DE1694876C3

DE1694876C3 - Verfahren zur Formgebung von Thermoplasten

Info

Publication number: DE1694876C3
Application number: DE19661694876
Authority: DE
Inventors: Terunobu Osaka Hiraoka (Japan)
Original assignee: SEITETSU KAGAKU CO Ltd CHISAKI (JAPAN)
Current assignee: SEITETSU KAGAKU CO Ltd CHISAKI (JAPAN)
Priority date: 1965-12-17
Filing date: 1966-02-26
Publication date: 1975-05-07
Also published as: DE1694876B2; DE1694876A1; GB1104566A

Description

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung worin M ein Alkalimetall darstellt und das Ge- xo von geformten Gegenständen, die nach den vorwichtsverhältnis l:m:n = 20:10 bis 100:4 bis stehend erwähnten Verfahren erhalten werden.

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sifh aus der nachstehenden Beschreibung.

Es wurden bereits zahlreiche Verfahren zur Weiter-15 verarbeitung von Thermoplasten, insbesondere zur Herstellung von Schaumstoffen, untersucht und entwickelt. Einige dieser Verfahren wurden bereits im industriellen Maßstab in die Praxis umgesetzt. Als übliche Schäummittel zum Verschäumen von Therao moplasten wurden bereits Nitroso-. Hydrazin-, Carbazid- und Azoverbindungen sowie Metallazide, Pulver aus metallischem Aluminium und Zink. Ammoniumcarbonat. Natriumbicarbonat. Naphthalin. Ester usw. verwendet. Diese Stoffe setzen bei gegekennzeichnet, daß man dem Schäummittel ein 35 wissen Temperaturen, die für jedes Material charakden Abbau des Thermoplasten verhinderndes tcristi^»rh sind. Gase freu, wodurch die damit verMittel, vorzugsweise ein Persulfat, Peroxyd. Me- mischten Kunststoffe unmittelbar durch die Wirkung talloxyd und oder Fluorid zusetzt. dieser Gase expandiert werden. Es war deshalb sehr

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch schwierig, die gewünschte Verschäuinungstempcraiur gekennzeichnet, daß man dem System ein orga- 30 willkürlich auszuwählen.

nisches Lösungsmittel allgemeiner Art als Heiz- Weiterhin ist eine Affinität zwischen den Thermo-

mcdium zusetzt. plasten und den Schäummitteln erforderlich, damit

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch die Thermoplasten verschäumt werden können. Desgekennzeichnet, daß man dem Thermoplast ein wegen ist es fast unmöglich, die gewünschte Komorganisches Lösungsmittel zur Erniedrigung ₃₅ bination dieser beiden Elemente auszuwählen, seiner thermischen Plastifizierungstemperatur zu- Werden Thermoplaste in vollkommen thermoplastischem Zustand mit diesen Schäummitteln verschäumt, so wird ein Schaumstoff erhalten, der ausschließlich geschlossene Zellen aufweist. Will man

[M_SO1,. [SiCXL. {H,H]„

40 beträgt, enthaltende Phase darstellt, und daß man das System auf die Verschäumungstemperatur erhitzt, bis der gewünschte Verschäumungsgrad erreicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Schäummittel mindestens eine Verbindung dts Al, Ca, Mg, Zn und/oder Ba zusetzt, um es nach dem Verschäumen wasserunlöslich zu machen.

3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Schäummittel einen Schaumregler zusetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch

setzt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das geformte Sysiem

zum Auflosen des darin enthaltenen Schäum- ₄₀ einen Schaumstoff aus miteinander in Verbindung mittels mit Wasser wäscht. stehenden Zellen herstellen, so brechen die Zellen und

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7. dadurch verschwinden während der Erstarrung des durch gekennzeichnet, daß man das Verschäumen in Hitze plastifizierten Thermoplasten, so daß kein zwei Stufen vornimmt. Schaumstoff aus miteinander in Verbindung stehen-

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 45 den Zellen erhalten wird. Weiterhin ist es schwierig, kennzeichnet, daß das System aus einer Metall- einen Schaumstoff aus miteinander in Verbindung

stehenden Zellen durch unmittelbare Ausnutzung der Thermoplastizität eines Thermoplasten herzustellen. Insbesondere ist die Herstellung eines Schaumstoffes oder anderer bestimmter geformter Gegenstände aus Polytetrafluoräthylen oder Polycarbonaten schwierig

phase und einer Mischphase aus einem Schäummittel und einem Thermoplast besteht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formgebung von Thermoplasten, insbesondere PoIy-

bzw. fast unmöglich, weshalb sie noch nicht im industriellen Maßstab vorgenommen wurde. j Weiterhin ist es bekannt, daß einige anorganische

propylen, Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen, Poly- 55 Salze mit Kristallwasser das Wasser beim Erhitzen

vinylchlorid. Polystyrol, ABS-Mischpolymerisaten, als Gas freisetzen, wobei sich die Salze selbst aus-

