DE3111855C2

DE3111855C2 - Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffkörpern

Info

Publication number: DE3111855C2
Application number: DE3111855A
Authority: DE
Inventors: Karl Linz Rametsteiner
Original assignee: KUNSTSTOFFWERK KARL EGGER LINZ AT
Current assignee: KUNSTSTOFFWERK KARL EGGER LINZ AT
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1981-03-26
Publication date: 1985-10-10
Also published as: ATA212980A; NL185153B; HU181308B; DE3111855A1; CA1148700A; IT1137142B; FR2482117B1; GB2074581A; NL185153C; JPS56166236A; NL8101923A; YU41236B; JPS5910741B2; GB2074581B; US4384049A; CH644140A5; FR2482117A1; YU90881A; IT8121279A0; AT367082B

Abstract

Zur Herstellung von Schaumstoffkörpern wird ein Polymerisationskunststoff als Grundstoff mit einem Vernetzungsmittel, einem Treibmittel und gegebenenfalls mit Zusätzen gemischt. Das erhaltene Gemisch wird ohne Zersetzung des Vernetzungs- und Treibmittels, einer Formgebung unterzogen und anschließend zur Vernetzung und Verschäumung erhitzt. Um Schaumstoffkörper zu erreichen, die eine hohe Flexibilität sowie eine geringe Entflammbarkeit aufweisen und sich daher besonders für Isolierzwecke im Bauwesen eignen, wird als Grundstoff ausschließlich ein chloriertes Polyäthylenharz oder ein Gemisch solcher Harze eingesetzt. Diesem Grundstoff werden bei halogenhaltigen Polymeren bekannte Hitzestabilisatoren zugegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schaumsioffkörpern, bei dem als Grundstoff ausschließlich ein oder mehrere chlorierte Polyäthylenharze mit einem Vernetzungsmittel, einem Treibmittel und gegebenenfalls Zusätzen gemischt, das erhaltene Gemisch ohne Zersetzung des Vernetzungs- und Treibmittels einer Formgebung unterzogen und anschließend zur Vernetzung und Verschäumung erhitzt wird.

Aus der DE-OS 16 94 130 ist es bekannt, als Grundstoff ein Gemisch aus einem Polyolefin und einem Kautschuk und/oder Kunststoff zu verwenden, wobei als Kunststoff u. a. auch chloriertes Polyäthylen angegeben wird, ohne allerdings etwas über den Chlorgehalt auszusagen. Als Vernetzungsmittel dient ein organisches Peroxyd, wie beispielsweise Dicumylperoxyd, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)-hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-

di(tert.-buty!peroxy)-hexm, Di-tert.-butylperterephthalat oder tert.-Butyl-hydroperoxyd. Als Treibmittel wird beispielsweise Azodicarbonamid oder Dinitrosopentamethylentetramin verwendet. Die nach diesem Verfahren hergestellten Schaumstoffe sind gute Wärme- und Schallisolierstoffe, zeigen aber den Nachteil verhältnismäßig geringer Flexibilität und leichter Entflammbarkeit, so daß sie für Isolierzwecke im Bauwesen nur bedingt brauchbar sind. Die Flexibilität läßt sich zwar durch Kautschukzusatz verbessern, jedoch hat dies wieder negative Auswirkungen auf die Entflammbarkeit. Anderseits ergeben Zusätze von Flammschutzmitteln, wie z. B.

hochbromierte Diphenyläther oder Anitmontrioxyd, ein verbessertes Brandverhalten, führen aber gleichzeitig zu einer Verhärtung des Schaumstoffes, ganz abgesehen davon, daß solche Flammschutzmittel die Herstellungskosten beträchtlich erhöhen.

