DE1900413A1 - Process for the production of cross-linked, thermoplastic foam plastic sheets - Google Patents
Process for the production of cross-linked, thermoplastic foam plastic sheetsInfo
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Description
CHEMISCHE WERKE HÜLS AO 4370 Mari, den 3.I.I969CHEMICAL WORKS HÜLS AO 4370 Mari, 3.I.I969
- Patentabteilung - 2066/J- Patent Department - 2066 / J
Verfahren zur Herstellung von vernetzten, thermoplastischen Schaumkunststoffbahnen Process for the production of cross-linked, thermoplastic foam plastic sheets
Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von vernetzten, thermoplastischen Schaumkunststoffbahnen durch Erhitzen eines vorgeformten, blähfähigen, vernetzbaren, thermoplastischen Kunststoffes unter erhöhtem Druck und anschließendes Entspannen. The invention relates to the production of crosslinked, thermoplastic foam plastic webs by heating a preformed, expandable, crosslinkable, thermoplastic material under increased pressure and subsequent relaxation.
Das Herstellen von Schaumkunststoffbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen ist grundsätzlich bekannt. - So können derartige Formkörper durch Extrudieren blähfähiger Mischungen hergestellt oder durch Streichen oder Aufgießen von blähfähigen, pastösen oder flüssigen, thermoplastischen Mischungen auf endlose Unterlagen und anschließendes Verschäumen durch Erwärmen erhalten werden, wobei die Formgebung in warmplastischem Zustand vorgenommen wird.The production of foamed plastic webs from thermoplastics is known in principle. - So can such Moldings produced by extruding expandable mixtures or by brushing or pouring on expandable, pasty or liquid, thermoplastic mixtures obtained on endless substrates and subsequent foaming by heating , whereby the shaping is carried out in a warm plastic state.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, vernetzbare Thermoplasten auf kontinuierlichem Wege bei erhöhten Temperaturen in Schaumkunststoffbahnen zu überführen. Unter vernetzbaren Thermoplasten werden im folgenden sowohl Homopolymerisate, Copolymerisate oder Polymerisatmischungen verstanden, die durch Nachbehandeln oder durch Copolymerisation in vernetzbaren Zustand überführt worden sind. Das Flieflverhalten derartiger blähfähiger, vernetzbarer Thermoplasten, welche die Vernetzungsmittel zugemlecht oder auch gegebenenfalls einpolymerieiert enthalten; There has been no lack of attempts to convert crosslinkable thermoplastics into foamed plastic webs in a continuous way at elevated temperatures. Crosslinkable thermoplastics are understood below to mean homopolymers, copolymers or polymer mixtures which have been converted into a crosslinkable state by post-treatment or by copolymerization . The flow behavior of such expandable, crosslinkable thermoplastics, which contain the crosslinking agents blended or also optionally polymerized;
1 Zeichnung1 drawing
009833/1833009833/1833
- 2 - . O. Z. 2335 - 2 -. OZ 2335
3.1.19693.1.1969
wird durch die Anwesenheit der Vernetzungsmittel derart verändert, daß das mechanische Bewegen der Masse bei den notwendigen " Verarbeitungstemperaturen nicht möglich ist, da die auftretende Friktion das Herstellen eines vernetzten Schaumkunststoffes nicht erlaubt. Insbesondere treten derartige Schwierigkeiten beim Verschäumen von vernetzbaren Polyolefinen auf. Es besteht daher bei solchen Thermoplasten die Aufgabe, im Verarbeitungsbereich die niedrige Fließviskosität zu erhalten, das Fließvermögen aber zu senken. Gelingt dies nicht, hat die Gasphase noch während des Abkühlens die Möglichkeit, sich aus dem Polymeren zu befreien, da der Schaum noch nicht genügend verfestigt ist und somit zusammenfällt.is changed by the presence of the crosslinking agents in such a way that that the mechanical movement of the mass at the necessary "processing temperatures is not possible because the occurring Friction does not allow the production of a cross-linked foam plastic. In particular, such difficulties arise when foaming crosslinkable polyolefins. There is therefore the task of such thermoplastics in the processing area to maintain the low flow viscosity, but to lower the flowability. If this does not succeed, the gas phase still has the possibility of freeing itself from the polymer during cooling, since the foam is not yet sufficiently solidified and thus coincides.
