DE2331303A1

DE2331303A1 - Verfahren zur herstellung von schaumstoff-formkoerpern aus olefinpolymerisaten

Info

Publication number: DE2331303A1
Application number: DE19732331303
Authority: DE
Inventors: Gilbert Dipl Chem Beck; Arndt Christian Caesar; Wolfram Koegel; Hermann Tatzel; Ludwig Dipl Chem Dr Zuern
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1973-06-20
Filing date: 1973-06-20
Publication date: 1975-01-23

Description

Badische AaJIiη- ft ϋοαε-Pabrxk AG 9 ^ Q 1 Q η Q

Unser Zeichen: O₀Z. 29 9^2 Ks/L

6700 Ludwigshafen, 19-6.1973

Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff-Formkörpern aus Olefinpolymerisat en

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff-Formkörpern aus Olefinpolymerisaten durch Erhitzen und Zusammenpressen von geschäumten vernetzten Teilchen aus einem Olefinpolymerisat in nicht gasdicht schließenden Formen.

Aus der DT-AS 1 629 281 ist bekannt, geschäumte vernetzte Teilchen aus einem Olefinpolymerisat in nicht gasdicht schließenden Formen auf Temperaturen oberhalb des Kristallitschmelzpunkts des Olefinpolymerisats zu erhitzen und die Teilchen dann in der Form zusammenzupressen. Man kann nach diesem Verfahren flexible Schäumst off -Formkörper herstellen, die ein sehr niedriges Raumgewicht haben, z.B. 15 bis 30 g/l. Die Schaumstoff-Formkörper haben eine gute Oberflächenbeschaffenheit und gute mechanische Eigenschaften. Nachteilig ist jedoch, daß die Schaumstoff-Formkörper auch bei einem Zusammenpressen der Teilchenaufschüttung um 60 io des ursprünglichen Schüttvolumens Lunker (Hohlräume) enthalten. Die Lunker entstehen dadurch, daß beim Zusammenpressen der Teilchenaufschüttung in der Form Luft zwischen Teilchen eingeschlossen und komprimiert wird. Wegen der guten Dichtungseigenschaften der geschäumten Teilchen kann die eingeschlossene Luft nicht entweichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs beschriebene Verfahren so auszugestalten, daß man Schaumstoff-Formkörper erhält, die keine Lunker mehr aufweisen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die geschäumten vernetzten Teilchen mit einem Gas behandelt, dessen

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Permeationskoeffizient gegenüber den verwendeten Polymerisaten größer ist als der der Luft.

Geeignete Olefinpolymerisate haben bei einer Temperatur von 25⁰C eine Röntgenkristallinität von mehr als 20 Gewichtsprozent,, Vorzugsweise verwendet man Äthylenpolymerisate, die nach dem bekannten Hochdruck-Polymerisationsverfahren von Äthylen hergestellt werden, z.B. Polyäthylen einer Dichte von 0,918 bis 0,935 g/cm und Copolymerisate des Äthylens mit anderen äthylenisch ungesättigten Verbindungenο Die Xthylencopolymerisate enthalten mindestens 50 Gewichtsprozent Äthylen einpolymerisiert. Geeignete Comonomere sind beispielsweise Acrylsäure- und Methacrylsäureester, deren Esterkomponente sich von Alkoholen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ableitet, Vinylester von Carbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Vinylacetat und Vinylpropionat, Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und deren Ester, Kohlenmonoxid, Acrylsäure und Methacrylsäure. Die Äthylencopolymerisate können auch zwei oder mehrere äthylenisch ungesättigte Verbindungen einpolymerisiert enthalten, beispielsweise Copolymerisate aus Äthylen, Vinylacetat und Äthylacrylat oder Copolymerisate aus Äthylen, Acrylsäure und Acrylsäure-terto-butylester. In Betracht kommen außerdem Copolymerisate aus Äthylen und Propylen und Äthylen und Buten-1„ Der Schmelzindex der Olefinpolymerisate liegt zwischen 0,1 und 200 g/10 min (190°C/2,16 kg).

Geschäumte Teilchen aus Olefinpolymerisaten sind bekannt. Sie enthalten überwiegend geschlossene Zellen, Die geschäumten Teilchen werden hergestellt, indem man ein Olefinpolymerisat oder eine Mischung mehrerer Olefinpolymerisate in einem Extruder mit einem flüchtigen Treibmittel bei Temperaturen oberhalb des Kristallitschmelzpunkts des Olefinpolymerisates mischt, die Mischung dann auf eine Temperatur abkühlt, die in der Nähe des Kristallitschmelzpunkts des Olefinpolymerisates liegt, und die blähfähige Mischung durch eine Lochdüse auspreßt. Dabei schäumt das Extrudat auf und wird zerkleinert. Man erhält vollständig geschäumte Teilchen aus Olefinpolymerisaten.

