DE2612361B2 - Stranggepreßte Schaumstoff-Formteile und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents
Stranggepreßte Schaumstoff-Formteile und Verfahren zur Herstellung derselbenInfo
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Description
a) 10 bis 90 Gew.-% eines Ionomerharzes der
allgemeinen Formel
R' | R" |
CH- | ρ |
CO2R'" | |
R' R"
CH-C-
CO2M
R' | R" | d |
CH- | ||
CO2H | ||
in der R ein Wasserstofiatom oder einen Alkylrest, R' und R" jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest, R'" einen niederen
Alkylrest, M ein ein- bis dreiwertiges Metall der Gruppen I, H, IH, IVa und VIII des Periodensystems und a, b, cund c/die Anteile der jeweiligen
Monomeren im Copolymerisat in Mol-% bedeuten, wobei a einen Wert von 50 Moi-%
oder mehr hat und b, cund tfaus der Neutralität
Ν, die 60 Mol-% oder weniger beträgt, und dem Verseifungsgrad, der 50 Mol-% oder mehr
beträgt, bestimmt werden, und
b) 90 bis 10 Gew.-% eines synthetischen Styrolharzes mit einem Gehalt von wenigstens 20
Gew.-% Styrol oder Styrolderivaten, wobei das Treibmittel einen Kauri-Butanol-Wert von
<25 besitzt und in einer Menge von 5 bis 60 Jr> Gew.-Teilen auf lOOGew.-Teile des Polymerharzgemisches enthalten ist
2. Stranggepreßte Schaumstoff-Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das w
Treibmittel ein Gemisch von 20 bis 90 Gew.-% eines Treibmittels mit einem Kauri-Butanol von
< 25 und
80 bis 10 Gew.-°/o eines flüchtigen Treibmittels mit einem Kauri-Butanol-Wert von
> 26 ist.
3. Verfahren zur Herstellung der Schaumstoff- ^ Formteile nach Anspruch 1 durch Strangpressen, bei
dem das geschmolzene Harzgemisch mit einem flüchtigen Treibmittel bei hoher Temperatur und
hohem Druck gemischt, das Gemisch in eine Zone extrudiert wird, die unter einem nicht über
Normaldruck liegenden Druck gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus 100
Gew.-Teilen der Harzmischung, die ihrerseits aus 10 bis 90 Gew.-% des lonomerharzes mit einem
Schmelzindex von 0,3 bis 10 und 90 bis 10 Gew.-%
des synthetischen Styrolharzes mit einem Schmelzindex von 03 bis 30 mit 5 bis 60 Gew.-Teilen eines
flüchtigen Treibmittels mit einem Kauri-Butanol-Wert von 25 oder weniger vermischt und bei 70 bis
110° C und 50 bis 250 kg/cm2 extrudiert und
Ausschäumen läßt
4. Verfahren zur Herstellung der Schaumstoff-Forinteile nach Anspruch 2 durch Strangpressen, bei
dem das geschmolzene Harzgemisch mit einem flüchtigen Treibmittel bei hoher Temperatur und
hohem Druck gemischt, das Gemisch in eine Zone extrudiert wird, die unter einem nicht über
Normaldruck liegenden Druck gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus 100
Gew.-Teilen der Harzmischung, die ihrerseits aus 10 bis 90 Gew.-% des Ionomerharzes mit einem
Schmelzindex von 0,3 bis 10 und 90 bis 10 Gew.-% des synthetischen Styrolharzes mit einem Schmelzindex von 0,3 bis 30 mit 5 bis 60 Gew.-Teilen eines
flüchtigen Treibmittels, bestehend aus einem Gemisch von 20 bis 90 Gew.-% eines Treibmittels mit
dem Kauri-Butanol-Wert von < 25 und 80 bis 10 Gew.-% eines Treibmittels mit dem Kauri-Butanol-Wert von
> 26 vermischt und bei 70 bis 110° C um 50
bis 250 kg/cm2 extrudiert und ausschäumen läßt.
5. Verfahren zur Herstellung der Schaumstoff-Formteile nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das flüchtige Treibmittel einen Siedepunkt von 90°C oder weniger bei Normaldruck
hat.
6. Verfahren zur Herstellung de;* Schaumstoff-Formteile nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß man das Extrudat in einer Dicke von 0,5 bis 100 mm auspreßt und bis zu
einem Expansionsverhältnis von 2 bis 50 verschäumen läßt und hierdurch ein Schaumstoffprofil mit
einer Dicke von 1 bis 1000 mm bildet.
Die Erfindung betrifft stranggepreßte Schaumstoff-Formteile mit geschlossener Zellstruktur, die wirtschaftlich und kontinuierlich mit großem und dickem
Querschnitt hergestellt werden können und ausgezeichnete Flexibilität, ausgezeichnetes Federungs- und
Dämpfungsvermögen, ausgezeichnete Kriechfestigkeit unter Wärme- und Druckeinwirkung und andere
ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen. Weiterhin
betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung
desselben.
Verfahren, bei denen Polystyrolharze, Polyäthylenharze usw. geschäumt werden, indem das Harz mit
einem Treibmittel gemischt, das Gemisch erhitzt und geknetet und das erhaltene geschmolzene Gemisch in
eine Zone mit verringertem Druck extrudiert wird, haben weitverbreitete Anwendung gefunden. Nach
diesen Verfahren zum Extrusionsschäumen von Kunstharzen lassen sich jedoch Schaumstoffprofile mit
großem und dickem Querschnitt nicht leicht herstellen. Wenn große und dicke Schaumstoffprofile unter
speziellen Bedingungen hergestellt werden sollen, war es bei diesen üblichen Verfahren stets notwendig, ein
kompliziertes Verarbeitungssystem und einen Extruder mit hoher Strangpreßleistung und groliem Schneckendurchmesser zu verwenden, wodurch der Betrieb
unvorteilhaft und unwirtschaftlich wird.
Wenn ein zylindrisches extrusionsgeschäumtes Profil mit einem Durchmesser von etwa 150 mm durch
Extrusionsschäumen beispielsweise eines Polyäthj'lenharzes von niedriger Dichte hergestellt werden soll,
muß ein großer Extruder mit einem Schneckendurchmesser von wenigstens 60 mm verwendet werden. Die
Schwierigkeiten, die in der Einstellung der Strangpreßbedingungen durch die Größe des Extruders auftreten,
haben entweder einen ungleichmäßigen Durchmesser der Zellen oder ungleichmäßige Verteilung der Zellen
zur Folge oder erfordern die Verwendung von komplizierten Einrichtungen oder geschickte Einstellung dieser Bedingungen von Hand.
Wenn die Schaumstoffartikel beispielsweise als Wärmeisoliermaterial, Polstermaterial usw. verwendet
werden sollen, müssen sie in verschiedenen Eigenschaften wie Porosität der Zellen, Erholung aus Zusammendrückung, Hitzebeständigkeit, Kriechfestigkeit unter
der Einwirkung von Wärme und Zusammendrückung und Wärmeleitfähigkeit hervorragend sein und Zahlenwerte dieser Eigenschaften aufweisen, die stets über
einer bestimmten Grenze liegen und gut aufeinander abgestimmt sind. In dieser Hinsicht sind alle extrusionsgeschäumten Formteile, die nach den bekannten
Verfahren herstellbar sind, unbefriedigend. Die üblichen Verfahren haben aus diesem Grunde den Nachteil, daß
das spezielle Harz, das nach einem gegebenen Extrusionsschäumverfahren verarbeitet werden soll,
sehr sorgfältig ausgewählt werden muß, um den ganz speziellen Einsatzbedingungen zu entsprechen. Schaumstoff-Formteile beispielsweise aus einem Polystyrolharz
haben den Nachteil, daß sie zwar ausgezeichnete Stauchhärte und ausgezeichnetes Wärmeisoliervermögen haben, jedoch in der Flexibilität und im Verhalten
bei schwingender Beanspruchung ungenügend sind. Extrudierte Formteile beispielsweise aus Polyäthylenharz von niedriger Dichte haben den Nachteil, daß sie
trotz ausgezeichneter Flexibilität und ausgezeichnetem Federungs- und Dämpfungsvermögen schlechte Wärmeisoliereigenschaften und schlechte Beständigkeit
gegen Kriechen unter der Einwirkung von Wärme und Druck haben. Extrusionsgeschäumte Formteile aus
ionischem Copolymerharz (nachstehend als »Ionomeres« bezeichnet) haben hervorragende Federungs- und
Dämpfungseigenschaften, jedoch den Nachteil einer sehr schlechten Kriechfestigkeit unter der Einwirkung
von Wärme und Druck, schlechter Druckfestigkeit und Stauchhärte usw. Außer diesem Nachteil haben sie den
Mangel, daß der Extrusionsrückdruck zur Zeit des Extrusionsschäumens anomal hoch ist, so daß eine
wirtschaftliche Durchführung des Extrusionsschäumens nicht möglich ist
Zählreiche Forschungsarbeiten wurden mit dem Ziel
durchgeführt, extrusionsgeschäumte Formteile mit verbesserten Eigenschaften durch Mischen von zwei
oder mehr Kunstharzen und Schäumen der erhaltenen Harzmischungen zu entwickeln. Leider können die
Verfahren, die sich aus diesen Forschungsarbeiten
ergeben haben, nicht als vollkommen bezeichnet
werden, da die verwendeten verschiedenen Harze keine genügende Verträglichkeit aufweisen.
Beispielsweise hat das in den japanischen Offenlegungsschriften 35 471/1974 und 25 675/1975 beschriebe
ne Verfahren, bei dem ein Grundharz aus 60 bis 90 Gew.-Teilen eines Polyolefinharzes und 10 bis 40
Gew.-Teilen eines Polystyrolharzes hergestellt, dieses Grundharzes mit einem Treibmittel (insbesondere
ίο Trichlorfluormethan) gemischt und das Gemisch geschäumt wird, den Nachteil, daß der hierbei gebildete
Schaumstoff stark schrumpft, das Verfahren nicht die wirtschaftliche Herstellung von Schaumstoffteilen mit
großem und dickem Querschnitt ermöglicht und das
Federungs- und Dämpfungsvermögen der Formteile für
brauchbare Produkte zu gering ist
Aus der DE-AS 17 78 630 ist ein Verfahren zur Herstellung von nichtklassifizierten Polymeren oder
Copolymerenschaumstoffen auf Basis von Vinylchlorid
bekannt Auch diese Schaumstoffe erfüllen nicht alle
gestellten Anforderungen.