Polymethacrylaten, Polycarbonaten, Polyamiden,

gesättigten Polyestern, unter Verwendung der

Schäumeigenschaften einer Masse aus einem Alkalidehnen. Jedoch ist die freigesetzte Menge Wasser bzw. die Erhitzungstemperatur, bei der das Wasser

freigesetzt wird, zu hoch, als daß man diese Salze

silikat und Kieselsäure. 60 allein bei der Verarbeitung der Thermoplasten ver-

Eines der Ziele ist die Schaffung eines Verfahrens wenden könnte. Will man andererseits poröse Prozur Herstellung eines billigen und hervorragenden dukic aus hitzehärtbaren Harzen, vulkanisiertem Schaumstoffes aus einem Thermoplasten, der aus mit- Kautschuk und regenerierter Cellulose erhalten, so einander in Verbindung stehenden oder offenen ZcI- verwendet man eine wäßrige Lösung von Natriumlen besteht, unter Verwendung einer Schäummasse, 65 silikat oder Kieselsäuregel. In diesem Fall verschäudie ein Alkalisilikat und Kieselsäure enthält. men jedoch das Natriumsilikat oder das Kieselsäure-

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung gel überhaupt nicht, da sie in Form einer wäßrigen .'ines Verfahrens zur Herstellung eines nicht ver- Lösung vorliegen. Sie werden nicht als Schäummittel,

nur zeitweilig als flüssiger Füllstoff verwen-

k^L ·. sind bei der Verarbeitung von Thermo-

^S Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff-

jjf ^„lasten unter Anwendung der Schäumeigen-

Tn eines hydratisierten organischen Salzes

£j£ insbesondere eines Silikats, noc^li nicht be-

^kannl _wurden ausgedehnte Untersuchungen über die von Schaumstollen aus Thermoplasten, e aus solchen mit vielen Verwendungs_möeüchkeiten, jedoch mit schlechter Verarbeifrar-5t vorgenommen, um zu der vorliegenden Erfin-⁴SpBeSS betrifft ein Verfahren zur Form-EL von Thermoplasten, das dadurch gekenn-⁸ · hnet ist daß man ein System aufbaut, das minfeteits eine, ein Thermoplast und ein Schäummittel J₁Jt der nachstehenden Formel

],, lSiO_s]_a, [H.,H]„

worin M ein Alkalimetall darstellt und das Gewichtsverhältnis I:nt:η =■ 20:10 bis 100:4 bis 40 beträgt, enthaltende Phase darstellt, und daß man das System bei der Verschäumungstemperatur erhitzt, bis der gewünschte Verschäumungsgrad erreicht ist.

Das erfindungsgemäß verwendete Schäummittel stellt ein Gemisch aus Alkalioxyd, Kieselsäureanhydrid und Wasser dar, wobei in der Praxis die hydratisierte Kieselsäure, die durch Umsetzung von überschüssigem Kieselsäureanhydrid mit Wasser erhalten wurde, in einem Alkalisilikat gelöst ist, das durch teilweise Umsetzung von Alkalioxyd und Kie clsäureanhydrid erhalten wurde, da die hydratisierte Kieselsäure in Wasser unlöslich, jedoch in einer alkalischen 1 ösung löslich ist. Das Schäummittel kann durch gemeinsames Erhitzen von Alkalioxyd, Kieselsäureanhydrid und Wasser in einem Autoklav hergestellt werden. Da das Alkalioxyd jedoch teuer und unbequem zu handhaben ist, kann als Ersatz dafür im allgemeinen ein Alkalicarbonat verwendet werden. In diesem Fall kann die Umsetzung durch die nachstehende Gleichung dargestellt werden: M.,CO₃ + 2SiO., + H₂O -* M,SiO₃ f H₂SiO₃ ■+■ CO., ' (M₂SiO₃ + H₂SiO₃ = [M₂Ol, (SiO₂I₂, IH₂Ol) Das Schäummittel kann also aus einem Alkalicarbonat, Kieselsäureanhydrid und Wasrer hergestellt werden. Weiterhin kann das Schäummittel auch durch Auflösen von Kieselsäure in einer handelsüblichen wäßrigen Lösung eines Alkalisilikats und durch Eintrocknen der Lösung unter Erhitzen (die Trockentemperatur ist in Tabelle 1 angegeben) zur Einstellung des Wassergehaltes oder durch Auflösen von Kieselsäure in einer wäßrigen Alkalihydroxydlösung mit einer geeigneten Konzentralion erhalten werden.

