DE1769053A1

DE1769053A1 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen aus thermoplastischen Polymeren

Info

Publication number: DE1769053A1
Application number: DE19681769053
Authority: DE
Inventors: Overcashier Robert Henry
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1967-03-28
Filing date: 1968-03-26
Publication date: 1971-08-12
Also published as: GB1143558A; BE712767A; SE337695B; FR1566638A; NL6804220A; US3554932A

Description

Beschreibung Patentanmeldung der

Firma SHELL INTERNATIONALE RESEARCH Mij. N.V.,

Haag/NIEDERLANDE

betreffend:

"Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen aus thermoplastischen Polymeren"

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung fester, aus Zellen aufgebauter thermoplastischer Schaumstoffe durch Ausschäumen von verschäumbaren Gemischen aus thermoplastischen Kunststoffen und flüchtigen Blähmitteln.

Beim Verschäumen geschmolzener Mischungen von thermoplastischen Kunststoffen und flüchtigen Blähmitteln bilden sich

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BAD ORSGiNAL

die einzelnen Schaumblasen um Kerne in der Schmelze herum. Einige derartiger Kerne sind von Natur aus anwesend. Es ist bekannt, zusätzliche Kerne, die man auch als Schaumnukleierungsmittel bezeichnet, zur Erleichterung der Herstellung feinzelliger Schäume in Form von kernbildenden Zusätzen zuzugeben.

W Beispiele von eis Nukleierungsmittel verwendeten Stoffen sind oberflächenaktive Mittel, gelöste inerte Gase, thermisch zersetzbare, gasfreisetzende Substanzen, nichtzersetzende anorganische Substanzen und Stoffe, die heiße Stellen bilden, wie niedrig schmelzende Metalle.

Bei der Herstellung von zellförmig aufgebauten thermoplastischen Gegenständen durch Expandieren eines geschmolzenen Gemisches des thermoplastischen Kunststoffs ^ und eines darin gelösten flüchtigen Blähmittels findet die Blasenbildung in der Schmelze statt, wenn der¹ Druck auf die Schmelze vermindert wird. Gewöhnlich findet der Druckabfall beim Durchgang der Schmelze von der Innenseite eines Extruders, wo sie hohem Druck und einer Temperatur über der Schmelztemperatur ausgesetzt ist, durch das Kopfstück zur Außenseite, wo sie bei Umgebungsdruck und -temperatur vorliegt, statt.

Wenn an einer kernbildenden Stelle eine Blase erzeugt wird,

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diffundiert des gelöste Blähmittel in der Umgebung der Blase in die Blase hinein. Die Triebkraft für die Blasenbildung stellt den Unterschied zwischen dem örtlichen Druck und dem Gleichgewichtsdruck des gelösten Blähmittels dar. Offenbar ist nur dann eine Blasenbildung möglich, wenn der Gleichgewichtsdruck größer als der örtliche Druck ist. Die Blasenbildung wird durch wirksame kernbildende Stellen erleichtert und wenn derartige Stellen vorliegen, werden Blasen gebildet, wenn die Triebkraft relativ niedrig ist, während hohe Triebkräfte erforderlich sind, wenn die kernbildenden Stellen relativ unwirksam sind.

Obwohl die Verwendung -/on kernbildenden Zusätzen gemäß der Erfindung nicht auf die Herstellung eines zellförmig aufgebauten Produkts in einem be Stil-^iBt en. Bisrjtebepeieii beschränkt ist, ist sie von besonderem Yorteil bei der Herstellung von zellförmig aufgebauten Produkten mit Volumbruchteilen des Polymeren von 0,05 bis 0,50* was bei Polyolefinen &x Dichten im Bereich von etwa 30 bis etwa 500 g/l ergibt«

Es wurde gefunden, daß fein zerteilte Substanzen mit einer Oberfläche aus Fluorkohlenstoffverbindungen in der Lage sind, eine äußerst große Anzahl Nukleationszentren

