DE2414054C2

DE2414054C2 - Geschäumtes Polymererzeugnis und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2414054C2
Application number: DE2414054A
Authority: DE
Inventors: Robert D. Somerville N.J. Lundberg
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1973-03-29
Filing date: 1974-03-23
Publication date: 1984-07-05
Also published as: GB1472883A; CA1042147A; FR2223408B1; GB1472882A; DE2414054A1; BR7402536D0; US3867319A; AU6661374A; NL7404317A; IT1029542B; JPS49129758A; BE812985A; AU6699674A; FR2223408A1

Description

Die Erfindung betrifft das in den Patentansprüchen 1 bis 4 beschriebene geschäumte Polymererzeugnis und das im Patentanspruch 5 beschriebene Verfahren zu dessen Herstellung.

Das erfindungsgemäße geschäumte Polymererzcugnis zeichnet sich insbesondere durch eine verbesserte Formbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen aus.

Es gibt im wesentlichen nur zwei flexible Schaumstoffe, die heule in jeder gewünschten Menge erhältlich sind. Dies sind Polyurethanschaumstoffe und Wcichpolyvinylchloridschaumsioffc. Zur Zeit werden auch halbflexible Polyolefinschaumstoffe für besondere Anwendungen im Handel angeboten, jedoch stellen sie keine Erzeugnisse mit großem Umfang dar.

Flexible Polyurethanschaumstoffe werden durch ein Verfahren hergestellt, bei dem das Polymere gebildet, aufgeschäumt und vernetzt wird. Das Verfahren ist irreversibel, wenn man den ausgehärteten Polyurethanschaum einmal erhalten hat. Aus diesem Grunde ist das Produkt auch von wenig oder ohne Wert, wenn es den Anforderungen nicht genügt.

Geschäumtes Polyvinylchlorid (PVC) kann in geeigneter Form weichgemacht werden, um ein flexibles poriges Produkt zu erhalten.

Die US-PS 33 22 734 lehrt, daß ionische Polymere, beispielsweise teilweise sulfonicrte Polystyrole und teilweise carboxylierte Polystyrole, als Kunststoffe für Formgegenstände und für die Herstellung von Schaumstoffen benutzt werden können. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von diesem Patent in einer Anzahl sehr bedeutender Punkte. Die US-PS 33 22 734 lehrt, daß die Anwesenheit eines geringen Anteils von Carboxyl-oder Sulfonsäuregi'uppcn, wenn sie bis zu einem entscheidenden Grad neutralisiert sind, die Bearbeitung durch konventionelle Kunststoffe ι fahren bei erhöhten Temperaturen erlaubt und doch die ionischen Bindungen bei Umgebungstemperatur aufrechterhält. Die saure Form sollte jedoch nicht völlig neutralisiert sein. Vorzugsweise sollte die Neutralisation nur zu 80% erfolgen (d. h. das Mclallhydroxid oder eine sonstige Verbindung sollte nur in einer Menge entsprechend 80% der slöehiometrischen Menge der anwesenden Säure zugegeben werden) und sollte in keinem Fall 90% des stöchioinctrischen Äquivalents übersteigen. Gleichzeitig lehrt dieses Patent, daß ein Mindestanteil der Säuregruppen neutralisiert sein muß, nämlich 10%. Es wird in der US-PS 33 22 734 also eindeutig betont, daß eine unvollständige Neutralisierung des sauren Anteils entscheidend ist, um ein bearbeitbares Produkt zu erhalten.

bo Die Produkte der US-PS 33 22 734 sind übliche Kunststoffe, indem sie auf erhöhte Temperaturen und Beanspruchung so reagieren, daß die ionischen Bindungen verringert oder nahezu beseitigt werden. Demgemäß tritt Fließen ein und die Produkte können gepreßt oder geschäumt werden, sehr ähnlich normalen Thermoplasten, wie beispielsweise Polystyrol oder Polyäthylen. Wenn man aus diesen ionischen Polymeren einen Schaumstoff herstellt und ihn erhöhten Temperaturen, beispielsweise 100— I 50"C". aussetzt, werden die ionischen Bindungen

b5 verringert und ein Fließen tritt ein.d. ti. der Schaum bricht zusammen. Die Furmstabililät eines oolclu-n Materials bei erhöhten Temperaturen ist daher schwach.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von den ionischen Polynierschauinstoffen der US-PS 33 22 734 in den folgenden entscheidenden Punkten:

(a) Die erfindungsgemäßen Erzeugnisse sind zu mindestens 98% neutralisiert.

(b) Die zu mindestens 98% neutralisierten erfindungsgemäßen Erzeugnisse können selbst bei sehr hohen Temperaturen nicht ohne weiteres durch Kunststoffverarbeilungsvorrichtungen bearbeitet werden, weil in Abwesenheit geeigneter Zusätze die ionischen Gruppen sehr stark aneinander haften.

(c) Die erfindungsgemäßen Erzeugnisse verhüllen sich bei sehr hohen Temperaturen wegen ihrer starken Bindungen wie vernetzte Polymere und zeigen eine ungewöhnliche und wertvolle Formbeständigkeit.

(d) Diese Bindungen der ionischen Polymeren werden durch Zugabe geeigneter Mittel aufgebrochen, die die ionischen Bereiche durchschlagen, den Schäuinprozeß ermöglichen und sich dann selbst aus der Nähe der ionischen Gruppen zurückziehen.

(e) In Abwesenheit dieser geeigneten Weichmacher können diese Stoffe unter praktischen Bedingungen nicht ι ο zu gewünschten Produkten geschäumt werden, weil die starken ionischen Bindungen die Bildung stabiler erwünschter Zellstrukturen ausschließen.

Die bekannten chemisch vernetzten Schaumstoffe, insbesondere Polyurethanschaumstoffc, weisen zwar bestimmte Vorteile, insbesondere Widerstandsfähigkeit gegen Fließen bei erhöhten Temperaturen, auf. Diese Vorteile werden jedoch nur zum Preis der Komplexität der chemischen Reaktionen, der Verfahrensprobleme und der Unmöglichkeit, Abfälle wieder zu benutzen oder fehlerhafte Teile erneut zu verichäumen, erhalten.

