DE2725100A1

DE2725100A1 - Treibmittelkonzentrat

Info

Publication number: DE2725100A1
Application number: DE19772725100
Authority: DE
Inventors: Peter Ing Grad Gebauer; Karl-Guenther Ing Grad Sturm
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1977-06-03
Filing date: 1977-06-03
Publication date: 1979-02-22
Also published as: FR2393023A2; IT7849688A0; IT1156799B

Description

Zusatz zu OZ 76 013 Beschreibung

Gegenstand des Patents /Patentanmeldung P 26 08 925.8

ist ein Treibmittelkonzentrat auf der Basis eines chemischen Treibmittels und eines thermoplastischen Kunststoffs als Trägerstoff, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Trägerstoff ein gesättigter Polyester und/oder Copolyester mit einem Kristallitschmelzpunkt zwischen 140⁰C und 220⁰C, vorzugsweise 160 bis 20O⁰C, und mit einer reduzierten Viskosität von 0,4 dl/g bis 1,6 dl/g, vorzugsweise 0,7 dl/g bis 1,0 dl/g ist.

Die Herstellung derartiger Treibmittelkonzentrate erfolgt in der V/ei se, daß der zur Anwendung kommende, als Granulat oder Pulver vorliegende Trägerstoff mit dem chemischen Treibmittel über die Schmelzphase des Polyesters bzw. Copolyesters, z.B. in einem Extruder oder Kneter gleichmäßig vermischt wird. Bei dieser Art der Einarbeitung muß zwischen der Schmelz- bzw. Verarbeitungstemperatur des Trägermaterials und dea Beginn der thermischen Zersetzung des einzuarbeitenden Treibmittels zur Vermeidung einer vorzeitigen Zersetzung des Treibmittels ein aus reichender Temperatur-Sicherheitsbereich vorhanden sein, da bei der Verarbeitung Temperaturschwankungen auftreten können. Dieser Sicherheitsbereich liegt je nach Treibmittel in der Regel bei ?C

ο '

bis 50 C, unterhalb der Schmelz- bzw. Verarbeitungstemperatur!

i des Trägermaterials. j

In die in der Hauptanmeldung (Patentanmeldung P 26 08 925.8) ! beschriebenen gesättigten, kristallinen Polyester und/oder Copo- j lyester mit Kristallitschinelzpunkten von 140 bis 220° C ist unter!

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Beachtung dieses Sicherheitsbereiches die Einarbeitung solcher
Treibmittel optimal möglich, deren Zersetzungsbeginn (für den
unteren Schmelzpunktbereich) zwischen 170 und 190° C bzv/. (bei
dem oberen Schmelzpunktbereich) bei 250 bis 270° C liegt.

Die Einarbeitung von Treibmitteln mit Zersetzungsbeginn

< 170 C, welche zum Teil günstige verarbeitungstechnische Eigenschaften aufweisen und außerdem in vielen Fällen besonders wirtschaftlich herstellbar sind, ist daher bei Verwendung der in der
Hauptpatentanmeldung beanspruchten Polyester bzw. Copolyester
mit Kristallitschmelzpunkten zwischen HO⁰C und 22O⁰C nicht möglich.

Der Ersatz der in der Hauptanmeldung P 26 08 925.8 beschriebenen ι Polyester und/oder Copolyester durch Verwendung niedrig schmelzender Konzentrat-Trägerstoffe auf der Grundlage von Polystyrol
oder Polyolefinen führt zu geschäumten Endprodukten mit verminderten physikalischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, Treibmittelkonzen-i

i träte für die Verschäumung von Polyalkylenterephthalaten zur j

Verfügung zu stellen, die die Anwendung solcher chemischer Treib-: mittel ermöglichen, deren Zersetzungsbeginn im Bereich ^ 170⁰C |

liegt, und bei denen die geschäumten Endprodukte gute physika- j lische, mechanische und thermische Eigen3chaftswerte aufweisen. ■

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Trägerstoff für das chemische Treibmittel ein gesättigter Polyester und/oder Copolyester mit einem Kristillitschmelzpunkt ^ 140° C und mit einer reduzierten Viskosität von 0,4 dl/g bis 1,6 dl/g, vorzugsweise o,7 dl/g bis 1,6 dl/g ist. Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyester und/oder Copolyester stellen lagerstabile pulver- oder grenulatfb'rmige Stoffe dar, die bei Lagertemperaturen von bis z. B. 50° C nicht zusammenbacken.