• 5 -■

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BAD ORfGiNAL

in Schmelzen thermoplastischer Polymerer, die von Fluorkohlenstoffmonomeren verschieden sind, zu bilden, wobei die Schmelzen flüssige Blähmittel in Lösung enthalten, die man verflüchtigen kann. Das Extrudieren derartiger Schmelzen ergibt eine erhebliche Verbesserung beim Ausschäumen der Polymeren.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung eines expandierten thermoplastischen Materials, und ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch eines thermoplastischen Polymeren im geschmolzenen Zustand, das ein darin gelöstes flüssiges und zu verflüchtigendes Blähmittel enthält, sowie darin suspendierte fein verteilte Teilchen eines kernbildenden Mittels für Schaumstoffe, bei dem wenigstens die Oberfläche aus einer Pluorkohlenstoffverbindung besteht, extrudiert. Dieses kernbildende Mittel für Schäume sollte vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-^, bezogen auf das Polymere, vorliegen*

Die Erfindung betrifft weiter ein zu thermoplastischen Schaumstoffen verschäumbares Gemisch, das nach Einbringen eines löslichen, zu verflüchtigenden Versehäumungsmittels in die Schmelze und Extrudieren der Schmelze verarbeitet werden kann, das gekennzeichnet ist durch ein schmelz-' extrudierbares thermoplastisches Polymeres sowie fein ver-

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teilten Teilchen eines kernbildenden Mittels für Schäume, von denen wenigstens die Oberfläche aus einer Fluorkohlenstoff verbindung besteht und wobei die Teilchen vorzugsweise in einer Konzentration von 0,01 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das thermoplastische Polymere, vorliegen.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Gemisch aus einem thermoplastischen Polymeren, einem flüssigen, zu verflüchtigenden Blähmittel*, das darin verteilt ist sowie fein verteilten Teilchen eines kernbildenden Mittels für Schäume, von denen wenigstens die Oberfläche aus einer Fluorkohlenstoffverbindung besteht, und wobei die Teilchen vorzugsweise in einer Konzentration im Bereich von 0,01 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das thermoplastische Polymere, vorliegen.

Bevorzugte kernbildende Mittel sind fein verteilte feste Perfluorkohlenstoffverbindungen wie die handelsüblichen Mittel Polytetrafluoräthylen (TFE), fluorierte Äthylen-Propylen-Verbindungen (FEP) und Polyhexafluorpropylen.

Fein verteilte feste Trägerteilchen, die mit einem
Fluorkohlenstoffmaterial beschichtet sind, sind ebenfalls zur Verwendung als kernbildende Mittel gemäß der

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Erfindung verwendbar. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Trägers sind nicht kritisch, da der Nukleierungseffekt durch die Oberflächenbeschichtung aus der Fluorkohlenstoffverbindung bewirkt wird. Die Beschichtung kann in Form des festen Fluorkohlenstoffs der genannten Art oder in Form einer dünnen Beschichtung aus der Fluorkohlenstoffverbindung (Monoschicht) bestehen, die aus einer Lösung abgeschieden worden ist. Beispiele geeigneter Träger sind fein verteiltes Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, Glas und verschiedene Metalle und Metalloxyde. Beispiele geeigneter Fluorkohlenstoffbeschichtungen sind Perfluorbuttersäure, Perfluorcaprylsäure, Perfluorlaurylsäure und fluorchemische oberflächenaktive Mittel

der allgemeinen Formel (^c _a ^X2a+l^f^Z* ^{worin a} gewöhnlich wenigstens 6 und vorzugsweise 7 bis 12 ist, X Wasserstoff oder Fluor bedeutet, wobei Cg^a+l ^weniSStens aus 55 Gew.-^ Fluoratomen aufgebaut ist, f eine kleine Zahl von 1 bis 8 und Z eine wasserlöslichmachende Gruppe ist, wobei typische Gruppen Säuregruppen, z.B. Sulfonsäuregruppen und deren Salze sind, z.B. das Natriumsalz, sowie Amin- und quaternäre Ammoniumgruppen. Für die erfindungsgemäßen Zwecke sind solche Verbindungen bevorzugt, wobei alle oder alle außer einem Atom X in der Formel Fluoratome sind.