Das in dem Schäummittel gemäß der Erfindung enthaltene Alkalimetall kann Natrium oder Kalium sein. Da Kaliumsilikat eine höhere thermische Plastifiziertemperatur als Natriumsilikat hat, kann man es vorteilhaft bei einem Thermoplasten mit einer höheren Verarbeitungstemperatur verwenden.

Das Schäummittel kann pulverförmig, körnig, flockenförmig, schuppenförmig oder nadeiförmig sein. Das Schäummittel kann mit verschiedenen Zusätzen in Abhängigkeit vom Verwendungszweck versetzt werden. Um beispielsweise die durch das Aufschäumen gebildeten Zellen wasserunlöslich zu machen, kann man Metalle, wie Aluminium, Calcium, Magnesium, Zink, Barium oder Verbindungen dieser Metalle zu der Schäummasse geben, wobei sich das Metall oder die Verbindung während oder nach dem Verschäumen unter Bildung eines Doppelsalzes mit der Kieselsäure oder dem Alkali in der Masse umsetzt.

Um die Schäumwirkung des Schäummittels zu stabilisieren und das Ausdehnungsverhäknis zu yergrößern, kann man der Masse ein oder mehrere Alkalisalze mit einer sauren Gruppe, beispielsweise mit einer Nitrat-, Phosphat-, Borat- und Sulfatgruppe, zusetzen, wobei die beim Erhitzen des kristallwasserhaltigen Alkalisalzes freigesetzte Menge Wasserdampf geregelt bzw. das Entweichen des freigesetzten Wasserdampfes durch den beim Verschäumen gebildeten Film aus der Schäummasse verhindert wird. Da einige Thermoplaste in Berührung mit alkalischen Substanzen bei der Verarbeitungstemperatur abgebaut oder depolymerisiert werden können, können zur Verhinderung des Abbaus oder der Depolymerisation Persulfate, Peroxyde. Metalloxyde, organiscne Oxyde, Fluoride oder Aluminiumverbindungen zu dem Schäummittel gegeben werden. »5 Die vorstehend erwähnten Zusätze können entweder allein oder im Gemisch verwendet werden.

Das Schäummittel kann bei beliebigen Thermoplasten, ζ B. uei Polyäthylen, Polypropylen, PoIytetrafiuoräthylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, ABi>Mischpolmerisaten, Polymethacrylate^ Ρ°^1ν"^Γ°^ϋ" naten. Polyamiden, gesättigten Polyestern. Naturharzen oder ihren modifizierten Produkten oder Zwischenprodukten verwendet werden, ganz gleich wie diese hergestellt wurden. Insbesondere kann das Schäummittel vorteilhaft bei Thermoplasten wie Polytetrafiuoräthylen, Polycarbonaten usw verwen det werden, die sich nach den bekannten Verfahren nur schwierig verschäumen oder verformen ^»™-

Die Thermoplasten können die üblichen Zusätze 40 enthalten. Beispielsweise kann Pnlwinvlcnlond, Lh

USW.

dem lnermopiasi, um u·^ ·.—..—---—-^ 45 zu erniedrigen oder seinen ^hmelzindex--

ein Lösungsmittel zugeben, das das ^Harz^"f^_nes_ nötig, kann man zusätzlich em orgamsches Losungs mitte allgemeiner Art, wie o-Dichlorbenzol,Tetra Jhloräthan usw als Heizmedium hinzugeben wo-₅o Ä Sa" Thermoplast und das SjM-m^^ato das Gemisch dieser beiden Stoffe »le.chmaßiR erhitzt

6o

waui uui niiivu.

die Thermoplasten bei einer uwnv^.g^.. ,

verschäumt werden. Unter Berücksichtigung der Plastifizierungstemperaiur der derzeit verfügbaren 65 Thermoplasten entspricht die Beziehung zwischen der Verschäumtemperatur und dem Verhältnis der Bestandteile des vorliegenden Schäummittels den ir Tabelle I angegebenen Werten.

Wira aas juiaum,,. _β

wendet, so kann jede beliebige Schäumtemp

von der Art des verwendeten Thermo-

Tabelle I

Nr.	Verhältnis der Bestandteile des Schäummitlels (Gewichtsprozent)	K₂O	SiO₂	HjO	Trocken- tempe- ratiir	Vcrschüum- temperatur	Verwendetes Harz
	Na₂O		51,0	17,8	( C)	< C)
1	31,2	37,4	55,0 45,5	16,7 17,1	120	150 bis 190	Polyäthylen, Polyvinylchlorid
2 3	28,3	—	58,0	16,2	I 140	160 bis 200	Polyäthylen, Polystyrol
4	25,8	—	60,2	15,9	160	190 bis 230	Polypropylen, ABS-Mischpoly- merisat
5	23,9	34,4	49,0	16,6			Polypropylen, Polyamid
6	—	—	62,3	15,5	180	200 bis 240 J	Polymethylmethaciylat
7	22,2	32,1	52,5	15,4	I ™	*& Λ rf» ■ ■ & M ,. I	Polycarbonat, Polyamid
8	—	—	64,3	15,3	1 200	210 bis 250 i	Gesättigter Polyester
9	20,4	—	66,3	14,9	210	240 bis 280	Polycarbonat
10	18,8	250	330 bis 360	Polytetrafluoräthylen

