DE2558044A1

DE2558044A1 - Herstellung von verschaeumten gegenstaenden

Info

Publication number: DE2558044A1
Application number: DE19752558044
Authority: DE
Inventors: Walter Henry Smarook
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: BP Corp North America Inc
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1976-07-08
Also published as: FR2295828A1; JPS5189566A; JPS5836004B2; DE2558044B2; US4127547A; IT1051859B; GB1505061A; FR2295828B1; GB1504559A; CA1080897A; DE2558044C3

Description

PATENTANWÄLTE ά O D O U H H

Dipl.-Ing. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DIpl.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. VVEINHOLD · Dr. D. GUDEL

28Π34 . 6 FRANKFURT AM MAIN

TELEFON (0611)

287014 ' GB. ESCHENHEIMER STRASSE 39

Case: C-9725-G wd/sch/um

UNION CARBIDE CORPORATION

270 Park Avenue

New York, N,Y. 10017

U.S.A.

"Herstellung von verschäumten Gegenständen"

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von verschäumten Gegenständen mit niedriger Dichte aus normalerweise festen thermoplastischen Polymerharzen, und zwar insbesondere aus nicht-klebrigen Hydrogelen, die aus einer Mischung von Harz, organischem Lösungsmittel und Wasser hergestellt worden sind.

Das Weichmachen von Polymeren mit Lösungsmitteln ist ein bekanntes Verfahren zum Herstellen von Polymerschäumen niedriger Dichte bei niedrigen Arbeitstemperaturen. Ein Hauptproblem bei der Herstellung von verschäumten Polymerharzen niedriger Dichte aus mit Lösungsmitteln v/eichgemachten Polymeren in Gelform stellt die starke Adhäsion des Gels gegenüber Substraten, mit denen es in Berührung kommen kann, dar. Diese Adhäsion auf Substraten schafft Probleme bei der Handhabung und Überführung des weichgemachten Gels in die Formen, worin das verschäumte Formteil hergestellt wird. Das gleiche Problem besteht auch bei Polymerpellets, die stark weichgemacht sind.

Es gab bereits viele Versuche, Wege zur Handhabung dieser klebrigen Polymergele aufzufinden, um Kosten einzusparen, die die Senkung der Dichte der daraus hergestellten Polymerschäume begleiten wird. Obwohl sich die physikalischen Eigenschaften von Polymeren gewöhnlich verschlechtern, wenn die Polymere weichgemacht werden, was auf die Senkung der Einfriertemperaturen (Tg) zurückzuführen ist, kann dieser Mangel behdben"wercfen,wenn zur Herstellung der Polymergele leichtflüchtige organische Lösungsmittel verwendet werden.

Eine Erhöhung des Lösungsmittelgehalts in dem polymeren Gel erhöht die Formfüllung durch Erhöhung der Plastizität des Gels. Wenn jedoch die Plastizität erhöht wird, erhöht sich auch die Adhäsion des Gels an Substraten.

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Ein weiteres-Problem der mit Lösungsmitteln stark weiebgemachten Polymeren, die niedersiedende Lösungsmittel enthalten, "besteht darin, daß das Lösungsmittel nach dem endgültigen Verschäumen des Formteils noch über längere Zeit hinweg in dem in Gelform

Torliegenden Polymer enthalten ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von verschäumten Gegenständen niedriger Dichte, das folgende Stufen umfaßt:

a) Mischen von wenigstens einem normalerweise festen thermoplastischen Harz mit etwa 25 bis etwa 80 Teilen,bezogen auf 100 Gew.-Teile des Harzes, eines normalerweise flüssigen organischen Lösungsmittels, das einen Löslichkeitsparameter S innerhalb des Bereichs von etwa(1,3 MLaden/ccm) ' -bezogen auf denjenigen

des Harzes-aufweistpder einer Mischung von normalerweise flüssigen organischen Lösungsmitteln, die einen durchschnittlichen Löslichkeitsparameter e innerhalb des Bereichs von etwa (1,3 Kalorien pro ecm) ' - bezogen auf denjenigen des Harzes aufweisen;

b) Mischen der in Stufe a) erhaltenen Mischung mit wenigstens etwa 1 Gew.-Teil - pro 100" Gew.-Teile Harz - Wasser, wodurch man einen nicht-klebrigen Hydrogelteig erhält;

c) Formen des in Stufe b) erhaltenen Hydrogelteigs;

d) Verdampfen des Lösungsmittels und des Wassers;

e) Entfernen des Lösungsmittels und des Wassers; und

f) Isolieren eines verschäumten Harzgegenstandes.

Die Theorie der Löslichkeitsparameter und eine Aufstellung der Werte für verschiedene Lösungsmittel ist in Aufsätzen von H. Burrell in "Interchemical Review¹¹, ji4, 3, 31 (1955), von J.L. Gardon in "J. Paint Technology", J8, 43-57 (1966) und

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von CM. Hansen in "I and EC Product Research and Development", 8, Nr. 1, 2 - 11, März (1969) zu finden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf spezielle thermoplastische Polymerharze und auch nicht auf einzelne Harzsysteme beschränkt, da Harzmischungen verwendet werden können. Es hat sich jedoch als besonders geeignet erwiesen, die vorliegende Erfindung auf thermoplastische Polyarylen-Polyäther-Polysulfon-Harze, thermoplastische Polyarylen-Polyhydroxy-äther, Polystyrol, schlagfestes Polystyrol, kristallines Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymere, Olefinmischpolymere, die polare Comonomere enthalten, und Vinylchloridpolymere anzuwenden.

Figur 1 ist eine isometrische Ansicht einer verschäumten Stempelfοrmpreßplatte.

Figur 2 ist eine Draufsicht auf eine verscliäuQte Steapelforupreßplatte.

Figur 3 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer verschäumten Stempelfοrmpreßplatte entlang der Linie 3 der Figur 2.

Figur 4 ist eine isometrische Ansicht eines Rahmens zum Aufnehmen von zwei , in Figur 1 dargestellten

und entgegengesetzt aufeinandergelegten ?ormpreßplatten.

Figur 5 ist eine isometrische Ansicht eines verschäumten Form teils, (core), das unter Verwendung von zwei der in Figur 1 dargestellten verschäumten Formpreßplatten hergestellt worden und wovon ein Teil weggebrochen worden ist.

Die erfindungsgemäß verwendeten thermoplastischen Polyarylen-Polyäther-Polysulfon-Harze enthalten wiederholende Ein heiten der Formel :

6 0 8 8 2 C / 0 S 7 0

worin Ar eine zweiwertige aromatische Gruppe ist, die wenigstens eine Einheit der Formel:

worin Y = Sauerstoff, Schwefel oder den Radilralrcst eines aromatischen Diols bedeutet, aufweist, wie 4,4'-Bis-(ρ-hydroxyphenyl)-alkan. Beispiele für entsprechende Polysulfone sind solche mit den Sinhoiten:

so.

so,

mischpolymerisierten Einheiten von:

OHoV so. -

und

worin Q Sauerstoff oder Schwefel ist,

sowie "beliebigen Kombinationen Einheiten.

dieser sich wiederholenden

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Der Polymerisationsgrad dieser Polysulfone ist ausreichend hoch, um normalerweise feste thermoplastische Harze zu erhalten.

Diese Polysulfonharze können hergestellt v/erden, indem eine praktisch äquimolare Ein-Stufen-Reaktion eines Dialkalimetallsalzes eines zweiwertigen Phenols mit einer Dihalogenbenzoloidverbindung in Anwesenheit von speziellen flüssigen organischen Sulfoxyd- oder SuIfonlösungsmitteln unter praktisch wasserfreien Bedingungen und unter Verwendung eines azeotropen Lösungsmittels, wie Chlorbenzol, durchgeführt wird.

Ein besonders bevorzugtes thermoplastisches Polyarylen-Polyäther-Polysulfon-Harz ist ein Harz, das aus sich wiederholenden Einheiten der folgenden Portnel zusammengesetzt ist:

SO,

η = etwa 10 bis 500 bedeutet. Dieses Harz wird von der Firma Union Carbide Corporation unter der Bezeichnung "UDEL Polysulfone P-1700" vertrieben.

Der hier verwendete Begriff "thermoplastischer Polyhydroxyäther'¹ bezieht sich auf praktisch lineare Polymere der folgenden allgemeinen Formels

worin D den Radilcalrest eines zweiwertigen Phenols, E ein Hydroxyl ait dem Radilcalrest eines Epoxyds, und a der Polymerisationsgrad, der wenigstens 30 und vorzugsweise 80 oder mehr beträgt, ist. Der Begriff "thermoplastische Polyhydroxyäther" soll auch Mischungen von wenigstens zwei thermoplastischen Polyhydroxyäthern umfassen. ·

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Die thermoplastischen Polyhydroxyäther können hergestellt werden, indem etwa 0,985 bis etwa 1,015 Mol eines EpilahohydriiiF; mit einem weiteren zweiwertigen Phenols/mit e^wa 0,6 bis etwa 1,5 Mol eines Alkalimetallhydroxyds, wie Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, gemischt werden, und zwar im allgemeinen in einem wässrigen Medium bei einer Temperatur von etwa 10 bis etwa 5C⁰O und so lange, bis wenigstens etwa 60 Mol-% des Epihalogenhydrins verbraucht worden sind. Die auf diese Weise hergestellten thermoplastischen Polyhydroxyäther besitzen eine verminderte Viskosität von wenigstens etwa 0,43, im allgemeinen von etvs. 0,43 bis etwa 1, vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 0,7.Die verminderten Viskositätswerte wurden unter Verwendung der folgenden Gleichung errechnet:

Vo Verminderte Viskosität = - t

^cto

worin t_Q die Ablaufzeit des Lösungsmittels (Tetrahydrofuran), t_ die Ablaufzeit der Polyhydroxyätherlösung und c die Konzentration der Polyhydroxyätherlösung in Gramm Pclyhydroxyäther pro 100 ml Tetrahydrofuran bedeutet.

Bevorzugt wird ein thermoplastischer Polyhydroxyäther, bei welchem D=

-CH₂CHOHCH₂-

Weitere bevorzugte thermoplastische Harze, wie Polystyrol, •schlagfestes Polystyrol, kristallines Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymer, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-

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mischpolymere, beispielsweise solche, die durch Mischpolymerisation von Vinylchlorid mit alpha-Olefinen erhalten worden sind, nämlich Äthylen oder Propylen, Vinylacetat oder Vinylalkohol, und Olefinmischpolymere, wie Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymere, Äthyl'en-Alkylacrylat-Mischpolymere, Äthylen-Acrylsäure- oder Methacrylsäure-Mischpolymere und deren Ionomere, Äthylen-Vinylacetat-Vinylalkohol-Mischpolymere, Äthylen-Maleinsäureoder -säureanhydrid-Mischpolymere, Propylen-Acryl- oder Methacrylsäure-Mischpolymere, Butadien-Acrylsäure- oder Methacrylsäure-Mischpolymere, sind bekannt und im Handel erhältlich.