Es sind zwar die verschiedensten Vorrichtungen, wie Kalander und Walzwerke, bekannt, die sich jedoch wegen der vorhandenen Friktion nicht für das Herstellen vernetzter, thermoplastischer Kunststoffbahnen eignen.There are a wide variety of devices, such as calenders and rolling mills, known, but due to the existing friction, they are not suitable for the production of crosslinked, thermoplastic Plastic sheets are suitable.
So ist es beispielsweise aus der französischen Patentschrift 1 218 022 bekannt, das Vulkanisieren und Entspannen einer Mischung gleichzeitig vorzunehmen, indem Einzelformen kontinuierlich über ein endloses Band geführt werden, wobei der Druck innerhalb der Form im Laufe des Durchwanderns mit geändert wird. Vernetzte thermoplastische Schaumkunststoffe werden daher immer noch diskontinuierlich in Preßformen hergestellt, da es nicht gelungen 1st, die bei kontinuierlicher Arbeitsweise auftretende Friktion zu verhindern.For example, it is known from French patent specification 1 218 022 to vulcanize and relax a mixture to be carried out at the same time, in that individual forms are continuously guided over an endless belt, with the pressure within the shape is changed in the course of wandering with. Crosslinked thermoplastic foam plastics are therefore still produced discontinuously in compression molds, since it did not succeed in the continuous operation To prevent friction.
Es wurde nun gefunden, daß man vernetzte, thermoplastische Schaumkunststoffbahnen duroh Erhitzen eines vorgeformten, blähfähigen, vernetzbaren, thermoplastischen Kunststoffes duroh Erhitzen unter erhöhtem Druck und anschließendes Entspannen her«It has now been found that crosslinked, thermoplastic foamed plastic webs can be produced by heating a preformed, expandable, crosslinkable thermoplastic by heating under increased pressure and then relaxing «
009833/183.3 OR.ginal inspected009833 / 183.3 OR.ginally inspected
- 3 - O.Z. 2355 - 3 - OZ 2355
3.I.I9693.I.I969
stellen kann, wenn man die vorgeformte, blähfähige, vernetzbare, thermoplastische Kunststoffmasse kontinuierlich in eine druckfeste, beheizte Form gibt, durch welche die Masse ohne Einwirkung von Priktionskräften nach Maßgabe ihrer Zugabegeschwindigkeit weiter befördert und nach Austritt aus der Form durch Entspannen aufgeschäumt wird.can provide if you the preformed, expandable, crosslinkable, thermoplastic material continuously in a pressure-resistant, heated form, through which the mass without the action of Priktionskruppen according to its rate of addition conveyed further and, after emerging from the mold, is foamed by relaxing.
Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, eine um eine horizontale Achse drehbar gelagerte heizbare Trommel (1) zu verwenden, über der eine Aufgabevorrichtung für den vorgeformten, blähfähigen Thermoplasten (2) vorgesehen ist, durch welche die Kunststoffmasse auf den Trommelmantel (3) aufgebracht wird. Die Trommeloberfläche enthält in der Breite der Kunststoffbahn eine Nut (5). Diese Nut (5) ist mit einem Druckband (4), das sich in Drehrichtung der Trommel mit bewegt, druckfest und festschließend verbunden.An expedient device for carrying out the method consists in a device which is mounted so as to be rotatable about a horizontal axis Use a heatable drum (1) over which a feed device for the preformed, expandable thermoplastic (2) is provided, through which the plastic mass on the drum shell (3) is applied. The drum surface contains a groove (5) across the width of the plastic web. This groove (5) is connected to a pressure belt (4), which moves in the direction of rotation of the drum, pressure-tight and tightly closed.