Die Schäummasse und das Thermoplast können trocken, z. B. in Form eines Pulvers, bzw. in der Schmelze miteinander vermischt werden, indem sie in anderen Formen durch eine Strangpreßvorrichtung oder durch Mischwalzen geleitet werden.

Das Verschäumen der verschäumbaren Masse in der Hitze kann in einer oder in mehreren Stufen erfolgen. Hierfür können geschlossene Formen, offene Formen, kontinuierliche Heizöfen, Strangpreßvorrichtungen oder Kalander verwendet werden. In industriellem Maßstab wird das Vermischen und das Verschäumen in der Hitze, vorzugsweise kontinuierlich, durchgeführt.

Erfindungsgemäß wird zuerst ein System, das mindestens eine Phase mit dem Schäummittel und dem Thermoplast enthält, auf verschiedene Weise gebildet, wie es in F i g. 1 bis 8 der Zeichnung dargestellt ist.

Hierbei bedeutet

F i g. 1 ein System aus nur einer Mischphase 1 aus einem Thermoplast und einem Schäummittel (nachstehend als »Mischphase 1« bezeichnet),

Fig. 2 ein System aus zwei Phasen, wobei die . eine Phase eine Mischphase 1 und die andere eine Phase 2 darstellt, die aus einem Thermoplast allein besteht (nachstehend als »Thermoplast-Einzelphase 2« bezeichnet),

Fig. 3 ein System aus der Thermoplast-Einzelphase 2 und einer Schäummittel-Einzelphase3, d.h. aus zwei Phasen,

Fig. 4 ein System aus einer Mischphase 1, die in Sandwichform zwischen zwei Metaliphasen 4 angeordnet ist,

Fig. 5 ein System aus zwei Mischphasen 1 und drei Thermoplast-Einzelphasen 2 in wechselnder Anordnung,

Fig. 6 ein System aus mehreren Mischphasen 1, die unregelmäßig in einer zusammenhängenden Thermoplast-Einzeiphase 2 verteilt sind,

F i g. 7 einen Querschnitt einer geschlossenen konischen Form 5, in der eine Mischphase I und eine Thcrmoplast-Einzelphase 2 in konischer Anordnung vorliegen, und

Fig. 8 einen Querschnitt einer geschlossenen Flaschenform 5. in der sich eine ThcrmopäaM-Einzelphase2 an der Innenwandung der Form befindet und der übrige Raum der Form mit einer Schäummittcl-Einzclphase3 ausgefüllt ist.

Will man nur einen Schaumstoff erzeugen, so verwendet man ein System aus einer einzigen Phase (vgl. Fig. 1). Wünscht man ein komplexes Produkt, bei dem eine Schaumstoffschicht mit einem nicht verschäumten Produkt verbunden werden soll, so verwendet man ein System aus zwei Phasen (vgl Fig. 2).

Obgleich auch andere Systeme verwendet werden können, so sollen, kurz gesagt, die erforderlichen Phasen gebildet werden, so daß je nach Bedarf die Schäumwirkung des Schäummittels voll ausgenutzt werden kann.

Das Verhältnis zwischen dem Schäummittel und dem Thermoplast kann je nach dem verwendeten Thermoplast, der Art der Vorrichtung oder der Form, den Erhitzungsbedingungen, der Porosität de*. Schaumstoffes und der Teilchengröße des pulverförmigen Schäummitlels variiert werden, obgleich man

das Schäummittel in Mengen von 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht, verwendet. Das mit dem Thermoplast vermischte Schäummittel zeigt beim Erhitzen plastische Eigenschaften und setzt bei mehr als 80 C einen Teil des Kristall· wassers der im Alkalisilikat enthaltenen hydrati sierten Kieselsäure, das eine der Hauptkomponcntcr des Schäummittels darstellt, in Dampfform frei, zu sainmen mit freiem Wasser, das in einer kleinen Menge im Schäummittel enthalten ist. Da ein Alkali silikat bekanntlich wasscrdampfundurchlässig ist. μ setzt das Schäummittel im theoretisch plastifizicrtei Zustand beim Erhitzen auf die Verschäumungstem peratur eines Teils des Kristallwassers zusammen mi freiem Wasser in Dampfform frei und bildet vielt

