papier oder andere Träger direkt beschichtet werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen und einer Zeichnung näher erläutert. Teile und Mengen in den nachstehenden Beispielen sind, wenn nichts anderes angegeben ist, auf Gewichtsbasis bezogen.

Beispiel 1

A) Ein Glasgefäß wird zu einem Drittel mit 100 Teilen freifließender Polystyrolteilchen gefüllt, welche durch Spi ühtrockneii eines Latex von Pclystyro erhalten werden. Die sprühgetrockneten Teilcher sind hauptsächlich kugelförmig und haben Durchmesser in der Größenordnung von 2 bis 5 Mikron. Die

sprühgetrockneten Teilchen sind im wesentlichen zerreibbare Agglomerate einer Anzahl von hauptsächlich kugelförmigen Polystyrolharzteilchen mit Durchmessern in der Größe von 0,05 bis 0,3 Mikron. Zu der sprühgetrockneten Polystyrolteilchen werden 8 Teile

»o einer 90/10 Mischung von Pentan/Aceton gegeben Das Gefäß wird verschlossen und 5 Minuten lang be Raumtemperatur in einer Farbreibevorrichtung gedreht. Am Ende dieser Zeit sind die Polystyrolteilcher im wesentlichen homogen und freifließend.

'5 B) Unverzüglich, nachdem 136 g der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung von Teil A hergestellt sind, werden sie in eine poröse Form gebracht, wie sie in der Zeichnung der USA.-Patentschrifl 2 774 291 veranschaulicht ist, wobei das Innenvolu-

>o men der Form 0,0028 m³ beträgt. Die verschlossene Form wird 5 Minuten lang in kochendes Wasser gebracht und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der so erhaltene verschäumte Gegenstand hat eine Dichte von 0,048 g/cm³ und ist ganz elastisch.

Beispiel 2

25 g eines Polystyrollatex, der 40% Harzfeststoffe enthält, werden in eine flache Schale gegeben. Dei Polystyrollatex wird dann bei 25° C in einem Vakuumofen getrocknet. Die sich ergebende zerreibbare Bahn ist porös und wiegt 10 g. Der mittlere Durchmesser der Polystyrolteilchen, welche die zerreibbare Bahn bilden, ist in der Größenordnung von 2 bis 5 Mikron. Ein g einer 90/10 Mischung von Pentan und

Aceton wird gleichförmig über die Oberfläche der zerreibbaren Polymerisatbahn gegossen und 5 Minuten darauf stehengelassen. Danach wird die imprägnierte Bahn 3 Minuten lang in einen Dampfkasten gebracht. Das sich ergebende Produkt ist eine elasti-

sehe verschäumte Polystyrolbahn mit einer Dichte von etwa 0,024 g/cm\ Die Zellen der verschäumten Polystyrolbahn haben Durchmesser im Bereich von etwa 0,0025 bis 0,015 cm.

Beispiel 3

Eine Bahn von 9,2 dm² aus doppeltgebleichtem Papier (Papierbechermasse) wird mit einem 0,005 cm dicken Film eines Polystyrollatex mit 40% Feststoffen überzogen. Die Polystyrolteilchen in diesem Latex

haben Durchmesser von etwa 0,05 Mikron. Das überzogene Papier wird in einen Hdßluftofen mit zwangläufigem Umlauf gebracht und 45 Sekunden lang bei 105° C getrocknet. Die anschließende Prüfung zeigt, daß im wesentlichen kein Schmelzen der Polystyrol-

teilchen stattgefunden hat und daß der Überzug der getrockneten Polystyrolfeststoffe etwa 0,0025 cm dick ist. Die überzogene Papierbahn wird dann mit der Papierseite nach unten 8 Sekunden lang in eine flache Schale gebracht, welche Pentan enthält (eine spätere Wiederholung dieser Stufe zeigt, daß die Pentanaufnahme etwa 8 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Harzes, beträgt). Die Bahn wird dann in einen Heißluftumlauftrockner gebracht und 5 Sekunden lang auf 245° C gehalten. Es wird eine verschäumte Polystyrolbahn mit einer mittleren Dicke von 0,038 cm erhalten und fest auf die Papierbahn aufgebracht. Die Dichte der Zellstruktur beträgt etwa 0,052 g/cm-¹.