Die Vierte der Löslichkeitsparameter der erfindungsgemäß verwendeten, normalerweise flüssigen organischen Lösungsmittel sind ziemlich kritisch, was daraus zu ersehen ist, daß bei einem der am meisten bevorzugten thermoplastischen Harze, wie dem oben beschriebenen Polyarylen-Polysulfon, welches die folgenden, sich wiederholenden Einheiten aufweist:

worin η die oben beschriebene Bedeutung hat,

ein deutlicher Unterschied zwischen strukturähnlichen Lösungsmittelisomeren besteht. So ist das oben beschriebene Polyarylen-Polysulfon, für welches ein Löslichkeitsparameter von 10,55 berechnet wurde, in 1,1,2-Trichloräthan, das einen Löslichkeitsparaineter von 10,18 besitzt, löslich, dagegen jedoch in 1,1,1-Trichloräthan, das einen Löslichkeitsparameter von 8,57 besitzt, nicht löslich. Es kann jedoch eine Mischung von organischen Lösungsmitteln, die einzeln verv/endet nicht zufriedenstellend sind, verwendet werden, solange der durchschnittliche Löslichkeitsparameter der Mischung innerhalb von (1,3 Kalorien

1/2 pro ecm) '

des geblasenen Harzes liegt. Falls der Tg-Wert des

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weichzumachenden Polymers außerordentlich hoch ist, kann die Plastizität des Gels während der Verschäumungsstufe außerdem dadurch verlängert werden, daß eine Mischung von Lösungsmitteln, wovon eines einen viel höheren Siedepunkt haben sollte, gebildet wird. Während also zum Beispiel Äthanol oder 1,1,1-Trichloräthan in Verbindung mit dem oben beschriebenen Polyarylen-Polysulfon nicht einzeln verwendet werden können, kann eine Mischung, die gleiche Vol.-Teile Äthanol und 1,1,1~Trichloräthan umfaßt, verwendet werden. Weitere Kombinationen, die als organische Lösungsmittel für Polyarylen-Polysulfon geeignet sind, sind:

95 % Chloroform und 5 % Wasser, 85 % Methylenchlorid, 20 % Äthanol und 5 % Wasser, 95 % Tetrahydrofuran und 5 % Wasser,

75 % Methylenchlorid, 10 % Aceton, 10 % Äthanol und 5 %

Wasser, und

80 % Cyclohexanon, 15 % Äthanol und 5 % Wasser.

Auch bei anderen thermoplastischen Polymerharzen sind die Löslichkeitsparameter kritisch. Diese organischen Lösungsmittel oder -mischungen mit den geeignete Löslichkeitsparainetern bilden jedoch klebrige Massen , sie mit thermoplastischen Polymerharzen gemischt werden, und lassen sich bei der Herstellung von verschäumten Gegenständen nicht leicht handhaben, da sie an den Formen, Preßformen, Mischvorrichtungen und anderen zur Herstellung von fertigen Gegenständen verwendeten Vorrichtungen haften. Die Zugabe von Wasser zu solchen klebrigen Massen führte ganz unerwartet zu nicht-klebrigen Hydrogelen, welche Mehlteig oder Kitt glichen. Die zuzugebende Wassermenge ist nicht kritisch, im allgemeinen ist jedoch wenigstens 1 Teil pro 100 Gew.-Teile Harz erforderlich. Eine obere Grenze gibt es nicht, da sich das überschüssige Wasser als separate Phase von der teigartigen Masse abtrennt.Infolge der Phasentrennung fungiert das überschüssige Wasser - falls das verwendete Lösungsmittel zum größten Teil mit der Wasserphase nicht mischbar ist - als Schutzschicht, die einen raschen Verlust des Lösungsmittels aus dem weichgemachten Polymer verhindert.

B 0 B C :^:· ■·. / 0 9 7 0

Aufgrund dieses Umstandes ist es möglich, das weichgemachte polymere Gel während der Verarbeitung und des Transports in einem offenen Behälter ohne Verschluß aufzubewahren. Auf diese Art kann die Polymermischung leicht von einem Gefäß oder Behälter in ein anderes übergeführt, sowie geformt oder formgepreßt oder auf andere Weise bearbeitet werden, ohne daß

, winker· &e-'i die Verwendung von verschmutzend/ Trennmitteln notwendig ist.

Eine einfache bekannte Mischvorrichtung ist alles, was zum Mischen des V/assers mit der Mischung von thermoplastischem Harz und flüssigem organischem Lösungsmittel notwendig ist. Die erhaltenen Hydrogele können entweder sofort verwendet oder gegebenenfalls unbegrenzt unter Wasser gelagert und danach wiedergewonnen und ohne weitere Behandlung verwendet werden.

Wenn sich das organische Lösungsmittel in dem Polymerharz verteilt, dient es zwei verschiedenen Zwecken, nämlich einmal der Bildung eines Gels, welches eine bestimmte Lösungsmittelkonzentration in weichgemachter Form enthält, und zweitens dient das Lösungsmittel als Bläh- oder Verschäumungsmittel bei einer viel niedrigeren Temperatur und Viskosität, als sie zum Verschäumen des ursprünglichen, nicht-weichgemachten Polymerharzes unter Vervrendung eines herkömmlichen, gasartigen Bläh- oder Verschäumungsmittels notwendig wären. Bei Blähtemperaturen von 165 bis 200⁰C, die für Polyarylen-Polyäther-Polysulfone notwendig sind, diffundieren die meisten der herkömmlich verwendeten organischen Lösungsmittel zu rasch aus de: Polyaermischung heraus, als daß sie eine ausreichende Blähung des Harzes bewirken könnten. Während des Blähvorgangs wird auch das Wasser in dem Hydrogel zusammen mit dem normalerweise flüssigen organischen Lösungsmitte], entfernt. Während daher die Einfriertemperatur (Tg) des auf diese Weise behandelten Polymerharzes gesenkt wird, wodurch die Verarbeitungsmöglichkeiten des Polymers bei niedrigeren Temperaturen verbessert werden, erhält man nach Entfernung des flüssigen organischen Lösungsmittels und des Wassers - die beide leichtflüchtig von Natur sind - aus dem Polymerharz einen verschäumten Gegenstand mit den gleichen physikalischen Eigenschaften, wie sie das ursprüngliche Harz vor der Verarbeitung besaß. Dies ist dann

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von außerordentlicher Bedeutung, wenn es sich um Polymere handelt, die infolge ihrer viskoelastischen und Theologischen Eigenschaften oder Hitzeunbeständigkeit schwierig zu verarbeiten sind.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Hydrogelteig hat eine niedrigere Viskosität als eine Mischung, die nur .aus Harz und einem organischem Lösungsmittel besteht, wodurch die Anforderungen hinsichtlich des Drucks bei der Verarbeitung geringer sind. Ein weiterer Vorteil des Teigs besteht darin, daß er sich bei höheren Lösungsmittelkonzentrationen besser handhaben läßt , ohne zu kleben.

Außerdem sind bei dem erfindungsgemäßen Teig die Fließeigenschaften für das Vorformen vor dem Übertragen in die Preßform für den endgültigen Fließ- und Verschäumungsvorgang bester. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auch ein rascher Verlust des Lösungsmittels und eine Nichthomogenität während der Lagerung der Lösungsmittel-Harz-Mischung verhindert. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte niedrigere Viskosität erleichtert außerdem die Zugabe von größeren Mengen von feinteiligen Materialien und Fasern durch direktes mechanisches Mischen in den Hydrogelteig. Das Verfahren bietet außerdem den Vorteil, daß Preßformen mit niedrigerem Druck verwendet werden können, die aus Gips oder Silikonkautschuk hergestellt sind. Schließlich bietet dieses Verfahren auch noch den Vorteil, daß man bei Verwendung einer

/(core aatrix;
Stempelpreßforn/fertige, verschäumte Gegenstände mit einer kontinuierlichen glatten Oberfläche ohne überstehende Ränder an den Grenzstellen erhält.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf vielen Gebieten praktisch angewendet werden. Auf dem Gebiet der Automobilherstellung können beispielsweise zusammengesetzte Strukturen, bei welchen es sich um eine Schichtenkonstruktion (zwei Schichten) oder eine einzelne SchichtverStärkung handelt, für v/iederhergestellte Pahrzeuge und Tür- und Karosserieversteifungen hergestellt v/erden. Die Schichten können aus Glas, Metallstanzteilen oder Kunststoff sein. Diese Strukturen können spritzgegossen, unter

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Vakuum geformt, gegossen oder nach anderen bekannten und üblichen Verfahren hergestellt werden. Energieabsorptions-Vorder- und Rückteile können ebenso hergestellt werden wie schaumgefüllte hohle Bauelemente zur Verleihung von zusätzlicher Biege- und Kompressionsfähigkeit.

Auf dem Gebiet der Medizin können Schaumkunststofföfen, Inkubatoren, Wärme- und Sterilisiervorrichtungen hergestellt werden. Außerdem können auch medizinische Wegwerfgegenstände, Prothesenvorrichtungen, die aus korrektiven orthopädischen Gipsformen gegossen werden, wie z.B. Nacken- und Rückenstützen, künstliche Skeletteile und Stützformen für den Körper, hergestellt werden. Es können auch verschäumte Verbundformteile hergestellt werden, bei welchen Füllstoffverstärkungen, wie Glasfasern, Glasgewebe, Glasseidenmatten oder Thornel-Fasern, verwendet werden, um das Verhältnis von Biegefestigkeit zu Gewicht des erhaltenen Gegenstandes zu erhöhen.

Aus den erfindungsgemäßen Materialien oder Zusammensetzungen können auch Gebrauchsgegenstände, wie Thermosflaschen (mit einem äußeren Wärmemantel und einem Glaseinsatz) bzw. -kannen, Kunststoff- oder Metallkaffeemaschinen und Zubehör sowie Essenwarmhaltevorrichtungen hergestellt werden.

Auf dem Gebiet des Sports können glasgefüllte, verschäumte Ruder, Tennisschläger, Bootsrümpfe, Schneemobilmotorhauben, Deck- und Schottenisolierungen und Schwimmhil£en hergestellt werden.