kleine Zellen, die den freigesetzten Wasserdampf ent halten, wodurch sich die verschäumbare Masse al ganze ausdehnt. Das Schäummittel, aus dem Kristall wasser und freies Wasser freigesetzt wurden, verlier bei der Vcrschäumungstemperatur seine Plastizitä und erstarrt in Form von Zellen. Zu diesem Zeit punkt haben sich die kleinen Zellen ausgedehnt. s< daß sie miteinander in Verbindung stehen, worauf si infolge der Druckdifferenz zwischen den Zellen a

den Verbindungsstellen brechen. Hierbei bilden sich miteinander in Verbindung stehende oder offene Zellen, um welche sich Thermoplastiilme bilden.

Das Ausdchnungsverhältnis der verschüumbaren Masse kann in Abhängigkeit vom Verhältnis ihrer Bestandteile, der Anstiegsrate der Temperatur beim Erhitzen zum Verschäumen der Masse und verschiedenen anderen Bedingungen schwanken. Das Verhältnis beträgt gewöhnlich 1:100 bis 300. Der erfindungsgemäß erhaltene Schaumstoff besieht aus vollkommen miteinander in Verbindung stehenden Zellen. Die Zellen des Schaummiitels. die in dem Thermoplast-Schaumstoff enthalten sind. Können notfalls w asset unlöslich gemacht werden, indem zuerst eine Aluminium- oder ( alciumverbindung in die verschäunibare Masse eingearbeitet wird. Hierduieh wird das Produkt, schwer brennbar und physikalisch verstärkt. WiM man jedoch einen Schaumstoff erhalten, der nur Thermoplast-Zellen aufweist, so kann man den Schaumstoff aus dem wasserunlöslichen Thermoplast in heißes oder kaltes Wasser eintauchen, um die Zellen des Sehäummittels herauszulösen.

I ür den Fachmann liegen viele Abwandlungen und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Hrfindung auf der Hand.

line Anwendungsmöglichkeit ist die Herstellung eines geformten Gegenstandes aus einer beliebigen Form mil der gleichen Konfiguration. Will man z. B. einen k« mischen Verbundkörper erhalten, so wird ein System, wie es in Fig. 2 angegeben ist. in einer geschlosvenen Form 5 mit einem Querschnitt nach F" ig. 7 a·.:!'.--·¹':"!', '.".ul bei der Verschäunv.mgslcmperatur erhitzt, wobei durch den beim Verschäumen des Sdi.iummillcls aul tretenden Druck ein konischer Vcibundkörper. bestehend aus einem konischen, nicht verschäumten Produkt, das mit einem konischen verschäumen Produkt verbunden ist. gebildet wird. Will man einen Hohlkörper erhallen, so verwendet man ein System nach Fig. 3 in einer geschlossenen Form nach F" i g. 8 und erhitzt es bei der VerM'haumungstenipcratur. wobei das Thermoplast durch il.-n Verschäumungsdruck entsprechend der Inncnw üiulung dei Form verformt wird. Durch die anschließende Auflösung des Schäummittcls erhält man einen nicht verschäumten thermoplastischen Forinköiper. Weiterhin kann man ein System nach Fig. h in einet beliebigen gewünschten Form ausbilden und bei der Verschäumungstempcratur erhitzen. Wobei man ein geformtes Produkt mit der Anordnung vi-p. Fi g fi erhalt

T'u I ormpcbiing eines Thei moplasten unter An Wcndun;» des Verschiuiniiingsdruckes des Schaummittel, ist besonders vorteilhaft bei Polvietrafluor-Älhvlcn und Polycarbonaten.

Man \ann zur Verstärkung de«. 1 heinioplasten auch Metall- und Glasfaden einarbeiten.

