DE2914058C2

DE2914058C2 - Verfahren zur Herstellung eines verschäumten Produktes

Info

Publication number: DE2914058C2
Application number: DE19792914058
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Tokushima Aburatani; Shigeaki Naruto Tokushima Ohno; Nobuyuki Naruto Tokushima Ueda
Original assignee: Otsuka Kagaku Yakuhin KK
Current assignee: Otsuka Kagaku Yakuhin KK
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1981-10-15
Also published as: DE2914058A1

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung verschäumter synthetischer Harzprodukte, insbesondere auf ein neues Verfahren zur Herstellung verschäumter Produkte aus hochschmelzenden, synthetischen Harzen.

Bekanntlich kann man verschäumte Produkte aus synthetischen Harzen durch Zersetzung eines im Harz einverleibten Blähmittels herstellen. Zu diesem Zweck sind verschiedene Blähmittel bekannt, die z. B. vom Azo-, Nitroso- und Hydrazintyp sind. Diese Blähmittel müssen bei einer spezifischen Temperatur zersetzbar sein, jedoch bei niedrigeren Temperaturen chemisch möglichst stabil bleiben, bei höchst möglicher Geschwindigkeit zersetzbar sein und dürfen nach der Zersetzung praktisch keine Rückstände hinterlassen, die zu irgendeiner Farbbildung, unangenehmen Gerüchen oder einer Toxizität führen.

Die Blähmittel werden in zwei Gruppen unterteilt: solche, die für niedrig-schmelzende, synthetische Harze und solche, die für hoch-schmelzende, synthetische Harze geeignet sind. Während bisher eine große Vielzahl von Blähmitteln beider Kategorien entwickelt wurde, umfaßt die letztgenannte Gruppe die Blähmittel vom Azodicarbonsäuretyp. Die Blähmittel vom Azodi· carbonsäuretyp haben jedoch eine solche geringe Beständigkeit gegen Wasser, daß sie selbst in Anwesenheit dtes in der Luft enthaltenden Wassers zersetzbar sind, wohingegen sie selbst bei der Zersetzungstemperatur sich nur sehr langsam zersetzen und einen Farbe und Toxizität entwickelnden Rückstand hinterlassen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung verschäumter Produkte aus hoch-schmelzenden, synthetischen Harzen unter Verwendung eines die obigen Forderungen erfüllenden Blähmittels.

Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung verschäumter synthetischer Harzprodukte unter Verwendung eines Blähmittels, das bei einer spezifischen Temperatur schnell unter Bildung einer Struktur mit einheitlichen, winzigen Zellen zersetzbar ist und nach der Zersetzung praktisch keinen Rückstand hinterläßt. Die entsprechend hergestellten Produkte sollen keinerlei Farbe, Geruch oder Toxizität, die auf Rückständen des verwendeten Blähmittels beruhen, besitzen.

Erfindungsgemäß wird bei der Herstellung eines verschäumten Produktes aus einem hoch-schmelzenden, synthetischen Harz ein Zinkperoxid als Blähmittel verwendet, weil festgestellt wurde, daß dieses alle Forderungen an ein Blähmittel für hoch-schmelzende, synthetische Harze erfüllt

Die erfindungsgemäß als Blähmittel geeigneten Zinkperoxide sind bereits bekannt und besitzen die Formel:

ZnO₂, Zn₂O₃ oder Zn₃O₅

Diese Verbindungen können einzeln oder als Mischung aus mindestens zwei derselben verwendet werden. Gewöhnlich werden die erfindungsgemäß verwendbaren Zinkperoxide durch Umsetzung von Wasserstoffperoxid mit Zinkoxid oder -hydroxid oder Umsetzung einer Lösung aus Wasserstoffperoxid in wasserfreiem Äther mit Diäthylzink oder Zinkamid hergestellt

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Zinkperoxide haben im Gegensatz zu üblichen Peroxiden eine hohe chemische Stabilität So zeigt z. B. die folgende Tabelle 1 die thermische Stabilität eines 58,4% ZnO₂ enthaltenden Zinkperoxids bei 90⁰C im Verlauf der Zeit

24Std. 74Std. 120 Std. 240 Std.

Änderung der
Reinheit; %
Zersetzung; %

58,4 58,3 58,2 58,0
0 0,17 0,34 0,68

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, kann das Zinkperoxid in der für Blähmittel üblichen Weise ohne nachteilige Wirkung auf seine thermische Stabilität verwendet werden.

Die erfindungsgemäß als Blähmittel geeigneten Zinkperoxide zersetzen sich gewöhnlich bei einer Temperatur von 200 bis 260⁰C, vorzugsweise 220 bis 240⁰C, obgleich die Zersetzungstemperatur etwas mit der Peroxidart variiert.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden ein hochschmelzendes, synthetisches Harz und das besondere Zinkoxid in üblicher Weise zusammen geknetet. Die zu verwendende Zinkperoxidmenge variiert und wird daher entsprechend der Peroxidart, der Art des synthetischen Harzes, dem im Produkt gewünschten Verschäumungsmaß usw. bestimmt. Gewöhnlich werden 1 bis 30 Gew.-Teile, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, Zinkperoxid pro 100 Gew.-Teile synthetisches Harz verwendet. Es sind viele verschiedene, hoch-schmelzende, synthetische Harze mit einem Schmelzpunkt von mindestens 160⁰C geeignet, wie z.B. Polyamide, Polyolefine, Polyester, Polycarbonate, ABS-Harze, Polysulfone usw. Erfindungsgemäß werden die beiden Bestandteile gemeinsam mit bekannten Zusätzen, wie Schmiermittel, Antioxidationsmittel, Füller usw., geknetet. Geeignete Schmiermittel sind z. B. Calciumstearat, Zinkstearat und Oleylamid. Geeignete Antioxidationsmittel sind z. B. 3,5-Ditert.-butyl-4-hydroxy-toluol, Dilaurylthiopropionat, 2,6-Ditert.-butyIphenol, N₁N-Di-/?- p-naphthyi-p-phenylendiamin. Geeignete Füller sind z. B. Cacliumcarbonat, Ton, Talkum, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilicat, Magnesiumsilicat und Glasfasern. Diese Zusätze werden in den üblichen Mengen verwendet.