In der Möbelindustrie können unter Verwendung von verschäumten Massen über Metalldrähten oder -stäben Möbelkörper hergestellt werden, welche dann mit flexiblen Schaum- und Stoffüberzügen fertiggestellt werden.

Auf militärischem Gebiet können Energieabsorptionsvorrichtungen für Fallschirmsprünge, Unterstände und dergleichen sowie verschäumte Kerne mit und ohne überzüge für Teile, wie Flugzeug rahmen, hergestellt werden. Bienenwabenförmige Rahmen (core) aus

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Metall oder Kunststoff können mit dem Schaum gefüllt werden, um die physikalischen Eigenschaften zu verbessern.

Für allgemeine kommerzielle Anwendungen können unter Verwendung von Molybdendisulfid, Graphit, Bronze, Teflon und Zinnpulver "trockene" Kunststofflager hergestellt werden, die mit engen Toleranzen formgepreßt werden. Die Tragfähigkeit von Bienenwabenformen aus Metall oder nicht-metallischem Material kann durch Füllen der Waben mit Schaum mit niedriger Dichte verbessert werden. Das verschäumte Harz kann auch dazu verwendet werden, die einzelnen Drähte einer iüelef onkabelkonstruktion voneinander zu trennen.

Außerdem eröffnet die Möglichkeit,klebende(adhesive)gruiidierte und nicht-grundierte Metallein3ätze in einer einzigen. Stufe zu verschäumen und zu verbinden,neue Wege zur Herstellung von Elektromotorgehäusen und flachen Rotoren.

Für das Baugewerbe können Schallabsorptionsplatten, wie z.B. aus Bleipulver plus Polyarylen-Pory-äther-Polysulfon-Schaura, Druck- und Kälteschutzmaterialien und akustische Platten hergestellt werden.

Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung als dekoratives Holzersatzmaterial für Tür - und Eingangspfeiler, Fensterläden, Schwimmer für Heißwasserbehälter und Abgabevorrichtungen für Verkaufsautomaten von heißen Getränken und Nahrungsmitteln.

Auf dem landwirtschaftlichen Sektor können aus Sägemehl und Zellulosefüllstoffen in Kunststoffschäumen biologisch abbaubare Kunststoffpflanzenbehälter hergestellt werden. Sie können auch für Pellets , aus denen Herbizide und Insektizide langsan freigesetzt werden, sov/ie für Bei/ässerungsleitungen nützlich sein.

Im Kunstunterricht können mit Hilfe von einfachen Gipskautschukoder Silikonkautschukformen und einem heißen Luftofen Skulpturen, und ESb3stäbliche Hodelle, Mobiles und Schul-Ausstellungsstücke hergestellt werden. ₆ „ ₈ „ ₂ „ , „ _{g 7 fl}

Die sehr unterschiedlichen Bedingungen, unter welchen der erfindungsgemäße Verschäumungsvorgang durchgeführt "werden kann, waren ebenfalls sehr überraschend. So kann man beispielsweise die Verschäumungsstufe bei hohen Temperaturen unter Verwendung von Wasserdampf, heißem Wasser, eines Ofens oder einer anderen Wärmeübertragungsvorrichtung vornehmen; man kann jedoch auch unter ganz entgegengesetzten Bedingungen arbeiten, nämlich

bei Zimmertemperatur oder indem man aas Hydrogel in eine Vakuumvorrichtung gibt, wie einem Yakuumofen, und unter Verwendung von organischen Lösungsmittel geringer Flüchtigkeit, wie Methylenchloria, wodurch Lösungsmittel und Wasser in relativ kurzer Zeit entfernt werden. Dies ermöglicht offensichtlich, sowohl die Einsparung von Energie als auch die Yerschäumung von Polymeren mit außerordentlich niedriger Wärmebeständigkeit oder von Polymeren,welche Zusatzmittel oder Füllstoffe mit außerordentlich niedriger Wärmebeständigkeit enthalten. Das Arbeiten bei niedrigen Temperaturen bewahrt außerdem auch, mechanisch zerbrechliche Füllstoffe davor, zu brechen, was normalerweise bei herkömmlichen Verfahren unter Anwendung von hohen Temperaturen und beim Extrudieren mit hoher Schergeschwindigkeit auftreten würde.

Es kann auch eine Zwischenstufe angewendet werden, indem das Hydrogel kalt in einer Rückführform, von welcher das überflüssige Hydrogel entfernt und zu der Hydrogelquelle zurückgeführt wird, vorgeformt wird, wonach dann der kalte, vorgeformte Gegenstand in einer ähnlichen Form in einen Heißluftofen gegeben wird, wo die Verschäumung stattfindet« Gegebenenfalls kann auch das kalte Hydrogel in einer Vorform geformt werden -wobei wieder das überschüssige Hydrogel entfernt und zu der Hydrogelquelle zum Vorformen zurückgeführt wird - und danach entweder in der gleichen Form oder in einer zweiten Form verschäumt v/erden, wobei wieder nicht benötigtes Harz eingespart wird. Dieses Verfahren ist insbesondere zur Herstellung von verschäumten Polyarylen-Polysulfon-Nahrungsmittelbehältern geeignet.

Ein weiteres geeignetes Verfahren zur Verarbeitung der erfindungsr

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gemäßen Hydrogele ist die Herstellung von verschäumten Polymertafeln durch direktes Schlitzgießen des Hydrogels in einen Ofen zwischen Walzen und Bänder, welche entsprechend dem Volumen des verschäumten Polymers während des Verschäumungsvorgangs nach und nach expandieren,

•Die Herstellung von verschäumten Gegenständen kann in verschiedenen Arten von Formen vorgenommen werden, wie z.B. in Teleskopformen ebenso wie in festen oder nicht-expandierenden, nicht-teleskopartigen Formen. Die ersteren sind komplizierter als die letzteren und haben den Vorteil, daß sie während des Verschäumungs- oder Blähvorgangs verstellt werden können, damit sich der verschäumte Gegenstand den genauen inneren Umrissen der Form anpassen kann, wodurch Strukturfehler, wie Blählöcher, rauhe oder ungleichmäßige Oberflächen usw., vermieden werden. Wenn der Hersteller jedoch über umfangreiche Erfahrung verfügt, können auch unter Verwendung von festen Formen verschäumte Gegenstände hergestellt werden , die frei von Strukturfehlern und Mangeln sind, indem Vorformteige innerhalb eines engen Gewichtsbereichs gewählt werden, so daß die geschäumten Gegenstände sich den inneren Umrissen der Form eng anpassen. Dies wird in mehreren Beispielen dargestellt, in welchen die Herstellung von formgepreßten Stäben beschrieben wird.

Eine weitere praktische Anwendungsart der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Pellets aus thermoplastischem Polymer, die hergestellt werden, indem das thermoplastische Polymer in einem Imbibitionstank mit dem organischen Lösungsmittel und · dem Wasser getränkt wird, wonach das erhaltene Hydrogel dann in eine Homogenisiervorrichtung und anschließend in eine erhitzte Pelletisiervorrichtung weitergeleitet wird, wo aus dem jeweiligen Polymer Pellets hergestellt werden, die sowohl Lösungsmittel als auch Wasser enthalten. Bei diesem Verfahren .haften die gebildeten Pellets nicht aneinander, selbst wenn sie "mehr als das Dreifache der Lösungsmittelkonzentration enthalten, die normalerweise ein Aneinanderkleben der Pellets verursachen

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würde * Diese Pellets können dann in eine Form gegeben werden, wo sie auf die Abmessungen der Form verschäumt werden. Dieses Verfahren ist weitaus besser als das vorbekannte Verfahren,

wonach das Polymer vorpelletiert und dann

versucht wurde, die vorgeformten Pellets mit Lösungsmittel zu tränken. Bei dem vorliegenden Verfahren erzielt man viel höhere Blähmittelkonzentrationen in Form von Lösungsmittel und Wasser in den Pellets, als dies normalerweise durch Tränken von vorgeformten Pellets mit Lösungsmittel möglich ist, da dieses Verfahren dadurch erschwert wird, daß die Diffusions zeit durch die Wände der vorgeformten Pellets ziemlich lang ist und die Lösungsmittelkonzentration auf der äußeren Oberfläche der Pellets im allgemeinen so hoch ist, daß die Pellets klebrig werden uad aneinander haften. Wie dem Fachmann bekannt ist, ist es nicht vorteilhaft, eine Form mit klebrigen Pellets zu beschicken.

Bei einem anderen Verfahren wird der Hydrogelteig in eine Abteilung eines geformten Siemes gepreßt und verschäumt»I)ie Oberfläche des verschäumten Gegenstandes hat dann ein gitterartiges Aussehen.

Den polymeren Hydrogelen können gegebenenfalls verschiedene Füllstoffe in unterschiedlichen Mengen, d.h. von etwa 1 bis etwa 60 Gew.-%, zugegeben werden. Bei diesen Zusatzraitteln kann es sich um Glasfasern; Zellulosematerialien, wie Sägemehl, Papier, Rohr, Schilfrohr oder Bambus; Thornel (Handelsname für Kohle fasern der Firma Union Carbide); Graphit; Molybdendisulfid, Teflonfasern (Handelsname für Polytetrafluoräthylen); Metallteilchen und -fasern, insbesondere pulverförmige Bronze, Stahlwolle, pulverförmiges Eisen oder Zinn; Bariumferrit; Al₂O-* · 3HpO; Vermiculit; natürlichen oder synthetischen Kautschuk handeln.

Die Anwesenheit von -Al₂OjOHgO allein oder in Verbindung mit Vermiculit verleiht den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verschäumten Gegenständen Feuerbeständigkeit.

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Gemäß einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung können die verschäumten Gegenstände auch in Form eines Schichtstoffs hergestellt werden, der aus wechselnden Schichten von verschäumtem Polymerharz und Faserfüllstoffen in Mattenform besteht.

Wenn zur Regelung der Form des verschäumten Gegenstands eine l'orr: verwendet wird, kann diese aus den unterschiedlichsten Materialien von Stahl oder mit Teflon beschichtetem Stahl bis zu Silikonkautschuk, Gips oder sogar poröser Papierpulpe hergestellt sein.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestellt darin, daß Bauteile in die Form mit dem kolloidalen Gel gegeben werden, um ein verschäumtes Verbundteil herzustellen, bei welchem diese Bauteile fest mit dem verschäumten Verbundmaterial verbunden sind. Bei diesen Bauteilen kann es sich um metallische oder nicht-metallische Teile handeln. Falls die Bauteile aus Metall sind, sind diese insbesondere als elektrische Leiter, Elektromagnetspulen, Permanentmagneten und Metallmaschen oder -gitter geeignet.