1 ilindungsgcmäß kann ein Schaumstoff nach den für alle wasserunlöslichen 1 hcrmoplastcn üblichen Verarbeitungsverfahren erhalten werden. Somit kann das vorliegende Verfahicn vorteilhaft bei der indu-Mriellen Herstellung von Schaumstoffen angewendet werden Weiterhin können nach dem vorliegenden Veifahren poröse Thermoplaste hergestellt werden, deren Herstellung bisher unmöglich oder schwierig war. Weiterhin kann crlindungsgemäß jede beliebige 6_S Vervchaumtemperatui für das Schaummittel gewählt weiden, und man kann Schaumstoffe herstellen, die frei von Vcrunreinhu'ven. w.e verschäumten Rückständen des Sehäummittels. sind. Weiterhin können die Schaumdichtc und das spezifische Gewicht des Schaumstoffes leicht nach Wunsch geregelt werden, indem die Teilchengröße des Sehäummittels. das Vcrhaltnis zwischen Thermoplast und Schäummittel 11. dgl. verändert werden. Das vorliegende Verfahren kann auch zur Herstellung eines leichten Materials angewendet weiden und kann einen Schaumstoff liefern, der aus miteinander in Verbindung stehenden Zellen besieht. In jedem Fall erhält man nach dem vorliegenden Verfahren einen Schaumstoff mit charakteiiMischen Figensehalten. die sich von den F.igenschuiien anderer Schaumstoffe aus Thermoplasten unterscheiden: der Schaumstoff ist stabiler und bietet technisch weniger Schwierigkeiten als die bekannten Schaumstoffe, indem keine aufwendigen Apparaturen erforderlich sind. Weiterhin können erlindungsgemäß Schaumstoffe mit wesentlich geringeren Kosten als nach bekannten Verfahren hergestellt werden, da die verwendeten Schäummittel aus einem billigen Alkalisilikat und hydratisierter Kieselsäure bestehen.

Wie schon gesagt, unterscheidet sich das vorliegende Verfahren in seiner technischen Konzeption von den bekannten Verfahren und liefert viele Vorteile. Fs stellt daher eine wertvolle Weiterentwicklung der Technik der geformten Gegenstände aus Thermoplasten dar.

Die nachstehenden Beispiele erläutern die Erfindung, sollen diese jedoch keineswegs beschränken.

Der Ausdruck »Teile« bezieht sich auf das Gewicht, falls nichts anderes anuercben ist.

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Beispiel 1

Das Schäummittel Nr. 2 von Tabelle 1 wurde bis auf eine lichte Maschenweite von etwa 0.15 mm gemahlen. Wl Teile des so hergestellten Pulvers wurden mit 300 1 eilen Hochdruckpolyäthylen vermischt. Das Gemisch wurde auf 140 C erhitzt, wodurch eine thermisch plastifizicrtc Polyäthylenmasse mit dem Schäummittel erhallen wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde noch keine Veränderung des Sehäummittels festgestellt. Die plastifizicrtc Masse wurde dann gekörnt, in eine offene Schalenform mit einem Überzug üus Silikonfett als Ahlösungsmittcl auf der lnncnflächc eingefüllt und-15 Minuten bei 180 C erhitzt, wodurch ein der Inncnwandung der Form angepaßter Polyäthylensehaum erhallen wurde. Das Produkt wvirdc von der Form abgelöst und 5 Minuten in siedendes Wasser eingetaucht, dann mit Wasser gewaschen. Der Schaumstoff wies ausschließlich miteinander in Verbindung stehende Zellen aus Polyäthylen auf und hatte ein scheinbares spezifisches Gewicht von 0.08.

Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise wurde mn der Abweichung wiederholt, daß ein Mitteldruckpolyäthylen brw. ein Niederdruckpolyäthylen verwendet wurde, wobei ein gleichwertiger Pnlyathylcnschaumstoff erbalten wurde.

Beispiel 2

Uas Schäummittel Nr. I von Tabelle I wurde bis auf eine lichte Maschcnweite von etwa 0.1 mm /u einem Pulver gemahlen. 60 Teile dieses Pulvers wurden mit einem Gemisch aus 3(Ml !eilen PoIyv inylchorid. W) Teilen Dibutyl/.innlauiat und 3 Teilen l'admiumstearat als Stabilisatoren für d«·» Harz bei V auf MischwaUcn homogen geknetet, wodurch

509619.75

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eine thermisch plastilizierte Polyvinylchloridmasse erhalten wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde noch keine Veränderung des Schäummittels festgestellt. Die gebildete Masse wurde dann granuliert, in eine geschlossene rechteckige Paiallelepipedform eingefüllt. die auf der Innenfläche mit Silikonfett als Ablösemiltel überzogen war. und 15 Minuten auf IhO C erhitzt. Es wurde ein der Innenwandung der Form angepaßter Polyvinylchloridschaumstoff erhalten, der von der Form abgelöst, 15 Minuten in heißes Wasser von 60 C eingetaucht und mit Wasser gewaschen Wurde. Der erhaltene Schaumstoff hatte ein spezifisches Gewicht von 0,12 und bestand ausschließlich aus miteinander in Verbindung stehenden Zeilen aus Polyvinylchlorid.

Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise wurde mit der Abweichung wiederholt, daß ein Weichpolyvinylchlorid mit einem Weichmacher verwendet wurde; es wurde ein gleichwertiger Schaumstoff erhalten.