Bevorzugte Polyester und/oder Copolyester sind solche mit einem Kristallitschaelzpunkt von 100 bis O 40° C, insbesondere 110 bis 130° C.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyester bzw. Copolyester weisen Glastibergangstemperaturen zwischen -20 und +50 C, bevorzugt -10 bis +20⁰C auf. Die Messung der Glasttbergangstemperaturen, der Kristallitschmelzpunkte und der reduzierten Viskosität erfolgt wie in der Hauptantneldung P 26 08 425.8 beschrieben.

Die erfindungsgemäß als Trägerstoff für das Treibmittel eingesetzten Polyester und Copolyester leiten sich bezüglich der Säurekomponente ganz oder zu mehr als 50 Mol # von der Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten ab. Als Co-Säuren werden, auffüllend auf 100 Mol #, eine oder mehrere andere aromatische und/oder gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren

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mit 2 bis 12 C-Atomen zwischen den funktioneilen Gruppen oder deren polyesterbildenden Derivaten verwendet. Bezüglich der Diölkomponente leiten sich die Polyester bzw. Copolyester von einem oder mehreren gesättigten aliphatischen Glykolen mit 2 bis 12 C-Atomen her.

Geeignete Co-Säuren sind z.B. Sebazinsäure, Azelainsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Isophthalsäure oder Cyclohexandicarbonsäure oder deren polyesterbildenden Derivate.

Sofern als Dicarbonsäure bei den Copolyestern nur die Terephthalsäure oder deren polyesterbildenäen Derivate eingesetzt werden, werden als Diolkomponente wenigstens zwei Diole verwendet. Die Co-Säuren werden - zusammen mit Terephthalsäure - bevorzugt in Mengen von 10 bis 40 Mol # eingesetzt. Als Co-Säure wird bevorzugt Isophthalsäure, ggf. deren Dialkylester eingesetzt.

Gegebenenfalls kann die Isophthalsäure ganz oder teilweise durch wenigstens eine aliphatische gesättigte Dicarbonsäure oder deren polyesterbildendes Derivat ersetzt sein, wie z.B. Adipinsäure, Sebazinsäure, Azelainsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Cycloheiand!carbonsäure oder dgl., bevorzugt Azelain-rund/oder Adipin- und/oder Sebazinsäure.

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Ala polyesterbildende Derivate der Dicarbonsäuren kommen in erster Linie die Mono- oder Dialkylester, insbesondere die Dimethylester infrage.

Als geeignete Diole bzw. Co-Diole seien z.B. genannt: Äthylenglykol, Propandiol-1,2, Propandiol-1,3, Butandiol-1,3, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5, Neopentylglykol, Hexandiol-1,6, Octandiol-1,8, Cyclohexandimethanol und dgl, oder Gemische der Einzelkomponenten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform leiten sich die als Trägerstoff eingesetzten Copolyester bezüglich der Diolkomponente von Butandiol-1,4 her, wobei bis zu 50 Mol # des Butandiol-1,4 durch ein oder mehrere andere Diole mit 2 bis 12 C-Atomen ersetzt sind.

Bevorzugtes Co-Diol, insbesondere in Kombination mit Butandiol-1, 4, ist Hexandiol-1,6.

Als Säurekomponente wird bei derartigen Copolyestern auf der Basis von Butandiol-1,4 / Hexandiol-1,6 die Terephthalsäure bzw. deren polyesterbildenden Derivate im Gemisch mit Isophthalsäure eingesetzt, bevorzugt 65 bis 90 Mol $ Terephthalsäure und 35 bis 10 Mol % Isophthalsäure.