Auf der anderen Seite haben die bekannten thermoplastischen Schaumstoffe, wie Polystyrolschaumstoffe, Polyvinylchloridschaumstoffe und ionische Polymerschaumstoffc die Vorteile einer leichten Bearbeitbarkeit, der Wiederverwendung von Abfall und der Einfachheit des Schäumvorganges. Alle diese Systeme haben jedoch den Nachteil, daß sie nur geringe Formbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen aufweisen. Es ist ersichtlich, daß beide Klassen von Systemen, d. h. chemisch vernetzte Schaumstoffe und thermoplastische Schaumstoffe, jeweils Vorteile und Nachteile besitzen, die in ihrer Hersiellungsmethode begründet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein geschäumtes Polymorerzeugnis bereitzustellen, das möglichst viele Vorteile der thermoplastischen Schaumstoffe aufweist und darüber hinaus in dem geschäumten Erzeugnis möglichst viele Vorteile der chemisch vernetzten Schaumstoffe zeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das geschäumte Polymercrzeugnis durch Vermischen eines ionischen Polymers, das 0,2 bis 20 Mol-% anhängende ionische Gruppen in Form von Sulfonat-, Carboxylate oder Phosphonatgruppen, die zu mindestens 98% neutralisiert sind, enthält, eines Treibmittels und einer flüchtigen polaren Verbindung mit einem Siedepunkt zwischen 100⁰C unter und 100^cC über der Temperatür des Schäumvorganges und einem Dipolmoment von mehr als 0,9 Debye, die ein Weichmacher für die ionischen Gruppen des ionischen Polymeren ist, sowie gegebenenfalls eines kernbildenden Mittels und eines nicht flüchtigen, flüssigen Kettenweichmachers, Erhitzen des Gemisches auf eine Temperatur, bei der das Treibmittel in den gasförmigen Zustand übergehl, und Abkühlen des geschäumten Produktes erhältlich ist.

Die als Weichmacher eingesetzte polare Verbindung wird aus den bevorzugten Weichmachern für die J5 anhängenden ionischen Gruppen ausgewählt, hat also im wesentlichen keine Wirkung auf den nicht-ionischen Teil des Polymeren. Vorzugsweise soll die polare Verbindung einen Siedepunkt von nicht mehr als 50°C und insbesondere nicht mehr als 25°C über der Schäumtcmperatur haben. Wenn die flüchtige polare Verbindung, die benutzt werden soll, einen Siedepunkt wesentlich über 100°C über der Schäumlemperatur besitzt, kann sie nicht genügend flüchtig sein, und ungenügendes Schäumen ist die Folge.

Weiterhin darf der Siedepunkt der ausgewählten flüchtigen polaren Verbindung nicht zu weit unter der Schäumtemperatur sein, weil sie sonst zu schnell verdampft und entweder einen dichten Schaum oder einen solchen mit nicht optimaler Zellstruktur ergibt. Der Siedepunkt der benutzten polaren Verbindung darf daher nicht mehr als 100° C unter der Schäumicmpcraiur liegen (d. h., wenn die Schäumtcmperalur 200⁰C beträgt, muß der Siedepunkt der poiarcn Verbindung mindestens 100" C betragen). Die Zeitspanne für den Schäuinvorgang kann zwischen 5 Sekunden und 15 Minuten schwanken. Die Menge der verwendeten flüchtigen poiarcn Verbindung hängt von ihrem Siedepunkt, ihrem Grad an Polarität und der Menge der in den Polymeren enthaltenen ionischen Gruppen ab. Die Menge der verwendeten flüchtigen polaren Verbindung sollte groß genug sein, um die ionischen Bereiche des Polymeren aufzubrechen, aber nicht so groß, daß ihre Entfernung erhebliche Probleme darstellt. Im allgemeinen beträgt die Menge 0,1 bis 50, vorzugsweise 0,2 bis 20 Mol Weichmacher pro Mol ionischer Gruppe. Erfindungsgemäß sind geschäumte Polymererzeugnisse in jeder bekannten Form erhältlich, wobei im Gegensatz zu Schaumverfahren nach dem Stand der Technik, die zu vernetzten Schaumstoffen führen, die Wiederbenutzung von Abfällen aus geschäumten Polymeren möglich ist. Das bedeutet, daß die erfindungsgemäßen geschäumten Polymererzeugnisse erneut verarbeitet werden können.

Die erneute Verarbeitung von Abfällen aus geschäumten Polymeren kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden, beispielsweise durch Lösen des Polymeren in einem Lösungsmittelgemisch aus einem Lösungsmittel für das Polymergerüst und einer polaren Verbindung (wie beispielsweise ein Alkohol) für die ionischen Bereiche. Diese Lösung kann einer Fällung unterzogen werden, und man erhält das Rohpolymere, das mit geeigneten Treibmitteln und einer flüchtigen poiarcn Verbindung weiterverarbeitet werden kann. Man kann den Abfall an geschäumten Polymeren aber auch mit einer geeigneten flüchtigen polaren Verbindung zusammenbringen und ihn dann unter Anwendung von Verfahren, die für thermoplastische Massen bekannt sind, verarbeiten und ihn danach mit weiterem noch nicht behandelten Polymeren vereinigen. Die erhaltenen Mischungen können mit Treibmitteln und weiterer polarer Verbindung gemischt und danach erneut geschäumt weiden.

Dieser Vorteil der erneuten Verarbeitung von Abfüllen aus geschäumtem Polymeren ergibt sich aus der Tatsache, daß das erfindungsgemäße geschäumte Produkt eine physikalische und nicht eine chemische Vernetzung, wie sie nach dem Stand der Technik bekannt ist, aufweist. Die physikalischen Vernetzungen ergeben sich aus den Wechselwirkungen der anhängenden ionischen Gruppen. Die polare Verbindung unterbricht diese Wechselwirkungen, und der Schaumstoff verhall sich wie ein nicht vcrnetzter Schaumstoff. Zum Beispiel kann er

in einem geeigneten Lösungsmittel leicht gelöst werden. Nach dem Schäumen wird die polare Verbindung wegen ihrer Flüchtigkeit aus dem geschäumten Produkt entfernt und läßt die starken und temperaturresistenten physikalischen Vernetzungen zurück. Dieses Verfahren ist insbesondere für die Herstellung von geschäumten Folien oder Platten (beispielsweise im Extrusionsverfahren). geschäumten Pellets und geschäumten Formstükken geeignet Außerdem können sie wegen der ausgezeichneten Formbeständigkeit der geschäumten Kunst slofferzeugnisse nach dem Schäumprozeß erhitzt und zu komplexen Schaumstoffgegenständen geprägt oder gehämmert werden durch einen einfachen Wechsel von Prägen und Abkühlen. Die Abkühlung des geschäumten Kunststoffgegenstandes unter die Erweichungstemperatur erlaubt das Beibehalten der komplexen Konfiguration. In gleicher Weise erlaubt das Verfahren die Herstellung von geschäumten Gegenständen, die eine gc-

o schäumte Oberfläche relativ hoher Dichte und einen inneren Kern von wesentlich niedrigerer Dichte aufweisen. Solche geschäumten Gegenstände weisen ein relativ hohes Verhältnis von Widerstandskraft zu Gewicht auf.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Treibmittel sind bekannt und umfassen Verbindungen, die sich bei der Schäumtemperatur unter Freisetzung von Gas zersetzen und niedrig siedende Flüssigkeiten, die durch Erhitzen in die Gasform überführt werden.