Eine bevorzugte Gruppe von kernbildenden Fluorkohlenstoffverbindungen sind solche mit einer kritischen OberflKchen-

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benetzungsspannung (η) ) von etwa 20 Dyn/cm oder weniger. Kritische Oberflächenbenetzungsspannung ist ein Ausdruck aus "Engineering Design for Plastics"* herausgegeben von Eric Baer, Reinhold Publishing Corp., New York, 1964, Seiten 695 - 705.

Die Teilchengröße der kernbildenden Zusatzstoffe ist nicht kritisch, solange wie die Teilchen vorwiegend ^

in einem Bereich von nicht mehr als 20 Mikron Durchmesser liegen. Die bevorzugte Teilchengröße liegt im Bereich bis zu 1 Mikron, z.B. von 0,02 bis 1 Mikron.

Die untere Grenze der Konzentration der zugesetzten

kann
kernbildenden Stoffe «flcfcköeic theoretisch so wenig wie

10 Gew.-# betragen, d.h. 1 Teil pre* Millionen Teilei es ist jedoch im allgemeinen nicht möglich, eine gleichmäßige Verseilung einer derart kleinen Menge in der Polymermasse zu erzielen. Die Konzentration des .%

kernbildenden Mittels wird daher gewöhnlich im Bereich von 0,01 bis 1 Gew.-# liegen und 2 Gew.-% nicht übersteigen.

Geeignete Blähmittel zur Verwendung gemäß der Erfindung sind dolch«, dl« durch Verflüchtigung aus dem gelösten Zustand in der verschäumbar«n Mischung wirken. Im allgemeinen sind dies flüchtige, gewöhnlich flüssige Verbin-

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düngen. Unter einem flüchtigen Blähmittel ist ein Mittel verstanden, das gewöhnlich eine Flüssigkeit oder ein Gas ist und in einer Polymerschmelze gelöst und daraus verflüchtigt werden kann unter geregelten Bedingungen, vorzugsweise unterhalb 16O°C. Bevorzugte Mittel haben einen Siedepunkt unter etwa 100⁰C, vorzugsweise zwischen 10 und 100⁰C. Diese Stoffe können Kohlenwasserstoffe oder substituierte Kohlenwasserstoffe oder deren Gemische sein. Beispiele derartiger Stoffe sind u.a. Propan, Butan, Pentan, Isopentan, Cycbpentan, Heptan, Petroläther, die im genannten Bereich sieden, Benzol, Dichlordifluormethan, Dichlortetrafluoräthan, Trichlorfluormethan, Difluorchloräthan u.dgl. Es ist zulässig und in einigen B'ällen erwünscht, Gemische dieser Mittel zu verwenden, und vorzugsweise Gemische aus Kohlenwasserstoffen oder Gemische aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen und gewöhnlich flüssigen niedrigen halogenierten Kohlenwasserstoffen.

Eine bevorzugte Gruppe von Blähmitteln sind die Alkane mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen pro Molekül. Niedrige Paraffine, z.B. solche mit 4 bis 5 Kohlenstoffatomen pro Molekül sind sehr geeignet zur Verwendung bei Polypropylen.