Als für den erfindungsgemäßen Zweck besonders geeigneter Trägerstoff sei ein Copolyester hervorgehoben, der sich bezüglich der j Säurekomponente von 85 Mol % Terephthalsäure bzw. deren ester— ^! bildenden Derivaten und 15 Mol $> Isophthalsäure,

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sowie bezüglich der Diolkomponente von 50 Mol % Hexandiol-1,6 und 50 Mol % Butandiol-1,4 herleitet.

Im Sinne der Erfindung geeignete Polyester sind solche, die sich bezüglich der Säurekomponente von der Terephthalsäure und bezüglich der Diolkomponente von geradzahligen Diolen ab C_Q herleiten, wobei Octandiol-1,8 bevorzugt ist.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate erfolgt in der Weise, daß der zur Anwendung kommende, als Gra nulat oder Pulver vorliegende, als Träger3toff verwendete gesättigte Polyester oder Copolyester mit dem chemischen Treibmittel, z.B. einem pulverförmigen chemischen Treibmittel, und gegebenenfalls weiteren Zusätzen zunächst bei Raumtemperatur innig vermischt wird. Diese Mischung wird anschließend in einem

Extruder oder Kneter über die Schmelzphase des Polyesters bzw, Copolyesters homogenisiert und durch eine Düse ausgetragen. Der als Trägerstoff eingesetzte Polyester bzw. Copolyester und das Treibmittel können auch mittels geeigneter Dosiervorrichtungen im erforderlichen Verhältnis getrennt voneinander in j die zur Homogenisierung vorgesehene Vorrichtung eingeführt ι werden. Gegebenenfalls kann auch das Treibmittel dem bereits als Schmelze vorliegenden Trägerstoff zugegeben werden. Das Zerkleinern der erstarrten Eonzentratmischung zu einer für die j

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spätere Verarbeitung erforderlichen Granulatgröße erfolgt auf bekannte Weise, z.B. sofort nach dem Austrag aus der Düse nach ausreichender Abkühlung mittels Granulatoren oder Mühlen oder auch zu einem späteren Zeitpunkt. Grundsätzlich kann die Korngröße und die K₀rnform des Treibmittelkonzentrat-Granulates beliebig gewählt werden, jedoch ist es zur Vermeidung von Entmischungen zweckmäßig, Form und Größe des Treibmittelkonzentrates auf diejenige des zu verschäumenden Polyalkylenterephthalates abzustimmen.

Als Treibmittelkonzentrat werden erfindungsgemäß solche eingesetzt, die einen Treibmittelgehalt von 1 bis 50 Gew.^, vorzugsweise 2 bis 30 Gev/„$, insbesondere 5 bis 20 Gew.# aufweisen.

Als Treibmittel werden erfindungsgemäß chemische Treibmittel eingesetzt. Kennzeichen der chemischen Treibmittel ist ihre Zersetzung innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches mit einem ausgeprägten Maximum. Zersetzungsbereich und Zersetzungsmaximura hängen vom chemischen Aufbau des verv/endeten Treibmittels ab.

Die erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate eigenen sich erfindungsgemäß besonders gut als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung von Strukturschaumformteilen aus hochmolekularen Polyalkylenterephthalaten, wie z. B. Polyethylenterephthalat, PoIy-(I,3-propylen)-terephthalat und insbesondere PoIy-(1,4-butylen)-terephthalat. Für die Herstellung von Struktur-

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schaumformteilen mit guten mechanischen, physikalischen und thermischen Eigenschaften setzt man in allgemeinen Polyalkylenterephthalate mit reduzierten Viskositäten von etwa 0,7 bis 2,3 ein. Polytetraaethylenterephthalat wird bei hohen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften im allgemeinen mit reduzierten Viskositäten von 0,7 bis 2,0, vorzugsweise 0,8 bis 1,6 zu Strukturschaumformteilen verarbeitet. Bei geringeren Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften können Polyalkylen- ι

terephthalate mit niedrigeren reduzierten Viskositäten einge- j

setzt werden, z.B. 0,4 bis 0,7.

Für die Verschäumung von Polyalkylenterephthalaten, für die die erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate bevorzugt eingesetzt werden, eignen sich grundsätzlich alle für die Verschäurnung von thermoplastischen Kunststoffen geeigneten Treibmittel, sofern sie während der Konzentratherstellung nicht aktiviert werden und sofern sie mit den zu verschäumenden Polyalkylenterephthalaten und mit dem eingesetzten Treibmittel-Tragerstoff verträglich sind.