Aus der DE-OS 1 70 479 ist ein Verfahren zur Herstellung offenzelliger Schäume aus Äthylencopolymerisaten durch Mischen von Copolymerisaten aus
Äthylen und Vinylestern und Estern ungesättigter Carbonsäuren in Gegenwart von Schwefel oder
Schwefelverbindung enthaltenden Vernetzungsmitteln bekannt. Die so erhaltenen Produkte sind in keiner
Weise mit den erfindungsgemäßen Produkten ver-
j,i gleichbar.
Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, Harze, die eine wesentlich schlechtere Verträglichkeit als eine
Kombination von Polyäthylen und Polystyrol haben und jeden Fachmann davon abschrecken, sie in Betracht zu
ziehen, und die folgenden drei Voraussetzungen in ganz bestimmter Weise zu kombinieren:
1) Eine bestimmte Menge eines Ionomerharzes, das mit Polyolefinen schlecht verträglich ist, und
2) eine bestimmte Menge eines Polystyrolharzes, das mit diesen Polyolefinen und dem lononieren
schlecht verträglich ist, kann
3) in Gegenwart eines flüchtigen Treibmittels (eines von Fall zu Fall festzulegenden Typs) extrusionsgeschäumt werden.
Gegenstand der Erfindung sind somit stranggepreßte Schaumstoff-Formteile gemäß der Ansprüche 1 und 2
sowie Verfahren zu deren Herstellung gemäß Ansprüche 3 bis 6.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Abbildungen weiter erläutert
F i g. 1 ist eine schematische Darstellung der Verteilung der Zellen des Produkts gemäß der Erfindung;
Fig.2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Zellenverteilung im vergrößerten Maßstab;
F i g. 3 ist eine schematische Darstellung der Verteilung der Zellen eines Produkts des Standes der Technik;
Fig.4 zeigt die in Fig.3 dargestellte Zellenverteilung im vergrößerten Maßstab.
Die wesentliche Voraussetzung der Erfindung liegt in erster Linie darin, daß als eine Komponente des
Grundharzes ein Ionomerharz und als andere Komponente ein Styrolharz verwendet wird. Diese spezielle
Kombination der Komponenten hat sich als sehr strenges Kriterium aus einer Unmenge von möglichen
Kombinationen von Kunstharzen herauskristallisiert Besonders wenn man die Verträglichkeit berücksichtigt,
ist es überraschend und selbst für den durchschnittlichen
Fachmann kaum vorstellbar, daß die beiden Komponenten sich so gut miteinander mischen, daß ein
extrusionsgeschäumtes Formteil mit gleichmäßigem Gefüge erhalten wird und ferner das durch dieses
Mischen erhaltene Harzgemisch die verbesserte Fähigkeit hat, durch Extrusionsschäumen verarbeitet zu
werden.
Vorzugsweise wird das Verhältnis des Ionomerharzes zum Styrolharz von 30 bis 90% des Ionomeren zu 70 bis
10% Styrolharz gewählt. Wenn der Anteil des Ionomerharzes die obere Grenze von 90% überschreitet, steigt der Rückdruck während des Strangpressens
anomal in einem solchen Maße an, daß die technische Herstellung der extrusionsgeschäumten Formteile unmöglich wird, wenn das Volumen der Strangpreßmasse
nicht verringert wird oder ein druckfester Extruder von spezieller Konstruktion entwickelt wird. Wenn der
Anteil des Ionomerharzes nicht über der unteren Grenze von 10% liegt, haben die Eigenschaften des
Styrolharzes das Übergewicht über die Eigenschaften
des Ionomerharzes, und die Verträglichkeit zwischen
den Komponenten wird nachteilig beeinflußt. Dies hat zur Folge, daß die Verarbeitbarkeit des Harzgemisches
durch Extrusionsschäumen verschlechtert wird.
Bezogen auf den Querschnitt des durch Extrusionsschäumen unter optimalen Bedingungen eines gegebenen Extruders hergestellten Profils ist die Verarbeitbarkeit. die durch Mischen der beiden vorstehend
genannten Komponenten verbessert wird, etwa fünfmal so groß wie die Verarbeitbarkeit eines Polyäthylenharzes von niedriger Dichte und etwa doppelt so groß wie
die Verarbeitbarkeit eines Styrolharzes durch Strangpressen. Ferner ist der Rückdruck beim Strangpressen
nach dem Verfahren gemäß der Erfindung um 40 bis 60% geringer als beim Strangpressen des lonomerharzes.
Unter dem hier gebrauchten Ausdruck »Ionomerharze« sind Copolymerisate zu verstehen, die die folgende
allgemeine Formel haben:
Hierin bedeuten R ein Wasserstoffatom oder einen Alkyirest, R' und R" jeweils ein Wasserstoffatom oder
einen Methylrest, R'" einen niederen Alkyirest, z. B.
einen Methylrest. Äthylrest oder Propylrest, M ein Metall der nachstehend genannten Art und a,b,c und d
die Anteile der jeweiligen Monomeren im Copolymerisat in Mol-%, wobei a einen Wert von 50 Mol-% oder
mehr hat und b, c und d aus der Neutralität N, die 60
Mol-% oder weniger beträgt, und dem Verseifungsgrad. der 50 Mol-% oder mehr beträgt, bestimmt werden.
Bei den vorstehend genannten Ionomerharzen werden die Neutralität N und der Verseifungsgrad S wie
folgt definiert:
N (Mol-%) =
S(Mol-%) =
c+d
c+d b + c+d
x 100
■x 100.
Die gemäß der Erfindung hergestellten extrusionsgeschäumten Formteile bilden geschlossene Zellen von
gleichmäßiger Größe leichter aus, wenn die Neutralität N des verwendeten Copolymerisats nicht höher ist als
60%. Vorzugsweise liegt N im Bereich von 10 bis 40% Der Verseifungsgrad S braucht nur 50% zu übersteigen.
Damit das Copolymerisat sich jedoch leichter gleichmäßig verschäumen IaBt, liegt der Verseifungsgrad des
verwendeten Copolymerisats zweckmäßig zwischen 70 und 100%.
Die Summe von c + d liegt vorzugsweise im Bereich
von 0,2 bis 25 Mol-%, insbesondere im Bereich von 1 bis 10 Mol-%. Das ionomere Harz ist im festen Zustand
ionisch vernetzt Wenn es in den geschmolzenen Zustand überführt wird, verschwinden die Vemetzungsbrücken, oder die Zahl der Vernetzungsbrücken wird
geringer. Wenn es wieder in den festen Zustand überführt wird, wird es erneut ionisch vernetzt
Als Metallionenkomponente enthält das Copolymerisat das Ion beliebiger einwertiger bis dreiwertiger
Metalle der Gruppen I, II, HI, IVa und VIII des Periodensystems. Als Beispiele einwertiger Metallionen
sind Na+, K+, Li+, Ag+ und Cu+ zu nennen. Beispiele
zweiwertiger Metallionen sind Be++, Mg++, Ca++,
Sr++, Ba++, Cu ++, Cd++, Sn++, Pb++, Fe++, Co++,
Ni+ + und Zn+ +.Als Beispiele dreiwertiger Metallionen
sind Sc++ +, Fe++ + und Yt++ + zu nennen. Für die
Zwecke der Erfindung werden zweckmäßig Na+, Zn+ +
oder Ca + + als Metallionen verwendet
Die vorstehend genannten Ionomeren können nach den Verfahren hergestellt werden, die in den US-PS
32 64 272 und 37 89 035 beschrieben werden, jedoch ist die Herstellung nicht auf diese Verfahren begrenzt
Das Ionomerharz bleibt im festen Zustand ionisch vernetzt Wenn es in den geschmolzenen Zustand
überführt wird, verschwindet die Vernetzung oder wird geringer. Wenn es wieder in den festen Zustand
zurückkehrt, nimmt es wieder den vernetzten Zustand an.
Ein Schmelzindexwert des Ionomerharzes (bestimmt gemäß ASTM D-1238-70, Condition E) im Bereich von
0,1 bis 50 g/10 Minuten ist ausreichend. Das Copolymerisat läßt sich leichter gleichmäßig verschäumen, wenn
sein Schmelzindex im Bereich von 03 bis 10 g/10 Minuten liegt Besonders bevorzugt wird ein Wert von
03 bis 2ß g/10 Minuten.
Wenn der Schmelzindex die obere Grenze von 50 g/10 Minuten fibersteigt, werden im extrusionsgeschäumten Profil, das aus dem Copolymerisat gebildet
worden ist, keine geschlossenen Zellen von gleichmäßiger GröBe ausgebildet, so daß die Druckfestigkeit oder
Stauchhärteund das Fedenmgs-und Dämpfungsvennögen schlechter werden. Geschlossene Zellen von
gleichmäßiger Größe -werden ebenfalls nicht gebfldet,
wenn der Schmelzindex des Copolymeren die untere Grenze von 0,1 g/l 0 Min. nicht erreicht
Unter dem hier gebrauchten Ausdruck »Styrolharz« sind synthetische polymere Harze zu verstehen, die
wenigstens 20 Gew.-% Styrol oder Styrolderivat enthalten. Hierzu gehören die folgenden polymeren
Harze: ;
1) Homopolymerisate von Styrol oder Styrolderivaten wie 2-Methylstyrol, o-, m- und p-Methylstyrol
oder aromatisches Styrol.
2) Copolymerisate von Styrol oder Styrolderivaten mit anderen Comonomeren wie Vinylmonomeren "
(z. B. Methylmethacrylat und Acrylnitril) oder monomeren konjugierten Dienen (z. B. Butadien).