Erfindungsgemäß hergestellte, bevorzugte verschäumte Verbundteile auf dem Elektrogebiet sind verkapselte Komponenten, wie Audiotransformatoren, Kondensatoren oder Widerstände.

Bevorzugte nicht-metallische Bauteile sind aus Zellulosematerialien und gewebten Glasfasermatten hergestellt.

Es wurde außerdem gefunden, daß, wenn die verschäumten Gegenstände aus Pellets hergestellt werden, die Dichte und Kugelform dieser Pellets leicht gesteuert werden kann, indem man zunächst vor dem Verschäumen - die Pellets aus Hydrogelteig bei Zimmertemperatur unter normaler Atmosphäre stehenläßt, wobei eine gewisse Menge des organischen Lösungsmittels und des Wassers an der Oberfläche der Pellets verdampft, und dann die Verschäumungsstufe durchführt, indem man die Pellets erhöhten Temperaturen aussetzt. Zur Erzeugung der erhöhten Temperatur ist heißes bis siedendes Wasser (d.h. 40 - 100⁰C) ein billiges, zweckmäßiges Mittel. Im allgemeinen läßt man die Pellets

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wenigstens etwa 45 Minuten bei Zimmertemperatur der Atmosphäre ausgesetzt stehen.

Eine weitere Ausführungsform des verbesserten Verfahrens zur Herstellung von verschäumten Gegenständen mit niedriger Dichte besteht darin, daß man dem Hydrogelteig zusammen mit dem normalerweise festen thermoplastischen Polymerharz, dem organischen Lösungsmittel und dem Wasser eine geringe Menge, d.h, weniger als etwa 10 Gew.-%, eines wasserlöslichen Zusatzmittels zugibt» Dadurch erhält der verschäumte Gegenstand eine porösere Struktur.

Ein Nebenvorteil der erfindungsgemäßen Hydrogelteige besteht darin, daß bei dem Verschäumungsvorgang die Verarbeitung von Füllstoffen bei niedrigeren Extrusionstemperaturen möglich j st, als sie herkömmlicherweise bei Polymeren mit einer hohen Glasübergangstemperatur, wie den Polyarylen-Polyäther-Polysulfonen, angewendet werden. Dies ist von besonderem Vorteil bei der Herstellung von verschäumten Gegenständen mit erhöhter Feuerbeständigkeit. So kann beispielsweise Aluminiumhydrat, Al₂O₃*3H₂O, das bis zu 138⁰C beständig ist, als Füllstoff für Polysulfone oder andere thermoplastische Polymere mit einem hohen Tg-Wert verwendet werden, ohne daß es seine drei Hydratationswasser während der Verschäumung des gewünschten Gegenstandes verliert. Genaue Daten werden in den Beispielen angegeben.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Alle Teile und Prozentsätze beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

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Beispiele 1-7

Zu 400 g ÜDEL-Polysulfon-P-1700-Harz, das sich in einer Flasche mit weitem Hals und mit 3»785 1 Fassungsvermögen befand, wurden unter Rühren 319,2 g Methylenchlorid gegeben. Die Flasche wurde dann verschlossen und 16 Stunden lang bei Zimmertemperatur stehengelassen. Man erhielt ein braunes Polysulfon-Methylenchlorid-Gel, welches mit 558 g Wasser gemischt wurde. Die Farbe des Gels veränderte sich von braun in weiß.

Diese Mengen bildeten die Standardteigmischung (STM). Wenn in den folgenden Beispielen auf die Standardteigmischung Bezug genommen wird, sind damit die oben genannten Gewichtsverhältnisse von Lösungsmittel zu Polymer gemeint.

30 g der STM wurden bei Zimmertemperatur mit der Hand in eine Aluminiummetallform von 203»2 χ 203,2 χ 3,175 mm, die ein rundes Loch von 123,825 mm Durchmesser hatte, gepreßt. Die erhaltene Teigvorform wurde dann bei 155°C in eine erhitzte teleskopartige Aluminiumform gegeben, die aus einer oberen Aluminiumscheibe von 127,0 mm bestand, welche an der oberen Platte einer Presse befestigt war und welche in einen Reifen glitt, worin sie auf eine weitere Aluminiumscheibe von 127,0 mm traf.

Der Reifen und die untere Scheibe waren nicht an der Bodenplatte der Presse befestigt.

Nach Einführen der Teigvorform wurde die Presse geschlossen, und beide Scheibenoberflächen übten einen Druck von 3,5 .kg/cm² auf den vorgeformten Teig aus. Während der folgenden 15-25 Sekunden fand infolge der Verflüchtigung der Lösungsmittel ein Druckaufbau statt. Der Druck baute sich bis zu einem Wert von 10,64 kg/cm auf, wonach die Presse langsam geöffnet wurde, um einen Druck von 8,75 bis 10,50 kg/cm aufrechtzuerhalten. Die •Freigabe des Drucks ermöglichte eine Bewegung der Formoberflächen, was eine Ausdehnung der Form mit anschließender Freisetzung von Lösungsmittel und Wasserdampf aus der Form und eine

B 0 9 S 2 ·:, / Π 9 7 0

- 20 - 25580U

Expansion des Polymers in Gang setzte.Während der Verweilzeit in der Form wurde der Druck durch einen kontinuierlichen Verlust von Lösungsmittel- und Wasserdampf weiter auf etwa 3,5 kg/cm oder weniger vermindert. Nach insgesamt k Minuten wurde die Form geöffnet, und die verschäumte Scheibe wurde entnommen. Die Scheibe hatte auf beiden Seiten eine glatte Oberfläche und besaß eine Dichte von 0,19 g/ccm.

In der folgenden Tabelle I wurden praktisch die gleichen Parameter zur Herstellung verschiedener verschäumter Scheiben nach dem oben beschriebenen Verfahren verwendet.

609828/0970

σ cd. -■j

Tabelle I

(unter Verwendung einer ausziehbaren Aluminiumform von 127 mm)

POLYSULFON P-1700

Bei spiel	Vorform STM-Gew. g	Füllstofftyp in Vorform, Gew. in g	I Form- einführ- temp. C	Druck bei geschloss. Form ₂ kg/cm	Vermind. Druck« kg/cm von - bis	Gesamt formzeit Min.	Dichte d. ^: Gew.-% verschaum- ; an ten Scheibe¹ Füllstoff g/ccm ;	-
1	30	keiner	155	3,5	8,75 - 3,5	4	0,19 i	28,5
2	45	PPG-Glasmatten, ungewebt AMM-1 ^ 11,2 g	165	3,5	8,75 - 2,8	3,5	0,47	39,2
3	40	AMM-1 17 g	165	4,2	8,75 - 3,5	3,0	0,51	45,3
4	35	AMM-2 ^ 18 g	165	3,5	8,40 - 2,8	3,5	0,65	-
5	20	keiner	155	3,5	8,75 - 2,8	3,0	0,31	50
6	45	Zellulose fasern in Wasser, Trockengew.25 g	155	3,5	14.21 = 30 Se 7,0 = 30 Sei; bei 5,25 kühl	k. 3,0	0,51	, 35
7	57,5	Stahlwolle fasern, 13,3 g	155	3,5	8,75 - 2,1	4,0	0,47

- 21 -

Fortsetzung Tabelle I

OT O CO CO K> OO

Beispiel	Bemerkungen
1	glatte Oberflächen
2	die Glasstränge sind an der Oberfläche nicht sichtbar (glatt)
3	glatte Oberflächen
4	einige Stränge sind an der Oberfläche sichtbar, jedoch ziemlich glatt
VJl	sehr glatte Oberflächen
6	etwas rauhe Oberflächen
7	die Fasern sind an der Oberfläche siditbar; die Scheibe wird durch ein Magnetfeld angezogen.

(a) AMM-1 ist eine Stapelglasseide-Verstärkungsmatte, die von der Firma Pittsburgh Glass Company vertrieben wird und mit einem stark bindenden Harz beschichtet ist,

(b) AMM-2 ist eine Stapelglasseiden-Verstärkungsmatte, die von der Firma Pittsburgh Glass Company vertrieben wird und mit einem mittelstark bindenden Harz beschichtet ist.

- 22 -

Beispiele 8-14

Eine weiß-pigmentierte Folie aus UDEL-Polysulfon-P-1700 von 127 mm Durchmesser und 0,229 mm Dicke wurde auf den Boden

der in Beispiel 1 beschriebenen 127 nra ausziehbaren Form

gelegt. Auf die Kunststoffolie wurde eine vorgeformte Scheibe von 123,825 mm Durchmesser der aus Polysulfon hergestellten

STM gegeben, und die Presse wurde unter einem Druck von 3,5 kg/cm geschlossen. Die Temperatur der Presse betrug

155°C. Der Druck innerhalb der Form erhöhte sich im Laufe von

20 Sekunden auf 14,0 kg/cm², wonach er langsam freigegeben wurde, um ihn 30 Sekunden auf diesem Wert zuhalten und danach auf 5,25 kg/cm· freizugeben. Innerhalb von insgesamt 3 Minuten sank der Druck infolge der Verflüchtigung von organischen Lösungsmitteln und Wasser beim Trennen der Formoberflächen auf einen Wert von 2,1 kg/cm ab. Nach 4 Minuten wurde die Presse geöffnet, und es wurde eine verschäumte Scheibe, die

mit der Polysulfonfolie verbunden war, entnommen.

In Tabelle II sind weitere Beispiele, die unter Verwendung von anderen Verbundmaterialien durchgeführt wurden, beschrieben.

609828/0970

	Vorform STM-Gew. g	Tabelle	Form- Druck der temperatur geschloss ⁰C Form,ρ kg/cm	II	Gesamt form zeit Hin.	mm
	40	Polysulfon-Verbundteile, hergestellt in	155 3,5		4	Dichte des Verbundteils, g/ccm
Bei spiel		Isolations material, Dicke (mm)	einer Scheibenform von 127		0,25
8	0,229 mm, weiße PoIy- sulfonfolie	Verminderter Druck, von -pk^is kg/cm
	14,0 - 5,25

14

30

	11	40
O
CD
CO
f-O	12	30
CO	13	30
CD
OD
CD

30

0,229 mm, 155

weiße PSF-0,508 mm

Folie auf Kraftpapier einlage

0,254 mm, 155

CR. -Stahl scheibe, einseitig grundiert mit Polysulfongrundierlösung*

Cordsamtscheibe 155

bedruckter Musselin- 155 stoff

0,508 mm,
Kraft-Papier auf beiden Seiten des vorgeformten Teils

3,5

14,0 - 5,25

14,0 - 3,5

- 2,8

- 3,5

14,0 - 3,5

4 4

3,5

0,30

0,20 0,26

0,22

- 24 -

Fortsetzung Tabelle II

Beispiel Bemerkungen

8 leicht wellige Oberfläche der eingelegter. Folie, verglichen mit Oberfläche vor dem Einlegen.