Erfindungsgemäß wird die geknetete Mischung nach bekannten Verfahren, z. B. durch Spritzverformung, Strangpressen, Blasverformung, Druckverformungoder

Kalandrieren, geformt. Die Mischung gleichzeitig mit dem Formen oder nach diesem Verschäumt werden. Die Verformungsbedingungen werden zweckmäßig entsprechend dem verwendeten Verformungsverfahren und der verwendeten Harzart bestimmt Die Mischung wird durch Erhitzen zwecks Zersetzung des Blähmittels verschäumt Die Erhitzungstemperatur, die zweckmäßig entsprechend der Blähmittel- und Harzart bestimmt wird, liegt gewöhnlich bei 220 bis 300° C, vorzugsweise 230 bis 280" C

Die folgenden Beispiele veranschaulichen das erfindungsgemäße Verfahren. Das in den Beispielen verwendete Zinkperoxid wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt: in eine wäßrige Dispersion, hergestellt durch Dispergieren von 405 g (5 Mol) ZnO in 2 I Wasser, wurden langsam 580 ecm (6 Mol) 35%iges H2O2 zugefügt und dann unter Rühren 6 Stunden auf 10 bis 40° C erwärmt, wodurch man 440 g ZnG enthaltendes Zinkperoxid erhielt. Das erhaltene Zinkperoxid wurde zu einem feinen Pulver von 3,5 μ durchschnittlichem Durchmesser zerteilt

Beispiel 1

lOOGew.-Teile Polypropylen mit einer Dichte von 0,905 g/ccm, 5 Gew.-Teile Zinkperoxid und 0,3 Gew.-Teil Dilaurylthiodipropionat wurden in einem Mischer 10 min zusammen gemischt und die Mischung bei 190 bis 230⁰C stranggepreßt Das erhaltene Extrudat war ein weißes verschäumtes Produkt mit einheitlichen Zellen und einem 2,9- bis 3,5fachen Verschäumungsausmaß.

Beispiel 2

Zu 100 Gew.-Teilen eines ABS-Harzes wurden 5 Gew.-Teile Zinkperoxid und 0,3 Gew.-Teil Calciumstearat als Schmiermittel zugegeben und die Mischung zur Bildung einer Folie mit glatter Oberfläche durch zwei Walzen von 165 bis 170° C hindurchgeleitet. Die Folie wurde 4 min in einem elektrischen Ofen auf 240° C erhitzt und dadurch verschäumt. Das erhaltene Produkt hatte zahlreiche geschlossene Zellen und eine Dichte vom 0,39 g/ccm.

Beispiel 3

Zu 100 Gew.-Teilen eines ABS-Harzes, die gründlich getrocknet waren, wurden 10 Gew.-Teile Zinkperoxid und 0,3 Gew.-Teil Calciumstearat zugefügt die Mischung in einem Mischer 15 min geknetet und dann bei 160 bis 180° C stranggepreßt Das Extrudat \var ein weißes verschäumtes Produkt mit geschlossenen Zellen und einem 2,6- bis 3,2fachen Verschäumungsausmaß.

Beispiel 4

Zu 100 Gew.-Teilen Polycarbonat wurden 0,5 Teil Zinkperoxid und 0,5 Teil Calciumstearat als Schmiermittel zugefügt und die Mischung in einer Strangpresse bei 245° C stranggepreßt. Das erhaltene Extrudat war ein weißes verschäumtes Produkt mit einem spez. Gewicht von 0,7.

Beispiel 5

10 Gew.-Teile Glasfasern wurden mit 90 Gew.-Teilen Polyäthylenterephthalat gemischt und die erhaltene Mischung stranggepreßt. Das erhaltene Extrudat wurde zu Tabletten geschnitten, denen 0,5 Teil Zinkperoxid und 0,3 Teil Calciumstearat zugefügt wurden. Dann wurde die Mischung bei 270° C spritzverformt Das erhaltene Produkt hatte einheitliche Zellen.

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 1 wurde wiederholt wobei anstelle von 5-Teilen Zinkperoxid 5-Teile Azodicarbonsäureamid verwendet wurden. Das so erhaltene Extrudat enthielt einen gelblichen Rückstand an nicht zersetzten Treibmittel und war daher in unerwünschter Weise verfärbt

Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt wobei anstelle von Zinkperoxid Caleiumperoxid, Strontiumperoxid, Bariumperoxid bzw. Magnesiumperoxid verwendet wurden. Die erhaltenen Produkte zeigten eine ungleiche Zellverteilung und der Verschäumungsgrad betrug weniger als 2. Die erhaltenen Schaumstoffe waren daher nicht zufriedenstellend.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines verschäumten Produktes aus einem horh-schmelzenden, synthetisehen Harz durch Zersetzen eines, in das Harz einverleibten Blähmittels, dadurch gekennzeichnet, daß als Blähmittel mindestens ein Zinkperoxid der Formel ZnC>2, Zn^O₃ oder Zn₃Os verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zinkperoxid eine Zersetzungstemperatur von 200 bis 260° C hat

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zinkperoxid in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Harz verwendet wird.