In der bevorzugten Aunführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die vollständig geschäumten Teilchen aus Olefin-

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polymerisaten durch Einwirkung energiereicher Strahlen vernetzt. Man bestrahlt vor allem mit Elektronenstrahlen, daneben aber auch mit Röntgen- und Kobaltstrahlen. Die Strahlendosis liegt zwischen 10 und 80, vorzugsweise 4-0 und 60, Mrad. Die vollständig geschäumten Teilchen enthalten nach der Strahlenbehandlung 10 bis 85» vorzugsweise 30 bis 70, Gewichtsprozent vernetzte Anteile. Unter vernetzten Anteilen bzw. Gelgehalt ist der Gewichtsanteil der Polymerisate zu verstehen, der in Lösungsmitteln bei Temperaturen oberhalb des Kristallitschmelzpunkts des Polymerisates unlöslich ist„ Bei Äthylenpolymerisaten wird der Gelgehalt beispielsweise durch Erhitzen der geschäumten Teilchen in Toluol auf Temperaturen von 100⁰C, Abfiltrieren und Trocknen der unlöslichen Anteile bestimmt.

Es ist aber auch möglich, schaumförmige vernetzte Teilchen zu verwenden, die durch Erhitzen einer Mischung aus einem Olefinpolymerisat, einem gasabspaltenden Treibmittel und einem Peroxid und Zerkleinern des Schaumstoffs hergestellt werden. Um die Mischung zu schäumen, erhitzt man sie auf Temperaturen oberhalb des Zersetzungspunkts des Peroxids und des gasabspaltenden Treibmittels. Verfahren zur Herstellung dieser Schaumstoffe sind bekannt. Der Durchmesser der vollständig geschäumten Olefinpolymerisatteilchen liegt zwischen 1 und 35, vorzugsweise zwischen 3 und 20 «Β. Das Sohüttgewicht der Teilchen beträgt 5 bis 200, vorzugsweise 10 bis 60 g/l.

Die feinteiligen geschäumten Olefinpolymerisate können die übliohen Zusatzstoffe enthalten, die man Olefinpolymerisaten einverleibt, beispielsweise Stabilisatoren, Flammschutzmittel, Farbstoffe, Gleitmittel, Füllstoffe oder andere Polymerisate, wie Polyisobutylen, Polybutadien-1,3 oder Polyisopren.

Die geschäumten Teilchen werden in Formen miteinander versintert, die nicht gasdioht schließen. Torzugeweise verwendet man Formen, bei denen mindestens eine Wand beweglich ist, so daß der Formeninhalt zusammengepreßt werden kann. Man kann auch Vorrichtungen verwenden, die aus vier Fließbändern bestehen, die derart zueinander angeordnet sind, daß sie einen Kanal bilden. Die geschäumten vernetzten Teilchen werden an einem Ende

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des Kanals eingebracht, erhitzt und zusammengepreßt und am anderen Ende des Kanals als Schaumstoffstrang ausgetragen. Die Fließbänder sind so angeordnet, daß die feilchen zusammengepreßt werden. Die Fließbänder können auch plattenförmig aufgeteilt als Gliederketten ausgebildet sein.

Um lunkerfreie Schaumstoffe zu erhalten, ist es erforderlich, die geschäumten vernetzten Teilchen mit einem Gas zu behandeln, das gegenüber den verwendeten Polymerisaten einen höheren Permeationskoeffizient hat als Luft. Die Permeabilitätsmessung wird nach bekannten Methoden durchgeführt, beispielsweise nach DIN 53 380 oder ASTM D 1434-63.

Als Gase, deren Permeationskoeffizient gegenüber den verwendeten Polymerisaten größer ist als Luft, setzt man gemäß Erfindung vorzugsweise Ammoniak und Kohlendioxid ein. Außerdem eignen sich niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe und halogenierte Kohlenwasserstoffe, deren Siedepunkt höchstens 15⁰C beträgt. Geeignete Verbindungen sind beispielsweise Methan, Äthan, Propan, Butan, Buten-1, Äthylen, Methylchlorid, Dichlordifluonaethan, Trifluormethan, Tetrafluormethan und Methylenchlorid. Geeignet ist außerdem Kohlenmonoxid.