Beispiele von Treibmitteln, die sich bei bestimmten Temperaturen unter Freisetzung von Gas zersetzen, umfassen die folgenden beispielhaften Verbindungen, bei denen der ungefähre Temperaturbereich der Zersetzung in Klammern angegeben ist:

Natriumbicarbonat (160—200" C).
!0 Mischungen von Natriumbicarbonat und Zitronensäure (0"C—200"C),

Azobisformamid (160-200° C).

Azobisisobutyronitril (90 — 115" C).

Diazoaminobenzol(90-110"C),

N,N'-Dimethyl-N,N'-dinitroso-tcrephthalamid(90— 105"C),
N.N'-Dinitrosopentameihylcntctramin (130 — 190"C),

Toluol-4-sulfonyl-hydrazid (100-110⁰C).

4,4'-Oxybis-(benzolsulfonyl-hydrazid) (120- 140'C),

und ähnliche in der Literatur bekannte Verbindungen (vgl. beispielsweise C. ). Bennings, »Plastic Foams«, Bd. II.

Anhang A-Il, Wiley lnterscicnce Publishers, 1969). Im allgemeinen weiden in dem erfindungsgemäßen Verfahren 0,02 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 1 und 5 Gew.-% Treibmittel, bezogen auf das ionische Polymere, benutzt.

Die niedrig siedenden Flüssigkeiten, die benutzt werden können, sind solche, die bei so geeignet niedrigen Temperaturen sieden, daß sie ein Schäumen erlauben. Beispielsweise müssen diese Flüssigkeiten bei Temperatu-

j5 ren verdampfen, bei denen das Polymere fließt. Bei der Herstellung von Schaumstoffen kann der Siedepunkt der Flüssigkeiten extrem niedrig und sogar unter Raumtemperatur liegen, weil sie, wenn sie in geeigneter Form in dem festen Kunststoffpolymeren dispergiert sind, nicht leicht verdampfen, bis das Polymere eine Temperatur erreicht, bei der es fließt. Beispiele solcher geeigneter Flüssigkeiten sind Pentan, Hexan, Heptan, Benzol, Toluol, Methylenchlorid.Trichloräthan und 1,2-Dichloräthan. Ähnliche Stoffe, die bei Zimmertemperatur Gase sind und benutzt werden können, umfassen Kohlendioxid, Ammoniak, Dichlordifluorrnethan, Schwefeldioxid und Stickstoff.

Vorzugsweise sind die niedrig siedenden Flüssigkeiten entweder Lösungsmittel oder teilweise löslich in der nichtionischen Polymerphase. Beispielsweise ist das Treibmittel, wenn ein teilweise sulfonieries Polystyrolpolymcres in der vorliegenden Erfindung benutzt wird, vorzugsweise eine Flüssigkeit, die zumindest einige Löslichkeil in Polystyrol hat. Vorzugsweise weist die niedrig siedende Flüssigkeit einen Siedepunkt von weniger als 200⁰C, besonders bevorzugt weniger als 150" C auf.

Eine ausreichende Menge von Flüssigkeil oder Lösungsmittel muß benutzt werden, um einen Schaum geeigneter Dichte zu erhalten. In einigen Rillen löst das Lösungsmittel das Polymere tatsachlich auf, und in diesen Fällen wird ein großer Überschuß an Lösungsmittel verwendet. In anderen Fällen, in denen das niedrig siedende Lösungsmittel nur geringfügig in dem Polymeren löslich ist, sind nur geringe Mengen erforderlich. Im allgemeinen beträgt die Menge der niedrig siedenden Flüssigkeit (Treibmittel 1 bis 300Gew.-%, bezogen auf das ionische Polymere, vorzugsweise 2 bis 50 Gew.-% und insbesondere 3 bis 25 Gew.-%.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren ersetzbaren ionischen Polymere sind unbegrenzt und umschließen sowohl plastische wie elastomere Polymere. Besondere Polymere umfassen sulfoniertes Polystyrol, sulfoniertcs tert.-Butylstyrol, sulfoniertes Polyäthylen, sulfoniertes Polypropylen, sulfonierte Styrol-Acrylnitril-Copolymere, sulfonierte Styrol-Methylmethacrylat-Copolymere. sulfoniert Blockpolymcre von Styrol und Äthylenoxid, Copolymere der Acrylsäure mit Styrol, Copolymere aus den vorgenannten Polymeren, sulfoniertes Polyisobutylen, sulfonierte Äthylen-Propylen-Terpulymcrc, sulfoniertes Polyisopren und sulfonierte Elastomere und deren Copolymere. Die erfindungsgemäß eingesetzten ionischen Polymeren umfassen auch weichgemachte Ansätze der

W) obengenannten Polymeren. Beispielsweise kann ein ionisches plastisches Polymer, das beim Schäumen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einen harten Schaum ergibt, vor dem Schäumen in geeigneter Form weichgemacht werden, um einen flexiblen Schaum zu ergeben.

Die erfindungsgemiiß eingesetzten ionischen ΡοΙνηκ-α-η enthalten 0,2 bis 20 Mol-% anhängende ionische Gruppen. Bevorzugt enthalten die ionischen Polymeren 0.5 bis 10 Mol-"/(i anhängende ionische Gruppen. Diese

to ionischen Gruppen umfassen Carboxylgruppen, Sulfonatgrtippen und l'hosphonatgruppen. Besonders bevorzugt sind Sulfonatgruppen. In Übereinstimmung mit dem vorstehenden umfassen die insbesondere bevorzugten ionischen Polymeren /ur Herstellung starrer plastischer Schaumstoffe nach der Erfindung teilweise sulfonierte Polystyrole und Polystymlderivate. /. H. von lert.-lkitylstyrol und anderen Alkylsiyrolen mit 9 bis 20 Kohlen-

Stoffatomen. Ionische Polymere,die von clasiomercn Polymeren abgeleitet sind, wie sulfoniertes Polyisobutyleneopolymer und sulfonierte Äthylen-propylen-iithyltdcn-norboiien- und Äthylen-propylen-l.S-hcxadien-terpolymere sind bevorzugte ionische Polymere zur Herstellung von flexiblen Schaumstoffen gemäß vorliegender Erfindung.

