DE1595250A1

DE1595250A1 - Verfahren zur Herstellung von schaeumbaren Kunststoffen

Info

Publication number: DE1595250A1
Application number: DE19651595250
Authority: DE
Inventors: Schroeder Dr Guenter; Huch Dr Peter; Gaenzler Dr Wolfgang
Original assignee: Roehm and Haas GmbH
Current assignee: Roehm and Haas GmbH
Priority date: 1964-09-19
Filing date: 1965-07-24
Publication date: 1970-08-13
Also published as: NL6609549A; FR90575E; GB1083960A; NL153576B

Description

RÖHM&NAAS

FABRIK

DARMSTADT

Pat. Dr. Hh/Mur/9

<^H« )r EWi 1 1595250

Verfahren zur Herstellung von schäumbaren Kunststoffen Zusatz zu Patent . (Anm-eldung R 58 817 IVd/39 c)

Die Erfindung betrifft eine Portbildung des Verfahrens nach

dem Hauptpatent . (Anmeldung R 38 817 IVd/39 c)'.

Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Kunststoffs, der beim Erwärmen auf Temperaturen über l8o° aufschäumt und dabei in Produkte hoher Wärmeformbeständigkeit und ausgeprägter Lösungsmittelbeständigkeit übergeht. Der thermoplastische Kunststoff wird hergestellt, indem Acryl- oder/und Methacrylsäure in einer Menge von 1 O bis 6o Gew.-^, bezogen auf die Gesamtmenge an polymerisierbaren Verbindungen, zusammen mit 20 bis βθ Gew.-f5 entweder a) eines Nitrils oder b) eines Amids dieser Säuren, gegebenenfalls bis zu 60 Gew.-^ einer weiteren, mit den genannten Monomeren misehpolymerisierenden monomeren Verbindung in Gegenwart von 3 bis 20 Gew.-^, ebenfalls bezogen auf die Menge an polymerisierbaren Verbindungen, Harnstoff oder N,N^f-Dimethylharnstoff polymerisiert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der im Hauptpatent beschriebenen Erfindung werden als monomere polymerisierbare Verbindungen in den genannten Mengenverhältnissen Acryl- oder Methacrylsäure, Methacrylnitril und gegebenenfalls Styrol oder Methacrylsäuremethylester verwendet.

Aus Kunststoffen der letztgenannten Art durch iirhitzen hergestellte Schaumstoffe weisen in der Regel eine ungleichmäßige Schaumstruktur und Porengröße auf, was dazu führt, daß aus

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ΟΜΪΜβΤΑΟΤ -₂- ^l59b25°

Polymerisatblöcken hergestellte Sehaumstoffkörper Zonen unterschiedlicher mechanischer Festigkeit und wärmeisolierender Eigenschaften enthalten. Diese Unterschiede schwanken von Ansatz zu Ansatz, und es ist nicht möglich, Schaumstoffe von völlig gleichbleibender Qualität zu erzeugen. Noch schwerwiegender wirken sich diese Unterschiede auf die aus Kunststoffgranulaten hergestellten Schaumkörper aus, indem diese aufgrund eines erheblichen Anteils wenig oder gar nicht aufgeschäumter Granulatteilchen nicht mit Dichten von weniger als 150 g/l hergestellt werden können·

Obwohl der Kunststoff selbst optisch keine verschiedenen Zonen erkennen läßt, lassen die Schaumeigenschaften vermuten, daß während der Polymerisation Phasen durchlaufen werden, in denen ein im Monomerengemisch unlösliches Polymerisat entsteht, daß sich dieses Polymerisat absetzt und im fertigen Polymerisatblock eine Schicht bildet. Wenn die verschiedenen Schichten bei verschiedenen Temperaturen aufschäumen, wird die zuerst aufschäumende Schicht durch ifere stark verminderte Wärmeleitfähigkeit die weitere Erwärmung und Aufschäumung der angrenzenden Schicht hemmen. In einem Kunststoffgranulat ist der bei niedriger Temperatur schäumende Anteil gleichmäßig verteilt und unterbindet beim Aufschäumen die Wärmezufuhr zu den nicht geschäumten Anteilen von allen Seiten, so daß der Schäumvorgang bei relativ hoher Gesamtdichte zum Stillstand kommt.

Diese Nachteile werden nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung auf überraschende Weise dadurch überwunden, daß einem Gemisch aus Acryl- oder Methacrylsäure, Methacrylnitril, gegebenenfalls einer dritten, mit den genannten Monomeren mischpolymerisierenden Verbindung, und Harnstoff oder Dimethylharnstoff Kieselsäureaerogel oder Asbestmehl in solcher Menge, vorzugsweise 5 bis 10 %_t bezogen auf das Konomerengemisch, zugesetzt wird, daß eine gleichmäßige Paste entsteht, und

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ΟΗΙΜΙβΧΗΕ ΡΑ·ϋ|Ν 1 b 9 5 2 5

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diese polymerisierenden Bedingungen unterworfen wird.

Auf diese Weise hergestellte Kunststoffe ergeben beim Erhitzen auf über l80° einen völlig gleichmäßigen, sehr feinporigen Schaumstoff, dessen Dichte nach Wahl der verwendeten Treibmittelmenge und des auszuschäumenden Volumens auf Werte von 10 ß/1 bis Über 100 g/l eingesta.lt werden können. Bevorzugt wird der Diohtebereich von 20 bis 30 g/l. Aus entsprechenden Kunststoffgranulaten können Schaumkörper bis zu Mindestraumgewichten von etwa 30 β/1 hergestellt werden, während man ohne Zusatz von Kieselsäureaerogel oder Asbestmehl nicht unter eine Schaumstoffdichte von 150 g/1 kommt. Dieses Ergebnis ist überraschend, weil andere vergleichbare Füllstoffe, wie z. B. Kreide, Ruß oder Aluminiumoxyd die durch den Zusatz von Kieselsäureaerogel oder Asbestmehl hervorgerufene Wirkung nicht zeigen.