Beispiel 3

inn Teile Schäummittel Nr. 4 von Tabelle I wurden mit 0.05 Teilen Kaliumpersulfat zur Verhinderung des thermischen Abbaus des Polypropylens vermischt. Das gebildete Gemisch wurde bis auf eine lichte Maschenweite von etwa 0,15 mm gepulvert. 60 Teile des so hergestellten Pulvers wurden mit 200 Teilen Polypropylenteilchen mit einem Durchmesser von 1 bis 2 mm vermischt, und das Gemisch wurde bei 160 C zu einer nicht λ erschäumten Folie stranggepreßl. Diese Folie wurde in einer kontinuierlichen Heizvorrichtung 15 Minuten auf 200 C erhitzt, wobei eine Schaumstolfolie aus Polypropylen erhalten wurde. Die Schaumstoffolie wurde wie nach Beispiel I mit Wasser gewaschen, wobei ein Polypropylenschaumstoff erhalten wurde, der aussehließlieh aus miteinander in Verbindung stehenden Zellen bestand und der ein scheinbares spezifisches Gewicht von 0.05 aufwies.

Beispiel 4

ίο 100 Teile Schäummittel Nr. 10 nach Tabelle I wurden mit 0,05 Teilen Natriumpersulfat und 0.1 Teile Natriumfiuorid als abbauverhindemde Mittel für Polyleirafluoräthylen vermischt. 64 Teile des so hergestellten Gemisches in Form eines Pulvers mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,1 mm wurden mit 260 Teilen PolvtetrafUiorathylenpulvei und 50 Teilen o-Dichlorbenzol. das als Hcizmedium zum gleichmäßigen Erhitzen des Gemisches diente, vermischt. Das gebildete Gemisch wurde bei 360 C 40 Minuten in einer geschlossenen zylindrischen Form erhitzt und dann wie nach Beispiel 1 mit Wasser gewaschen, wobei ein Schaumstoff erhalten wurde, der ausschließlich aus miteinander in Verbindung stehenden Zellen aus Polytetrafluorethylen bestand

und der ein scheinbares spezifisches Gewicht von 0,4 aufwies.

Beispiel 5

Die nachstehend angegebenen Thermoplaste wurde unter den folgenden Bedingungen verarbeitet, wobei die anderen Bedingungen die gleichen wie in Beispiel 1 waren; die Ergebnisse sind in Tabelle II anüeeeben.

Tabelle U

Harz	Verhältnis zwische und Zu (Gewicht Schaummittel	η Schäummittel satz steile) Zusatz *)	M Schäum mittel + Zusatz	ischungsv (Gewich Harz	1 erhältnis steile) Lösungsmittel	Krhit temp Γ beim Ver mischen	Eungs- iratur C) beim Ver schäumen	Er hilzungs dauer (min)
Polystyrol	Nr. 2 in Tabelle I 100	Na₂SO₄ 5	60	300	—	140	180	IO
ABS-Mischpoly- merisat	Nr. 4 in Tabelle I !00	K.,S.,O. 0,2 KF" ' 0.1	59	177	C₂HXl₄ 18	190	230	12
Polymethyl- methacrylat	Nr. 5 in Tabelle 1 100	K.,S.,O. 0,3 KF' ' 0,15	50	150	—	180	220	10
Polyamid	Nr. 7 in Tabelle 1 100	K₁SjO. 0.1	61	305	—	200	240	15
Gesättigter Poly ester	Nr. 7 in Tabelle I 100	Κ^,Ο. 0,1 Na₂HPO₄ 5	60	240	—	210	250	15
Polycarbonat	Nr. 9 in Tabelle I 100	K„S,O. 0.1 KF" ' 0,05	61	244	CjH₂Cl, 30	210	260	15

Anmerkung:

·) Von den Zusätzen dienlen Natriumsulfat und Natriumphosphat als Mittel zur Regelung der freigesetzten Menge Wasse dampf, während KaJiumpersnlfat und Kaliumfluorid als abbauverhindernde Mittel für die Harze dienten TetracWorätha wurde als Lösungsmittel zur Herabsetzung der thermischen Plastiftzierungstemperatur der Harze verwendet

Beispiel 6

100 Teile Schäummittel Nr. 8 nach Tabelle 1 wurden mit 0,1 Teilen Kaliumpersulfat und 0,OS Teilen Kaliumfluorid als abbauverhindemde Mittel für Polycarbonat sowie mit 6 Teilen Natriumphosphat als Mittel zur Regelung der freigesetzten Menge Wasserdampf vermischt. Das gebildete Gemisc wurde gut durchgemischt und dann bis auf eine lichl Maschenweite von etwa 0,125 mm gepulvert. 61 Teil dieses Pulvers wurden mit 244 Teilen Polycarboni (Teilchendurchmesser 1 bis 3 mm), das durch Un esterung bei 200^Λ C erhalten wurde, in einer Stranj preßvorrichtung geknetet. Es wurde keine Veränd«