5
Beispiel 4

Beispiel 3 wird unter Verwendung einer Platte aus rostfreiem Stahl als Träger an Stelle des Papierträgers von Beispiel 3 wiederholt. Die sich ergebende verschäumte Polystyrolbahn läßt sich leicht von der Stahlplatte abnehmen.

Beispiel 5

Beispiel 3 wird unter Verwendung eines wäßrigen Schlammes von Polystyrolteilchen (mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 75 Mikron) an Stelle des darin verwendeten Polystyrollatex wiederholt. Zusätzlich wird eine 90/10 Mischung von Pentan und Aceton an Stelle von Pentan allein verwendet. Es werden vergleichbare Ergebnisse erzielt.

Beispiel 6

Eine Rolle von doppeltgebleichtem Papier (Papierbechermasse) mit einer Breite von 27,9 cm wird bei einer Geschwindigkeit von 6,09 m/min den nachfolgenden Stufen unterworfen: Zuerst wird das Papier durch eine Umkehrwalzenüberzugseinrichtung geleitet, in welcher ein 0,005 cm dicker Film eines Polystyrollatex mit 40 % Feststoffen auf der Oberfläche überzogen wird. Die Polystyrolteilchen in diesem Latex haben Durchmesser von etwa 0,05 Mikron. Anschließend wird die überzogene Bahn durch einen 4,87 m langen Umlufttrockner, der auf 105° C gehalten wird, geleitet und dann durch einen kurzen Abschnitt, indem er durch einen Ventilator unter etwa 40" C gekühlt wird. Die überzogene Bahn wird dann über eine ümkehrwalze geleitet, so daß die überzogene Seite unten ist. Dann wird die überzogene Bahn ir Berührung mii einer Überzugswalze geleitet, auf welcher eine 9Ü/10 Mischung von Pentan Aceton bei einer Geschwindigkeit von etwa 22 g/min (oder etwa 45 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Harzes) auf die Papierseite der überzogenen Bahn über die ganze Breil·; ~f-gcwendet wird. Etwa 2,5 Sekunden später gelangt die Bahn in einen 0,6 m langen Umluft trockner, der auf 250° C gehalten wird. Das Produkt ist eine kontinuierlich verschäumte Polystyrolbahn, die sicher auf der Papierbahn fixiert ist. Die Dichte des verschäumten Polystyrols beträgt etwa 0,064 g/ cm¹.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zur Herstellung einer unterstützten Bahn eines verschäumten thermoplastischen Harzes;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Linie 2-2 von Fig. 1;

Fi g. 3 ist ein Querschnitt durch die Linie 3-3 von Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zur Herstellung einer nichtunterstützten Bahn eines verschäumten thermoplastischen Harzes;

Fig. S ist ein Fließbild, das noch eine andere Ausführungsform zur Herstellung von Erzeugnissen aus verschäumtem thermoplastischen Harz beschreibt, und

Fig. 6 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zur Herstellung eines verschäumten thermoplastischen Harzes nach einer Form-Arbeitsweise.

Fig. 1 veranschaulicht ein Verfahren, das angewendet werden kann, um eine Schichtstoff-Struktur herzustellen, die aus einer verschäumten thermoplastischen Harzbahn besteht, die von einer Papierbahn getragen wird. Die Papierbahn 20 wird von einer Zuführwalze 18 abgenommen und zuerst durch den Spalt der Walzen 21 und 22 geleitet. Die Walze 21 trägt auf ihrer Oberfläche einen Film 23 eines thermoplastischen Harzlatex, d. h. eines Polystyrollatex, und lagert auf der Oberfläche der Papierbahn 20 einen Latexfilm 24 ab. Der Film 23 auf der Walze 21 wird kontinuierlich durch die Berührung rtiiit der Walze 25 ergänzt, welche in einen Behälter 26 des thermoplastischen Harzlatex eintaucht.