Das Blähmittel, das verflüchtigt werden kann, macht im

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allgemeinen j5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Kunststoffkomponente der Mischung aus. Die Menge an Blähmittel wird gemäß den gewünschten Dichten des Schaumstoffes, der hergestellt werden soll, ausgewählt.:

Die kernbildenden Mittel gemäß der Erfindung sind besonders vorteilhaft bei der Herstellung expandierter, aus Zellen aufgebauter Gegenstände aus Kunststoffen, die vorwiegend aus kristallisierbarem, stereoregulärem und insbesondere isotaktischem Polypropylen bestehen. Gemäß der üblichen Terminologie bezeichnet ein üristallisierbares oder stereoreguläres Polypropylen ein festes Polypropylen mit einem hohen Grad Stereoregularität, was sich in einem Kristallinitätsgrad von wenigstens 50 %> gewöhnlich zwischen 60 und 70 % äußert (gemäß der Bestimmung durch Röntgenbeugung, Infrarotanalyse oder vergleichbaren Verfahren), wenn es unter Bedingungen verfestigt wird, die eine Kristallisation fördern. Das Molekulargewicht nach Viskositätsmessungen derartiger etereoregulärer Polypropylensorten liegt durchschnittlich gewöhnlich bei wenigstens etwa 40 000 und im allgemeinen zwischen 100 000 und 1 600 000. Die Viskositätszahl, gemessen in Dekalin bei 150⁰C und ausgedrückt in dl/g kann 0,8 oder weniger oder bis zu 12 oder mehr betragen.

Gemäß der Erfindung können Schaumstoffgegenstände auch

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aus kristallinen linearen Polymeren anderer alpha-Monoolefine, insbesondere solcher mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen wie Äthylen, 1-Buten, 3-Methy1-1-buten, 4-Methyl-l-penten, 4-Methy1-1-hexen u.dgl., die als Bildner kristalliner Polymerer bekannt sind, hergestellt werden. Diese Polymere werden durch die sogenannte Niederdruckpolymerisation hergestellt. Nicht-gummiartige .copolymere dieser Olefine, wie Blockcopolymere, sind ebenfalls zur Verwendung gemäß der Erfindung geeignet.

Die Erfindung ist von besonderem Vorteil bei den genannten Polymeren, kann aber auch zur Herstellung von expandierten Artikeln aus anderen thermoplastischen Polymeren von fluorfreien Monomeren verwendet werden. Diese Gruppe umfaßt zusätzlich zu den genannten Polyolefinen Polymere und Copolymere von vinylaromatischen Verbindungen, wie Styrol und alpha-Methylstyrol, einschließlich von Copolymeren mit nicht-aromatischen Monomeren, wie die sogenannten ABS-Kautschuke (ein Terpolymeres aus Styrol, Acrylnitril und Butadien), sowie SAN (ein Copolymeres aus Styrol und Acrylnitril)j Acrylate wie Methylmethacrylat; Polyvinylchlorid und dessen Modifikationen wie diejenigen mit Polyvinylacetat; Polyvinylidenchlorid und eine Vielzahl anderer Polymerer,

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wie die Nylonarten, Polycarbonate, Polyester, PoIyäther, Zellulosederivate und Gemische derartiger Polymerer untereinander oder mit anderen Stoffen wie Wachs«.

Zur Einverleibung des kernbildenden Mittels in das verschäumbare Gemisch kann jede geeignete Methode verwendet werden. Z.B. kann trockenes gepulvertes TFE m mit einigen oder allen der trockenen, pulverisierten thermoplastischen Kunststoffe vor dem Schmelzen des Kunststoffs gemischt und das zu verflüchtigende Blähmittel damit kombiniert werden.

Bei einem anderen Verfahren wird eine Aufschlämmung des kernbildenden Mittels in einer flüchtigen Trägerflüssigkeit in einem Teil oder der Gesamtmenge des thermoplastischen Kunststoffs verteilt, der in pulvriger oder in anderer stückiger Form vorliegen kann und ™

danach die Trägerflüssigkeit durch Verdampfen entfernt, wobei ein Polymeres zurückbleibt, das mit den kernbildenden Teilehen beschichtet oder vermischt 1st.

Bei-einem anderen Verfahren kann das kernbildende Mittel zu einer Lösung oder Aufschlämmung des thermoplastischen Polymeren vor der endgültigen Gewinnung des Polymeren in

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BAD ORiQiNAL

Al

trockener fester Form aus dem Polymerisationsverfahren zugegeben werden.