11 " 12

rung des Schäummittels in der so hergestellten Masse nicht verschäumtem und verschäumtem Polytetra-

lestgestellt. Die Masse wurde granuliert und bei fluoräthylen. 250 C in einer geschlossenen rechteckigen Parallel-

epipedform erhitzt, wodurch ein SchaumstofT aus Beispiel 8 Polycarbonat entsprechend der Innenwandung der 5 Das Verfahren nach Beispiel 7 wurde mit der AbForm erhalten wurde. weichung wiederholt, daß das Gemisch aus PoIy-

Dieser Schaumstoff wurde wie nach Beispiel 1 mit tctrafluoräthylen und Schäummittel Nr. 10 von

Wasser gewaschen, wobei ein Schaumstoff erhalten Tabelle I durch das gleiche Schäummittel ersetzt

wurde, der nur aus miteinander in Verbindung wurde. Es wurde ein nicht verschäumtes Produkt aus

stehenden Zellen aus Polycarbonat bestand und der io Polytetrafluorethylen erhalten, das der Innenwandung

ein scheinbares spezifisches Gewicht von 0,1 aufwies. der Form angepaßt war.

Wurde an Stelle des obigen Polycarbonats ein

Polycarbonat, das nach dem Phosgenverfahren er- B e ι s ρ ι e I 9

halten wurde, verwendet, so wurde ein gleichwertiger 20 Teile Schäummittel Nr. 2 von Tabelle I mit

Schaumstoff erhalten. i₅ einer lichten Maschenweite von etwa 0,15 mm

_R ,· . , wurden mit 100Teilen Polyäthylen mit einer lichten

ü c ι s ρ ι el Maschenweite von etwa 0,25 mm vermischt. Das ge-

Polytetrafiuorälhylenteilchen mit einer lichten bildete Gemisch wurde zwischen zwei Eisenplatten Maschenweite von etwa 0,18 mm wurden in einer mit den Abmessungen 600-1000-3 mm gebracht, Schicht mit der Innenwand einer geschlossenen Hohl- ₂o die in einem Abstand von 50 mm gehalten wurden, zylinderform in Berührung gebracht, worauf ein Ge- Die Anordnung wurde in einer kontinuierlichen Heizmisch aus 100 Teilen der gleichen Polytetrafluor- vorrichtung 15 Minuten auf 180° C erhitzt, wobei ein äthylenteilchen mit 30 Teilen des Schäummittels Gegenstand erhalten wurde, bei dem die beiden Nr. 10 von Tabelle I mit einer Teilchengröße von Eisenplatten durch verschäumtes Polyäthylen miteinetwa 0,1 mm in einer Schicht auf die Polytetrafluor- 25 ander verbunden waren. Der Schaumstoff war fest äthylenschicht aufgebracht wurde. Beim Erhitzen der mit den Eisenplatten verschmolzen. Form auf 360" C über einen Zeitraum von 30Mi- . nuten dehnte sich die Schicht aus dem Gemisch aus Beispiel 10 und drückte auf die Harzschicht, wodurch ein Ver- Zwei Schichten des homogenen Gemisches nach bundkörpcr mit einer Außenschicht aus dem nicht ₃₀ Beispiel 7 und drei Schichten Polytetrafluoräthylen verschäumten Produkt und einer Innenschicht aus allein wurden in abwechselnder Reihenfolge in eine dem verschäumten Produkt gebildet wurde. Bei die- geschlossene rechteckige Parallelepipedform gesem Verbundkörper waren die äußere und die innere bracht. Die Anordnung wurde 40 Minuten bei 360° C Schicht an der Grenzfläche miteinander verschmolzen. erhitzt, wobei ein Vielschichtenkörper entsprechend Der Verbundkörper wurde von der Form abgelöst ₃₅ d_er Innenwandung der Form erhalten wurde, der au< und mit Wasser gewaschen, um das darin enthaltene d_rei Schichten nicht verschäumten Polytetrafluor Schäummittel herauszulösen. Der so erhaltene Ge- äthylen und aus zwei Schaumstoffschichten be genstand bestand aus zwei Schichten, nämlich aus stand.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Formgebung von Thermoplasten, dadurch gekennzeichnet, daß man ein System aufbaut, das mindestens eine, ein Thermoplast und ein Schäummittel mit der allgemeinen Formel

schäumten Produktes aus einem Thermoplasten unter Verwendung dieser Schäummasse.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines komplexen 5 Produktes aus einem Thermoplasten, bestehend aus einem verschäumten Produkt au» miteinander in Verbindung stehenden Zellen und einem unverschäumten Produkt, unter Verwendung dieser.Schäummasse.