Nach Führen über die Walze 30 wird die mit Latex überzogene Papierbahn 20 durch den Ofen 32 gelei-

•5 (et, in welchem das gesamte Wasser, das ursprünglich in dem Latexfilm vorliegt, verdampft wird. Beim Verlassen des Ofens 32 ist das Papier 20 mit einem trokkenen, zerreibbaren oder bröckeligen, nicht-geschmolzenen Polymcrisatfilm 34 überzogen. Wie aus

ao F i g. 2 ersichtlich, ist der Film 34 aus einer Reihe von einzelnen Harzteilchen 36-36 zusammengesetzt. Die mit Harz überzogene Papierbahn 20 wird dann durch den Spalt der Walzen 37 und 38 geleitet. Die Walze 38 trägt auf ihrer Oberfläche i/inen Film 40 eines flüs-

^a5 sigen, verdampfbaren Schäummittels, wie Pentan oder eine Pentan-Accton-Mischung, welche erst von dem Papier 20 absorbiert wird und danach in die Harzteilchen 36-36 des Harzfilmes 34 diffundiert. Der Film 40 Schäummittel, das auf der Walze 38 getragen wird, wird kontinuierlich durch die Berührung mit einer Walze 42, welche in den Behälter 43 des flüssigen verdampfbaren Schäummittels eintaucht, ergänzt. Die Anordnung aas der Papierbahn 20 und der mit dem Schaummittel imprägnierten Harzbahn 34 wird dann durch einen Dampfkasten 46 geleitet, in welchem die thermoplastischen Harzteilchen verschäumt werden, «m eine voluminöse homogene verschäumte thermoplastische Harzbahn 48 zu ergeben Wie aus Fig 3 zu ersehen ist, enthält die Bahn 48 eine Vielzahl von Zellen 49-49, die vorwiegend von ellipsoider Form sind und deren Hauptachsen senkrecht zur F.bene der Papierbahn 20 stehen.

Fig. 4 veranschaulicht eine Arbeitsweise zur Herstellung einer freitragenden Bahn eines verschäumten thermoplastischen Harzes. Ein thermoplastischer Harzlatex 50, beispielsweise ein Polyvinylchloridlatex, wird von der Öffnung 51 eines Zufuhrbehälters 52 auf ein endloses Band 54 aufgebracht. Das endlose Band 54 wird unter einer Rake 56 durchgeleitet, um einen Latexfilm 57 von konstanter Dicke zu schaffen. Der Latexfilm 57 wird unter einem Bind von infraroten Wärmeelementen 60-60 geleitet, welche die Gesamtmenge des ursprünglich in dem Latexfilm vorhandenen Wassers entfernen. Nach dem Leiten unter den Infraroterhitzern ist der Film 57 nicht-kontinuierlich und besteht aus einer Reihe nicht-geschmolzener einzelner thermoplastischer Harzteilichen. Der Film 57 wird dann unter einen Sprühkopf 62 geleitet, der ein flüssiges Schäummittel, beispielsweise Dichlordi-

fluormethan, gleichmäßig über der Oberfläche des Films 57 verteilt. Der mit dem Schäummittel imprägnierte Film 57 wird dann durch einen Dampf kasten 64 geleitet, in welchem die Harzteilchen verschäumen, um eine voluminöse homogene verschäumte thermo-

«5 plastische Harzbahn 65 zu bilden. Die verschäumte thermoplastische Harzbahn 65 wird von dem endlosen Band 54 mittels eines Abstreifmesst rs 67 abgestreift und zu einer Aufnahmewalze (nicht gezeigt) durch die

I-iihrungJiwalzcn 68 und 69 geleitet.

Fig. 5 zeigt einen Arbeitsplan, nach welchem verschäumte thermoplastische Harzgegenstände durch die Latextaucharbeitsweise hergestellt werden können. Dabei muß zunächst eine geeignete keramische· Form, beispielsweise eine Fingerform, in eine wäßrige Elektrolytlösung, wie eine Calciumchloridlösung. getaucht werden (Stufe I). Die weiteren Verfahrensschrittc (Stufen II bis VI) unterscheiden sich nicht grundsätzlich von der bereits erläuterten Arbeitsweise gemäß der Erfindung.