Nach einem anderen Verfahren kann das kernbildende Mittel in das geschmolzene Polymere dadurch eingeführt werden, daß es in einem flüssigen Strom von flüchtigem Blähmittel, das mit der Polymermasse in einem Extruder vermischt wird, eingeführt wird.

Nach einer anderen geeigneten Methode werden die Schaumstoffkörper hergestellt, indem ein Gemisch in Teilchenform aus der thermoplastischen, zu verschäumenden Mischung einschließlich des gewünschten kernbildenden Fluorkohlenstoffmittels in den Einfülltrichter eines Schneckenextruders für Kunststoffe eingefüllt wird, worin das Gemisch in eine sich nach vorne bewegende Zone zusammengepreßt wird und erhitzt wird, bis es als Schmelze vorliegt und durch eine Meßzone in eine Mischzone überführt wird, in der das flüchtige Blähmittel unter Druck eingeführt und gleichmäßig im Gemisch verteilt wird und anschließend das Gesamtgemisch durch eine Kühlzone, in der es wenig über die Verfestigungstemperatur gekühlt wird, während es noch unter Druck steht, geleitet wird, wonach dieses Gemisch durch ein Kopfstück in eine Zone von niedrigeren Temperatur- und Druckbedingungen extrudiert wird, ge^Shnlich in die Außenumgebung.

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Nach jedem geeigneten Extrudierverfahren kann das Kopfstück so ausgelegt sein, daß die extrudierte Masse in jede gewünschte Form gebracht wird, wie als Stange oder flache Platte oder durch eine Ringdüse, wobei die Masse als Blase ausgepreßt wird, die durch ein Gas, z.B. Luft, die in der Blase verbleibt, expandiert und auf einem Rahmen zusammenfallengelassen wird zur Herstellung einer geschäumten Platte,

Die kernbildenden Mittel gemäß der Erfindung können vorteilhaft bei der Herstellung von Schaumstoffgegenständen aus expandierbaren thermoplastischen Teilchen verwendet werden, wobei ein flüchtiges Verschäumungsmittel in Form von Perlen, Spitzen oder gepulverten Teilchen in der thermoplastischen Mischung enthalten ist. ■■■■■'■■■.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Falls nichts anderes angegeben ist, beziehen sich Teile und Prozentsätze auf das Gewicht,

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die ungewöhnliche Wirkung

von Fluorkohlenstoffverbindungen als kernbildende Mittel

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in Polypropylen gegenüber verschiedenen bekannten kernbildenden Mitteln für Schäume.

Zur Untersuchung der Wirksamkeit verschiedener kernbildender Mittel wird eine 1,5 mm dicke Platte von gepreßtem Polypropylen, das ein kernbildendes Zusatzmittel enthält, mit einem Blähmittel äquilibriert, unter Verwendung einer Versuchszelle bei geregelter Temperatur oberhalb dem Schmelzpunkt des Polymeren und bei einem geregelten Partialdruck des Blähmittels, wonach die Zelle plötzlich vom Druck entlastet wird «*£- auf Atmosphärendruck und abgekühlt wird. Die Platten werden durch Heißverpressen von pulverisiertem Polypropylen in Flockenform hergestellt, indem das Zusatzmittel dispergiert ist, falls es teilchenförmig lab und gefällt ist, falls es löslich ist.

In den in Tabelle I angegebenen Versuchen hatte das Polypropylen, falls nichts anderes erwähnt ist, eine Viskositätszahl (I.V.) von 5,4 dl/g, gemessen in Dekalin bei 125⁰C und das kernbildende Zusatzmittel lag in einer Konzentration von 0,5 Teilen pro 100 Teilen Kunststoff vor. Als Blähmittel wurde isopentan verwendet und der Partialdruck des Blähmittels betrug 10,5 kg/cm und die Temperatur 177⁰C*

Die erhaltenden Schaumproben wurden auf Dichte und Blasen-

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konzentration geprüft (Dichte bezogen auf die Kernzahl, d.h. Zahl der Blasen pro ecm ungeschäumtes Polymeres). Der Ausnutzungsgrad des kernbildenden Mittels, wiedergegeben als Kerne pro Teilchen, wurde aus der Blasenkonzentration, der Teilchengröße und Dichte des kernbildenden Mittels berechnet.