Die DE-OS 17 69 861 beschreibt ein Verfahren, bei dem von einem Hochdruck-Polyäthylen mit einer Höchstgrenze des Chlorgehaltes von 30% ausgegangen wird, wobei die Begrenzung des Chlorgehaltes vorgesehen ist, um eine Zersetzung der Polymerisate und Schwierigkeiten bei der Vernetzung zu vermeiden. Es ist ausdrücklich angeführt, daß bei Verwendung von Polymeren mit höherem Chlorgehalt, die gewünschte Wirkung nicht eintritt Mit diesem Verfahren ist aber kein weiches bzw. flexibles Produkt zu erreichen, das sich dazu eignet, mit ihm verschiedenste Gegenstände umwickeln und dadurch isolieren zu können. Schließlich soll nach der DE-AS 12 92 390 der Chlorgehalt des Polyäthylens wenigstens 66 Gew.-% betragen, um zwar flammwidrige, aber starre Zellkörper herzustellen.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, Schaumstoffkörper herzustellen, die nicht nur eine geringe Entflammbarkeit aufweisen, sondern auch so weich und flexibel sind, daß mit ihnen Rohre oder sonstige Gegenstände zur Isolation umwickelt werden können.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das oder die chlorierten Polyäthylenharze auf der Basis von linearen Polyäthylenharzen mit einem Chlorgehalt von 35 bis 45 Gew.-% aufgebaut ist bzw. sind und daß diesem Grundstoff bei halogenhaltigen Polymeren bekannte Hitzestabilisatoren zugesetzt werden.
Bedingt durch diesen Chlorgehalt wird die Entflammbarkeit des fertigen Schaumstoffkörpers wesentlich herabgesetzt, zugleich aber auch eine erhöhte Flexibilität erzielt, so daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schaumstoffkörper den im Bauwesen, insbesondere bei der Rohrisolation, gestellten Forderungen voll entsprechen. Die Hitzestabilisatoren sind dabei notwendig, um das oder die chlorierten Polyäthylenharze, die den Grundstoff bilden, während der Verfahrensschritte vor einer Zersetzung zu bewahren, ohne die Vernetzung und Verschäumung zu beeinträchtigen.

Als besonders geeignet hat sich als Grundstoff ein Gemisch erwiesen, das aus etwa 40% chloriertem Polyäthylenharz mit 36 Gew.-% Chlorgehalt und etwa 60% chloriertem Polyäthylenharz mit 42 Gew.-% Chlorgehalt besteht.

Als Stabilisatoren werden Blei, Zinn-, Calcium-, Cadmium-, Bariumsalze und/oder Chlorwasserstoffakzeptoren eingesetzt. Als Chlorwasserstoffakzeptoren kommen organische Phosphite, Harnstoffderivate und/oder Verbindungen mit reaktiven Epoxydgruppen in Frage.

Als optimale Stabilisatoren mit der geringsten Beeinträchtigung der Vernetzung und Verschäumung werden erfindungsgemäß Blei- und Zinnsalze sowie Verbindungen mit reaktiven Epoxydgruppen eingesetzt.
Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.

Beispiel 1

In einem Fluidmischer von 100 1 Inhalt wurden bei Temperaturen unter 60°C

22,50 kg chloriertes Polyäthylenharz mit 36 Gew.-% Chlorgehalt und

32,50 kg chloriertes Polyäthylenharz mit 42 Gew.-%

Chlorgehalt als Grundstoff, 0,60 kg Bisphenol-Epoxidharz,
0,50 kg Bleistearat und

0,70 kg Dibutylzinncarboxylat als Stabilisatoren, 0,65 kg l,3-bis(t-butylperoxy-isopropyl)benzol und 1,00 kg Triallylisocyanurat als Vernetzungsmittel, 0,50 kg Polyäthylenwachs als Gleitmittel und 7,50 kg Azodicarbonamid als Treibmittel homogen gemischt

Die erhaltene pulverförmige Mischung wurde in einem Einschneckenextruder (Verhältnis von Schneckenlänge zu Schneckendurchmesser 30 :1) bei Temperaturen unter 120° C zu einem Band extrudiert und dieses mittels eines Kalanders noch warm geglättet und gekühlt Abschnitte dieses Bandes wurden in einer Umluftwärmekammer mit 190 bis 195° C erhitzt und schäumten innerhalb von 6 Minuten zu einem hellgelben, feinzelligen Schaumstoff mit einem Raumgewicht von 70 kg/m³ auf. Die Poren waren geschlossenzellig, die Oberfläche war eben und durch eine Schaumhaut verschlossen.