3) Mit Kautschuk verstärkte oder schlagzäh gemachte Styrolpolymerisate oder -copolymerisate.
Als typische Beispiele solcher Polymerisate sind Polystyrol, Styrol/Acrylnitril-Copolymerisate und Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate,
sogenannte hochschlagzähe Polystyrole und hochschlagzähe Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymerisate
(ABS-Harze) zu >t nennen.
Es hat sich gezeigt, daß extrusionsgeschäumte Profile
von thermoplastischen Harzen, die gleichmäßige geschlossene Zellen enthalten und hervorragende
Eigenschaften in bezug auf Druckfestigkeit und j;
Stauchhärte, Federungs- und Dämpfungsvermögen und Verschäumbarkeit aufweisen, erhalten werden, wenn
ein Styrolharz verwendet wird, das 30 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-% einer kautschukartigen
Substanz enthält. ι
Als kautschukverstärkte oder mit Kautschuk schlagzäh gemachte Harze werden für die Zwecke der
Erfindung thermoplastische Harze verwendet, die entweder ein Dienmonomeres oder Dienpolymeres
enthalten. Als Beispiele solcher Harze sind Styrol/Buta- ;i
dien-Blockmischpolymerisate (z. B. sogenannte thermoplastische
Harze) und regellose Styrol/Butadien-Copolymerisate, die durch chemische Reaktion eines
Styrolmonomeren oder Styrolpolymeren mit einem Dienmonomeren oder Dienpolymeren erhalten werden, 4n
mechanisch gemischte Harze, die aus Styrolhomopolymerisaten oder Copolymerisaten auf Styrolbasis und
Dienpolymeren, die bei Raumtemperatur kautschukartig sind, bestehen, zu nennen. Diese Harze können allein
oder in Form von Gemischen verwendet werden. 4 -,
Hinsichtlich der Schmelzflußeigenschaften des für die Zwecke der Erfindung verwendeten Styrolharzes ist es
erwünscht, daß sein Schmelzindex in den Bereich von 0,3 bis 30 fällt, bestimmt gemäß ASTM D-1238-70.
Condition G. ,ι,
Die Wahl des Treibmittels für die Zwecke der Erfindung ist ebenfalls wichtig. Die Wahl kann
vorteilhaft unter Berücksichtigung des Kauri-Butanol-Wertes (K.B.-Wertes) erfolgen, der nachstehend erläutert
wird. Im allgemeinen wird ein flüchtiges Treibmittel 5ο
verwendet, das einen K. B.-Wert von nicht mehr als 25
und einen Siedepunkt von nicht mehr als 900C unter
Normaldruck hat Die obere Grenze des K.B.-Wertes von 25 ist entscheidend wichtig, wefl die angestrebte
Extrudierbarkeit nicht erzielt wird, wenn ein flüchtiges
Treibmittel mit einem K-B.-Wert von mehr als 26 allein
verwendet wird. Als Beispiele solcher flüchtigen Treibmittel seien genannt: Dichlordifluormethan (nachstehend
als F-12 bezeichnet) (K.B.-Wert 18, Siedepunkt —29,8"C unter Normaldruck), Monochlordifluormethan
(nachstehend als F—22 bezeichnet) (K.B.-Wert 25, Siedepunkt -4030C), Dichlortetrafluoräthan (nachstehend
als F-114 bezeichnet) (K.B.-Wert 12, Siedepunkt 3,80C), Propan (K.B.-Wert 23, Siedepunkt
-42,1°C) und Butan (K.B.-Wert 24, Siedepunkt -0,50C). Diese flüchtigen Treibmittel können allein
oder in Form von Gemischen von zwei oder mehreren dieser Treibmittel verwendet werden.
Um gute Eigenschaften der extrusionsgeschäumten Formteile zu erzielen, wird vorzugsweise ein Gemisch
verwendet, das aus 20 bis 90 Gew.-% wenigstens eines flüchtigen Treibmittels mit einem K.B.-Wert von nicht
mehr als 25 (nachstehend als »Gruppe I« bezeichnet) und 80 bis 10 Gew.-% wenigstens eines flüchtigen
Treibmittels mit einem K.B.-Wert von nicht weniger als 26 und einem Siedepunkt von nicht mehr als 900C unter
Normaldruck (nachstehend als »Gruppe II« bezeichnet) besteht. Das Mischungsverhältnis dieser Gruppen 1 und
II ist zwar mit den Eigenschaften der jeweils tatsächlich verwendeten Treibmitte! veränderlich, stellt jedoch eine
wesentliche Voraussetzung dafür dar, daß die Aufgaben, die die Erfindung sich stellt, vollkommen gelöst werden.
Als Beispiele geeigneter flüchtiger Treibmittel der Gruppe II seien genannt: Trichlormonofluormethan
(nachstehend als F-Il bezeichnet) (K.B.-Wert 60, Siedepunkt 23,80C unter Normaldruck), Dichlormonofluormethan
(nachstehend als F-21 bezeichnet) (K.B.Wert 102, Siedepunkt 8,9° C), Trichlortrifluoräthan
(nachstehend als F-113 bezeichnet) (K.B.-Wert 32, Siedepunkt 47,6°C). Methylchlorid (nachstehend als
»MeCl« bezeichnet) (K.B.-Wert 80, Siedepunkt -23,6°C), Methylenchlorid (nachstehend als »MeCI2«
bezeichnet) (K.B.-Wert 136, Siedepunkt 40° C), Pentan (K.B.-Wert 127, Siedepunkt 36,1°C) und Hexan (K.B.Wert
30, Siedepunkt 68,8° C).
Die im Rahmen der Erfindung zu verwendende Menge des Treibmittels liegt im allgemeinen im Bereich
von 5 bis 60 Gew.-Teilen und in Fällen, in denen die Wirksamkeit des Treibmittels große Aufmerksamkeit
erfordert, im Bereich von 5 bis 35 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Grundharz. Es kann innerhalb dieses
Bereichs frei so gewählt werden, daß das Treibmittel die gewünschte Schaumfähigkeit und die endgültig hergestellten
Schaumstoffteile das gewünschte Raumgewicht aufweisen.
Wenn die Menge des flüchtigen Treibmittels unter der unteren Grenze von 5 Gew.-Teilen pro 100
Gew.-Teile Grundharz liegt, werden in den hergestellten Schaumstoffprofilen nicht die gewünschten gleichmäßigen
Zellen ausgebildet. Wenn die Menge die obere Grenze von 60 Gew.-Teilen überschreitet, reißen die
während des kontinuierlichen Verschäumens gebildeten Zellen, so daß eine kontinuierliche Herstellung von
extrusionsgeschäumten Formteilen mit geschlossenen Zellen von gleichmäßiger Größe nicht möglich ist.
Den Komponenten des erfindungsgemäßen Grundharzes oder dem Harzgemisch kann nach Bedarf eine
wirksame Menge eines Stabilisators, der das Harz gegen die Einwirkung von Wärme oder Licht schützt
oder einen Abbau verhindert, ein Zusatzstoff, der die Glätte und die Schlagzähigkeit steigert, oder ein
farbgebendes Mittel zugemischt werden. Zum Zeitpunkt des Extrasionsschäumens kann eine geeignete Menge
einer Substanz, z.B. eines anorganischen Carbonats,
eines Organosiiicats, eines anorganischen Phosphats, eines Metallsalzes einer höheren Fettsäure oder Indigo,
das im allgemeinen als Keimbildungsmitte] verwendet wird, oder eines Stabflisierungsmittels zusätzBch verwendet
werden, um den Zelldurchmesser, die Zellenverteilung
und die Schäumbedingungen einzustellen und zu stabilisieren. Ferner können andere thermoplastische
Harze, ζ. B. Polyäthylen oder kautschukartige Substanzen, als Zusatzstoffe zugegeben werden, falls dies
erforderlich ist.
Zur Einstellung des Durchmessers der Zellen des Schaumstoffs kann ein organisches Keimbildungsmittel
(z. B. Calciumstearat oder Bariumstearat) oder ein anorganisches Keimbildungsmittel (z. B. Talkum) in den
üblicherweise verwendeten Mengen zugesetzt werden.
Im Rahmen der Erfindung können übliche Verfahren des Extrusionsschäumens angewandt werden, die für die
großtechnische Durchführung auf Grund ihrer guten Produktionsleistung vorteilhaft sind. Das Verfahren
besteht im allgemeinen darin, daß man das Grundharz mit dem flüchtigen Treibmittel in einem Extruder bei
erhöhten Temperaturen unter erhöhtem Druck mischt, das erhaltene Gemisch dann kühlt und hierdurch sowohl
den Druck als auch die Temperatur auf die für das Verschäumen geeigneten Werte senkt und das gekühlte
Gemisch anschließend durch eine Düse der gewünschten Form in die Atmosphäre extrudiert und hierbei die
extrudierte Mischung kontinuierlich verschäumt.