Fig. 6 veranschaulicht eine Vorrichtung und eine Arbeitsweise, die angewendet werden kann, um einen geformten, verschäumen thermoplastischen Harzgegenstand herzustellen. Bei dieser Arbeitsweise wird das thermoplastische Harz mit einem gasförmigen Vcrschäumungsmittel, wie Butan, verschäumt. Die Form besteht aus einem Rahmen 72, einer Bodenplatte 74 und einer Deckplatte 76. Die Bodenplatte 74 ist mit einem kegelförmigen Hohlraum 78 ausgestattet, der mit einem Dampfeinlaß 79 und einem Damplauslaß 80 in Verbindung steht. Sowohl der Dampfeinlaß79 als auch der Dampfauslaß 80 können mit Hilfe einer nicht gezeigten Ventilcinrichtung verschlossen oder geöffnet werden. Die Vorderseite de ι Deckplatte 76 ist mit einer Reihe von sehmalen OfI-nungen 82-82 ausgestattet. In ähnlicher Weise ist die obere Platte 76 mit einem kegelförmigen Hohlraum 84 ausgestattet, welcher mit einem Dampleinlaß 85 und einem DampfauslaU 86, welche beide durch eine hier nicht gezeigte Veiitileinriehtung geoflnet und verschlossen werden können, in Verbindung Mehl Die Vorderseite der Deckplatte 76 isl mit einet Anzahl von sehmalen Öffnungen 88-88 versehen. Der kegelförmige Hohlraum 84 der Deckplatte 76 stehl ebenfalls mit einem Zweiwegeventil 92 durch die Lei lung 90 in Verbindung. Das Ventil 92 ist von üblichem Aufbau und ist mit einem Absperrhahn 94 ausgestattet, der in der Lage ist, eine Verbindung /wischen der I ellung 90 und der Leitung 95 Ivw. der I .eituiig 96 herzustellen.

Beim Betrieb wird die Form mit einer Menge lein verteiltem thermoplastischem Harz 70. beispielsweise l'olvslyrolteilchen mit mittleren Durchmessern mim etwa SO Mikron beschickt Die Menge an eingcfuhitem Harz ist ausreichend, um die Form vollständig /u lullen, wenn das Harz auf eine berechnete und erwünschte endgültige Dichte verschaumi ist Die Dampfleitungen 79. 80. 85 und 86 werden ^schlössen, um die Form abzuschließen. Das ventil 92 wird in die in der Zeichnung gezeigte Stellung gchrachl und Hutan von einem Hochdruckbehälter (etwa l.\ ,tiü). nicht gezeigt, der Form durch die Leitungen 95 und Wzuführt. Die verschlossene Form laßt man i Minute hei Raumtemperatur stehen, damit das Butan in die Harzteilehen diffundiert. Der Absperrhahn 94 des Ventils 92 wird dann um S¹O' in »lie entgegengesetzte Richtung von der in der Zeichnung gezeigten Stellung gedreht, um überschüssiges Butan aus der I-orm durch die Leitungen 90 und 96 abzulassen. Das Ventil 92 wird dann geschlossen und die Dampfleitungen 79 80. 85 und 86 werden geöffnet, um Dampf (lieispiclsueise bei einem Druck von 2.1 atu) in die l-orrn zu • assin. Der Dampf wird in der Form 2 Minuten lang gehalten und danach wird die Form gekühlt und der verschaumtc thermoplastische Harzgegenstand dar aus entfernt.

Du bei dem VnIuhren m maß dii 1 rtmdung verwendeten thermoplastischen Harzteilchen haben eine mittlere Teilchengröße von weniger als 100 Mikron und vorzugsweise weniger als 2 Mikron. Unter »Teilchengröße« ist tlie größte Abmessung des Teilchens· zu verstellen.

Das thermoplastische Harz, welches bei dem Verlahren gemäß tier F'rfindung verwendet wird, kann im wesentlichen jedes thermoplastische Harz sein, welches eine (ilasübcrgangstemperatur von mindern siens 50 C hat. Wie bekannt ist, hat die Glasiibeigangstemperatui eine beachtliche Bedeutung und kann nach vielen bekannten Arbeitsweisen bestimm! werden. Beispielsweise nach der Nielsen-Methode, die in dem S. P I·:. Journal, Band U>, Nr. 5, Mai I¹XiO.