Die vernetzten geschäumten Teilchen werden entweder außerhalb der Form oder in der Form mit einem der in Betracht kommenden Gase bzw. mit Mischungen der geeigneten Gase behandelt. Vorzugsweise erhitzt man die geschäumten vernetzten Teilchen auf höhere Temperaturen, beispielsweise im Bereich von 40 bis 80⁰C, und behandelt die Teilchen bei dieser Temperatur mit einem Gas, das gegenüber den verwendeten Polymerisaten einen höheren Permeationskoeffizient hat als Luft. Die geschäumten vernetzten Teilchen werden in nicht gasdicht schließenden Formen miteinander versintert, indem man sie auf eine Temperatur erhitzt, die 5 bis 150⁰C, vorzugsweise 10 bis 10O⁰C, oberhalb des KristallitschmelB-punkts der Polymerisate liegt. Die Teilchen können beispielsweise außerhalb der Form in einem strömenden Gas erhitzt und in die Form gefördert werden. Ebenso ist es auch möglich, die Teilchen in der Form zu erhitzen, indem man ein gasförmiges oder flüssiges Heizmedium durch die Form leitet oder die Wände der Form direkt beheizt.

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Die geschäumten vernetzten !Teilchen werden dann mit Kohlendioxid oder Ammoniak oder einem der anderen in Betracht kommenden Gase oder einer Mischung der geeigneten Gase gespült. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man die in Betracht kommenden Gase durch die Teilchenaufschüttung hindurchleitet oder die geschäumten vernetzten Teilchen in den Gasen wirbelt. Die geschäumten vernetzten Teilchen werden vor oder während des Preßvorgangs mit einem der in Betracht kommenden Gase in Berührung gebracht. Die Temperaturen, bei denen die geschäumten vernetzten Teilchen versintert werden, sind abhängig vom jeweils eingesetzten Polymerisat, dem Vernetzungsgrad des Polymerisats und den Zusatzstoffen. Die Teilchen werden in der Regel auf eine Temperatur zwischen 90 und 250⁰C, vorzugsweise zwischen 110 und 180⁰C, erhitzt.

Nach dem Erhitzen werden die Teilchen in der Form um 40 bis 80, vorzugsweise 50 bis 70, $> des Schüttvolumens zusammengepreßt.

Die gemäß Erfindung hergestellten Schaumstoffe werden beispielsweise zur Isolierung im Bauwesen, für Verpackungen und auf dem Polstersektor verwendet. Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert.

Beispiel

Eine Form der Dimension 40 χ 30 χ 30 cm wird mit geschäumten vernetzten Teilchen aus Polyäthylen gefüllt. Der Durchmesser der Schaumetoffteilchen beträgt 12 mm. Das Polyäthylen hat einen Sohmelzindex von 2,1 g/10 min (190°C/2,1 kg) und eine Dichte von 0,918 g/cm*. Die Form wird dann 35 Minuten bei einer Temperatur von 140⁰C in einem Wärmeschrank gelagert und dann unter einer Presse mit einem Stempel eines entsprechenden Querschnitts gestellt. Dann leitet man 10 Sekunden lang Kohlendioxid einer Temperatur von 140⁰C durch die Teilchenaufschüttung und preßt dann den Inhalt der Form um 40 f> des ursprünglichen Schüttvolumens zusammen. Fach dem Abkühlen des Materials erhält man einen Schaumstoff-Formkörper, der eine Dichte von 26 g/l hat. Der Schaumstoff ist lunkerfrei und weist gute elastische Eigenschaften auf. Die Teilchen sind vollständig miteinander versintert.

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Claims

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Patentansprüche

LyVerfahren zur Herstellung von Schaumstoff-Formkörpern aus Olefinpolymerisaten durch Erhitzen und Zusammenpressen von geschäumten vernetzten Teilchen aus einem Olefinpolymerisat in nicht gasdicht schließenden Formen, dadurch gekennzeichnet, daß man die geschäumten vernetzten Teilchen mit einem Gas behandelt, dessen Permeationskoeffizient gegenüber den verwendeten Polymerisaten größer ist als der der Luft.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die geschäumten vernetzten Teilchen mit Kohlendioxid oder Ammoniak behandelt.,

Badische Anilin- <5b Soda-Fabrik AG

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