Zur gleichen Dispergierung des flüchtigen Treibmittels im Grundharz ist es unbedingt notwendig, daß das
Grundharz und das flüchtige Treibmittel bei erhöhten Temperaturen unter erhöhtem Druck im Extruder
gemischt werden. Ohne gleichmäßige Dispergierung ist gutes Verschäumen kaum möglich. Bei niedrigen
Temperaturen besteht die Möglichkeit, daß das Harz und das Treibmittel nicht gut gemischt werden. Ferner
ist es möglich, daß die Strangpreßbarkeit des Gemisches
zum Zeitpunkt des Extrusionsschäumens verschlechtert wird. Außerdem wird die Gleichmäßigkeit der Verteilung
der Zellen im geschäumten Profil beeinträchtigt. Daher werden die Eigenschaften des Schaumstoffprofils
verschlechtert. Da ferner bei niedrigen Temperaturen die Viskosität des Harzes steigt, ist es notwendig, einen
komplizierten und kostspieligen Extruder von besonderer Konstruktion zu verwenden, der der zusätzlichen
Belastung und dem zusätzlichen Druck, die für das Extrudieren und Mischen ausgeübt werden, widersteht,
so daß die großtechnische Herstellung ungünstig wird. Wenn unter ungenügendem Druck gearbeitet wird,
ergibt sich der Nachteil, daß das Treibmittel nicht gleichmäßig im gesamten Harz verteilt wird.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden die Temperatur- und Druckbedingungen, unter denen das
Mischen im Extruder erfolgt, so gewählt, daß in der Homogenisier- oder Mischzone am vorderen Ende des
Extruders, in der das Harz und das Treibmittel sorgfältiger als in den anderen Zonen gemischt werden,
die Temperatur im Bereich von 120 bis 3000C und der
Druck im Bereich von 50 bis 250 kg/cm2 liegt
Um einwandfreies Verschäumen sicherzustellen, muß das gleichmäßige Gemisch, das bei erhöhten Temperaturen
und erhöhtem Druck gebildet worden ist, so gekühlt werden, daß seine Temperatur und sein Druck
auf die für das gewünschte Verschäumen geeigneten Werte gesenkt werden.
Wenn das Gemisch im ungekühlten Zustand in die Atmosphäre extrudiert wird, ist die Möglichkeit groß,
daß die Extrudierbarkeit des Gemisches verschlechtert wird, wodurch sich Nachteile, z.B. Schrumpfung des
geschäumten Profils, Verlust der Oberflächenglätte und die Unmöglichkeit, eine gewünschte Form einzuhalten,
ergeben. Femer ist es möglich, daß die einzelnen Zellen
stark reißen, wodurch die verschiedenen Eigenschaften der Schaumstoffprofile stark verschlechtert werden.
Wenn das Gemisch nicht unter dem genannten erhöhten Druck gehalten wird, ist es äußerst schwierig,
das Gemisch einwandfrei zu verschäumen. Ferner ergibt sich der Nachteil, daß die einzelnen Zellen stark reißen.
Wenn der auf das Gemisch ausgeübte Druck unmittelbar vor dem Extrudieren in die Atmosphäre zu stark
gesenkt wird, ergibt sich leicht der Nachteil, daß die einzelnen Zellen in erheblichem Maße reißen. Genauer
gesagt, wenn das Extrusionsschäumen unter einem Druck durchgeführt wird, der niedriger ist als der zur
Verflüssigung des im Gemisch enthaltenen Treibmittels erforderlichen Druck, findet das Verschäumen innerhalb
des Extruders statt, bevor das Gemisch in die Atmosphäre austritt, wodurch es schwierig wird,
einwandfrei zu arbeiten und durch vorteilhafte Ausnutzung der latenten Verdampfungswärme, die entsteht,
wenn das Treibmittel verdampft und seine vorgesehene Funktion ausübt, die Extrudierbarkeit des Gemisches zu
verbessern und eine gleichmäßige Verteilung der geschlossenen Zellen im Schaumstoffprofil zu erreichen.
Hieraus ergibt sich der Nachteil, daß die Zellen ungleichmäßig verteilt sind und die einzelnen Zellen
leicht reißen.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung liegt die Temperatur des Gemisches, das im Begriff ist, aus der
Verschäumungsanlage in die Atmosphäre auszutreten, zweckmäßig im Bereich von 70 bis 1100C, vorzugsweise
im Bereich von 85 bis 10O0C. Zweckmäßig wird ein rotierender Temperaturregler zwischen dem Extruder
und dem Spritzwerkzeug angeordnet, damit die Temperatur und der Druck auf die richtigen Werte für
das Extrusionsschäumen eingestellt werden können.
Wenn beim Verfahren gemäß der Erfindung ein chemisches Treibmittel (z. B. Azodicarbonamid) verwendet
wird, das bei der thermischen Zersetzung ein Treibgas, z. B. Stickstoff oder Kohlendioxyd entwickelt
und einen sehr niedrigen Siedepunkt hat und mit dem Grundharz schwer mischbar ist, wird es schwierig, den
zum Verschäumen geeigneten Druck bei der zum Verschäumen des Grundharzes geeigneten Temperatur
aufrecht zu erhalten, so daß das Treibmittel selbst innerhalb der Verschäumungsanlage verdampft, bevor
das Gemisch in die Atmosphäre austritt Dies hat den Nachteil, daß einwandfreies Verschäumen nicht mehr
möglich ist und die Verteilung der Zellen im Schaumstoffprofil schlechter wird. Daher werden keine
solchen chemischen Treibmittel für die Zwecke der Erfindung verwendet
Beim Verfahren gemäß der Erfindung läßt man die Temperatur des Gemisches unmittelbar vor dem
Extrusionsschäumen auf einen Wert im Bereich von 70 bis 1100C fallen. Bei keinem anderen Verfahren, das
bisher für die Herstellung von geschäumten thermoplastischen Harzen entwickelt wurde, ist ein so weiter
Temperaturbereich möglich. Dieser weite Temperaturbereich kann durchaus als umwälzend in dem Sinne
bezeichnet werden, daß er eine leichte großtechnische Herstellung des Schaumstoffs ermöglicht
Für die Zwecke der Erfindung genfigt es, das Gemisch
einfach in die Atmosphäre austreten zu lassen. Falls jedoch erforderlich, kann eine spezielle Vorrichtung
verwendet werden, mit deren Hilfe es möglich ist, das
ausgepreßte Gemisch unter vermindertem Druck bis zu einer unteren Grenze von 0,2 kg/cm2 zu halten.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen wird unter solchen Bedingungen extrudiert, daß das Extradat eine
Dicke von 0,5 bis 100 mm, vorzugsweise von 2 bis 50 mm
hat und ein Expansionsverhältnis von 2 bis 50 zugelassen wird, wobei ein Schaumstoffprofil einer Dicke von 1 bis
1000 mm, vorzugsweise von 20 bis 1000 mm gebildet wird.
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Schaumstoffprofile haben den großen
Vorteil, daß sie gut aufeinander abgestimmte Eigenschaften aufweisen und daher für die verschiedensten
Zwecke verwendet werden können. Im allgemeinen weisen Schaumstoffprofile, die eine Dicke von 20 bis
1000 mm, vorzugsweise von 30 bis 500 mm, und ein Raumgewicht von 20 bis 50 kg/m3 haben und aus einem
Harzgemisch aus 40 bis 70 Gew.-°/o, vorzugsweise 45 bis 60 Gew.-% eines Ionomerharzes und 60 bis 30 Gew.-%,
vorzugsweise 55 bis 40 Gew.-% eines wenigstens 70 Gew.-°/o Styrol oder eines Styrolderivats enthaltenden
Styrolharzes hergestellt worden sind, überraschenderweise sämtliche folgenden Eigenschaften auf (gemessen
nach den nachstehend beschriebenen Methoden):
a) Stauchhärte 2 bis 4 kg/cm2,
b) Erholung aus Zusammendrückung 80 bis 99%,
c) maximale negative Beschleunigung 100 bis 50 G und
d) Wärmeleitfähigkeit 0,031 bis 0,020 kcal/m Std. ° C.
Unter den günstigsten Bedingungen kann dem Produkt ferner eine Stauchhärte von 3 bis 4 kg/cm2, eine
Erholung aus Zusammendrückung von 90 bis 99%, eine maximale negative Beschleunigung von 90 bis 50 G und
eine Wärmeleitfähigkeit von 0,030 bis 0,020 verliehen werden.
Nachstehend werden die in der Beschreibung und in den Ansprüchen gebrauchten Ausdrücke definiert. Das
Verfahren gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen und an
Hand von Vergleichsbeispielen beschrieben.
c) Erholung nach Zusammendrückung in %
d) Kriechfestigkeit unter der Einwirkung
von Wärme und Druck (%)
von Wärme und Druck (%)
Die Kriechfestigkeit wird durch den Wert ausgedrückt, der aus der Formel
XlOO
25
a) Raumgewicht in kg/m3
Das Raumgewicht wird durch den Wert ausgedrückt, der durch Dividieren des Gewichts des extrusionsgeschäumten
Profils durch sein Volumen erhalten wird. Diese Größe ist von einer solchen Natur, daß der im
Produkt erzielte Grad des Schäumens umgekehrt proportions! zu diesem Wert zunimmt.
45
b) Mittlerer Durchmesser der Zellen in mm
Der mittlere Durchmesser der Zellen ist der Durchschnittswert des Durchmessers aller Zellen, die in so
einem Querschnitt von 100 cm2 des Schaumstoffprofils
enthalten sind.
55 ίο berechnet wird.
Die Variable k wird bei dem vorhergehenden Versuch
zur Ermittlung der Erholung aus Zusammendrückung und der Wert U bei einem anschließenden Versuch
ermittelt, bei dem die Schaumstoffprobe, die dem vorherigen Versuch unterworfen worden ist, einer
statischen Druckbelastung von 0,1 kg/cm2 bei einer geregelten Temperatur von 60eC gleichmäßig in der
gleichen Richtung ausgesetzt wird, in der der Schaumstoff beim vorhergehenden Versuch gepreßt wurde,
worauf man den Schaumstoff unter dieser Belastung insgesamt 24 Stunden beläßt und die Höhe (I\) des
Schaumstoffs nach dieser Zeit mißt.
e) Stauchhärte in kg/cm2
Die Stauchhärte wird durch den Wert der Kraft oder Spannung ausgedrückt, die sich ergibt, wenn ein
extrudierter Schaumstoff einer Größe von 50 mm χ 50 mm χ 50 mm mit einer Deformierungsgeschwindigkeit
von 12,5 mm/Min, zusammengedrückt wird, bis die ursprüngliche Höhe gleichmäßig um 25% geringer
geworden ist Die Messungen werden in senkrechter, paralleler und horizontaler Richtung vorgenommen.
Der höchste Wert wird als Stauchhärte angegeben.