Bevorzugt setzt man Treibmittel mit einem Zersetzungsbeginn gleich/kleiner 170° C ein.

Als ein unter Verwendung der erfindungsgemäßen Copolyester und/ oder Polyester als Trägerstoffe besonders geeignetes Treibmittel

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hat sich ein unter dem Namen Hydroceroir-Coinpound von der Firma j Boehringer, Ingelheim hergestelltes Produkt und dessen Derivate erwiesen. Dabei handelt es sich um Treibmittel aui der Basis

hydrophob!erter Gemische aus Citronensäure und Hatriumbicarbonat,'

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welche bei thermischer Zersetzung hauptsächlich COp als Treibgas abspalten.

Der Beginn der thermischen Zersetzung von Hydroceror^-Corapound liegt bei 160⁰C. Bei der Verwendung dieser Produktklasse als bevorzugte Treibmittel für PolyalkylenterephthalaiB in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Trägeretoff in Form eines Treibmittelkonzentrates entstehen verfärbungsfreie Strukturschaum-Formteile mit einer selbst bei niedrigen spezifischen Gewichten gleichmäßigen und feinzelligen Porenstruktur. Der bei der Verwendung von Treibmitteln mit Zersetzungateroperaturen unter 17O⁰C entstehende weite Spielraum s\vischen Zeroetzungaboginn der Treibmittel und der zur optimalen Vorarbeitung der Polyalkylenterephthalat^* erforderlichen Mindestmaaoeieniperatur erweist sich als nicht kritisch, ela durch die Einbettung der Treibmittel in die erfindungsgemäßen Konzentratträger eine Zersetzung vor dem vollkommenen Aufschmelzen der Copolyester und/ oder Polyester nicht eintritt. Die Treibmittel werden Lei der Strukturschaurnverarbeitung erst dann aktiviert, wenn der Fürderprozeß des Gemisches aus Konzentrat und zu verschäumendem Polyalkylenterephthalat in der Verarbeitungsmaschine soweit fortgeschritten ist, daß das sich zu diesem Zeitpunkt im Einzu^sbereich der Maschine angeschmolzene Material durch seinsn Fördergegendruck ein Entweichen des Treibgases durch die Einfüllöffnung verhindert. Bei direkter Verwendung der gleichen Treibmittel in ihrer meistens pulverförmiger! Lieferform treten I

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demgegenüber bereits im Einzugsbereich der Verarbeitungsmaschinen durch vorzeitige Zersetzung erhebliche Treibgasverluste auf, die sich in einer deutlich verminderten Wirksamkeit der Treibmittel bemerkbar machen.

Grundsätzlich können aber auch die in der Hauptanmeldung beschriebenen Treibffi
eingesetzt v/erden.

schriebenen Treibmittel mit Zersetzungsbeginn von größer 170° C

Die erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate können als treibgasabgebende Komponente bei allen Verfahren zur Herstellung von Strukturschaum-Forrateilen aus Poiyalkylenterephthalat-FormmsiK-m eingesetzt werden. Ihre Herstellung ist sowohl auf für die Herstellung von Korapakt-Forroteilen vorgesehenen Spritzgieflmaschinon und Extrudern als auch auf speziell auf die Verarbeitung von treibmittelhaltigen Thermoplasten abgestimmten Spezialvorrichtungen möglich. Die Spritzgieß- und Extrusionsverarbeitung sowie das Formschäumen von treibmittelhaltigen Thermoplasten ist in der Literatur ausführlich beschrieben worden (vgl. Integralschaumstoffe, Piechota/Röhr, Carl Hanser-Verlag 1975, S. 91 bis 142).

Die erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate werden bevorzugt eingesetzt bei der Herstellung von Struktursehaum-Formteilen j

nach dem TSG-Verfahren (Thermoplast-Schaumspritz-Gießen),welches j

j auf den Seiten 94 bis 125 der genannten Literaturstelle beschrie-!