Geeignete thermoplastische, vernetzbare, blähfähige Kunststoffmassen sind beispielsweise Mischungen aus Weichmacher-haltigem Polyvinylchlorid (Weichmachergehalt von 20 bis 80 Gewichtsprozent) und Synthesekautschuk, insbesondere kautschukartigen Butadien-Acrylnitril-Copolymerisaten, welche Vulkanisationsmittel und Blähmittel, welche sich in der Wärme oberhalb 100°C unter Freiwerden von Stickstoff zersetzen, enthalten; ferner Polyolefine, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen, die Peroxide und Treibmittel enthalten, die sich oberhalb 1200C unter Freiwerden von Stickstoff zersetzen, wobei die Peroxide zum Vernetzbarmachen der Polyolefine dienen.Suitable thermoplastic, crosslinkable, expandable plastic materials are, for example, mixtures of plasticizer-containing polyvinyl chloride (plasticizer content of 20 to 80 percent by weight) and synthetic rubber, in particular rubber-like butadiene-acrylonitrile copolymers, which vulcanizing agents and expanding agents, which are released in the heat above 100 ° C decompose of nitrogen, contain; Further, as containing polyolefins polyethylene polypropylene, polybutylene, the peroxides and blowing agents which decompose above 120 0 C under liberation of nitrogen, where the peroxides are used to Vernetzbarmachen of polyolefins.
Als Vernetzungsmittel werden eingesetzt: Thiuramverbindungen, z.B. Tetramethylthiuramdisulfid, Sulfenamide, z.B. Benzothiazyl-2-cyclohexyl-Bulfenamid, oder Schwefel.The following are used as crosslinking agents: thiuram compounds, e.g. tetramethylthiuram disulfide, sulfenamides, e.g. benzothiazyl-2-cyclohexyl-bulfenamide, or sulfur.
009833/1833009833/1833
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
- 4 - 0.2, 2355 - 4 - 0.2, 2355
3>. I.19693>. I. 1969
Geeignete Stickstoff abspaltende Treibmittel sind solche mit einem Zersetzungspunkt oberhalb ICK)0Cj, beispielsweise Azodicarbonamid, Diphenylsulfon-^^-disulfohydrazid und Azoisobuttersauredinitril. Sie werden in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, insbesondere von 1 bis j$ Gewichtsprozent, eingesetzt.Suitable nitrogen-releasing blowing agents are those with a decomposition point above ICK) 0 Cj, for example azodicarbonamide, diphenylsulfone - ^^ - disulfohydrazide and azoisobutyric acid dinitrile. They are used in amounts from 0.1 to 10 percent by weight, in particular from 1 to 1 percent by weight.
Zum Vernetzbarmacheri von Polyolefinen verwendet man Peroxide* welche sich oberhalb l60°C zersetzen« Sie werden in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, insbesondere von 0,5 bis 1,0 Ge* wichtsprozent, eingesetzt.Peroxides are used to make polyolefins crosslinkable * which decompose above 160 ° C. weight percentage, used.
Als Vernetzungsmittel verwendet man in diesem Falles Kobaltoctoat, 2,5-Dimethylhexan- 2,5-dihydroperoxid.In this case, cobalt octoate is used as the crosslinking agent, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide.
Das Verfahren wird bei Temperaturen oberhalb 100°C vorgenommen, wobei man beim Verwenden von vernetzbarem Polyvinylchlorid Temperaturen oberhalb 16o°C, insbesondere solche von I6ö bis 2000C, anwendet.The process is carried out at temperatures above 100 ° C to obtain, applies when using cross-linkable polyvinyl temperatures above 16o ° C, in particular those of I6ö to 200 0 C.
Beim Herstellen von vernetzten Polyolefin-SchaumstöffbahnenWhen producing cross-linked polyolefin foam sheets
Per
von 180 bis 2500C.By
from 180 to 250 0 C.
verwendet man Temperaturen oberhalb IQO0C, insbesondere solcheone uses temperatures above IQO 0 C, in particular such
Die vernetzbaren, blähfähigen, friktionsempfindliehen Thermoplasten werden auf Maschinen, die so kalt gehalten werden, daß das Treibmittel und das Vernetzungsmittel noch nicht reagieren, zu Platten, Pellen, Strängen vorgeformt. Diese vorgeformten Kunststoffbahnen werden der beweglichen, festschließenden Form kontinuierlich zugeführt.The crosslinkable, expandable, friction-sensitive thermoplastics are on machines that are kept so cold that the blowing agent and the crosslinking agent do not yet react, preformed to sheets, skins, strands. These preformed plastic sheets become the movable, tight-locking form continuously fed.