Beispiel 2 Wie in Beispiel 1 wurden gemischt:

Das abgekühlte, gut rieselfähige Gemisch wurde in einem Doppelschneckenextruder (Verhältnis der Schneckenlänge zum Schneckendurchmesser 2 χ 25 :1) zu einem Schlauch mit 28 mm AuOendurchmesser und 8 mm Wanddicke extrudiert wobei die Arbeitstemperatur 120" C nicht überschritt Der Schlauch wurde kontinuierlich ohne Zwischenkühlung durch eine Mikrowellenvernetzungsstrecke von 6 m Länge geführt und der Hochfrequenzstrahlung derart ausgesetzt, daß nach der Tunnelstrecke ein feinzeiger, geschäumter Schlauch mit 120 mm Außendurchmesser und 25 mm Wanddicke entstand. In einem nachgeschalteten Wärmetunnel von 18 m Länge wurde die Reaktion bei 180° C vollendet, der Schlauch anschließend mit Kaltluft gekühlt und auf Gebrauchslängen gekürzt Die Eigenschaften in bezug auf Flexibilität und Brandverhalten waren jenen von Beispiel 2 vergleichbar, doch bestand durch den Gehalt an Weichmacher eine deutlich verschlechterte UV-Stabilität und Wärmebestandfestigkeit

22,50 kg chloriertes Polyäthylenharz mit 36 Gew.-% Chlorgehalt und

32,50 kg chloriertes Polyäthylenharz mit 42 Gew.-% Chlorgehalt als Grundstoff,

0,60 kg Bisphenol-Epoxidharz und 0,50 kg basisches Bleisulfat und

0,70 kg Dibutylzinnmaleinat als Stabilisatoren,

0,65 kg U-Bisit-butylperoxidp.S.S-Trimethylcyclohexan und

1,00 kg Triallylisocyanurat als Vernetzer, 0,50 kg Polyäthylen-Wachs als Gleitmittel,

2,50 kg Antimonoxid als zusätzliches Flammschutzmittel,

0,07 kg Rußpaste und

0,80 kg Titandioxid Rutil als Farbstoffe und 8,00 kg Azodicarbonamid als Treibmittel.

Nach Weiterbehandlung gemäß Beispiel 1 entstand ein hellgrauer, feinzelliger Schaumstoff mit einem Raumgewicht von 56 kg/m³ mit flammhemmenden Eigenschaften.

B e i s ρ i e 1 3

In einem Fluidmischer wurden bei einer Temperatur von maximal 65⁰C folgende Stoffe gemischt:

50,00 kg chloriertes Polyäthylenharz mit 36 Gew.-%

Chlorgehalt als Grundstoff, 5,00 kg Trikresylphosphat als Weichmacher, 0,60 kg epoxidiertes Sojaöl,
0,50 kg Bleiphosphit und

0,70 kg Dibutylzinndilaurat als Stabilisatoren, 0,50 kg Stearinsäure als Gleitmittel, 0,65 kg 2,5-Dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexan und 1,00 kg Diallylmaleinat als Vernetzer, 7,00 kg Azodicarbonamid als Treibmittel und 0,50 kg Zinkborat, 0,50 kg Antimonoxid und
1,50 kg Decabromdiphenyläther als zusätzliche Flammschutzmittel.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffkörpern, bei dem als Grundstoff ausschließlich ein oder mehrere chlorierte Po.yäthylenharze mit einem Vernetzungsmittel, einem Treibmittel und gegebenenfalls Zusätzen gemischt, das erhaltene Gemisch ohne Zersetzung des Vernetzungs- und Treibmittels einer Formgebung unterzogen und anschließend zur Vernetzung und Verschäumung erhitzt wird bzw. werden, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die chlorierten Polyäthylenharze auf der Basis von linearen Polyäthylenharzen mit einem Chlorgehalt von 35 bis 45 Gew.-% aufgebaut ist bzw. sind und daß diesem Grundstoff bei halogenhaltigen Polymeren bekannte Hitzestabilisatoren zugesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundstoff ein Gemisch aus etwa 40% chloriertem Polyäthylenharz mit 36 Gew.-°/o Chlorgehalt und etwa 60% chloriertem Polyäthylenharz mit 42 Gew.-% Chlorgehalt verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisatoren Blei-, Zinn, Calcium-, Cadmium-, Bariumsalze und/oder Chlorwasserstoffakzeptoren eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Chlorwasserstoffakzeptoren organische Phosphite, Harnstoffderivate und/oder Verbindungen mit reaktiven Epoxydgruppen verwendet werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisatoren Blei- und Zinnsalze sowie Verbindungen mit reaktiven Epoxydgruppen eingesetzt werden.