Wenn auf eine besonders glatte Oberfläche des ;"-'chauns' of fs Wert pele^t v.'ird, ist Kieselsäurnerofd zn bevorzugen, während Asbes'r.ehl aufgrund seines ['erinneren Preises in vielen anderen ^irillen vortrllhaf' If⁴;. .· π können auch !"!schlingen vor. Kieselsäureaerore] und Ar.-bes* ^r-~hl angewandt werden.

Das erfindungFfcenitiße Verfahren Μ·.ί«-*: außerderr die HJrlichkeit, deni Kun.-^ntoff solche ?· ^fTc '-loichnrißir vnrveilt ein"uvprle3bi-r, <?ie irr ron-.v.··) "ΡΓ..·""η ;·.'■;·: ur.löslio; rividi,

2. ?. Picncr.re oder die Prer.r ■ arkci* --.

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O N ti* 18CHE FABRIK . I J J JZ JU

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Beispiel 1

1 g Asbestmehl wird mit einem Gemisch von 55 g Methacrylnitril, 45 g Methacrylsäure, 5 g Harnstoff und 0,2 g Azobisisobuttersäuredinitril zu einer Paste angerührt und diese Paste durch 48-stündiges Erhitzen auf 50° polymerisiert. Anschließend wird das Polymerisat bei 100° getempert und durch halbstündiges Erhitzen auf 2;5O° geschäumt. Es entsteht ein Schaumstoff mit gleichmäßig feiner Porengröße.

Beispiel 2

Aus 55 g Methacrylnitril, 45 g Methacrylsäure, 5 g Harnstoff, 0,2 g Azobisisobuttersäuredinitril, 2 g Kieselsäureaerogel (Handelsbezeichnung Aerosil) und 5 g Asbestmehl wird eine Paste hergestellt und durch 48-stündiges Erhitzen auf 50° polymerisiert. Nach Tempern bei 100° wird das Polymerisat bei 220° zu einem Schaumstoff einer Dichte von 50 g/l und gleichmäßiger Porengröße aufgeschäumt.

Beispiel 3

Ein Gemisch aus 55 g Methacrylnitril, 45 g Methacrylsäure, 5 g Harnstoff und 0,2 g Dibenzoylperoxyd wird mit β g Kieselsäureaerogel versetzt, durch 65-stündiges Erhitzen auf 60° polymerisiert und anschließend bei 100° getempert. Durch zweistündiges Erhitzen auf 210° ist ein Schaumstoff mit einem Raumgewicht von 0,085 g/cbem entstanden.

Beispiel 4

Ein aus 55 g Methacrylnitril, 45 g Methacrylsäure, 5 g Me thacrylsäurebutylester, 5,5 g Harnstoff, 0,2 g Dibenzoylperoxyd und 6g Kieselsäureaerogel durch Polymerisation bei 6o°

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hergestellter Kunststoff wird 2 Stunden in einer Metallform mit 2,5 1 Inhalt erhitzt. Der so erhaltene, gleichmäßige feinporige Schaumstoff hat ein Raumgewicht von 4l g/l.

Beispiel 5 '

Der im Beispiel 4 beschriebene Versuch wird mit dem Unterschied wiederholt, daß Styrol anstelle von Methacrylsaurebutylester verwendet wird. Der erhaltene Schaumstoff hat gleichmäßige feine Poren und ein Raumgewicht von 40 g/l.

Beispiel 6

Aus 55 g Methacrylnitril, 45 g Methacrylsäure, 20 g Harnstoff, 0,2 g Azobisisobuttersauredinitril und 7 g Kieselsäureaerogel wird eine Paste hergestellt,'die durch 48-stündiges Erhitzen auf 50° und zweistündiges Erhitzen auf 100° polymerisiert wird. Der erhaltene Kunststoff wird zu einem Granulat von 3 mm mittlerer Korngröße gemahlen und in einer Metallform bei 240° geschäumt. Es entsteht ein gleichmäßig geschäumter Schaumstoffkörper mit einem Raumgewicht von ^2 g/l.

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Claims

9. m. *. H. OHfDlieCHE FABRIK DARMSTADT - 6 - Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen, beim Erwärmen auf Temperaturen über l8o° zu einem Schaumstoff geringer Dichte aufschäumenden Kunststoffs durch Polymerisation eines Gemisches aus Acryl- oder/und Methacrylsäure in einer Menge von 10 bis 60 Gew.-^, 20 bis βθ Gew.-J Methacrylnitril und gegebenen-falls mit bis zu 60 Gew.-^, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an polymerisierbaren Verbindungen, einer weiteren, mit den genannten Monomeren mischpolymerisierenden Verbindung in Gegenwart von 3 bis 20 Gew.-^, ebenfalls bezogen auf die Menge an polymerisierbaren Verbindungen, Harnstoff oder N,N^f-Dimethylharnstoff gemäß Hauptpatent (Anmeldung R 38 817 IVd/39 c)

dadurch gekennzeichnet,

daß dem Gemisch aus Monomeren und Harnstoff bzw. Dirne thylharnstoff zusätzlich Kieselsäureaerogel oder Asbestmehl in solcher Menge zugesetzt wird, daß eins gleichmäßige Paste entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kieselsäureaerogel in Mengen von 5 his 10 %_f bezogen auf das Monomerengemisch, angewendet wird.

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