35
Die Erholung nach Zusammendrückung wird durch den Wert ausgedrückt, der aus der Formel l/k x 100
berechnet wird. Die Variablen h und /werden bei einem
Versuch ermittelt, bei dem eine Schaumstoffprobe einer Größe von 50 mm χ 50 mm χ 50 mm 0,5 Sekunden bei
normaler Temperatur, einer Verformungsgeschwindig keit von 2 m/Sekunde und unter einem Druck von 50
kg/cm2 zusammengepreßt wird, bis die ursprüngliche Höhe (Q des Schaumstoffs gleichmäßig um 80%
verringert ist, worauf man den zusammengepreßten Schaumstoff bei normaler Raumtemperatur insgesamt
24 Stunden stehen läßt und nach Ablauf dieser Zeh die Höhe (Ü des Schaumstoffs mißt
f) Maximale negative Beschleunigung in G
Die maximale negative Beschleunigung wird durch den Wert ausgedrückt, der ermittelt wird durch
Dividieren der auf dem Beschleunigungsmesser registrierten maximalen Beschleunigung durch die Graviationsbeschleunigung.
Die maximale Beschleunigung wird durch einen Versuch ermittelt, bei dem eine flache
Platte, die eine Größe von 20 cm2 hat und 10 kg wiegt und mit einem Beschleunigungsmesser versehen ist, auf
ein rechteckiges Schaumstoffstück, das eine Größe von 14,6 cm2 und eine Höhe von 3 cm hat, aus einer
effektiven Höhe von 60 cm so fallengelassen wird, daß die Platte auf die Oberfläche des Schaumstoffs eine
gleichmäßige Kraft in Richtung der Höhe ausübt
g) Wärmeleitfähigkeit in kcal/m Std. "C
Dieser Wert wird durch die Messung ermittelt die gemäß der ASTM-Methode C-177 durchgeführt wird.
h) Porosität der Zellen in %
Die Schaumstoff probe wird 10 Minuten bei Raumtemperatur unter vermindertem Druck von 300 mm Hg
gehalten. Die Schaumstoffprobe wird in unveränderter Form in eine 3%ige wäßrige Polyäthylenglykollösung
(oberflächenaktives Mittel) getaucht und 10 Minuten darin belassen. Die Schaumstoff probe wird dann aus der
Lösung genommen, an der Oberfläche trockengewischt und gewogen. Bezeichnet man das hierbei ermittelte
Gewicht mit Wit das Gewicht des Schaumstoffs vor der
Einwirkung des verminderten Drucks mit W0 und sein
Volumen vor der Einwirkung des verminderten Drucks
mit Vf1
Formel
Formel
so wird die Porosität der Zellen durch die
-^XlOO
ausgedrückt Dieser Wert ist von einer solchen Natur,
daß der Anteil geschlossener Zellen umgekehrt proportional zu diesem Wert steigt Dies bedeutet, daß
die Eignung des Schaumstoffs als Polstermaterial oder Wärmeisoliermaterial umgekehrt proportional zu diesem
Wert zunimmt
i) Schrumpfung in %
Die Schrumpfung wird durch den Wert ausgedrückt der aus der Formel
B0-B,
B0
X 100
berechnet wird, d. h. durch den Wert, der der Differenz
zwischen dem 2 Minuten nach dem Extrusionsschäumen gemessenen Volumen des Schaumstoffs (Bo) und dem
nach 3 Tagen gemessenen Volumen (Bt) entspricht. Dieser Wert stellt den Grad der Maßhaltigkeit des
extrusionsgeschäumten Formteils zum Zeitpunkt des Extrusionsschäumens dar. Er ist von einer solchen
Natur, daß die tatsächlichen Abmessungen des extrusionsgeschäumten Profils sich mit kleiner werdendem
Wert proportional den gewünschten Abmessungen
nähern und ihre Strangpreßbarkeit wesentlich besse
wird.
j) Querschnittsfläche in cm2
Dieser Wert wird als Querschnittsfläche des geschäumten
Profils ausgedrückt, das erhalten wird, wenn
ein schäumbares Harzgel durch eine an das Austrittsen de eines Extruders mit 30 mm Schneckendurchmessei
und einer Strangpreßleistung von 3,8 kg/Std. angesetzte Düse von 3,5 mm Durchmesser in eine Zone, in dei
Normaldruck herrscht, extrudiert wird Dieses schaum bare Harz wird durch Mischen von 100 Gew.-Teilen de:
Grundpolymeren mit 21 Gew.-Teilen eines Treibmittels so gemischt daß ein möglichst gleichmäßiges Raumge
wicht erhalten wird.
k) Kauri-Butanol-Wert (K.B.-Wert)
Dieser Wert wird nach der ASTM-Methodi D-1133-61 gemessen.
Die Ionomerharze, die bei den bevorzugten Ausfüh rungsformen der Erfindung und bei den in den
Vergleichsbeispielen beschriebenen Versuchen verwen det wurden, waren stets Versuchsprodukte (A bis L) der
Anmelderin. Alle Produkte A bis J enthalten Methacryl säure als Säurekomponente. Die Produkte K und L
enthalten Methacrylsäure als Säurekomponente und Methylmethacrylat als Esterkomponente. Die typischen
Eigenschaften der Produkte sind nachstehend in Tabell 1 genannt.
Hieenschaften
Harzprobe
A B
A B
Schmelzindex
Raumgewicht
Na-Gchall
/n-Gehall
Ca-Gehall
Neutralitat
/n-Gehall
Ca-Gehall
Neutralitat
Verseilungsgrad S
0,35 0.56 1,20 1,24 1.91 2,90 3.10 4,68 5,44 0,7
ASTM g/10 min. 0.1
D-I28-62T
ASTM g/cm' 0,948 0,951 0.965 0,942 0,950 0.947 0,956 0,945 0,956 0,938 0,947 0,949
D-1905
Gtw.-%
Gcw.-%
Gcw.-%
Gcw.-%
Gcw.-%
0 2,18 0 1.31 1.34 0 0 0.60 2.10 0
3,10 0 3,48 0 0 0,90 0,80 0 0 0,50
44,1 43,8 44,0 35.0 26,8
100 100 IUO 100
15.3 19,5 16.2 39,6 10,3
100 100 100 100 100
2,8 | 45 |
50 | 58 |
75 | |
Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1
Zur Herstellung von Crundharzen wurden sechs
Ionomerharze A, E, G, H, 1 und ] und drei Typen von Polystyrolharzen (Schmelzindex (S.I.) 8,0, Schmelzindex
(S.I.) 7,0 und Schmelzindex (S.I.) 25,5) in den in Tabelle 2
genannten Kombinationen und Mischungsverhältnissen gemischt. Aus jedem Grundharz wurde eine Harzmischung
hergestellt, indem 100 Gew.-Teile des Grundharzes mit je 0,5 Gew.-Teilen Talkum und Zinkstearat t>o
trocken gemischt wurden.
Die Harzmischung wurde in einen Extruder (Schnekkendurchmesser 30 mm) aufgegeben, dessen erste Zone
bei 125°C und dessen zweite und dritte Zone bei 190°C gehalten wurden, wodurch das Harz geschmolzen und br>
geknetet wurde. Durch einen in der Nähe des Beginns der dritten Zone des Extruders angeordneten Eintritt
wurde ein gesondert hergestelltes Treibmittel (Gemisch von 80 Gew.-Teilen Dichlordifluormethan und 2(
Gew.-Teilen Methylenchlorid) unter erhöhtem Druck ir einer Menge von 21 Gew.-Teilen Treibmittel pro 10(
Gew.-Teile Grundharz eingeführt, wodurch das Treib mittel im geschmolzenen Harz dispergiert wurde. De
Druck, unter dem das Treibmittel in diesem FaI eingeführt wurde (entsprechend dem Rückdruck de
Extruders), lag im Bereich von 105 bis 115 kg/cm2. Da
geschmolzene Harz floß durch die Kühlzone un< Knetzone, wobei es eine Temperatur von etwa 1000C
annahm. Es wurde dann durch eine Düse von 3,5 mn Durchmesser in eine unter Normaldruck gehalten
Zone bei einer Strangpreßleistung von 3,8 kg/Std ausgepreßt, wobei ein geschäumtes Profil gebilde
wurde.
Das in dieser Weise hergestellte Profil wurde durcl Bewertung der Strangpreßbarkeit der entsprechendei
Grundharze untersucht. Die Ergebnisse der Bewertunj
15
sind in Tabelle 2 genannt, in der die Grundharze (bestehend aus Ionomerharz und Polystyrolharz) mit
einem Polystyrolgehalt im Bereich von 10 bis 70% als zu
Beispiel 1 gehörend und die Grundharze mit einem Polystyrolgehalt von 5 und 95% als zum Vergleichsbeispiel 1 gehörend bezeichnet sind.
Tabelle 2 | Ionomer/ | Polystyrol | Raum | Mittlerer | Schrump | Quer- | Verschäumung |
Polystyrol- | gehalt | gewicht | Zelldurch | fung, % | schnitts- | ||
Kombination | (Gew.-%) | kg/m3 | messer, | fläche. | |||
im Grund | im Grund | mm | cm2 | ||||
harz | harz | ||||||
E/S.I. 8,0 | 10 | 26,9 | 0,5 | 1,80 | 8,2 | Gute Oberflächenglätte und | |
Beispiel 1 | gleichmäßige Verschäumung | ||||||
E/S.I. 8,0 | 30 | 26,0 | 0.6 | 1,00 | 9,8 | dto. | |
E/S.I. 8,0 | 50 | 38,4 | 0,5 | 0,60 | 9,0 | dto. | |
E/S.I. 8,0 | 70 | 35,0 | 0,4 | 0,20 | 8,1 | dto. | |
E/S.I. 7,0 | 50 | 36,4 | 0,3 | 2,20 | 10.0 | dto. | |
E/S.I. 25,5 | 50 | 43,5 | 0.6 | 1,20 | 10,8 | dto. | |
A/S.l. 8,0 | 50 | 36,2 | 0,5 | 0,80 | 10,5 | dto. | |
G/S.I. 8,0 | 50 | 38,1 | 0,6 | 0,90 | 9,2 | dto. | |
J/S.I. 8,0 | 50 | 37,7 | 1,1 | 2,12 | 12,8 | dto. | |
I/S.I. 8,0 | 50 | 38,7 | 1,0 | 2,70 | 12,2 | dto. | |
H/S.I. 8,0 | 50 | 37,6 | 0.8 | 2,31 | 10,5 | dto. | |
E/S.l. 8,0 | 5 | 36,5 | 1,1 | 3,20 | 5,5 | ziemlich schlechte Ober | |
Vergleichs | flächenglätte und ungleich | ||||||
beispiel I | mäßige Verschäumung | ||||||
E/S.I. S.O | 95 | 37,2 | 1.1 | 5,20 | 4.9 | dto. | |
S.l. = Schmelzindex. | |||||||
Grundharze wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene gehalt von 8 Gew.-% und einem Schmelzindex von 7,0
Weise hergestellt, wobei jedoch das Ionomerharz E und g/10 Minuten in den in Tabelle 3 genannten Mengen
ein Styrol/Butadien-Copolymerisat mit einem Butadien- 40 verwendet wurden.