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ben wird. Sie können als treibgasabgebende Komponente sowohl bei der Herstellung von spezifisch schweren Teilen als auch von spezifisch leichten Teilen eingesetzt werden.

Bei der Herstellung der Strukturschaum-Formteile aus Polyalkylenterephthalat-Formmassen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate geht raan so vor, daß das Polyalkylenterephthalat-Granulat und das Treibmittelkonzentrat-Granulat in geeigneten Miochvorrichtungen miteinander vermischt werden, ΰειε Mengenverhältnis richtet sich nach der für das herzustellende Formteil notwendigen Treibmittelmenge und nach der Wirksamkeit des eingesetzten Treibmittels. Im allgemeinen wird das Treibmittelkonzentrat in einer solchen Menge zugesetzt, daß der Treibmittelgehalt der Gesamtraischung 0,1 bis etwa 5,0 Gew.# beträgt. Entsprechend der Konzentration des Treibmittels in dem Konzentrat werden im allgemeinen 1 bis 50 Gew.^, vorzugsweise 2 bis 30 Gew.^, insbesondere 5 bis 20' Gew.$ an Treibmittelkonzentrat dem zu verschäumenden Kunststoff zugesetzt, bezogen auf die Gesamtmischung. Nach dem Misohvorgang wird die Mischung dem Materialvorratsbehälter der Verarbeitungsraaschine zugeführt und zu Strukturschaum-Formteilen verarbeitet.

Mittels der erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate können gefüllte und/oder verstärkte und/oder flammgescnUtzte, gege- _ benenfalls weitere Zusatzstoffe, wie z. B. Stabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente, Nukleierungsmittel, wie z. B. Talkum, oder

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Porenregler, wie z. B, feinteilige Metallpulver enthaltende Strukturschaumorrnteile aus Polyalkylonterephthalaten, vorzugsweise aus Polytetramethylenterephthalat hergestellt werden.

Verstärkerstoffe sind z.B. Glaspulver, Glaskugeln, Glasfasern, Asbestfasern und dgl., die ggf. mit geeigneten Schlichten ! bzw. Haftvermittlern behandelt sind (vgl.z.B. DT-OS 24 26 656).

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate wird die Verarbeitung von Polyalkylenterephthalaten zu Strukturschaum-Formteilen wesentlich vereinfacht und verbessert. Es wird , durch die Erfindung ermöglicht, Treibmittel mit Zersetzungs beginn unter 170⁰C ohne verarbeitungstechnische Nachteile, wie Treibgasverluste durch vorzeitige Zersetzung, für die Ver~ ' schäumung von Polyalkylenterephthalaten einzusetzen. Besonders vorteilhaft ist es, daß dadurch leicht verfügbare und kostengünstig herstellbare Treibmittel zur Anwendung kommen können. Aufgrund der Verträglichkeit der erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate mit den zu verschäumenden Polyalkylenterephthalat-Pormmassen gelingt es, Formteile mit guten physikalischen, mechanischen und thermischen Eigenschaftswerten herzustellen.

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Vergleichsbeispiel 1

Ein granulatförmiger, kristalliner Copolyester auf der Basis von 70 Mol # Terephthalsäure, 30 Mol ia Adipinsäure und Butandiol-1,4 mit einer reduzierten Viskosität von 0,81 dl/g und einem Schmelzpunkt von 183⁰C wurde mit 10 % Hydrocerol ^»Compound als Treibmittel in einem Taumelmischer vorgemischt. Das Ausgangs-Schiittgewicht des Copolyesters betrug 600 g/l. Auf einem Einschneckenextruder, Bauart Reifenhäuser, Typ R 30 mit einem Schneckendurchmesser von 30 mm und einer Schneckenlänge von 20 D wurde dieses Gemisch bei einer Massetemperatur von 195⁰C und einer Schneckendrehzahl von 30 ü/min über die Schmelzphase homogenisiert durch eine Runddüse als Strang ausgetragen, über ein luftgekühltes Transportband abgekühlt und in einem Granulator zu Stranggranulat granuliert.