Die in Tabelle I zusammengestellten Versuchsergebnisse wurden unter Bedingungen erhalten, die eine Kernbildung bei den Zellen nicht begünstigen, da die Polymermasse relativ viskos war - das Polymere hatte eine relativ hohe Viskositatszahl I.V. von 5,4 - und die Triebkraft der Blasenbildung war relativ niedrig und lag unter 10,5 kg/cm . Unter diesen schwierigen Bedingungen zeigte sich teilchenförmiges TFE als hervorragendes kernbilderides Mittel, das eine große Zahl von Kernen für Zellen bereitstellte.

TABELLE i!

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TABELLE

	Bei spiel	Kernbildendes	Material	Teilchen größe Mikron	^wIO	Mittel	Schaum dichte g/l	Kernzahl	Ausnutzung	6905
	1-1		keins				~83O	dichte pro cm-³ Polymeres	des kernbil denden Mit tels, Kerne je Teilchen
	1-2	Glycerin	flüssig		Einbringungs- verfahren	617	~5 x 10²
	1-3	Detergens	flüssig			583	2,6 χ 10²	-
	1-4	Sand (SiO₂)	1,5	(f)	617	1,4 χ 103	-
	1-5	Polyvinyl alkohol	unbekannt	(f)	850	1,2 χ 10³	1,3 x 10"⁶
	1-6	Polyvinyl alkohol auf SiO₂	1,5	(g)	867	4,7 x 10²
	i-7^b)	TFE^c)	~20	(f)	50-167	2,4 χ 10²	2,4 χ 10""⁷
	1-8	TPE-Latex	unbekannt	(h)	333	ΙΟ⁶ χ 10⁷	rJb - 20
	1-9	TPE-Lateχ	-	(g)	250	8,2 χ 10⁶	-
	1-10	TPE^e)	^d) (i)	200	8,6 xlO⁶	-
			-		8 χ 10⁵	0,2
			U)
09833
(O to

Anmerkungen zu Tabelle I:

a) Triton X-IOO (eingetragenes Warenzeichen) der Formel (OCH₂CHg)_xOH; χ =* 9-10.

b) Ergebnisse verschiedener ßinzelversuche.

c) Polytetrafluoräthylenpulver.

d) TFE-Teilchengröße im Latex ursprünglich etwa 0j,2jU^ jedoch wegen Agglomerierung ist die wirksame Teilchengröße nicht bekannt.

(kryoskopisch)

e) Ttii-Pulver durch Aukühlung/verarbeitet.

f) Kernbildendes Mittel, gelöst in Lösungsmittel, Lösung über Polymerpulver verteilt und Lösungsmittel verdampft.

^) Kernbildendes Mittel in Flüssigkeit dispergiert, 3uspension über Polymerpulver oder Teilchen verteilt und flüssigkeit verdampft.

h) Kernbildendes Mittel in Lösungsmittel gelöst, fester Trä ger in Lösung dispergiert und die erhaltene Suspension wie in g) verwendet.

L) l^Jolymerpulver in Flüssigkeit dispergiert, zur Auf-

-IY-

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BAD

schlämmung Latex zugefügt und die Flüssigkeiten durch Filtrieren entfernt.

j) Pulverförmiges kernbildendes Mittel mit Polypropylen pulver trocken vermischt.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von Polystyrol anstelle von Polypropylen. Das kernbildende Mittel für den Schaum war das gleiche TFE-Polymere wie gemäß Beispiel 1-7, die Temperatur betrug 130⁰C statt 177⁰C und der erhaltene Schaum hatte eine Dichte von 67 g/l. Die Dichtezahl der Kerne betrug etwa 10 pro ecm und die Ausnutzung des kernbildenden Mittels etwa 2.