Das Verfahren soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden:The process should be explained in more detail with the aid of the drawing:
Die vorgeformte, blähfähige, vernetzbare, thermoplastische Kunststoffbahn (2) wird kontinuierlich durch die Aufgabevorrich-The preformed, expandable, crosslinkable, thermoplastic plastic web (2) is continuously fed through the feed device
0 9 8 3 3/1833 ORIGINAL INSPECTED0 9 8 3 3/1833 ORIGINAL INSPECTED
- 5 - O.Z. 2355 - 5 - OZ 2355
3.1.19693.1.1969
tung dem Spalt, der aus der heizbaren Trommel (1) und dem Druckband (4) gebildet wird, zugeführt, Beim Umlaufen um die Trommel wird das Treibmittel zersetzt, und das Vernetzungsmittel reagiert. Das mitlaufende Druckband (4) verhindert durch seinen gasdichten Abschluß ein vorzeitiges Expandieren. Beim vorbestimmten Ablauf des Druckbandes (4) tritt der warmplastische Kunststoff kontinuierlich aus der Form aus und wird durch Entspannen aufgeschäumt. Die Nut (5) und das Druckband (4) können strukturiert oder glatt sein, so daß der Kunststoffbahn gewünschtenfalls eine strukturierte Oberfläche gegeben werden kann. Die ablaufende Kunststoffbahn (6) kann in üblicher Weise durch Querschneider abgelängt werden. Das Verfahren kann zur üblichen Herstellung von Schaumkunststoffbahnen, wie Matratzen oder auch Folien, verwendet werden. Je nach der gewünschten Dicke der Schaumkunststoffbahn wird die Tiefe der Nut (5) größer oder kleiner gehalten. Die Ausgestaltung der Nut (5) erfolgt durch schräge Seitenwände; zweckmäßig wird man eine Gestaltung vorsehen, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, um ein dichtes Schließen mit dem Druckband (4) zu erzielen·The device is fed into the gap formed by the heatable drum (1) and the printing belt (4). As it rotates around the drum, the propellant is decomposed and the crosslinking agent reacts. The accompanying pressure band (4) prevents premature expansion due to its gas-tight seal. When the pressure band (4) runs off in a predetermined manner, the warm plastic material continuously emerges from the mold and is foamed by relaxing it. The groove (5) and the pressure band (4) can be structured or smooth, so that the plastic web can be given a structured surface, if desired. The running plastic web (6) can be cut to length in the usual way using cross cutters. The method can be used for the customary production of foam plastic sheets, such as mattresses or also foils. Depending on the desired thickness of the foam plastic sheet, the depth of the groove (5) is kept larger or smaller. The groove (5) is designed by inclined side walls; It is advisable to provide a design as shown in Figure 2 in order to achieve a tight closure with the pressure band (4).
Eine heizbare Stahltrommel mit einem Durchmesser von 3 m wird auf 18O°C aufgeheizt. Die Trommel enthält eine Nut von 8 mm Tiefe, die über eine Breite von 90 % der Trommel reicht. 3/4 der Nuttiefe ist mit einem Druckband abgedeckt. Die synchron laufende Trommel und das Druckband haben eine Geschwindigkeit von 1,4 m/min. Dies entspricht einer Verweilzeit für das vernetzbare Kunststoffmaterial von 5 Minuten. Der Vorrichtung wird eine vorgeformte Miaohung, bestehend aus A heatable steel drum with a diameter of 3 m is heated to 180 ° C. The drum contains a groove 8 mm deep, which extends over 90 % of the width of the drum. 3/4 of the groove depth is covered with a pressure band. The synchronously running drum and the printing belt have a speed of 1.4 m / min. This corresponds to a residence time for the crosslinkable plastic material of 5 minutes. The device is a preformed Miaohung, consisting of
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
- 6 - O.Z. 2355 - 6 - OZ 2355
3.1.19693.1.1969
80 ·Gewichtsteilen Polyvinylchlorid (Κ-Wert 70)80 parts by weight of polyvinyl chloride (Κ value 70) 35 Gewichtsteilen Weichmacher (Dibutylphthalat oder35 parts by weight of plasticizer (dibutyl phthalate or
35 Gewichtsteilen kautschukartigem Butadien-Acrylnitril-35 parts by weight of rubbery butadiene acrylonitrile
5 Gewichtsteilen Azodlcarbonamld 25 Gewichtsteilen Füllstoffe5 parts by weight of Azodlcarbonamld 25 parts by weight of fillers
2 Gewichtsteilen Schwefel und 0,5 Gewichtsteilen Benzothiazyl-2-cyclohexyl-sulfenaniid2 parts by weight of sulfur and 0.5 part by weight of benzothiazyl-2-cyclohexyl-sulfenaniide
zugeführt. Während der Umlaufzeit in der beweglichen Form wird das Treibmittel zersetzt und die Masse vernetzt. Beim Verlassen der rundlaufenden Form expandiert die Kunststoffmasse» und es entsteht eine vernetzte Schaumkunststoffbahn.fed. During the orbital period in the moving form becomes the propellant decomposes and the mass crosslinks. When it leaves the rotating mold, the plastic compound expands »and it a networked foam plastic sheet is created.