Menge des | Raum | Mittl. | Schrump | Qucr- | Verschäumung |
Styrol/ | gewicht, | Porosität | fung. "/» | schnitts- | |
Butadien- | kg/nv! | der Zellen. | fläche, cnr | ||
Copolymeren, | mm | ||||
Gew.-% |
Vergleichsbeispiel 2
15
40 80
5 95
31.0
0,5
34.2 | 0.6 |
35,4 | 0,8 |
32,1 | 1.1 |
36,0 | 1.2 |
1.70 | 8.2 | Gute Oberflächenglätte und gleichm. Verschäumung |
O.30 | 11.9 | dto. |
1.80 | 10.1 | dlo. |
3.10 | 5.2 | Zieml. schlechte Oberflächenglätte und ungleichm. Verschäumung |
4.10 | 5.1 | dto. |
wiederholt, wobei jedoch ein Harzgemisch aus 50 (MeCl), ein 50 :50-Gemisch von Propan und Methyl-
(S.l. 8,0) als Grundharz und Dichlordifluormethan Methylenchlorid (MeCb) (im Falle von Beispiel 3),
(F-12) allein, Propan allein, ein 50:50-Gemisch Methylenchlorid allein, Trichlormonofluormethan
(Gew.-Verhältnis; das gleiche gilt auch für die folgenden (F-H) allein und Pentan allein (im Falle von
Vergleichsbeispiel 3) als Treibmittel, die dem Grundharz zugemischt wurden, verwendet wurden. Die in dieser
Weise hergestellten extrusionsgeschäumten Profile wurden auf den Grad der Extrudierbarkeit der
entsprechenden Grundharze zum Zeitpunkt des Strang-
pressens untersucht Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 4 genannt
Der Druck, unter dem das Treibmittel in diesem Fall
eingeführt wurde, lag stets im Bereich von 105 bis 115
kg/cm2.
Tabelle 4 | Zusammen | Prozentuale | Raum | Mictl. | Porosität | Schrump | Quer | Verschäumung |
setzung des | Zusammen | ge | Durch | der | fung, | schnitts- | ||
Treibmittels | setzung des | wicht, | messer · | Zellen, | % | fläche, | ||
Treibmittels, | kg/m3 | der | % | cm2 | ||||
Gew.-% | Zellen, | |||||||
mm | ||||||||
F-12 | 100 | 36,6 | 0,3 | 8,54 | 1,39 | RJ | Gute Oberflächenglätte | |
Beispiel 3 | und etwas ungleich | |||||||
mäßiges Verschäumen | ||||||||
Propan | 100 | 35,9 | 0,4 | 2,38 | 0,79 | 8,7 | dto. | |
F-12/MeCl | 50/50 | 37,3 | 0,3 | 30,19 | 0,38 | 6,2 | dto. | |
Propane/MeCl | 50/50 | 49,7 | 0,8 | 4,50 | 2,87 | 7,9 | dto. | |
F-12/MeCI2 | 75/25 | 37,0 | 0,3 | 0,10 | 2,05 | 10,0 | Gute Oberflächenglätte | |
und gleichmäßiges | ||||||||
Verschäumen | ||||||||
MeCl2 | 100 | 89,1 | nicht | nicht | 83,50 | 1,8 | Schlechte Oberflächen | |
Vergleichs | meßbar | meßbar | glätte und ungleich | |||||
beispiel 3 | mäßiges Verschäumen | |||||||
F-Il | 100 | 80,5 | dto. | dto. | 76,56 | 2,3 | dto. | |
Pentan | 100 | 87,1 | dto. | dto. | 81,05 | 1,7 | dto. | |
Extrusionsgeschäumte Formteile wurden auf die in Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3 beschriebene Weise
hergestellt, wobei jedoch F-12/MeCl2-Gcmische im
Verhältnis von 80:20, 75:25, 50:50 und 40:60, Propan/MeCi-Gemische im Verhältnis von 80 :20 und
60 :40, ein 50:50-Gemisch von Propan und Pentan und
ein 80/20-Gemisch von F-12 und Hexan (im Falle von Beispiel 4) jeweils als Treibmittel verwendet wurden.
Die Produkte wurden auf Extrudierbarkeit der entsprechenden Grundharze und auf ihre Eigenschaften
untersucht Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 genannt. Der Druck, unter dem das Treibmittel eingeführt wurde,
lag stets bei etwa 110 kg/cm2.
Für Vergleichszwecke wurden zu extrudierende geschmolzene Harze mit den nachstehend genannten
Mischungsverhältnissen hergestellt und zur Herstellung von Schaumstoffteilen unter optimalen Bedingungen
extrudiert Die Produkte wurden in der gleichen Weise untersucht und geprüft. Die Ergebnisse sind ebenfalls in
Tabelle 5 genannt
Die hauptsächlichen Bedingungen für den Versuch von Vergleichsbeispiel 4 u.id die besonderen Anmerkungen sind nachstehend genannt In jedem Fall wurde
die Strangpreßtemperatur bei etwa 1000C gehalten.
Probe 1
Verwendetes Harz:
Ionomerharz allein (Probe C, Schmelzindex 0,56)
Treibmittel:
F-12 allein
1) Wenn das Gewichtsverhältnis von Treibmittel zu Harz 21 :100 betrug, fand eine anomal starke
Verschäumung statt Die Menge des Treibmittels wurde daher auf 11 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile
Harz verringert
2) Wenn versucht wurde, mit einem Durchsatz von 2 kg/Std. (angestrebter Durchsatz 3,8 kg/Std.) zu
arbeiten, ergaben sich Anzeichen der Möglichkeit, daß der Einführungsdruck (entsprechend dem
Rückdruck) den kritischen Wert der Druckfestigkeit übersteigen würde. Daher wurde mit einem
verringerten Durchsatz von 1,8 kg/Std. gearbeitet. In diesem Fall stieg der Einführungsdruck auf einen
anomal hohen Wert von 210 kg/cm2.
Probe 2
40/60-Gemisch von F-12 und MeCl.
Wenn das Treibmittel in einer Menge von 21 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Harz verwendet
wurde, war die Verschäumung so stark, daß eine anomale Ausdehnung stattfand. Die Menge des
Treibmittels wurde daher auf 16 Gew.-Teile gesenkt In diesem Fall betrug der Druck für die
Einführung des Treibmittels 120 kg/cm2.
19 20
Probe 3
Verwendetes Harz: Spezielle Bedingungen-Polyäthylenharz von niedriger Dichte (nicht ver- Wenn das Treibmittel in einer Menge von 21
netzt) allein (M-2125, hergestellt von der Anmelde- 5 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Harz verwendet
rin; Schmelzindex 23; Dichte 0,921) wurde, war das Expansionsverhältnis nicht hoch
genug. Die Menge des Treibmittels wurde daher
Treibmitte!: auf 24 Gew.-Teile erhöht Der Einführungsdruck
Dichlortetrafluoräthan (F-114) allein des Treibmittels betrug in diesem FaI! 110 kg/cm2.
Probe 4
Verwendetes Harz: 15 Spezielle Bedingungen:
Harzgemisch ais 65 Gew.-Teilen Polyäthylenharz 100 Gew.-Teile des Harzgemisches, 0,5 Teile
von niedriger Dichte und 35 Gew.-Teilen Polysty- Talkum, 0,005 Teile Polybuten und 24 Teile des
rolharz(S.I.25,5). Treibmittels wurden bei 2100C in den Extruder
aufgegeben. Der Druck, unter dem das Treibmittel
Treibmittel: 20 in diesem Fall eingeführt wurde, betrug 115 kg/cm2.