Die ionischen Gruppen in den erfindungsgeniüß eingesetzten ionischen Polymeren sind zu mindestes 98% => neutralisierte Sulfonat-, Carboxylat- oder Phosphonatgruppen. Wenn beispielsweise ein Sulfonsäurederivat als Zwischenprodukt benutzt wird, wird eine genügende Menge Metallhydroxid zugegeben, um mindestens 98% der sauren Gruppen zu neutralisieren. Wenn nämlich weniger als 98% der sauren Gruppen neutralisiert sind, können z.B. noch 10% nicht neutralisierte saure Gruppen einen zerstörerischen Einfluß auf die Kraft der physikalischen Vernetzung, die sich aus der ionischen Bindung ergibt, ausüben. Aus diesem Grunde sollten vorzugsweise im wesentlichen alle anhängenden ionischen Gruppen neutralisiert sein. Es ist sogar möglich, mehr basisches Metallhydroxid oder -oxid zuzugeben, als zur Neutralisation nötig ist, mit keinem anderen Vorteil als dem, eine völlige Neutralisierung sicherzustellen. Vom praktischen Standpunkt aus sollte dieser Überschuß an Base vorzugsweise nicht mehr als 50 Mol-% über dem stöehiomctrischen Gleichgewicht der anhängenden ionischen Gruppen liegen. Die Neutralisierungsmitiel können ausgewählt werden aus Ammoniak, primären, sekundären und tertiären Aminen rnii bis zu 30 Kohlenstoffatomen, basischen Verbindungen der Gruppen ! und I i des Periodischen Systems der Elemente, wie beispielsweise Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid und basischen Blei-, Zinn- und Antimonverbindungen.

Vorzugsweise wird das Neutralisierungsmittel aus der Gruppe der basischen Metallverbindungen ausgewählt, bei denen das Metall der Gruppe I und Il des Periodischen Systems der Elemente angehört. Ammoniak und Amine gehören als Neutralisierungsmittel nicht zu der bevorzugten Klasse, weil sie Schaumstoffe geringerer Widerstandskraft im Vergleich zu den Schaumstoffen, die durch Neutralisieren mit basischen Metallen der Gruppen I oder 11 erhalten werden, zur Folge haben. Wenn Ammoniak oder Amine als Neutraiisierungsmittel benutzt werden, sollte der Neutralisationsgrad größer als 98%, vorzugsweise 100% sein. Die basischen Blei-, Zinn- und Antimonverbindungen gehören deshalb nicht zu der bevorzugten Gruppe der Neutralisierungsmittel, weil sie Schaumstoffe erzeugen, die schwierig zu bearbeiten sind. Vorzugsweise sind die basischen Metallverbindungen der Gruppen I und Il des Periodischen Systems und die basischen Blei-, Zinn- und Antimonverbindungen Hydroxide. Oxide, Carboxylate oder Alkoxyde mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen. Die besonders bevorzugten Neutralisierungsmittel werden aus den Hydroxiden, Oxiden, Carboxylaten und Alkoxyden mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen von Calcium, Barium, Magnesium, Natrium und Kalium ausgewählt.

Die Wahl der flüchtigen polaren Verbindung ist innerhalb der vorstehend dargelegten Parameter unbegrenzt. Vorzugsweise siedet die polare Verbindung zwischen IOO^CC unter und 50°C über der Temperatur, bei der das Schäumen erfolgt.

Die flüchtige polare Verbindung hat ein Dipolmoment von mehr als 0,9 Debye. Vorzugsweise sollte die polare Verbindung ein Dipolmoment von 1,2 bis 5,5 Debye und einen Siedepunkt unter 200°C haben. Die besonders bevorzugten polaren Verbindungen haben ein Dipolmoment von 1,2 bis 5,5 Debye und einen Siedepunkt von weniger als 150°C. Es ist auch möglich, eine polare Verbindung gleichzeitig als Treibmittel und als Weichmacher für die anhängenden ionischen Gruppen zu benutzen. Auf diese Weise können zwar erfindungsgemäße geschäumte Polymererzeugnis.se hergestellt werden: Schaumstoffe mit der besten Zellstruktur nach dem einfachsten Verfahren werden jedoch erhalten, wenn man das Treibmittel und die polare Verbindung unabhängig voneinander auswählt, um das am besten geeignete System für vorgegebene Sehäumbedingungen zu erreichen.

Wenn ein niedrig siedendes Lösungsmittel als Treibmittel benutzt wird (Verbindungen im Rahmen dieser Definition können aus jeder Tabelle, die die Siedepunkte solcher Lösungsmittel angibt, ausgewählt werden), wird die polare Verbindung vorzugsweise so ausgewählt, daß sie mit dem niedrig siedenden Lösungsmittel im wesentlichen nicht mischbar ist und die Siedepunkte der beiden voneinander unabhängig sind.

Während Beispiele geeigneter polarer Verbindungen, die die beschriebenen Forderungen erfüllen, weiter unten genannt werden, ist es wichtig zu bemerken, daß die Funktion der polaren Verbindung darin besteht, die ionischen Bindungen vor und während des Schäumverfahrens zu verringern. Die Eignung einer polaren Verbindung, diese Lockerung zu bewirken, kann experimentell auf vielen Wegen festgestellt werden. Der direkteste Weg ist. die polare Verbindung mit dem ionischen Polymeren zu mischen und die Schmelzviskosität der Mischung bei einer erhöhten Temperatur nahe derjenigen, bei der das Polymere geschäumt werden soll, zu prüfen. Wenn die Schmelzviskosität der Mischung der polaren Verbindung und des ioni&chen Polymeren zumindest fünfmal niedriger ist als diejenige des ionischen Polymeren allein bei der gleichen Temperatur, ist es ersichtlich, daß die polare Verbindung die ionischen Bindungen bei dieser erhöhten Temperatur ausreichend gelockert hat Es wurde beobachtet, daß sogar geringe Anteile von Alkoholen (1 bis 10 Gew.-°/o) die Schmelzviskosität dieser ionischen Polymeren bei erhöhten Temperaturen 10- bis lOOfach oder mehr verringern können, und aus diesem Grunde sind Alkohole als polare Verbindungen besonders bevorzugt.