'5 berichtet ist. Beispiele von thermoplastischen Harzen. die verwendet werden können, umfassen Celluloseether und -ester, beispielsweise Äthylcellulose, Celluloseacetat. Celluloseacetat butyral; Homopolymerisate und Mischpolymerisate von monomeren Verbindüngen, welche die Vinyliden-Ciruppieriing CH. C enthalten, wie Vinylhalogenide, beispielsweise Vinylchlorid. Vinylidenchlorid. Olefine, beispielsweise Äthylen. Propylen; Vinylester von Carbonsäuren, beispielsweise Vinylacetat, Vinyläther, beispielsweise Vinylmethyläther: ungesättigte Carbonsäuren und Derivate davon, z.B. Acrylsäure, Acrylsäure- und Methacrylsäureester von Alkoholen mit 1 bis IX Kohlenstoffatomen, z. B. Methyl und Athylmetliactylat. Acrylamid. Acrylnitril; vinylaromatische Verbindungen, beispielsweise Styrol. Vinylloluol. ChlorsHrolc Is ist durchführbar und manchmal erwünscht Mi schlingen von zwei oder mehreren thcrmopla'tischen Harzen, wie Mischungen von Polystyrol mit Kautschuk-Dion-Polymerisaten, wie natürlichen Kau ischuk, Btiladicn-Slyio!-Mischpolymerisate. BuIadicn-Acrylnitnl-Mischpolymcrisatc u.dgl. zu \cr wenden. St ν rol-Pfropfmischpolymerisate, die durch Polymerisieren monomeren Styrols in Gegenwart eines Kautschuk Dion-Polymerisats hergestellt werden.

können ebenfalls vorteilhaft verwendet werden.

Die ν ei dumpf baren Verschäumungsmittel. welche bei dei Ausführung des Verfahrens gemäß der F'rlindung verwendet werden, sind nicht-reaktive organische Verbindungen, welche höchstens eine leichte Lo-

>5 snnuswit kung <iiif das thermoplastische Harz besitzen und atmosphärische Siedepunkte im Bereich von etwa 10 bis SO C aufweisen Diese umfassen beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Butan Pentan. Hexan: halogeniertc aliphatische Kohlcnwas sersioffe. wie Allylchlorid und insbesondere Perch lorfluorkohlenstoffe, wie DichlordiNuormethan und die entsprechenden Pcrchlorfluorkohlenstotte, du in der USA -Patentschrift 2 848428, Spalte .1, Zeilen M) bis 4L angegeben sind Andere vcrdampfbare Verschäumungsmittel, die verwendet werden können, sind aus der USA.-Patentschrift 2 ftK1 371 /u entnehmen. F.s ist möglich, in einigen Fällen erwünscht. Mischungen zu verwenden, die vorwiegend aus einem verdampfbaren Verschäumungsmittel der vorstehend beschriebenen Art mit geringen Mengen einer organischen Verbindung bestehen, die eine Losungswirkung auf das thermoplastische Harz hat Sol ehe Mischungen enthalten 70 bis 98 Gewichtsprozent des verdampfbaren Vcrschäumungsmittels und entsprechend M) bis 2 Gewichtsprozent der 01 ganischen Verbindung, die eine I.ösungswirkung aul das thermopiastiM.be Harz hat Typische organische Verbindungen, die eine l>osunpswirkung auf «las therm«ipla-

509 ( 27 16

stische Harz haben, und welche in Mischung mit einem verdampfbaren Versehäumungsmittel verwendet werden können, sind Aceton, Methylenchlorid, monomercs Styrol, Benzol, Xylol, Kohlenstofftetraehlorid, Chloroform usw. Vorzugsweise soll die organische Verbindung einen atmosphärischen Siedepunkt nicht höher als etwa 80^u C haben.

Zusätzlich zu den wirtschaftlichen kurzen Bearbei lungs/eitcn, welche mit dem Verfahren gemäß der Erfindung verbunden sind, haben die sich ergehenden verschäumten thermoplastischen Harze sehr erwünschte physikalische Eigenschaften. Insbesondere haben die verschaumtcn thermoplastischen Harze, Aclclu· nach dem Verfahren gemaÜ der Erfindung hergestellt werden, ungewöhnlich kleine Zellengrö-Uen. wobei ilie Mehrzahl der /eilen des verschäimiten Harzes Zellcndiirclimesscr von weniger als etwa 0,25 rinn aufweisen (siehe Beispiel 2). L^:.s ist bekannt, daß \ icle der physikalischen Eigenschaften verv-hiiumter thermoplastischer Harze verbessert werden, sobald die Größe der Zellen verringert wird.