F-Il allein
Proben 5,6 und 7
Der Versuch wurde auf die für die Probe 4 einer Menge von 25 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen
beschriebene Weise durchgeführt mit dem Unterschied, Grundharz verwendet wurden. In diesem Fall betrug
daß ein 50/50-Gemisch von F-Il und Butan, ein der Druck, unter dem das Treibmittel eingeführt wurde,
50/50-Gemisch von F-Il und F-12 und ein 50/50-Ge- 105 bis 110 kg/cm2,
misch von F-Il und Propan jeweils als Treibmittel in 30
Bestundteile | Zusam | Physikalische Eigenschaften | Miul. | Stauch- | Eirholung | Kriechfestig | Maximale | Wärme | Porosi | Schrump | Quer | Verschäumung |
des Treib | men | Raum | Durch | härte. | aus Zu | keit unter | negative | leitfähig | tät der | fung, % | schnitts- | |
mittels | setzung | gew.. | messer | kg/cm2 | sammen | Wärme- und | Beschleu | keit, | Zellen, | fläche, | ||
des | kg/m' | der | drückung, | Druckein | nigung, G | kcal/ | % | cm2 | ||||
Treib | Zellen, mm |
% | wirkung, % | m/Sid., ?C |
||||||||
mittels,
Gew,.% |
Beispiel 4 FI2/MeClj
80/20
38.4
0.5
3,92
Probe 4
FlI
100
50/50
35,2
35.8
1.1
1.6
1.80
0.95
95,5
54.2
41.8
dto, | 75/25 | 37,0 | 0,8 | 3,78 | 94,5 | 13,8 | |
dto, | 50/50 | 42,0 | 0,9 | 3,89 | 95,0 | 13,5 | |
dto, | 40/60 | 42,5 | 0.9 | 2.01 | 82,5 | 19,5 | |
F12/F11 | 80/20 | 38.4 | 0.3 | 2.51 | 88,7 | 19.5 | |
dto, | 50/50 | 49,2 | 0,4 | 2,50 | 90,0 | 18,0 | |
Propan/MeCI2 | 80/20 | 49.7 | 0.8 | 3,60 | 94.0 | 10,1 | |
dto. | 60/40 | 38,8 | 0.7 | 3,61 | 94.1 | 10.0 | |
Propun/Pentan | 50/50 | 40,3 | 0,7 | 3.12 | 96,2 | 9.8 | |
F12/Hexnn | 80/20 | 49,9 | 0.7 | 3.90 | 91.0 | 18.0 | |
VgUeI- | |||||||
spiel 4 | |||||||
Probe 1 | F12 | 100 | 34,4 | 0.2 | 1.20 | 99,5 | 59,7 |
Probe 2 | F12/MeCI | 40/60 | 30,3 | 0.9 | 5.10 | 48,0 | 66,5 |
Probe 3 | Fl 14 | 100 | 38,7 | 0.8 | 1.64 | 97,7 | 27.2 |
Probe 6 | F11/FI2 | 50/50 | 32,5 | 0.9 | 0.86 | 38.7 | 66,5 |
Probe 7 | Fll/Propun | 50/50 | 42,1 | 0.7 | 0.76 | 39.6 | 62.1 |
73 0,0268 0,07 0,60 9,0 Gute Oberflächenglätte,
gleichm. Verschäumung
90 0,0267 0,10 1,65 10,0 dto.
91 0,0272 0,07 1,80 11,8 dto. 95 0,0305 0,90 2,00 10,0 dto.
95 0,0260 1,03 0,01 9,3 dto.
96 0,0265 1,01 0,01 10,5 dto. 83 0,0295 0,05 0.37 9.8 dto.
80 0.0302 0.05 1,18 11.2 dto.
83 0,0310 0,10 0,65 9,3 dto. 75 0,0282 0.10 0,01 10.8 dto.
87 0,0308 0,02 4.00 4.9 gute Oberflächenglätte,
gleichmäßig verschäumt
Min. 140 0.0270 0,01 0.02 4,5 dto.
94 0,0340 0,15 4,80 1,3 Oberflächenglätte nicht ganz
gut, gleichmäßig verschäumt
8.18 10,12 1,5 Oberflächenglätte nicht ganz
gut, etwas ungleichmäßig verschäumt
9,50 32,1 1,8 schlechte Oberflächenglätte,
ungleichmäßige Verschäumung
Min. 140 0.045 10.05 20,5 1,9 dto.
Min. 140 0.038 15.70 19.5 2,2 dto.
Min. 140 0,0318
Min. 140 0.042
Wie ein Vergleich des Produkts von Beispiel 4 mit den Proben 4, 5, 6 und 7 von Vergleichsbeispiel 4 deutlich
zeigt, hatten die Schaumstoffprofile 4, 5, 6 und 7, die durch Extrudieren der entsprechenden Schmelzen in die
Atmosphäre bei 23° C hergestellt worden waren, im Vergleich zu den gemäß Beispiel 4 hergestellten
Produkten kleine Querschnittsflächen und starke Schrumpfungen. Diese Produkte hatten zu schlechte
Eigenschaften, um als Polstermaterial verwendet werden zu können. Diese schlechten Eigenschaften sind
möglicherweise der Schrumpfung der Schaumstoffprofile und offenen Zellen zuzuschreiben. Diese Schaumstoffprodukte
zeigten eine sehr starke Porosität der
Zellen möglicherweise auf Grund der Tatsache, daß die Grundharze kein Ionomerharz enthielten und daher die
Verträglichkeit zwischen Polyäthylen und Polystyrol trotz der Verwendung geeigneter Treibmittel ungenü-
) gend war. Diese Verschlechterung der Eigenschaften
wurde auffallend, sobald die Dicke des extrusionsgeschäumten Profils 10 mm überschritt. Die Verteilung der
Zellen im Produkt von Beispiel 4 ist in Fig. 1 und im vergrößerten Maßstab in Fig.2 dargestellt. Zum
ο Vergleich ist die Verteilung der Zellen in den Proben 5,6
und 7 in F i g. 3 und im vergrößerten Maßstab in F i g. 4 dargestellt.
Schaumstoffprofile wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch die
Grundharze durch Mischen von insgesamt 10 Ionomerharztypen A bis J jeweils mit dem Polystyrolharz (S. I.
8,8) im Mischungsverhältnis von 50 :50 hergestellt wurden und ein Gemisch von F-12 und MeCl im
Verhältnis von 80 :20 als Treibmittel verwendet wurde.
Die extrusionsgeschäumten Profile wurden durch Bewertung der Extrudierbarkeit der entsprechenden
2(i Grundharze untersucht und auf ihre Eigenschaften
geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 genannt. Zum Vergleich sind die mit den oben genannten Proben 1 bis
3 von Vergleichsbeispiel 4 erhaltenen Ergebnisse ebenfalls in der Tabelle angegeben.
Tabelle 6 | Art des im | Schmelz | Eigenschaften der Schaumstoffprofile | Mittlerer | Stauch | Erholung | Kriechfestig | Maximale | Wärme | Porosi | Schrump | Quer- | Verschäumung | Ul | K) | K) |
Orundharz | index des | Raum | Durch | härte, | aus Zu | keit unter | negative | leitfähig | tät der | fung, % | schnitls- | CD | ||||
verwendeten | lonomer | gewicht, | messer | kg/cm2 | sammen | Wärme- und | Beschleu | keit, | Zellen, | fläche. | H->· | |||||
lonomerharzes | harzes | kg/m3 | der | drückung, | Druckein | nigung, G | kcal/ | % | cm2 | K) | ||||||
Zellen, | % | wirkung, % | m/Std., | U) | ||||||||||||
mm | X | CD | ||||||||||||||
0,8 | 3,10 | 91,8 | 16,0 | 99 | 0,0270 | 0,10 | 1,80 | 11,3 | Gute Oberflächengüte und | |||||||
F | 1,91 | 35,6 | gleichm. Verschäumung | |||||||||||||
Beispiel 5 | 0,5 | 3,92 | 95,5 | 3,7 | 73 | 0,0268 | 0,07 | 0,60 | 9,0 | dto. | ||||||
E | 1,24 | 38,4 | 0,5 | 3,17 | 95,0 | 14,0 | 85 | 0,0267 | 0,07 | 1,60 | 9,1 | dto. | ||||
D | 1,20 | 35,7 | 0,3 | 3,80 | 95,0 | 8,0 | 79 | 0,0267 | 0,07 | 0,50 | 9,6 | dto. | ||||
C | 0,56 | 37,0 | 0,3 | 3,84 | 94,5 | 14,0 | 90 | 0,0267 | 0,10 | 2,19 | 10,0 | dto. | ||||
B | 0,35 | 36,2 | 1,1 | 1,85 | 56,2 | 61,5 | Min. 140 | 0,0302 | 1,60 | 2,12 | 12,8 | dto. | ||||
J | 5,44 | 37,7 | 1,0 | 1,95 | 60,2 | 59,0 | Min. 140 | 0,0305 | 20,50 | 2.70 | 12,2 | dto. | ||||
I | 4,68 | 38,7 | 0,8 | 2,40 | 61,9 | 58,0 | Min. 140 | 0,0301 | 7,10 | 2,31 | 10,5 | dto. | ||||
H | 3,10 | 37,6 | 0,5 | 3,65 | 96,0 | 10,0 | 79 | 0,0269 | 0,09 | 1,75 | 10,1 | dto. | ||||
A | 0,10 | 36,5 | 0,4 | 3,20 | 88,3 | 18,0 | 99 | 0,0270 | 0,08 | 1,05 | 11,2 | dto. | ||||
G | 2,90 | 38,1 | Gute Oberflächenglätte und | |||||||||||||
gleichm. Verschäumung | ||||||||||||||||
Vergleichs | 0,2 | 1,20 | 99,5 | 59,7 | 87 | 0,0308 | 0,02 | 4,00 | 4,9 | dto. | ||||||
beispiel 4 | Ionomeres | - | 34,4 | 0,9 | 5,10 | 48,0 | 66,5 | Min. 140 | 0,0270 | 0,01 | 4,5 | 4,5 | dto. | |||
Probe 1 | Polystyrol | - | 30,3 | 0,8 | 1,64 | 97,7 | 27,2 | 94 | 0,0340 | 0,15 | 4,80 | 1,3 | Ziemlich schlechte | |||
Probe 2 | Polyäthylen | _ | 38,7 | Oberflächenglätte | ||||||||||||
Probe 3 | von niedriger | |||||||||||||||
Dichte | ||||||||||||||||
Ein Grundharz wurde durch Mischen von 50 Gew.-% Iönomerharz (Probe C, Schmelzindex 0,56) und 50
Gew.-% eines schlagzähen Polystyrolharzes, das 3 Gew.-% Polybutadien enthielt, hergestellt. Ein Gemisch
von 100 Gew.-Teilen dieses Grundharzes, 0,5 Gew.-Teilen
Talkum und 0,4 Gew.-Teilen Bariumstearat wurde in einen Extruder mit einem Schneckendurchmesser von
30 mm aufgegeben. Die erste Zone des Extruders wurde bei 120° C, die zweite Zone bei 210° C und die dritte
Zone bei 240° C gehalten. Durch einen Eintritt, der in der Mitte der dritten Zone des Extruders angeordnet war,
wurde ein Gemisch von 30 Gew.-% Dichlordifluormethan und 70 Gew.-% Dichlormonofluormethan als
Treibmittel unter erhöhtem Druck in einer Menge von
31 Gew.-Teüen pro 100 Gew.-Teile des damit zu
mischenden Grundharzes eingeführt Zum Extrusionsschäumen v/urde das Gemisch durch eine Düse (3 mir
Durchmesser), die an der vorderen Spitze der Temperaturregelvorrichtung befestigt war, bei einer
Harztemperatur von 105°C mit der höchsten Strangpreßleistung des Extruders von 3,3 kg/Std. in eine
Niederdruckzone extrudiert. Zu diesem Zeitpunkt betrug der Druck, unter dem das Treibmittel eingeführt
wurde, 170 kg/cm2 und der Druck des Harzes
ι ο unmittelbar am Düsenaustritt 35 kg/cm2.