Während der Herstellung des Treibmittelkonzentrates war zu beobachten, daß die Mischung im Einzugsbereich des Extruders sehr schlecht eingezogen wurde. Die Ursache lag darin, daß das Treibmittel bereits im Einzugsbereich des Extruders zersetzt wurde und das abgespaltene Treibgas über die Einfüllöffnung entwich. Der extrudierte Strang trat aus der Runddüse bereits stark aufgebläht aus. Durch die unkontrollierte Treibmittelzersetzung entstand ein stark pulsierender Austrag des Stranges, das Freiwerden des Treibmittels machte sich am Düsenausgang durch knallende Geräuschentwicklung bemerkbar. Das Schüttgewicht des Treibmittelkonzentrats lag bei nur 280 g/l. Pur eine weitere Verwendung als Treibmittelkonzentrat zur Herstellung von PoIyalkylenterephthalat-Strukturschaum-Pormteilen war das Produkt ungeeignet.

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Vergleichabelspiel 2

Ein granulatförmiger, kristalliner Copolyester auf der Basis von 57,5 Mol # Terephthalsäure, 42,5 Mol $ Adipinsäure und Butandiol-1,4 mit einer reduzierten Viskosität von 0,93 dl/g und einem Schmelzpunkt von 15O⁰C wurde mit 10 $ Hydrocerol Compound als Treibmittel in einem Taumelmischer vorgemischt. Zwischen Schmelzpunkt des Copolyesters und Zersetzungsbeginn des Treibmittels lag ein Bereich von 10⁰C. Das Ausgangs-Schüttgewicht des Copolyesters betrug 630 g/l.

Auf dem in Vergleichsbeispiel 1 genannten Einschneckenextruder wurde das Gemisch bei einer Massetemperatur von 160-165⁰C über die Schmelzphase homogenisiert, als Strang ausgetragen und granuliert. Das Einzugsverhalten der Mischung war wesentlich besser als das Einzugsverhalten der Mischung aus Vergleichsbeispiel 1, ein vollkommen störungsfreier Materialeinzug war jedoch auch hier nicht vorhanden. Der extrudierte Strang war äußerlich relativ glatt, z.T. jedoch von nach außen tretenden Blasen durchsetzt. Das Schuttgewicht des Treibmittelkonzentrates lag bei 480 g/l. Es wurde hier zwar eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Treibmittelkonzentrat aus Vergleichsbeispiel 1 erzielt, am verminderten Schüttgewicht war jedoch auch hier eine Vorzersetzung des Treibmittels zu erkennen. Der Abstand von 10⁰C zwischen Schmelzpunkt des Copolyesters und Zersetzungsbeginn des Treibmittels war demnach nicht ausreichend.

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Vergleichsbeispiel 3

Zylinderfb'rmiges Polytetramethylenterephthalat-Stranggranulat, das mit 30 Gew.% Glasfasern verstärkt war, und welches bei einer reduzierten Viskosität des Polymeren von 1,0 dl/g ein spez. Gewicht von 1,52 g/cm und ein Scbüttgewicht von 660 g/l aufwies, wurde mit 0,5 Gew.^ pulverförmigem Kydrocerol-Compound, welches als chemisches Treibmittel eingesetzt wurde, in einem langsam laufenden Mischer (Bauart Papenmeier) vermischt. Der Zeitraum bis zu einer gleichmäßigen Verteilung des Treibmittelpulvers betrug 5 Min. Diese Mischung wurde in den Aufgabetrichter einer Korapakt-Spritzgußmaschine gegeben.

Als Spritzgußmaschine wurde eine Schneckenkolbenmaschine, Bauart Krauss-Maffei, Typ 150-600, mit einem Schneckendurchmesser D von 40 mm und einer Schneckenlänge von 20 D eingesetzt. Bei

Zylindertemperaturen (Einzug )Düse) von 230, 250, 270, 280⁰C,

woraus eine Massetemperatur von 260⁰C resultierte, und einer Forratemperatur von 5O⁰C wurden Strukturschaumplatten der Abtaes~ sung 210 χ 140 χ 10 mm gespritzt.