C₀ 9 das Kraft-Papier haftete nicht an der ;_s. PSF-Folie. Stark verbesserte Folienober-

■u fläche.

° 11 die Haftung des Stahls am Schaum betrug ^ beim Abschälen mit Instron-Kreuzkopf-

Ρ? geschwindigkeit von 50,8 mm/Min.

3,215 kg/cm.

12 ausgezeichnete** Haftung des Tuchs am Schaum.

13 ausgezeichnete** Haftung des Tuchs am Schaum.

14 ausgezeichnete** Haftung des Papiers am Schaum.

* Die Stahleinlage wurde in eine 10%ige Lösung (Gew.-%) von Polysulfon in Methylenchlorid getaucht, bei Zimmertemperatur 20 Minuten lang getrocknet, dann 10 Minuten lang bei 100 C ^ gehärtet und anschließend noch 10 Minuten lang bei 36O°C ßehäb:tet. ^³

** "Ausgezeichnet" bedeutet, daß sich der Schaum im Abschältest nicht von dem Verbundsubstrat löste.

- 25 -

Beispiel 15

Eine Aluminiumwabe von 152,4 χ 152,4 mm mit einer Höhe von 12,7 nun und Zellen von 4,762 mm, die von der Firma Hexcel aus der Legierung 5052 mit einer Stärke von 0,0508 mm hergestellt worden war, wurde wie in Beispiel 11 durch Eintauchen in eine Lösung von Lösungsmittel und Polysulfon-P-1700-Harz grundiert und dann mit STM-Polysulfon gefüllt, indem der weichgemachte Hydrogelteig in einer Dicke von 3,175 nun über die Wabe gelegt und mit einer Holzwalze von 25,4 mm Durchmesser gewalzt wurde.

Die gefüllte Wabe wurde dann bei einer Temperatur von 120⁰C zwischen die Platten einer "Carver"-Presse gegeben und einem

Druck von 2,8 kg/cm ausgesetzt. Die Wabe, die nach 8 Minuten entnommen wurde, war vollständig mit Polysulfonschaum gefüllt. Es wurde eine Haftkraft zwischen dem Schaum und dem Aluminium von 0,4465 kg/cm beim Abschälen ("Instron"-Zugfestigkeitstestvorrichtung bei 50,8 mm/Min. Kreuzkopfgeschwindigkeit) gemessen.

Druckfestigkeitsversuche, die mit gefüllten und ungefüllten Proben, welche gemäß der obigen Beschreibung hergestellt worden waren, durchgeführt wurden, ergaben die folgenden Eigenschaften:

- "Hexcel Core" ohne Schaumfüllung = 21,933 kg/cm² bei 3 % Dehnung.

- "Hexcel Core" mit Schaumfüllung » 78,40 kg/cm² bei 2 % Dehnung.

- Die Dichte des Schaums betrug 0,19 g/ccm. Beispiele 16 - 31

Durch Einlegen von mehreren grundierten und nicht grundierten Metallsubstraten zusammen mit weichgemachtem Polysulfon-P-1700-

609820/0970

Harz in die in Beispiel 1 beschriebene ausziehbare Form von 127 mm bei 180 - 19O°C und einem Verweildruck von 14,0 kg/cm² während mindestens 40 Sekunden vor Nachlassen des Drucks und Entfernen des Teils aus der Form wurden Verbundteile hergestellt welche die in Tabelle III aufgeführten Werte besaßen«

6 0 9 8 /. P / 0 9 7 0

Tabelle

III

	23	Metallhaftkraft; weichgemachte PSF-Schäume	Substrat	Grundbeschichtung	Grundschicht-	(180 - 19O⁰C)*	Eigenschaft	haftend
Bei	24			einbrenn- /, \ temperatur C^ '	Abschäl-	(nachteilig)	haftend
spiel	25	Kupfer	keine	-	festigkeit kg/cmv^c/	haftend	haftend
16	26	Kupfer	SO mit Silanend- / \	180	O	haftend	haftend/zus.häng
17	27		gruppen^ '		0,1786		50:50 zus.-hängend
	28	Kupfer	SO mit Silanendgruppen	240		haftend	haftend ,. .
σ> 18		Kupfer/CuO Λ +■ Cf	keine	-	0,1786	zusammenhängend (CuO) zusammenhängend	ro
° 19 CD '-^	29	CXg. Kupfer/CuO	10 % PSF/CH-Cl-	180	1,8753	(CuO;	·, .. -. οι zus.-hangend (J₁ OD
CO ro 20	30	ctg.			1,1430	zusammenhängend (CuO)	haftend 0
	31	Kupfer/CuO ctg.	10 % PSF/CH₂C1₂	240		zusammenhängend	zus.-hängend J^
"^ 21 CD		Kupfer/CuO	SO mit Silanendgruppen	180	2,0539	(CuO;
S ²²	ctg.			1,1430
O	Aluminium	keine	-
Aluminium	10 % PSF/CH₂C1₂	180	O
Aluminium	10 % PSF/CH₂C1₂	240	0,1072
Aluminium	SO mit Silanendgruppen	180	0,4465
Aluminium	SO mit Silanendgruppen	240	1,9646
kaltgewalz	keine	_	4,1078
tes Stahl			O
kaltgewalz tes Stahl	10 96 PSF/CH₂C1₂	320
kaltgewalz- fpe ς+ahi	SO mit Silanendgruppen	180	3,4113
OCu k> LcLIXX kaltgewalz	SO mit Silanendgruppen	240	0,5537
tes Stahl			3,4827

- 28 -

Forts. Tabelle III

* Verschäumtes PSF, hergestellt bei 180 - 190 C - 40 Sekunden.

(a) Beschichtung:Bisphenol-A mit Endgruppen begrenzters Sulfonoligoraer mit 3-Chlorpropyl-trimethoxysilan, Gew.-Verhältnis 10:90.(Coating:10/90 by wt.end capped bisphenol-A terminated sulfone oligotner with 3-chloropropyl-trimethoxy silane).

(b) Einbrennzeit 10 Minuten.

σ) (c) Instron-Gerät, 50,8 mm/Min. Kreuzkopfgeschwindigkeit, ο

- 29 -

Beispiele 52 - 36

Aus zwei verschäumten Aluminiumstempelformpreßplatten gemäß Figur 1 wurde eine ausziehbare Form hergestellt, die speziell für die erfindungs gemäß en Hydrogelteigzusammensetzungen geeignet war. Die Grundformplatte hatte eine plane Unterseite und eine plane Oberseite mit vielen, in regelmäßigen Abständen angeordneten abgestumpften, rechteckigen Pyramiden 4, welche mit der Oberseite fest verbunden waren. Die obere Formplatte hatte eine plane Oberseite und eine plane Unterseite, die ebenfalls mit vielen, in regelmäßigen Abständen angeordneten, abgestumpften, rechteckigen Pyramiden 4 versehen war, welche fest mit der Unterseite verbunden waren. Diö Grundplatte und die obere Platte saßen in dem in Figur 4 dargestellten Rahmen, der sie zwar eng zusammenhielt, ihnen jedoch an den Außenkanten genug Spielraum ließ, daß sie hinein- und herausgleiten konnten,und zwar in der Weise, daß jeweils die Seite 2 einer Platte der Seite 2 der anderen Platte gegenüberlag und mit den abgestumpften, rechteckigen Pyramiden der anderen Platte ineinandergreifend zusammengebracht werden konnte. Die abgestumpften, rechteckigen Pyramiden der oberen Platte fügten sich also in die Zwischenräume der abgestumpften, rechteckigen Pyramiden der Grundplatte ein und umgekehrt. Dies ist leicht zu erreichen, indem die zwei Platten auf einer ebenen Fläche nebeneinandergelegt werden, wobei die Pyramiden jeder Platte nach oben zeigen und wie in Figur 2 ausgerichtet sind. Wenn dann eine der beiden Platten gehoben, um 180⁰C gedreht und auf die andere Platte gelegt wird, greifen die abgestumpften, rechteckigen Pyramiden ineinander.

Die zwei Formpreßplatten, die auf diese Weise in dem Rahmen gemäß Figur 4 angeordnet und mit einer Schicht von einer vorgeformten P-1700-Polysulfon-Hydrogelteigmischung mit einem Gewicht von etwa 130 - 140 g in Form eines Quadrats von 138,11 em versehen wurde, welche dazwischengelegt wurde, wurden in eine Carver-Presse gegeben. Die Form wurde 1 Minute lang unter einem Druck von 5,25 kg/cm² auf 200⁰C erhitzt, dann 1 Minute lang mit Wasser in den Kühlkanälen der Preßplatten abgekühlt und

60982G/0970

25580Λ4

anschließend 4,5 Minuten lang stehengelassen. Danach wurde der Rahmen gemäß Figur 4 von den Formpreßplatten entfernt. Nun wurde die obere Formplatte abgehoben, und man erhielt eine verschäumte Polysulfonhohlraumstruktür gemäß Figur 5 mit den Abmessungen 139,7 x 139»7 x 19»05 mm und einer Dichte von 0,226 g/ccm. Diese Hohlraumstrukturen haben Stützstreben, welche in Figur 5 mit 6, 6a, 6b, 6c und 6d und in der Längsrichtung mit 8, 8a, 8b, 8c und 8d bezeichnet sind. Diese Streben verleihen den Hohlraumstrukturen eine größere Biegefestigkeit, als sie solche Hohlraumstrukturen aufweisen, welche abgerundete Hohlräume der gleichen Hohlraumdichte besitzen.

Die oben beschriebene ausziehbare Form kann nicht nur zur Herstellung von verschäumten Harzgegenständen, sondern für jedes Harz, das fließbar ist und die Form der ineinandergreifenden, zusammengepreßten Preßformplatten annehmen kann, verwendet werden.

Die anderen Proben wurden in ähnlicher Weise unter Verwendung von anderen Harzen hergestellt, wenn in Tabelle IV nicht anders angegeben.