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert eine bevorzugte Ausführungsform für das erfindungsgemäße Verfahren. Es wurde eine Anzahl Ansätze gemacht unter Verwendung der in Tabelle II angegebenen Bedingungen und Materialien, wobei auch die Ergebnisse aufgeführt sind. Es wurde ein Extruder verwendet, der mit einem Mischtrichter versehen war. Dieser Trich-

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ter war mit einer Rührvorrichtung versehen und einer Anfüllschraube auf der Rührwerkachse, die - falls notwendig - zur Überführung des Gemischs aus dem Trichter in den Kompressionsteil des Extruders diente.

Es wurde pulverisiertes Polymeres mit fein verteiltem Polytetrafluoräthylen der in 3eispiel 1-7 verwendeten

Art gemischt und das Gemisch in den Mischtrichter einge-

i füllt. Der Trichter wurde anschließend auf 735 mm ^

evakuiert und das Blähmittel in den Trichter hineinsiedengelassen, während die Polymerteilchen gerührt wurden. Das erhaltene Gemisch wurde zur gleichmäßigen Verteilung der Polymerpartikel mit dem Blähmittel gerührt. Rührer und Stopfer wurden einschließend umgekehrt drehengelassen, wobei das Pulver in den Extruder gestopft wurde. Das Gemisch wurde durch den Kompressionsabschnitt geürückt, in dem es, geschmolzen wurde und anschließend durch den Meßteil und den Wärmeausteuscherteil, wobei A

es abgekühlt wurde. Die Schmelze wurde dann durch eine Ringdüse zur Bildung von Platten extrudiert. Die verwendeten Spalten lagen im Bereich von etwa 0,25 bis 1,0 mm.

Der Druckabfall über dem Querschnitt der Düse betrug

etwa t>3 kg/cm . Das erhaltene Produkt war eine Platte aus zellfö'rmigem Polymeren.

Die 3eispiele J-I bis 3-9 erläutern die Wirkung von PoIy-

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tetrafluoräthylen als kernbildender Zusatz im Polypropylen, thermoplastischem Äthylen-Propylen-Copolymeren und Polyvinylchlorid unter Bedingungen, die zu verschiedenen Schaumdichten zwischen etwa I67 und 417 g/l führten unter Verwendung entweder von Isopentan oder Aceton als Blähmittel.

In ähnlichen Versuchen wurde 0,5 J^ fein verteiltes Siliciumdioxyd als kernbildendes Mittel bei der Extrusion geschäumter Stränge von Polypropylen einer Viskositätszahl 2,2 verwendet, die ziemlich leicht Kerne bilden, wobei als Blähmittel 10 bis I7 Teile pro 100 Teile Isopentan und eine Auslaßtemperatur des Extruders von 143 bis 159⁰C verwendet wurden, und Dichten der erzeugten (Schäume von nur 1,6 χ 10·^ bis ) χ 10 erhalten wurden. In anderen ähnlichen Versuchen wurden beim gleichen Polypropylen Celitejtf und Talkum in Konzentrationen von 1 Teil pro 100 Teileji sowie 3 bis 5 Teile pro 100 Teilen Trichlorfluormethan als Blähmittel und Extrudiertemperaturen am Auslaß von I93 bzw. l60°C angewendet. Unter diesen Bedingungen

Kern ₂

wurden cahldichten des Schaums von etwa 2 χ 10 und

3 x 10^ Kernen pro ecm bei Schäumen von 4,4 bzw. 3,15 kg/cm erhalten.