Im allgemeinen werden Alkohole mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen und Siedetemperaturen von 60 bis 200° C erfindungsgemäß als polare Verbindungen bevorzugt. Besondere Alkohole im Rahmen dieser Erfindung umfassen Methanol, Äthanol, Propanol, n-Butanol, sec-Butanol, lsobutanol, Isopropanol, Pentanol, Hexanol, Heptanol, eo Decanol, Benzylalkohol, Octanol und 2-Äihylfoexanol. Wasser kann in der gleichen Weise benutzt werden. Andere benutzbare polare Verbindungen umfassen Ammoniak und Amine mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Äthylamin, Methylamin, Dimethylamin und Triethylamin sowie Thiole mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Methanthiol, Äthanthiol und Propanthiol. Wie bereits beschrieben, gehören zu den ionischen Polymeren, die erfindungsgemäß eingesetzt werden. Polymere, deren nicht polare Phase durch ein nicht flüchtiges Lösungsmit- b5 tel für diese Phase weichgemacht ist Zum Beispiel kann die Verwendbarkeit eines Weichmachers für die Polystyrolphase eines Homopolymeren aus Polystyrolnatriumsulfonat mit 5 Mol-% Natriumsulfonatgruppen in der folgenden Weise bestimmt werden: Ein Gramm Polystyrol wird in 100 ml eines nicht flüchtigen Lösungsmit-

tels. wie üibutylphthalat dispergiert. Die Mischung wird auf ungefähr 80"C 4 Stunden lang erhitzt, um den Lösungsprozeß zu beschleunigen und dann abgekühlt. Wenn eine echte Lösung erhalten wird, ist das nicht flüchtige Lösungsmittel ein ausgezeichneter Weichmacher für die Polystyrolphase. Diese Art Weichmacher wird Kettenweichmacher genannt, weil sie vorzugsweise das Polymerkettengcrüst solvatisicrt und geringen oder keinen Einfluß auf die ionischen Bereiche hat. Es ist notwendig, daß der Weichmacher nur geringen Einfluß auf diese Bereiche hat, weil er anders als die flüchtige Verbindung während des Schäumens nicht entfernt wird und so die Vorteile der gebundenen ionischen Gruppen in dem fertigen Schaumstoff nicht eintreten würden. Der Zweck dieser Art von Weichmachern ist es, solche Polymere, die normalerweise starre .Schaumstoffe ergeben, in Schaumstoffe, die flexibel und halbelasiomcr sind, umzuwandeln. Die Benutzung solcher Kettenweichmacher ist

ίο auf solche Verbindungen beschränkt, die die Polymerkette solvatisieren und einen Siedepunkt von mindestens 150 C und vorzugsweise 200"C haben. Die Kettenweichmacher sollten auch einen Siedepunkt über der Temperatur des Schäumverfahrens haben, so daß sie während des Schäumens nicht verloren werden, noch sollten sie bei oder nahe der Temperatur, bei der das geschäumte Produkt benutzt wird, sieden. Besondere Keitenweichmacher, die für die bevorzugten sulfonierten Polysiyrolpolymeren benutzt werden können, umfassen Di-n-hex-

i) yladipat, Dicapryladipat, Di-(2-äthylhexyl)-adipat, Dibuloxyäthyladipat. Benzyloctyladipal, Tricyclohexylcilrat, I

BuiylphihalylbiiiylgiycGlai, Buiyllaurat. n-Propyloleat, n-ßutylpalmiun, Diallylphthalat. Dihexylphthalat, Oioctylphthalat.Tributylphosphat, Dioeiylsebacinsäuicesier und deren Mischungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt neue geschäumte Polyniererzeugnissc. Die Schaumstoffe können eine Dichte zwischen 0.01b und 0.8 g/cm¹, vorzugsweise zwischen 0,024 und 0,56 g/cm', haben und umfassen

:n sowohl starre wie auch elastomere Schaumstoffe. Diese Schaumstoffe sind neu. da sie anders als die in der Literatur bekannten vernetzten Schaumstoffe erneut verarbeitet werden können. Die erneute Verarbeitung kann leicht in der Weise ausgeführt werden, daß das geschäumte Polymererzeugnis in einem geeigneten Lösungsmittel, nämlich einem Gemisch eines niedrig siedenden Treibmittels und einer flüchtigen polaren Verbindung, die die anhängenden ionischen Gruppen weichmachen kann, gelöst wird. Diese Lösungsmittelkombination kann dieselbe sein, die man zur Herstellung des ursprünglichen Erzeugnisses benutzt hai. sie kann aber auch davon verschieden sein. Die einzige Forderung ist, daß die flüchtige polare Verbindung, die als Teil des Lösungsmitielgcmischcs zur 1 .ösung des hergestellten Schaumstoffs benutzt wird, ein Weichmacher für die anhängenden ionischen Gruppen ist.

Sehr oft werden bei der Herstellung von kommerziellen Schaumstoffen kernbildende Mittel als Zusätze benutzt, um eine sehr gleichmäßige und kleine Zellstruktur zu schaffen. Diese kernbildenden Mittel sind dem Fachmann gut bekannt. Systeme wie Natriumbicarbonat und Zitronensäure oder Calciumsilikat werden oft benutzt. Diese Zusätze können in dem erfindungsgemäßen Schaumstoff gleichfalls benutzt werden.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugten ionischen Copolymcrcn, d. h. sulfonierlcs Polystyrol ||

und deren substituierte Derivate, können durch die folgenden Verfahren hergestellt werden:

I. Copolymerisation mit Sulfonal einhaltenden Monomeren

Beispielsweise können Alkalimetallsalze der Styrolsiilfoiisäiirc unter Benutzung freie Radikale bildender Initiatoren mit einer Vielzahl von Thermoplaste bildenden Monomeren, wie Styrol. tert.-Bulylslyrol oder Chlor-■tü styrol, «!polymerisiert werden.

II. Direkte Sulfonierung von 1 lomopolymcrcn

Sulfonsäuregruppcn können in aromatische Homopolymcre. wie Polystyrol. Polyvinylloluol, Poly-rt-methyl- -Ii styrol oder Poly-tcrt.-Bulylstyrol, durch direkte Reaktion mit einem Sulfonierungsmittel eingeführt werden. Sulfonierungsmitiel. wie Schwefelsäure und Chlorsulfosäurc, können benutzt werden. Bevorzugte Sulfonierungsmittel sind Acctylsulfat. d. h. das gemischte Anhydrid von Essigsäure und Schwefelsäure (CHiCOOSO₁H), und Schwefeltrioxidkomplexe mil Dioxan, Tetrahydrofuran und Trialkylphosphaien. Von den Trialkylphosphatkomplexcn werden diejenigen mit einem Verhältnis von Trialkylphosphat zu SOi von ungefähr 1,0 am meisten 3d bevorzugt. Das sich daraus ergebende Polymere enthält Sulfonsäuregruppen, die mit Metalloxiden, Metallhydroxiden oder Mctallsalzen direkt neutralisiert werden können, um das gewünschte Metallsulfonat enthaltende Polymere zu erhalten. Das Suifonsaure enthaltende Polymere kann auch durch Ausfällen isoliert wcrder. und entweder in der Masse oder durch erneutes Lösen des Polymeren neutralisiert werden.