Bereits im Einzugsbereich der Spritzgußmaschine traten starke Zersetzungserscheinungen de3 Treibmittels auf, was sich im äußerst schlechten Einzugsverhalten bemerkbar machte. Unter Beibehaltung der Maschineneinstellung war das spez. Gewicht der Strukturschaumplatten stark schwankend. Spez. Gewichte unter 1,3 g/cm⁵ konnten aufgrund der hohen vorzeitigen Treibgasverluste nicht erzielt werden.

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Beispiel 1

Ein granulatförmiger, kristalliner Copolyester auf der Basis von 85 Mol $> Terephthalsäure und 15 Mol $> Isophthalsäure und Diolkomponenten auf der Basis von 50 Mol $> Hexandiol-1,6 und 50 Mol i° Butandiol-1,4, mit einer reduzierten Viskosität von 0,9 dl/g und einem Schmelzpunkt von 110 C, wurde mit 10 $ Hydrocerol Compound als Treibmittel in einem Taumelmischer vorgemischt. Das Ausgangsschlittgewicht des Copolyesters betrug 720 Auf dem in Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Einschneckenextrude^ wurde dieses Gemisch bei einer Massetemperatur von 125⁰C über die Schmelzphase homogenisiert, durch eine Runddüse als Strang ausgetragen, über ein luftgekühltes Transportband abgekühlt und in einem Granulator zu Stranggranulat granuliert. Der Abstand zwischen Schmelzpunkt des Copolyesters und Zersetzungsbeginn des Treibmittels lag bei 50⁰CIm Einzugsbereich des Extruders wurde die Mischung einwandfrei und vor allem gleichmäßig eingezogen. Der extrudierte Strang trat vollkommen glatt und pulsationsfrei aus der Düse aus. Das SchUttgewicht des auf diese Weise hergestellten Treibmittelkonzentrates lag bei 725 g/l. Daraus ist ersichtlich, daß das Treibmittel ohne jegliche Zersetzung vollkommen in den Tiä gerstof f eingebaut wurde. An den Bruchflächen der Granulatkörner war zu erkennen, daß das Treibmittel homogen im Trägerstoff verteilt war und allseitig von der erstarrten Schmelze des Trägerstoffes umgeben waren.

Beispiel 2

Das glasfaserverstärkte Polytetranethylen-Stranggranulat aus Vergleichsbeispiel 3 wurde mit dem erfindungsgemäßen Treibmittel-

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konzentrat aus Beispiel 1 in einem Betonmischer im Gewichtsverhältnis 19 : 1 1,5 min lang gemischt. Die Endkonzentration des Treibmittels in der Gesamtmischung betrug 0,5 Gew.%. Diese Mischung wurde auf der im Vergleichsbeispiel 3 beschriebenen Spritzgußmaschine unter den dort angegebenen Verarbeitungsbedingungen zu Strukturschaumplatten der Abmessung 210x140x10 mm verspritzt.

Während des Dosierungsvorganges der Maschine wurde die Granulatmischung einwandfrei und gleichmäßig eingezogen. Eine vorzeitige Treibmittelzersetzung trat nicht auf. Es konnten bei einer Kühlzeit von 150 see Strukturschauraplatten mit einem spez. Gewicht von 1,0 g/cm⁵ hergestellt werden; innerhalb dieser Versuchsreihe traten keine Dichteschwankungen bei den Platten auf. Die Oberflächen der Platten waren glatt und gleichmäßig.

Beispiel 3

ünverstärktes Polytetramethylenterephthalat-Granulat mit einer reduzierten Viskosität von 1,3 dl/g und einem spez. Gewicht von ¹»31 g/cm⁵ wurde mit dem Treibmittelkonzentrat aus Beispiel 1 im Verhältnis 19:1 gemischt. Als Mischgerät diente ein quadratischer Weißblechkanister, der von Hand mit taumelnden Drehbewegungen gemischt wurde. Wegen der leichten Mischbarkeit des Treibmittelkonzentrats war bereits nach 20 Umdrehungen eine ausreichende Durchmischung erreicht. Diese Mischung wurde auf der im Vergleichsbeispiel 3 beschriebenen Kompakt-Spritzgußmaschine unter den hier angegebenen Bedingungen zu 10 mm dicken Strukturschaumplatten verarbeitet. Das spez. Gewicht der Platten lag bei 0,85 g/cm , was einer Dichtereduzierung von 35 $> entsprach.