100 Gewichtsteilen Polyäthylen 4 Gewichtstellen Azodicarbonamid 2 Gewichtsteilen Kobaltoctoat in Lösung 1 : 10 und 2 Gewichtsteilen 2,5-Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid100 parts by weight of polyethylene 4 weight points azodicarbonamide 2 parts by weight of cobalt octoate in solution 1:10 and 2 parts by weight of 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide
hergestellt, wobei eine Vernetzung und eine Zersetzung des Treibmittels noch nicht erfolgt, über eine Breitschlitzdüse wird die zu einer Folie vorgeformte Masse der heizbaren Trommel und dem Druckband zugeführt. Die Temperatur der Trommel liegt bei 2000C. Unter sonst gleichen Bedingungen wird die Masse mit der umlaufenden Form über die Trommel geführt und schäumt nach Verlassen der aus Trommel und Druckband gebildeten Druckform kontinuierlich zu einer Schaumstoff-Folie auf.produced, whereby a crosslinking and a decomposition of the propellant does not yet take place, the mass, which has been preformed into a film, is fed to the heatable drum and the printing belt via a slot die. The temperature of the drum is 200 ° C. Under otherwise identical conditions, the mass with the rotating mold is passed over the drum and, after leaving the printing forme formed from drum and printing belt, foams continuously to form a foam sheet.
009833/1833009833/1833
- 7 - O.Z. 2355 - 7 - OZ 2355
3.I.I9693.I.I969
Unter den Bedingungen des Beispiels 1 wird folgendes Gemisch verarbeitet:The following mixture is processed under the conditions of Example 1:
70 Gewichtsteile Polyvinylchlorid (K-Wert 70) 30 Gewichtsteile elastomeres Butadien-Acrylnitri1-70 parts by weight of polyvinyl chloride (K value 70) 30 parts by weight of elastomeric butadiene acrylonitrile
CopolymerisatCopolymer
30 Gewiehtsteile Alkylsulfonsäureester des Phenols30 parts by weight of phenol alkyl sulfonic acid esters
und Kresoleand cresols
2 Gewichtsteile Stabilisator (Ba-Cd-Zn-Komplex)2 parts by weight of stabilizer (Ba-Cd-Zn complex)
1 Gewichtsteil Stearinsäure1 part by weight of stearic acid
20 Gewichtstelle Kreide20 weight point chalk
5 Gewichtsteile Titandloxid5 parts by weight of titanium oxide
5 Gewichtsteile Zinkoxid5 parts by weight of zinc oxide
1 Gewichtsteil . Schwefel1 part by weight. sulfur
0,3 Gewichtsteile Benzothiazyl-2-cyclohexyl-sulfenamid0.3 part by weight of benzothiazyl-2-cyclohexyl-sulfenamide
0,1 Gewichtsteil Tetramethylthiuramdisulfid0.1 part by weight of tetramethylthiuram disulfide
10 Gewichtstelle Diphenylsulfon«-3#3-disulfohydrazid10 weight points diphenyl sulfone «-3 # 3-disulfohydrazide
Man erhält eine vernetzte Schaumkunststoffbahn.A cross-linked foam plastic sheet is obtained.
0 0 9 8 3 3/1833 0RIGINÄL INSPECTE&0 0 9 8 3 3/1833 0 RIGINAL INSPECTE &
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