III. Direkte Sulfonierung der modifizierten Polymeren

Wenn die gewünschten Homopolymcren nicht direkt zu den Sulfonatgruppen enthaltenden Polymeren umgesetzt werden können, ist es möglich, durch Copolymerisation funktionell Gruppen einzuführen, die ihrerseits mit dem Sulfonierungsmitiel reagieren können. Zwei besonders erwünschte funktionell Gruppen für diesen bO Zweck sind Doppelbindungen und aromatische Gruppen, insbesondere Phenylgruppen. Methoden der Sulfonierung von Polymeren mit olefinischen Doppelbindungen sind in der US-PS 36 42 728 beschrieben. Die Polymeren werden wieder wie oben beschrieben neutralisiert.

A. Copolymere aromatischer Monomere

Eine Copolymerisation von Vinylmonomcrcn und relativ geringen Anteilen von Styrol oder anderen Vinylaromaten, die mit Sulfonierungsmittel reagieren, ergibt Copolymere mit im wesentlichen homopolymeren Eigenschaften, die für Sulfonierungen geeignet sind. Anschauliche Beispiele solcher Copolymcren sind Chlorstyrol-

Styrol, Styrol-Acrylnitri! und Styrol-Vinylacctat.

In Polymersysteme ohne Vinylgruppen kann durch Verwendung eines eine aromatische Gruppe enthaltenden Monomeren eine aromatische Gruppe in das Polymere eingeführt werden, beispielsweise Phenylglycidyläther copolymcrisiert mit Propylenoxid. Die Reaktionsmittel, die für die direkte (Einführung der Sulfonsauicgruppe geeignet sind, sind die gleichen wie oben für die direkte Sulfonierung von Momopolynieren beschrieben (II). Die Polymeren werden wie oben beschrieben neutralisiert.

B. Polymere mit ungesättigten Bindungen

Obwohl ungesättigte Bindungen auf verschiedene Weise in die Homopolymeren eingeführt werden können, greift man im allgemeinen zur Herstellung von thermoplastischen Materialien mit einem geringen Anteil von ungesättigten Bindungen auf die Copolymerisation mit einem konjugierten Diolefin zurück. Geeignete Comonomere für die Einführung von ungesättigten Bindungen in Vinylpolymere sind konjugierte Diolefine, wie Butadien, Isopren, Dimethylbutadien, Piperylen und nicht konjugierte Diolefine, wie Allylstyrol. Copolymere können unter Benutzung jedes anwendbaren Startverfahrens, z. B. mit Hilfe freier Radikale, kationisch anionisch oder koordiniert anionisch, erhalten werden. In Pnlyiither können ungesättigte Bindungen durch Copolymerisation mit ungesättigten Epoxiden, wie beispielsweise Allylglycidyläiher, eingeführt werden.

Die Reagentien, die zur direkten Einführung von Sulfonsäuregruppcn in ungesättigte Thermoplaste geeignet sind, sind die Komplexe von SOj mit Verbindungen wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Trialkylphosphaten, Carbonsäuren, Trialkylaminen und Pyridin. Besonders geeignet sind Trialkylphosphatkomplcxe, und die besonders bevorzugten sind die Komplexe von SOj und Triäthy!phosphat im Verhältnis von 1:1. Die Polymeren werden wie oben beschrieben neutralisiert.

IV. Neutralisation von Schwefel enthaltenden funktionellen Gruppen

Polymere, die Sulfinsäuregruppen enthalten, können durch die Luft leicht zu Sulfonsäuren oxidiert werden. Polymere mit Mercaptangruppen können durch Oxidation der Mercaptangruppe mit einer Vielzahl von Oxidationsmitteln, wie Wasserstoffperoxid, Kaliumpcrmanganat, Natriumdichromat, leicht in die Sulfonsäuregruppen überführt werden.

Erfindungsgemäß verwendete ionische Polymere haben im allgemeinen ein durchschnittliches Molekulargewicht von größer als 5000, vorzugsweise liegt das Molekulargewicht zwischen 10 000 und 500 000 und besonders bevorzugt zwischen 20 000 und 250 000.

Im allgemeinen umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren das Mischen des ionischen Polymeren, das 0,2 bis 20 Mol-% anhängende ionische Gruppen in Form von Sulfonat-, Carboxylat- oder Phosphonaigruppen enthält, mit einer flüchtigen polaren Verbindung mit einem Siedepunkt zwischen 100⁰C unter und 100°C über der Temperatur des Schäumungsvorganges und einem Dipolmomcnt von mehr als 0,9 Debye, die ein selektiver Weichmacher für die genannten ionischen Gruppen ist, und einem Treibmittel, das Erhitzen auf eine Temperatur, bei der das Treibmittel in den gasförmigen Zustand übergeht und das Abkühlen, um das erfindungsgemäße geschäumte Produkt zu erhallen. Die genannten ionischen Gruppen sind zu mindestens 98% und insbesondere besonders bevorzugt zu 100% neutralisiert. Die Mischung enthält zwischen 20 und 99Gew.-% des ionischen Polymeren und 0,1 bis 50 Mol des flüchtigen polaren Lösungsmittels pro Mol anhängende ionische Gruppe. Wenn eine niedrig siedende Flüssigkeil als Treibmittel benutzt wird, kann sein Gewicht zwischen 1 und 300 Gew.-% des genannten ionischen Polymeren betragen. Wenn ein Treibmittel benutzt wird, das sich unter Bildung von Gas zersetzt, kann sein Gewicht zwischen 0,02 und 20 Gew.-% des genannten ionischen Polymeren betragen. Das ionische Polymere, die flüchtige polare Verbindung und das Treibmittel werden in jeder möglichen Reihenfolge gemischt, vorzugsweise jedoch wird die flüchtige polare Verbindung mit dem ionischen Polymeren gemischt und dann das ionische Treibmittel zugemischt.