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Die Oberflächen der Platten waren glatt und gleichmäßig, die Eigenfarbe des eingesetzten Granulates war nicht verändert. T_rotz der niedrigen Dichte war die Porenstruktur feinzellig und gleichmäßig.

Dr. He/Sz/af

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Claims

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Troisdorf, den 31.5.1977 OZ 77 042 ( 2753 )

DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln

Treibmittelkonzentrat Zusatz zu Patent Patentanmeldung P 26 08 925.8

Patentansprüche

1. Treibinittelkonzentrat auf <3er Basis eines chemischen Treibmittels und eines gesättigten Polyesters und/oder Copolyesters mit einer reduzierten Viskosität von 0,4 dl/g bis 1,6 <U/g, vorzugsweise 0,7 dl/g bis 1,0 dl/g als Trägerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff in Abänderung des Treibmittelkonzentrats nach Patent Patentanmeldung P 26 08 925.8 ein gesättigter Polyester und/odor Copolyester mit einem KristallitschUi<?lzpunkt <140⁰C ist.

2. Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyester und/oder Copolyester Kristallitschmelzpunkte von 100⁰C bis < HO⁰C, vorzugsweise 110⁰C bis 130⁰C, aufweisen.

3. Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 1 od.2,dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polyester und Copolyester bezüglich ihrer Säurekoraponente ganz oder zu mehr als 50 Mol ^c/> von der Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten, wobei gegebenenfalls, auffüllend auf 100 Mol #, eine oder iaehrere andere aromatische und/oder gesättigte aliphatisch^ j

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Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 C-Atomen zwischen den funktioneilen Gruppen oder deren polyesterbildenden Derivate als Co-Säuren mitverwendet werden, und bezüglich der Diolkomponente von einem oder mehreren aliphatischen Glykolon mit bis 12 C-Atomen herleiten.

4. Treibmittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Copolyester bezüglich ihrer Säurekomponente von 90 bis 60 Mol % Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten und 10 bis 40 Mol % einer oder mehrerer Co-Säuren herleiten.

5. Treibrnittelkonzentrat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Co-Säure Isophthalsäure ist.

6. Treibrnittelkonzentrat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Copolyester bezüglich der Diolkomponente von Butandiol-1,4 herleiten, wobei bis zu 50 Mol V-. des Butandiol-1,4 durch ein oder mehrere andere Diole Kit. bis 12 Kohlenstoffatomen ersetzt sind.

7. Treibmittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Copolyester bezüglich ihrer Säurekomponente von 65 bis 90 Mol % Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten und bezüglich der Co- j

Säurekomponente von der Isophthalsäure und bezüglich der Diol-!

Ϊ komponente von Butandiol-1,4 und Hexandiol-1,6 herleiten.

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8. Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polyester bezüglich der Diolkomponente von Octandiol-1,8 und bezüglich der Säurekomponente von der Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten herleiten.

9. Treibinittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Treibmittelgehalt von 1 bis 50 Gew.^c;{, vorzugsweise 2 bis 30 Gew.?f, insbesondere 5 bis 20 Gew.%.

0. Treibmittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zersetzungsbeginn der verv/endeten Treibmittel im Bereich \ 170 C liegt.

1. Verwendung der Treibmittelkonzentrate nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung von Strukturschaumformteilen aus hochmolekularen Polyalkylenterephthalat^^, insbesondere Poüj'tetramethylenterephthalat.

2. Verwendung von Treibmittelkonzentraten nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung von gefüllten und/oder verstärkten und/oder flammgeschutzten, gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthaltenden Strukturschaumformteilen aus Polyalkylenterephthalaten, vorzugsweise aus Polytetramethylenterephthalat.

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13. Verwendung von Treibmittelkonzertraten noch Anspruch 12 als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung glasfaserverstärkter, gegebenenfalls flammgeschützter Strukturschaumformteile aus Polytetramethylenterephthalat.

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