Die verschaiimten thermoplastischen Harzfiline und -bahnen, welche nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurden, weisen Strukturen auf, die sieh beachtlich von den verschaumtcn thermoplastischen 1 larzfilmen und -bahnen unterscheiden, die gemäß anderer Arbeitsweisen, beispielsweise nach den Strangpreß-Hlas-Arbeitsweisen hergestellt wurden, insbesondere sind die Zellen der verschäumten thermoplastischen Harze, welche nach der vorstehenden Arbeitsweise hergesjellt werden, nicht kugelförmig sondern neigen mehr dazu, längliche Ellipsoide zu bilden, wobei die Hauptachsen in einer Ebene senkrecht zum Träger liegen, auf welchem die Bahn oder der l"'ilm hergestellt wird.

"> Verschäumte thermoplastische Harzgegenstände komplexer Formen können nach einem 4-Stufen-Verfahren hergestellt werden, welches (1) die Ablagerung eines l-'ilmes aus einem thermoplastischen Harzlatex auf einer Form, (2) das Trocknen des La-

'5 texfilmes, (3) das Inberührungbringen des getrockneten Latexfilmes mit einem verdampfbaren Verschaumungsmitlcl und (4) das Verschäumen des sich ergebenden Filmes durch Erhitzen des thermoplastischen Harzes auf eine Temperatur oberhalb seines Erweichungstcmpcraturpunktes umfaßt. Es ist ersichtlich, daß das vorstehende Verfahren Arbeitsweisen verwendet, die mit denjenigen verwandt sind, die bei der Kautschuklatex-Tauchtechnik verwendet werden, und viele dieser Arbeitsweisen können leicht den Verfahren gemäß der Erfindung angepaßt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

i 494 190 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen verschäumier thermoplastischer Harze, indem man 100 Gewichtsteile eines feinzerteihen thermoplastischen Harzes mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 50° mit 3 bis 10 Gewichtsteiler, eines verdampfbaren Verschäumungsmittels in Berührung bringt und unverzüglich danach auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb Ler Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegt, wobei das verdampfbare Verschäumungsmittel ganz oder vorwiegend aus einer inerten organischen Verbindung, die höchsten:: eine leichte Losungsmittelwirkung auf das thermoplastische Ha^rz und einen atmosphärischen Siedepunkt im Bereich von - 10" bis 80° C hat, besteht, wobei gegebenenfalls der Rest des Verschaurnungsmiitels aus geringen Mengen einer organischen Verbindung, welche eine Lösungsmittelwirkung auf das thermoplastische Harz hat, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz eine mittlere Teilchengröße von weniger als 100 Mikron hat und das vei dampf bare Verschäumungsmittel bzw. die verschiedenen Bestandteile des Verschäumungsmittels gleichzeitig während einer Zeitdauer von höchstens 10 Minuten mit dem thermoplastischen Harz in Berührung gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fciiizerteilte thermoplastische Harz ein thermoplastisches Styrolpolymerisat ist. das eine mittlere Teilchengröße von weniger als 2 Mikron besitzt und das verdampfbare Schäummittel aus einem aliphatischen Kohlenwasserstoff besteht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Dispersion des feinzerteilten thermoplastischen Harzes auf einem Träger ablagert, durch Entfernen von Wasser einen nicht-kontinuierlichen Film bildet, diesen mit dem verdampfbaren Verschäumungsmittel in Berührung bringt und unverzüglich danach auf eine oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Harzes liegende Temperatur erhitzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Papier besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine glatte undurchlässige Oberfläche hat und daß die Bahn oder das Blatt von verschäumtem thermoplastischen Harz abgestreift wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine verschließbare Form mit dem feinzerteilten thermoplastischen Harz beschickt, das feinzerteilte plastische Harz mit einem verdampfbaren Schäummittel in Berührung bringt, die Form verschließt und darauf die mit dem Verschäumungsmittel imprägnierten Harzteilchen auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Erweichungstemperatur liegt.