Die Mischung wird im allgemeinen auf eine Temperatur von mindestens 6O⁰C, vorzugsweise mehr als 100°C erhitzt, um das Schäumen in Gang zu bringen. Das Erhitzen der Mischung kann nach bekannten Verfahren, beispielsweise in einem Gebläseluftofen oder in einer konventionellen Vorrichtung für Polymerherstellung, wie einem geheizten Extruder, durchgeführt werden. Das Schäumen erfolgt in 5 Sekunden bis 15 Minuten, vorzugsweise 30 Sekunden bis 5 Minuten. Wenn das Treibmittel im wesentlichen vollständig in den gasförmigen Zustand überführt ist und die flüchtige polare Verbindung im wesentlichen völlig aus der Nähe der ionischen Gruppen entfernt ist, wird das geschäumte Produkt bis unter seine Erweichungstemperatur, beispielsweise auf Raumtemperatur, abgekühlt und kann dann benutzt werden.

Die erfindungsgemäßen geschäumten Polymererzeugnisse können erneut verarbeitet werden durch Lösung in einem Gemisch eines Lösungsmittels für den nicht ionischen (Gerüst)-Teil des ionischen Polymeren mit einer flüchtigen polaren Verbindung, die ein selektiver Weichmacher für die anhängenden ionischen Gruppen des ionischen Polymeren ist Das Lösungsmittel kann durch Erhitzen entfernt und das ionische Polymere erneut mit dem Treibmittel gemischt werden und man kann dann den obigen Schäumprozeß wiederholen. so

Eine weitere Verfeinerung dieser Erfindung betrifft ein Verfahren zur sofortigen Herstellung eines starren oder flexiblen Schaums ohne das übliche Erhitzen.

Zum Beispiel erlaubt die Benutzung eines sulfonierten Kunststoffs oder Elastomeren (wie beispielsweise sulfoniertes Polystyrol oder sulfonierter Butylkautschuk — in allen Fällen werden diese sulfonierten Systeme als Metall- oder Aminsalze verwendet) in Gegenwart eines Lösungsmittels oder einer Lösungsmitlelmischung mit einem Siedepunkt unter Raumtemperatur, die einen kleinen Anteil eines polaren Weichmachers, dessen Siedepunkt gleichfalls unter Raumtemperatur liegt, unter Druck (weniger als 70 kg/cm² und vorzugsweise ungefähr 3,5 kg/cm²) die Herstellung einer viskosen Polymerlösung. Die Benutzung dieser Lösung in einer unter Druck

gesetzten Aerosoldose erlaubt die sofortige Herstellung eines starren oder flexiblen Schaums durch Abgabe des Polymeren, das schäumt, sobald es atmosphärischen Druck erreicht. Die Benutzung der geeigneten flüchtigen polaren Verbindung erlaubt die Rückbildung der ionischen Bereiche während des Schäumvorgangs, und dies härtet den Schaum wirksam. Solche Schnellschaumsystemc sind für Isolalionszwecke und im Baugewerbe sehr willkommen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1
Herstellung eines festen Schaums

Ein Teil eines sulfonierten Kunststoffs (ein leicht sulfonicrtes Polystyrol, in dem Natriumsulfonatgruppen an 1,8 Mol-% der Styroleinheiten enthalten waren) wurde innig mit einem Teil einer Lösungsmittelmischung (80 Gew.-% Benzol und 20 Gew.-% Methanol) gemischt. Ferner wurden 0,01 Teile eines fein verteilten Magnesiumoxids als Kernbildungsmittel zugegeben. Die Mischung wurde sorgfältig gemischt und ergab eine viskose, aber im wesentlichen homogene Masse, die in einen metallenen Behälter gefüllt wurde. Der Behälter wurde in einen Gebläsewindofen mit 125°C gestellt. Nach 15 Minuten erhielt man ein geschäumtes Produkt von ausgezeichneter Zellstruktur, die intakt blieb. Man hielt das Produkt 'Λ Stunde bei 125°C und entnahm es dann und kühlte es auf Raumtemperatur ab. Die Zellstruktur blieb erhalten.

Beispiel 2
(Verglcichsvcrsuch)

Schäumen einer Polystyrol-Vergleichsprobe

Der Versuch, das Beispiel 1 unter Benutzung eines feinteiligen hochmolekularen Polystyrol-Homopolymeren zu wiederholen, endete mit einem Zusammenbruch der Schaumstruktur und ergab einen ungeschäumten Film mit einigen darin verteilten großen Blasen.

Beispiele 3,4,5 und b

Eine Reihe von Versuchen, mit denen der Einfluß der flüchtigen Lösungsmittel und der Menge des Weichmachers untersucht werden sollte, wurde wie folgt durchgeführt:

	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6
Teile sulfoniertes Polymer	0,5	0,5	0,5	0,5
Teile Dioctylphthalat-Weichmachcr	1.0	1.0	1,0	1,0
Teile Methanol	0.2	0.2	0.05	0,05
Teile MgO	0.01	0,01	0,01	0.01
Teile Benzol	1.0	—	1,0	—
Teile Toluol	—	1,0	—	1,0
Aussehen des Schaums	Ordentlicher	Besser als	Guter Schaum.	Sehr guter
	Schaum,	Beispiel 3,	elastisch.	Schaum,
	ungleiche	ungleiche	recht gute	elastisch.
	Zellstruktur.	Zellstruklur.	Zcllstruktur,	widerstands
	Teil	teilweise	widerstands	fähig, gute
	zusammen	zusammen	fähig	gleichmäßige
	gebrochen	gebrochen		Zellstruktur

in alien rauen wurden die Bestandteile in einem kleinen Melkbecher mit einem Spate! gemischt, um eine homogene Masse zu erhalten. Die Produkte wurden dann 30 Minuten in einen Ofen bei 125°C gestellt, dann daraus entnommen und abgekühlt. In Beispiel 6 wurde die Schaumdichte durch Wasserverdrängung gemessen. Sie betrug 0,532 g/cm^J. Diese Versuche zeigen, daß zähe flexible Schäume mit guter Zellstruktur durch dieses Verfahren erhalten werden können. Die Beispiele 3 und 4 zeigen, daß die Menge des polaren Lösungsmittels die Zellstruktur des Schaums entscheidend beeinflussen kann. Es ist vorzuziehen, nur einen geringen Anteil des polaren Lösungsmittels zu benutzen, denn wenn von diesem Lösungsmittel zuviel anwesend ist, kann der Schaum teilweise zusammenbrechen, weil das polare Lösungsmittel in dem Zeitpunkt, wenn das Treibmittel zu der geringsten Schaumdichte geführt hat, noch nicht völlig verdampft ist.