6 0 9 8 2 0/0970

Tabelle IV - Aus P-1700-Polysulfon hergestelltes Hohlraumformteil

CD O Ό

Bei spiel	Vorform STM-Gew. g	Füllmaterial in Vorform, Art und Gewicht (g)	Form- temp. ⁰C	Druck bei geschloss.p Form kg/cm	Gesamt- formpreß- zeitjMin.	Dichte d. Formteils, g/ccm	Füll stoff,
32	140	keines	200	5,25	6 1/2	0,226
33	130	keines	145	5,25	3	0,20	-
34	130	16 g Glasseiden matten, die in abwechselnden Schichten von Kunststoff/Glas/ Kunststoff/Glas/ Kunststoff vorge formt sind	185	5,25	4	0,31	17,1
35	70	45 g Vericulit (30 mesh), gemischt mit STM; 20 g CH_pCl zugegeben zur STM	180 2'	14,0	5	0,34	39,1
36	130 g 20 %iges Glas/Poly- sulfon (1)		170	14,0	5	0,22

(1) kurzer GlasfaserfUllstoff.

- 32 -

ro cn cn oo

Fortsetzung; Tabelle IV
Beispiel Bemerkungen

32 ziemlich glatte Oberflächen

bei dem Formteil

33 glatte Oberflächen bei dem

Formteil

34 sehr glatte Oberflächen,

™ die Glas matte paßte sich

_fjO dem Querschnitt des Formteils

co an und war an der Oberfläche

;ο nicht sichtbar

""· 35 sehr feine Z eil struktur

36

- 33 _ K>

- 34 Beispiel 57

Ein Teil der Standardteigmischung (STM), die aus Methylenchlorid, Wasser und Polysulfon hergestellt worden war, wurde mit einer Holzwalze auf eine Dicke von 3»175 mm ausgewalzt.

Die ausgewalzte Teigscheibe wurde auf Papierhandtücher gelegt und 10 Minuten der Luft ausgesetzt. Mit einer Metallstanze von 3,175 nun Durchmesser wurden Pellets von 3»175 χ 3»175 mm Größe ausgestochen, die man 5 Minuten lang bei Zimmertemperatur (22°C) an der Luft trocknen ließ. Auf diese Weise kleben die Pellets nicht zusammen.

Danach wurden die Pellets bei 90 - 94⁰C in Wasser gegeben. Innerhalb von 3 Sekunden verschäumten die Pellets auf einen durchschnittlichen Durchmesser von 7,937 mm. Einige dieser PeIIeLs klebten aneinander. Die Pellets waren nicht gleichmäßig kugelförmig und hatten eine große Zellstruktur.

Wenn die gleichen Pellets 45 Minuten lang bei Zimmertemperatur getrocknet wurden, bevor sie in heißem Wasser (90 - 94⁰C) gebläht wurden, wiesen sie eine feinere Zellstruktur, eine bessere Kugelform, eine geringere Neigung zum Zusammenkleben im Wasserbad und eine etwas geringere Dichte bei einem durchschnittlichen Durchmesser von 6,350 mm auf.

Beispiel 38

Die in Beispiel 37 beschriebenen Pellets wurden in einen Drahtzylinder gegeben, der aus einem feinen Messingdrahtsieb mit 80 Drahtfäden pro lineare 25»4 mm hergestellt war, wobei aus diesem Drahtsieb ein geschlossener Zylinder von 12,7 mm Durchmesser und 76,2 mm Länge gebildet worden war. Die Menge der Pellets reichte aus, um 5/8 des inneren Zylindervolumens zu füllen. Der Zylinder wurde dann 1 Minute lang in siedendes Wasser getaucht und danach wieder herausgenommen. Man erhielt einen Zylinder aus verschäumtem Polysulfon, der die Form des

6 0 9 8 2 8/0970

_ 35 - 25580U

inneren Volumens des Behälters aus offenem Maschendraht hatte. Jedes Pellet war verschäumt und mit einem angrenzenden Pellet verschmolzen, so daß man einen geformten Gegenstand erhielt.

Beispiel 39

Die in Beispiel 37 beschriebenen Pellets vmrden in ein Extraktionsrohr aus Zellulose mit den Abmessungen 19 x 90 mm (ein an einem Ende offenes, nahtloses Whitman-Rohr, hergestellt von W. & R. Baiston Ltd., England) gegeben.

Das Rohr wurde ebenfalls zu 5/8 seiner Gesamtlänge, bezogen auf das Volumen, gefüllt und in einen auf 130⁰C erhitzten Ofen mit zirkulierender Heißluft gegeben. Nach 10 Minuten wurde das Rohr entnommen, und man erhielt ein verschmolzenes, verschäumtes Polysulfonfurmteil, das der Form des Papierrohrs entsprach. Das Formteil haftete nicht an dem Papierrohr.

Beispiel 40

Die in Beispiel 37 beschriebenen Pellets wurden in ein Pyrex-Becherglas mit 50 ml Fassungsvermögen gegeben, auf dessen Boden ein Zelluloserohr, wie es in Beispiel 39 beschrieben ist, befestigt war, um ein ringförmiges Formteil herzustellen. Die Füllung der Form betrug 12,7 mm. Nachdem man das Becherglas 10 Minuten lang bei 130⁰C in einen Heißluftofen gegeben hatte, erhielt man ein verschmolzenes Polysulfonschaumformteil, das an keinem der beiden Substrate haftete. Aufgrund der Porösität des Rohrs war es möglich, daß das Lösungsmittel - bei einer Teildicke von 9,525 mm - rasch entwich, ohne eingeschlossen zu werden.

Beispiel 41

Wie in Beispiel 37 wurden Pellets hergestellt, wobei jedoch 10 Gew.-^ feine Sandteilchen von 0,508 bis 0,203 mm Durchmesser

609 8 28/0970

physikalisch unter die STM gemischt wurden, bevor die Pellets gestanzt wurden. Durch anschließendes Eintauchen in heißes Wasser erhielt man gleichmäßige, kugelförmige, verschäumte Teilchen von 4,762 bis 5,556 mm Durchmesser.

Beispiel 42

Wie in Beispiel 37 wurden Pellets hergestellt, wobei jedoch dem STM-Polysulfon 4,5 Gew.-% Natriumbicarbonat beigemischt wurden.

Durch anschließendes Verschäumen in heißem Wasser erhielt man verschäumte Kügelchen von 4,762 mm Durchmesser, die eine gleichmäßige Kugelform, eine guts Zellstruktur, eine gewisse Porösität und kein Aneinanderkleben der Pellets während des Verschäumens aufwiesen.

Die Eigenschaft der Porösität, die durch die Zugabe des Natriumbicarbonats hervorgerufen wurde, macht die verschäumten Formteile oder Pellets für solche Anwendungεarten, wie als Katalysatorträger in chemischen Reaktionen, Füllkörper für Destillationskolonnen oder zur langsamen Freisetzung von Bioziden, Herbiziden und Insektiziden, geeignet.

Wenn aus der gleichen Mischung eine Vorform von 19,05 mm Durchmesser und 3»175 mm Dicke mit 12 Löchern von 3»175 mm Durchmesser, die wahllos in die Vorform gestanzt wurden, hergestellt und diese bei 90 - 94⁰C in heißem Wasser gebläht wurde, ver- -schäumte sie zu einer Vergrößerung der ursprünglichen Vorform mit glatter Oberfläche.

Wenn das Bicarbonat nicht zugegeben wurde, erhielt man in diesem Fall eine verzerrte, stark verschäumte Nachbildung der Vorform, die eine sehr rauhe Oberfläche mit starken Zellrändern aufwies.

609828/0970

Beispiel 45

Eine Mischung von Polysulfon-STM und 4,5 Gew.-% Natriumbicarbonat wurde physikalisch zu Platten von 3»175 x 203,2 χ 203,2 mm ausgewalzt. Eine Bogenstanze von 25»4 min wurde dazu verwendet, um aus diesen Platten Stücke von 25,4 mm Durchmesser 3,175 mm Dicke auszustechen.

Diese Stanzstücke von 25,4 mm wurden "bei Zimmertemperatur 1 Stunde lang zirkulierender Luft ausgesetzt und dann bei 125°C in einen Heißluftofen gegeben. Nach 10 Minuten wurden sie wieder herausgenommen. Aus der Originaldicke von 3,175 mm war durch das Verschäumen eine Kugel von 25,4 mm Durchmesser geworden. Sin Durchschneiden der Kugel ergab, daß es sich um eine dünne Wand aus verschäumtem Polysulfon von etwa 1,587 bis 3,969 mm Dicke handelte. Nach diesem Verfahren können geformte, hohle Gegenstände in verschiedenen Formen hergestellt werden. Wenn man den Teig in eine poröse Form gibt, erhält man ein geformtes, hohles, verschäumtes Formteil, das die Gestalt der Form wiedergibt.

Beispiel 44

100 Gew.-Teile Astrel 360 (ein Polysulfon, das von der 3M-Corporation vertrieben wird und einen größeren Anteil an sich wiederholenden Einheiten I /—\. __Λ I

2/ 2 Z

und einen geringeren Anteil an sich wiederholenden Einheiten

enthält) wurden mit 80 Gew.-Teilen eines gemischten Lösungsmittels, das aus 50 YoX-% Methylenchlorid, 20 Vol.-% Äthanol und 30 Vol.-% 1,1,2-Trichloräthan bestand, weichgemacht. Nachdem ein Lösungsmittelgel gebildet worden war, wurde ein Wasserüberschuß zugegeben und mit dem Gel gemischt, um einen nicht-klebrigen Hydrogelteig zu erhalten. Über dem Hydrogel bildete sich eine heterogene Wasserphase. In einer Alumiriiumscheibenform von 127 mm wurde unter Anwendung der in Tabelle V

60982 0/0970

beschriebenen Verxahrensparameter eine Scheibe hergestellt. In der genannten Tabelle ist auch die Dicke und Dichte der hergestellten Scheibe aufgeführt.

Beispiele 45 - 50

Unter Anwendung des in Beispiel 44 beschriebenen Verfahrens wurden Scheiben aus den folgenden Materialien hergestellt: "ICI Polysulfon 200 P"(das sich wiederholende Einheiten

enthält),

"TGD-2100 impact polystyrene" (vertrieben von Union Carbide Corporation als super-schlagfestes Polystyrol) bei zwei verschiedenen Einführtemperaturen, "Cycolac^TD 1001" (ein ABS-Kautschuk, vertrieben von Borg Werner Chemicals), und eine Mischung im Verhältnis von 70 : 30 Gew.-% von Polysulfon-P-1700 und TGDB-2100 und thermoplastischem Polyhydroxyäther (PRNA-8000, vertrieben von der Union Carbide Corporation). Die Verfahrensparameter und Dichten der Scheiben sind ebenfalls in Tabelle V aufgeführt.