Das in dieser Weise erhaltene stabförmige Schaumstoffprofil hatte ein Raumgewicht von 25 kg/m3, enthielt
gleichmäßige geschlossene Zellen und hatte gute Oberflächenglätte. Die Volumenverminderung des
Schaumstoffprofils nach 48 Stunden, gerechnet von der Zeit des Verschäumens, betrug 2%, ein außergewöhnlich
niedriger Wert Die Stauchhärte betrag 1,8 kg/cm2 und die maximale negative Beschleunigung 65 G.
Der in Beispiel 6 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch ein Styrol/Butadien-Blockmischpolynierisat
das 70 Gew.-% Butadien enthielt, an Stelle des Polybutadien enthaltenden schlagzähen
Polystyrols verwendet wurde. In diesem Fall betrug der Druck, unter dem das Treibmittel eingeführt wurde, 150
kg/cm2 und der Druck des Harzes unmittelbar nach dem Austritt aus der Düse 31 kg/cm2.
Das in dieser Weise hergestellte stabförmige Schaumstoffprofil hatte ein Raumgewicht von 35 kg/m3,
enthielt gleichmäßige geschlossene Zellen und hatte eine etwas rauhe Oberfläche. Die Volumenabnahme des
Schaumstoffprofils nach 48 Stunden, gerechnet von der Zeit des Verschäumens, betrug 5%. Das Produkt hatte
eine Stauchhärte von 1,2 kg/cm2 und eine maximale negative Beschleunigung von 51 G, ein Zeichen, daß es
sich ausgezeichnet als Polstermaterial eignete.
Beispiele 8 bis 14 und Vergleichsbeispiele 5 bis 6
Als Ionomerharze wurden die Harze C (Schmelzindex 0,56), das Harz D (Schmelzindex 1,2), das Harz K
(Ca als Metall, Schmelzindex 0,7, S = 75%, N = 50%) und das Harz L (Na als Metall, Schmelzindex 1,5,
S = 58%, N=45%) verwendet Als thermoplastische Harze, die ein kautschukartiges Material enthielten,
wurden die folgenden Harze verwendet: Ein Polystyrolharz, das 3 Gew.-% Polybutadien enthielt (nachstehend
als »X« bezeichnet) ein Polystyrolharz, das 18 Gew.-% Polybutadien enthielt (nachstehend als »Y« bezeichnet)
und ein Harzgemisch, das aus 20 Gew.-Teüen Polystyrolharz (S. I. 8,0) und 80 Gew.-Teile Polybutadienkautschuk
bestand (nachstehend als »Z« bezeichnet). Die Harze wurden zur Herstellung der Grundharze in den in
Tabelle 7 genannten Mengenverhältnissen gemischt Dann wurde der in Beispiel 6 beschriebene Versuch
wiederholt, wobei jedoch die vorstehend genannten Grundharze und Treibmittel, die durch Mischen von
F-12, F-21, F-Il, F-114 und MeCl2 in den in Tabelle 7
genannten Mengenverhältnissen hergestellt wurden, als flüchtige Treibmittel verwendet wurden.
Tabelle 7 | Harzzusammensetzung Treibmittelzusammensetzung | 90 | Kautschukhaltiges Gruppe 1 Gruppe Il Harz '„ Gew.-% Gew.-% |
Extrudierbarkeit | Glatte Oberfl, und gleich mäßige geschlossene Zellen |
■«■■■■ | Stauch härte, kg/cm2 |
Max. negative Beschleu nigung, G |
O |
Beispiel | Ionomerharz Gew.-0 |
10 | X 10 F12 30 F21 | Zustand der Oberfläche und der Zellen Gew.-,Ό |
Leicht faltige Oberfläche und gleichmäßige geschlossene Zellen |
1,9 | K) 58 * |
||
C | 50 | X 90 FI2 30 F21 | 70 | Glatte Oberfläche u. gleich mäßige geschlossene Zellen |
3,1 | 92 | |||
8 | C | 30 | Y 50 F12 80 MeCl2 | 70 | dto. | Physikalische Eigenschuften | 2,6 | 62 | |
9 | C | 70 | Y 70 FI2 30 FIl | 20 | dto. | Schrump- Ruum- fung, gewicht, Vol.-% kg/m3 |
2,8 | 75 | |
10 | D | 70 | Y 30 F12 30 F2I | 70 | dto. | 3 21 | 2,1 | 52 S | |
11 | K | 70 | Y 30 Fl 14 30 F21 | 70 | Leicht faltige Oberfläche u. gleichmäßige geschlossene Zellen |
7 35 | 2,3 | 62 __ | |
12 | L | 5 | Z 30 Fl 14 30 F2I | 70 | Stark faltige Oberfläche und ungleichmäßige Zellen |
2 25 | 2,7 | 61 ^ (JO |
|
13 | C | 95 | Y 95 F-12 30 F-21 | 70 | Glatte Oberfläche und ungleiche'.ßige fellen |
2 28 | υ | Min. 140 -* | |
14 | C | Y 5 F-12 30 F-21 | 70 | 3 19 | 0,3 | 65 | |||
VgL- Beispiel 5 |
C |
Die Erfindung ermöglicht die Durchführung des
Extrusionsschäumens von thermoplastischen Kunsthar zen mit erhöhtem Wirkungsgrad. Beispielsweise hat die Erfindung die folgenden Vorteile: Die Aufblähung oder Schrumpfung des Harzes zum Zeitpunkt des Strang pressens wird verhindert. Die extrudierten Schaumstoff profile sind in bszug auf den Querschnitt verbessert, und der Rückdruck beim Extrudieren steigt nicht auf anomal |
70 | 5 23 | |||||
VgI.- Beispiel 6 |
18 48 | ||||||||
Hierzu 1 Blatt | 30 61 | ||||||||
5 38 | |||||||||
hohe Werte, so daß die Wirtschaftlichkeit des
Extrudierens und Verschäumens verbessert wird. Außerdem ermöglicht die Erfindung die wirtschaftlich vorteilhafte Herstellung von neuen Schaumstoffprofi len, die in sich alle erforderlichen Eigenschaften wie Stauchhärte, Erholung aus Zusammendrückung, Eig nung als Polstermaterial und Wärmeisoliervermögen in sich vereinigen. |
|||||||||
Zeichnungen | |||||||||
Claims (1)
1. Stranggepreßte Schaumstoff-Formteile mit geschlossener Zellstruktur und einem Raumgewicht
von 15 bis 200 kg/m3 und einer Dicke von 20 bis 1000
mm hergestellt aus einem Gemisch miteinander unverträglicher Polymerharze a) und b) sowie einem
flüchtigen Treibmittel c) und gegebenenfalls üblichen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymerharzgemisch aus den folgenden Bestandteilen besteht:
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3575875A JPS5316826B2 (de) | 1975-03-25 | 1975-03-25 | |
JP50123546A JPS5247863A (en) | 1975-10-14 | 1975-10-14 | Process for manufacturing thermoplastic resin foam |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2612361A1 DE2612361A1 (de) | 1976-10-07 |
DE2612361B2 true DE2612361B2 (de) | 1981-04-30 |
DE2612361C3 DE2612361C3 (de) | 1982-03-18 |
Family
ID=26374753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2612361A Expired DE2612361C3 (de) | 1975-03-25 | 1976-03-24 | Stranggepreßte Schaumstoff-Formteile und Verfahren zur Herstellung derselben |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA1073620A (de) |
DE (1) | DE2612361C3 (de) |
FR (1) | FR2305293A1 (de) |
GB (1) | GB1517463A (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1704479A1 (de) * | 1967-06-16 | 1971-05-27 | Basf Ag | Offenzellige Schaeume aus AEthylencopolymerisaten |
DE1778630B1 (de) * | 1967-05-26 | 1974-03-28 | Ugine Kuhlmann | Verfahren zur herstellung von nicht plazifizierten polymeren oder copolymeren schaumstoffen |
JPS4935471A (de) * | 1972-08-07 | 1974-04-02 | ||
JPS5025675A (de) * | 1973-07-06 | 1975-03-18 |
-
1976
- 1976-03-23 GB GB11654/76A patent/GB1517463A/en not_active Expired
- 1976-03-23 CA CA248,591A patent/CA1073620A/en not_active Expired
- 1976-03-24 DE DE2612361A patent/DE2612361C3/de not_active Expired
- 1976-03-25 FR FR7608745A patent/FR2305293A1/fr active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1778630B1 (de) * | 1967-05-26 | 1974-03-28 | Ugine Kuhlmann | Verfahren zur herstellung von nicht plazifizierten polymeren oder copolymeren schaumstoffen |
DE1704479A1 (de) * | 1967-06-16 | 1971-05-27 | Basf Ag | Offenzellige Schaeume aus AEthylencopolymerisaten |
JPS4935471A (de) * | 1972-08-07 | 1974-04-02 | ||
JPS5025675A (de) * | 1973-07-06 | 1975-03-18 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2305293B1 (de) | 1979-04-20 |
GB1517463A (en) | 1978-07-12 |
CA1073620A (en) | 1980-03-18 |
FR2305293A1 (fr) | 1976-10-22 |
DE2612361C3 (de) | 1982-03-18 |
DE2612361A1 (de) | 1976-10-07 |
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