Die Beispiele 5 und 6 vergleichen Treibmittel verschiedener Flüchtigkeit. Bei Anwendung einer bestimmten Zeitdauer und Temperatur (125°C) ist ersichtlich, daß die Benutzung des weniger flüchtigen Treibmittels (Toluol) zu einer besseren Zellstruktur führt als dies bei einem stärker flüchtigen Treibmittel (Benzol) der Fall ist.

χ Beispiel 7

Dieses Beispiel zeigt die erneute Verarbeitung eines starren erfindungsgemäßen Kunststoffschaums. Ein Teil des festen geschäumten Erzeugnisses nach Beispiel I wurde mit einem Teil einer Lösungsmittelmischung

(80 Gew.-°/o Benzol und 20 Gew.-% Methanol) gemischt. Die Mischung w urde halbflüssig und die geschäumte %

Struktur brach leicht zusammen. Die Mischung wurde viskos, aber homogen, und wurde in einen Metallbehälter |,

gefü'it und dann in einen Grhläsewindofen bei einer Temperatur von 125"C gestellt. Innerhalb von 15 Minuten %

wurde ein geschäumtes Erzeugnis mit ausgezeichneter Zellstruktur erhalten, die auch nach einer weiteren ύ

Vi Stunde bei 125° C nicht zusammenbrach. 5 i{

Das Erzeugnis wurde dann aus dem Ofen genommen und auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die Zellstruktur |

blieb aufrechterhalten und war vergleichbar zu der des ursprünglichen geschäumten Gegenstandes nach Bei- f;

spiel 1. Dasselbe Verfahren ließ sich mehrfach wiederholen. ':

Beispiele io

Dieses Beispiel erläutert ein Schnellschaumverfahren. In eine unter Druck stehende Aerosoldose wurden

1 Teil sulfoniertes Polystyrol mit 0,2 bis 20 Mol-% anhängenden Sulfonatgruppen, von denen mindestens 98% ¹J

neutralisiert waren, 3 bis 4 Teile Difluordichlormethan und 0.Q2 bis 0,2 Teile Ammoniak oder Methylamin [.:

eingefüllt. Durch Druckverminderung wurde sofort ein Schaum gebildet. 15 'ύ

Beispiel 9

Ein Copolymeres aus Poly-teru-butylstyrol mit Isopren (ungefähr 7.0 Gew.-% Isopren) wurde sulfoniert und neutralisiert, um ein Copolymeres mit ungefähr 2,4 Gew.-% Natriumsulfonaigruppen zu erhalten. Das sulfonier- 20 te Polymere wurde durch Pulverisieren in einem Mischer mit hoher Scherkraft fein zerteilt und dann durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm gesiebt. Der Teilchendurchmesser wurde auf 150 Mikron geschätzt. Eine Mischung von 0.5 Teilen dieses sulfonierten Polymeren und 1,0 Teilen eines Öls auf der Basis von paraffinischen und naphthenischen Kohlenwasserstoffen mit einem mittleren Molekulargewicht von ungefähr 500 wurde hergestellt. Dieser Mischung (einer flüssigen Suspension) wurden ungefähr 0.01 Teile Isopropanol 25 zugegeben und die Mischung gerührt, bis sie homogen war.

Diese Mischung wurde dann in eine offene Form gefüllt und schnell auf eine Temperatur über 100^cC erhitzt. Man erhielt ein geschäumtes Erzeugnis, das keine Neigung zum Schrumpfen zeigte, selbst wenn man es auf '

Temperaturen über 200°C hielt. Das Erzeugnis war nach dem Abkühlen flexibel und zäh und wies eine gute Zellstruktur auf. Die Schaumdichte wurde auf ungefähr 0,4 g/cm¹ geschätzt. In diesem Versuch wurde gezeigt, 30 daß Isopropanol gleichzeitig als Treibmittel und als flüchtige polare Verbindung benutzt werden kann.

35

40

Claims

Patentansprüche:

1. Geschäumtes Polymererzeugnis, erhältlich durch Verschäumen ionischer Polymere, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Vermischen eines ionischen Polymers, das 0,2 bis 20 Mol-% anhängende ionische Grupper in Form von Sulfonat-, Carboxylat- oder Phosphonatgruppen. die zu mindestens 98% neutralisiert sind, enthält, eines Treibmittels und einer flüchtigen polaren Verbindung mit einem Siedepunkt zwischen 100°C unter und 100°C über der Temperatur des Schäumvorganges und einem Dipolmoment von mehr als 0,9 Debye, die ein Weichmacher für die ionischen Gruppen des ionischen Polymeren ist, sowie gegebenenfalls eines kernbildenden Mittels und eines nicht flüchtigen, flüssigen Kettenweichmachers, Erhitzen des Gemisches auf eine Temperatur, bei der das Treibmittel in den gasförmigen Zustand übergeht, und Abkühlen des geschäumten Produktes erhältlich ist.

2. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Dichte von 0,016 bis 0,8 g/cm^J hai

3. Erzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ionischen Gruppen des Polymers mit Ammoniak. Aminen mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, basischen Verbindungen der Gruppen I und II des Periodischen Systems der Elemente, basischen Verbindungen von Blei, Zinn oder Antimon oder Gemischen daraus neutralisiert worden sind.

4. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als ionisches Polymer ein sulfoniertes Polystyrol, Isobutylen-isopren-copolymer, Äthylen-propylen-S-äthyliden^-norbornen-terpolymeroder Polybutadien enthält.

5. Verfahren zur Herstellung der geschäumten Polymererzeugnisse nach Anspruch ! durch Verschäumen ionischer Polymerer, dadurch gekennzeichnet, daß man ein ionisches Polymer, das 0,2 bis 20 Mol-% anhängende ionische Gruppen in Form von Sulfonat, Carboxylat- oder Phosphonatgruppen, die zu mindestens 98% neutralisiert sind, enthält, ein Treibmittel und eine flüchtige polare Verbindung mit einem Siedepunkt zwischen 100⁰C unter und 100⁰C über der Temperatur des Schäumvorganges und einem Dipolmoment von mehr als 0,9 Debye, die ein Weichmacher für die ionischen Gruppen des ionischen Polymeren ist, sowie gegebenenfalls ein kernbildendes Mittel und einen nicht flüchtigen, flüssigen Kettenweichmacher miteinander mischt und das Gemisch auf eine Temperatur erhitzt, die zur Überführung des Treibmittels in den gasförmigen Zustand ausreicht und dann abkühlt, um das geschäumte Produkt zu erhalten.