609828/0 970

Tabelle V

Fei- Polymer
spiel

Aluminiumseheibenfοrm, 127 mm

Vorform Einführ- Druck d. verminderter Gew. temp. geschloss. Druck durch ⁰C Form, ρ Verdampfen, kg/cm von - bis

kg/cm Gesamtzeit in

Form

Dichte der Scheibe

Astrel 360
(3M)

Polyäthersulfon (ICI)
Grade 200P,
Batch 7172/4

Schlagf. Styrol
TGD-2100

40 g

Cycolac TD1001 40 g

70 % P-1700, 40 g
30 % TGDB-2100

240⁰C, 10 Min. gehalten

30 g 165⁰C

40 g 145⁰C

145⁰C

150⁰C

Phenoxy- 40 g 110⁰C PRNA-8000 Nat.
Batch C-91-24B ■

3,5

TGD-2100

35 g 100°C 3,5

- 39 14,21 - 1,75

14,21 - 1,75

10,57 - 1,75

8,75 10,57 - 1,75

10 Min.

12 Min.

0,165 g/cem

0,218 g/cem

gekühlt nach 0,328 g/ccm

90 Sekunden, «

entnommen n. w

500 Sek. ^

gekühlt nach
190 Sek.,
entnommen n.
500 Sek.

gekühlt nach 0,212 g/ccm

180 Sek.,
entnommen n.
500 Sek.

10 Min. auf 0,216 g/ccm 11O⁰C gehalten, ¹^ 10 Min. gekühlt ^j

gekühlt nach 200 Sek., °o entnommen n. 500 Sek. °

2558ÜU

Beispiel 51

Aluminiumhydrat , auch bekannt als Hydrargillit (0-331 Alcoa-Grad, 99 % mit einer Maschenanalyse von 325; Al₂O-Z*3H₂O), wurde physikalisch unter die Standardhydrogelteigmischung von P-1700-Polysulfon gemischt, bis es einen Gew.-Anteil von 20 % in der Mischung ausmachte. Aus einer Vorform, welche die Abmessungen 1,587 x 127 x 127 mm hatte, wurde in einer Carver-Presse unter Verwendung einer festen Form bei 138°C und einer Verweilzeit von 2 Minuten eine verschäumte Platte von 31175 mm Dicke hergestellt. Diese Probe wurde dann nach dem ASTM-Testverfahren D-2863-74 unter Anwendung des Sauerstoffindex-Verfahrens auf ihre Entflammbarkeit getestet. Außerdem wurde sie hinsichtlich der Rauchdichte (ASTM D-2840-74) und Brenngeschwindigkeit (U.L.-Bulletin 94 "Burning Rate Code") bewertet. Aus den erhaltenen Daten, die in Tabelle VI aufgeführt sind, ist eine deutliche Verbesserung in der Brenngeschwindigkeit, Rauchdichte und Entflammbarkeit im Vergleich zu bisher verfügbaren Zusammensetzungen zu ersehen. Der Fachmann wird erkennen, daß diese verschäumten Platten nicht durch herkömmliche Extrusionsformpreßverfa hren hergestellt werden können, da bei den Temperaturen, die normalerweise zum Extrudieren von Polysulfonharzen benötigt werden, das Hydratationswasser aus dem Aluminiumhydrat verlorengehen würde.

Beispiel 52

Beispiel 51 wurde wiederholt, wobei jedoch der Mischung auch Vermiculit zugegeben wurde, so daß die endgültige Zusammensetzung 70 % P-1700-Polysulfon, 20 % Al₂O₃*3H₂O und 10 % Vermiculit umfaßte. Die mit dem verschäumten Gegenstand dieser Zusammensetzung erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle VI aufgeführt.

Bei der Vergleichsprobe A handelt es sich um eine spritzgegossene Probe von P-1700-Polysulfon, während die Vergleichsprobe B eine Probe von P-1700-Polysulfon ist, die aus der Standardteigmischung

6 0 9 ? 2 : ■ / 0 9 7 0

25580A4

verschäumt wurde; keine der Vergleichsproben enthält Aluminiumhydrat.

Tabelle VI

Beispiel	Sauerstoff-	Rauch- f" \	Brennge-	Teilchen
	index^u;, %	dichte¹ ^D)	schwindig-	dichte,
			keit^(c)	g/ccm
51	35,5	89,8	V-O	0,505
52	38,5	73,0	V-O	0,508
Vergleichs probe A	30,4	92,2	V-2	1,24
Vergleichs probe B	26,3	84,0	V-2	0,299

ASTM D-2863-74 ASTM D-2840-70

U.L. Bulletin 94 »Burning Rate Code" ( = Brenngeschwindig keits-Kode), worin V-O die vertikale Gruppe 0 darstellt und ein Verlöschen in einem vertikalen Stabtest in durchschnittlich 5 Sekunden oder weniger, keinen einzigen Brennwert plus Nachglühen in >10 Sekunden und kein Flammentropfen bedeutet; V-2 stellt die Gruppe 2 dar und bedeutet ein Verlöschen in einem vertikalen Stabtest in 25 Sekunden oder weniger; es tritt kein einziger Brenn wert plus Nachglühen in > 36 Sekunden und kein Flammentropfen auf.

Beispiel 53

Die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Versehäumungsverfahrens wurde auch mit Mischungen von normalerweise festen thermoplastischen Polymerharzen nachgewiesen, wobei eine Mischung von g Bakelite ® VMCC-Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymer-

6 0 9 P 2 ?/0 9 7 0

■ . 42 - 25580A4

harz (das 83 Gew«-% Vinylchlorid, mischpolymerisiert mit 16 Gew.-% Vinylacetat, enthält) und 80 g P-1700-Polysulfon verwendet wurde. Diese Mischung wurde zunächst mit 79»8 g Methylenchlorid und dann mit einem Viasserüberschuß gemischt, um ein nicht-klebriges Hydrogel herzustellen. Das Hydrogel wurde zwischen zwei Chromplatten von 152,4 χ 152,4 mm in einer Carver-Presse bei 130⁰C 55 Sekunden lang verschäumt.

Die verschäumte Platte hatte nach der Entnahme aus der Presse die Abmessungen 3_}175 χ 152,4 χ 152,4 mm. Sie wies eine ausgezeichnete Zerreißfestigkeit, Zähigkeit und Biegsamkeit auf,

Beispiel 54

Unter Rühren bei 50⁰C wurde eine Lösung von 20 g Bakelite QYAC-10 (Poiyvinylchlorid-Homopolymer) in 40 g Cyclohexan hergestellt. Die Lösung wurde auf 30⁰C abgekühlt, und unter Rühren wurden 64 g Methylenchlorid und anschließend 80 g P-1700-Polysulfon zugegeben. Danach wurde ein Wasserüberschuß zugegeben, und das Ganze wurde zu·einem nicht-klebrigen Hydrogelteig geknetet. Der Teig wurde bei 180⁰C 2 Minuten lang in einer Carver-Presse verschäumt. Die erhaltene verschäumte Platte hatte eine stark glänzende Oberfläche und war sehr steif. ·

6 0 9 8 2 8/0970

- 43 Patentansprüche

'1. j Verfahren zur Herstellung von verschäumen Gegenständen mit niedriger Dichte, gekennzeichnet durch die folgenden Terfahrensstufen:

a) Mischen von wenigstens einem gewöhnlich festen thertaoplastischen Harz mit etwa 25 his etwa 80 Gew.-Teilen "bezogen auf 100 Gew.-Teile des Harzes - eines gewöhnlich flüssigen organischen Lösungsmittels, das einen Löslich-

keitsparameter c) innerhalb des Bereichs von etwa

1 /?
(1,3 Kalorien pro ecm) ' - "bezogen auf denjenigen des Harzes - auf v/eist, oder einer Mischung von gewöhnlich flüssigen organischen Lösungsmitteln, die einen durchschnittlichen Löslichkeitsparameter α innerhalh des

1 /? Bereichs von etwa (1,3 Kalorien pro ecm) ' - bezogen

auf denjenigen des Harzes - aufweist;

Td) Vermischen der in Stufe a) erhaltenen Mischung mit wenigstens etwa 1 Gew.-Teil - pro 100 Gew.-Teile Harz - Wasser zu einem nicht-klebrigen Hydrogelteig;

c) Eormen des in Stufe h) erhaltenen Hydrogelteigs;

d) Verdampfen des Lösungsmittels und des Wassers;

e) Entfernen des Lösungsmittels und des Wassers und

f) Gewinnen des so erhaltenen verschäumten Harzgegenstandes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Methylenchlorid oder 1,1,2-Trichloräthan verwendet wird.

609^ΓΟ" ·Ό 9 7 0

Claims

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Harz ein Polyarylen-Polyäther-Polysulfon verwendet wird, das sich wiederholende Einheiten der allgemeinen Pormel

»■

worin

Ar eine zweiwertige aromatische Gruppe mit wenigstens

einer Einheit der allgemeinen Formel:

in der Y = Sauerstoff, Schwefel oder den Radikalrest

eines aromatischen Mols darstellt, enthält, wobei die sich wiederholenden Einheiten gleich oder verschieden sein

können.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Polyarylen-Polyäther-Polysulfon sich wiederholende Einheiten der allgemeinen Formel:

CH3

CH,

worin η = etwa 10 "bis 500 ist, enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Harz Polystyrol, schlagfestes Polystyrol oder ein gewöhnlich fester, thermoplastischer Polyhydroxyäther

609823/0970

- 45 mit sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel;

-fD-0 -E-Of-

SL

worin a vorzugsweise eine ganze Zahl von 30 bis 80, D der Radikalrest eines aromatischen Dihydroxykohlenwasserstoffes, aus dem beide Hydroxylgruppen entfernt sind, und E der Radikalrest eines Epihalohydrins ist, verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß als Harz ein Polyhydroxyäther der allgemeinen Formel

in der a die oben angegebene Bedeutung hat,

CHo

/fV C -/ \>

CHo

^J und

E = -CH₂CHOH-GH₂- ist,
verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Harz ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolyaerjein Polyolefin oder ein Vinylchloridpolymer verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Vinylchloridpolymer ein Mischpolymer von Vinylchlorid und einem ·?. -Olefin verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8", dadurch gekennzeichnet, daß als' ei --Olefin Äthylen verwendet wird.

609823/0970

10. Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrogelteig in eine Form gegeben und durch Erhitzen verschäumt wird.

11. Verfahren nach" Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydro gelte ig geformt und dann ve r schäumt wird, indem man den Druck so weit senkt, daß Lösungsmittel und Wasser verdampfen.

12. Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet,dass das Formen und Verschäumen des Hydrogelteigs in heissem Wasser oder ¥asserdampf durchgeführt wird.

13. Verfahren nach. Anspruch 1-9, dadurch, gekennzeichnet, daß das Formen des Hydrogelteigs in einem Sie"b und das Verschäumen durch. Erhitzen durchgeführt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel eine Lösungsmittelaischung verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch. 14, dadurch gekennzeichnet,

daß als Lösungsmittelmischung eine Mischung von ilthanol und Methylenchlorid oder von 1,1,1-Irichloräthan und Äthanol verwendet v/ird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Harz eine Harzmischung verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Harzmischung eine Mischung von schlagfestem Polystyrol und einem Polyarylen-Polyäther-Polysulfon oder von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Eerpolymer und einem Polyarylen-Polyäther-Polysulfon oder von einem Polyarylen-Polyäther-Polysulfon mit sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel:

6 0 9 8 2-3/0970

in der Ar die oben angegebene Bedeutung hat,

und einem thermoplastischen Polyhydroxyäther ait sich

wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel:

woi-in D und E die oben angegebene Bedeutung haben, verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1-17, dadurch gekennzeichnet,

daß dem erhaltenen postieren Hydrogel auf physikalischem Weg faserartige oder feinteilige Füllstoffe beigemischt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet. daß als Füllstoff Glasfasern, Thornel, ein Zellulosematerial, Graphit, Molybdensulfid, Teflonfasern oder Metallteilchen verwendet werden.

20.Verfahren nach Anspruch 19> dadurch gekennzeichnet, daß als Metallteilchen pulverförmiges Bronzenetall oder pulverförmiges Zinn verwendet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff Bariumferrit oder Al₂O₃-3HgO verwendet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschäunte Gegenstand in Form eines Schichtstoffes aus abwechselnden Schichten von verschäumtem Harz und einem faserartigen Füllstoff in liattenform hergestellt wird.

r ο η ;■> - ■· / f) 9 7 0

2558Ü44

23. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Formen des Hydrogelteigs eine Fora aus Teflon-beschichtetem Stahl aus Gips oder aus Silikonkautschuk verwendet wird.

24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Formen zusammen mit dein wässrig kolloidalen Gel Bauteile in die Form eingelegt werden, wobei man ein verschäumtes Verbundteil erhält, "oei dem die Bauteile adhäsiv mit dem verschäumten Material verbunden sind.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß al es Bauteil ein elektrischer Leiter, eine elektromagnetische Spule, ein permanenter Hagnet, ein Metallsieb oder -gitter, Zellulosematerial oder Glasfasergewebe verwendet werden.

26. Verfahren nach Anspruch 24» dadurch, gekennzeichnet, daß als Bauteil auf dem Gebiet der Elektrizität anwendbare Komponenten, v/ie Audiotransforr:atoren,Kondensatoren oder Widerstände,verwendet werden,wobei man als verschäumte Verbundteile umkapselte elektrische Komponenten erhält.

27. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von verschäumten Pellets geregelter Dichte und Kugelfö'rmigkeit die geformten Pellets, um einen Teil des Lösungsmittels und des Wassers auf der Oberfläche zu verdampfen, zunächst bei Zimmertemperatur stehen gelassen und der Atmosphäre ausgesetzt und anschließend erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,

daß zur Herstellung der Pellets eine Mischung verwendet

wird, die normalerweise festes, thermoplastisches

polymeres Harz, ein organisches Lösungsmittel sowie 6 0 9 8 .? V 0 9 7 0

2558Ü44

Wasser und eine geringe Menge eines wasserlöslichen Zusatzmittels enthält.

29.Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzmittel ein Alkalimetairbicarbonat verwendet wird.

30. Yerschäumter Gegenstand niedriger Dichte erhalten nach den Verfahren gemäß Ansprüchen 1 "bis 29.

31. Gegenstand nach Anspruch 30, dadurch, gekennzeichnet, daß er als ein hei gewöhnlicher Temperatur festes, thermoplastisches Harz ein Polyarylen-Polyäther-Polysulfon oder eine Mischung von Harzen enthält.

32. Gegenstand nach Ansprüchen 30 oder 31» dadurch gekennzeichnet, daß er als 2¹UIlStOff Al₂O₅ · 3H₂O enthält.

33. Ficht klebender Hydrogelteig für die Herstellung von verschäumten Gegenständen niedriger Dichte, gekennzeichnet durch.

a) eine Mischung von wenigstens einem gewöhnlich festen thermoplastischen Harz mit etwa 25 "bis etwa 80 Gew.-Seilen - "bezogen auf 100 Gew.-Seile des Harzes - eines gewöhnlich flüssigen organischen Lösungsmittels, das einen Löslichkeitsparameter Q innerhalb des Bereiches von etwa (1,3 Ealorien / ecm) ' - "bezogen auf denjenigen des Harzes - oder eine Mischung von gewöhnlich, flüssigen Lösungsmitteln, die einen durchschnittlichen Löslichkeitsparameter c/ innerhalb des Bereichs von etwa (1,3 Kalorien / ecm) ' - "bezogen auf denjenigen des Harzes - auf v/eist, und

b) mindestens etwa ein Gew.-Teil Wasser pro 100 Gew.-Teile Harz.

503^2-/0970

2 5 5 8 Ü A 4

34» Hydrogelteig gemäß Anspruch 33, dadurch, gekennzeichnet, daß er Methylenchlorid oder 1,1,2-Trichloräthan als Lösungsmittel enthält.

35* Hydrogelteig gemäß Anspruch 33 oder 34-_} dadurch gekennzeichnet, daß er Polyarylen-Polyäther-Polysulfon, das sich wiederholende Einheiten der allgemeinen Formel

—[-Ar-SO₂-.

worin Ar eine zweiwertige aromatische Gruppe mit wenigstens einer Einheit dex allgemeinen Formel

ist,

in der X Sauerstoff, Schwefel oder den Radikalrest eines aromatischen Diols darstellt,

enthält, wobei die sich wiederholenden Einheiten gleich oder verschieden sein können, als Harz enthält.

36. Hydrogelteig gemäß Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß er Palyarylen-Polyäther-Polysulfon, das sich wiederholende Einheiten der allgemeinen Formel

CH3

cm

Il

worin η etwa 10""bis 500 ist, als Harz enthält.

60982^/0970

2558Ü44

37. Hydrogelteig gemäß Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass er als Harz,Polystyrol,schlagfestes Polystyrol oder einen gewöhnlich festen thermoplastischen Polyhydroxyäther mit sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel;

-f-D-0 -E-O}—

worin a vorzugsweise eine ganze Zahl von 30 bis 80

D der Radikalrest eines aromatischen Dihydroxykohlenwasserstoffs, aus den beide Hydroxylgruppen entfernt sind, und E der Radilcalrest eines Epihalohydrins ist, enthält.

38. Hydrogelteig nach .Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß er als Harz einen Polyhydroxyäther der allgemeinen Formel

-fD-O-E-04-

a »

in der a die oben angegebene Bedeutung hat, D =

und E = -CH₂CHOH-CH₂ ist, enthält.

39. Hydrogelteig nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß er als Harz ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolytner oder ein Polyolefin enthält.

G 0 8 S 2 ¹V Π 9 7 0

-52_ 255804 k

40. Hydrogelteig nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß er als Harz eine Harzmisehung enthält.

41. Hydrogelteig nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß er als Harz eine Mischung

■von schlagfestern Polystyrol und Polyarylen-Polyäther-Polysul.fon oder

von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Ierpolyraer und Polyarylen-Polyäther-Polysulfon oder von einem Polyarylen-Polyäther-Polysulfon mit sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Eormel:

-4Ar-SO₀ 4—

in der Ar die oben angegebene Bedeutung hat, und einem thermoplastischen Polyhydroxyäther mit sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel:

—R)-O-E-O]—

ⁿ »

worin D und E die ohen angegebenen Bedeutungen hahen, oder

von Vinylchloridpolymer und einem Polyarylen-Polyäther Polysulfon mit sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Pormel:

worin Ar die oben angegebene Bedeutung hat, enthält.

42. Hydrogelteig nach Ansprüchen 33, 35 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß er als Lösungsmittel eine Lösungsmittelmischung enthält.

° O O 8 2 ■; /O 3 7 0

43- Hydrogelteig nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß er als Lösungsmittel eine Mischung von Äthanol und Methylenchlorid oder γοη 1,1,1-£richloräthan und Äthanol enthält.

44, Teleskopartige Vorrichtung zur Herstellung von geformten Gegenständen sit in regelmäßigen Abständen angeordneten Hohlräumen aus gewöhnlich festem thermoplastischen Polymerbarz, dadurch gekennzeichnet, daß sie

a) eine Preßformgrundplatte mit einer ebenen Unterfläche sowie einer ebenen Oberfläche, die eine Vielzahl von in regelsäßigen Abständen angeordneten stumpfen rechteckigen Pyramiden aufweist, die fest mit ihr verbunden sind;

b) eine Preßformoberplatte mit einer ebenen Oberfläche und einer ebenen Unterfläche, die eine Vielzahl von in regelmäßigen Abständen angeordneten stumpfen rechteckigen und fest mit ihr verbundenen Pyramiden aufweist, wobei die Preßformoberplatte so angeordnet ist, daß ihre in regelmäßigen Abständen angeordneten stumpfen rechteckigen Pyramiden und die der Preßformgrundplatte ineinandergreifen ;

c) einen Rahmen, dess,en Innendimensionen wenig größer als die Außendimensionen 'der Preßformgrund- und der Preßformoberplatte sind, so daß sich diese in dem Rahmen eng gleitend (snugly) bewegen lassen,

d) Druck- und Heizeinrichtungen, um eine Schicht von gewöhnlich thermoplastischem Polymerharz zwischen der Preßforagrund- und -oberplatte, wenn sie geschlossen sind,zu komprimieren, bis sie fließt und die Form der zusammengepreßten Formpreßplatten annimmt und so einen geformten Artikel liefert und

e) Einrichtungen, um die Grund- und die Oberplatte zu kühlen und wegzuziehen,

umfaßt.

G 0 ? Π 2 T¹ / Q 3 7 0

45. Vorrichtung nach Anspruch. 44, dadurch gelcennzeichnet, daß sie auf der Grundplatte ein Distanzstück angeordnet enthält} damit die stuapfen rechteckigen Pyraaiden der Grund— sowie der Oberplatte nicht mit den ebenen Oberflächen der gegenüberliegenden Preßforraplatte in Berührung kommen*

Der Patentanwalt

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