TABELLE II:

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TABELLE II

Bei
spiel

Polymeres

I.V

7

Bläh
mittel

•

ic₅

Konz·
Teil/
100
Teile

Kernbilden
des Mittel

' Konz.
Teil/
100
Teile

Extru
deraus
laß
Temp.
⁰C

Schaum
dichte
g/l

Dichte der
Teilchen des
kernbilden
den Mittels
pro cm

Kernzahl
dichte pro
cnß
Polymeres

IU

3-1

Art

5

7

Art

4.5

Art

0,2*

196

197

2 χ 10⁵

1,7 x 10⁶

3-2

Polypropylen

5

0

IC₅

Aceton

8,6

TPE

1,0*

197

280

10⁶

6,7 x 10⁶

3-3

Il

5

0

Aceton

15

TPE

0,2*

196

267

2 χ 10⁵

5,6 χ 10⁵

3-4

η

7,

^iC8

15

TPE

1,0*

224

417

10⁶

1,4 χ 10⁷

/-rs

3-5

M

7,

IC₄

20

TPE

1,0*

226

262

10⁶

I
3,0 χ 10⁶

)9053

3-6

Thermoplasti
sches
Äthylen-
Propylen-
Copolymeres

4,

15

TPE

1,0*

177

228

10⁶

4,4 χ 10⁵

3-7

H

4,

4,3

TPE

1,0*

176

235

!O⁶

9,9 x ΙΟ⁴

O
co

3-8

Polyvinyl
chlorid

20

TPE

1,0*

127

175

10⁶

2,2 χ 10⁵

00
c*>

3-9

n

TPE

1,0*

138

183

10⁶

2,1 χ 10⁵

ο»

η

TPE

co

Beispiel 4

Durch Ersatz von Teilchen fluorierten Äthylen-Propylen-Copolymeren anstelle der PolytetrafIuoräthylenteilohen bei den 3eispielen 1-7 und 3-1 bis 3-9 wurden Schäume mit ähnlichen Dichten der Kerne und der Kernzahlen erhalten.

Beispiel 5

Anstelle der Verwendung von Siliciumdioxyd als Sand als kernbildendes Mittel des Beispiels 1-4 wurde Sand« der mit Fluorkohlenstoffverbindungen beschichtet war« verwendet, wobei der Sand der gleiche wie in Betspiel 1-4 war, aber die Beschichtung ein handelsübliches oberflächenaktives Mittel auf Fluorkohlenstoffbaais

der Formel (^c _a ^F2_a+l ^x^S03^{Na war}* ^Der «rhaltstne Polymer· schaum hatte eine wesentlich größere Kernasahldiehte als der des Beispiels 1-4.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung aus Zellen aufgebauter Schaumstoffe aus thermoplastischen Polymeren unter Verwendung eines Blähmittels und eines kernbildenden Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polymeres aus organischen Polymeren, die keine Fluorkohlenstoffverbindungen sind, zusammen mit einer darin gleichmäßig gelösten flüchtigen flüssigen organischen Verbindung, die in der geschmolzenen Mischung löslich ist, und mit in der Mischung gleichmäßig verteilten fein zerteilten Teilchen mit einer aus Fluorkohlenstoffverbindungen bestehenden Oberfläche als kernbildendes Mittel extrudiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das

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ORIGINAL \W^'-

,-.erii.jil ;ei. ie iiittel in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-%, nezo^jen auf uns Polymere, verwendet.

j. .erfahre:, !.--.ch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich-.. <Λ, u'..· ...-.Ij 'Is Polymeres Polystyrol verwendet.

■t . . '.!'fahren noch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichi.et, -.i : 2 v.r-u als Polymeres Poly vinylchlorid verwende', .

. Verfahren n;;eh Anspruch 1 oaer 2, dadurch gekennzeichnet, auii man e-ls Polymeres Polypropylen verwendet.

. /erl; hre:i i.uch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als kernoildendes Mittel Polytetrafluorethylen in 1-orm von Teilchen, die überwiegena^iSJaudif^ii 20 Mikron .i.::; Dureiii.'iesüer sind, verwendet.

". ."erfahren iu.ch Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, ar.j3 man das Verschäumung£r:iittel in einer Menge von 7 uis 2C Jew.-/j, bezogen auf das Polymere, verwendet.

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