DE3539352C2

DE3539352C2 - Polypropylenschaumteilchen sowie deren Verwendung

Info

Publication number: DE3539352C2
Application number: DE3539352A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Endo; Toshio Yagi
Original assignee: Mitsubishi Yuka Badische Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical BASF Co Ltd
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1985-11-06
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2005-11-07
Also published as: JPS61115940A; US4626555A; DE3539352A1

Description

Die Erfindung betrifft im wesentlichen unvernetzte Polypropylenschaumteilchen, welche zur Verwendung in Formkörpern für Dämpfungs- bzw. Pufferungsmaterialien, wie Stoßstangen von Autos, und verschiedene Behälter geeignet sind.

Polystyrolschaumprodukte besitzen ausgezeichnete Eigenschaften als wärmeisolierendes Material und als Verpackungs- und Dämpfungsmaterial und werden in breitem Umfang auf verschiedenen Gebieten verwendet. Sie besitzen jedoch eine geringe Wiedergewinnung der Druckverformung und halten nur Temperaturen von höchstens 70 bis 80°C aus. Diese Nachteile können durch die Verwendung von Polypropylenschäumen oder vernetzten Polyethylenschäumen beseitigt werden. Es ist jedoch schwierig, Ausgangsschaummaterialien zur Bildung dieser Polyolefinschaumprodukte herzustellen, da Treibmittel, welche für Polyolefinharze verwendet werden, eine hohe Dissipationsgeschwindigkeit besitzen. Die Schaumteilchen, die erhalten werden können, besitzen eine geringe Expansionsrate mit einer Schüttdichte von höchstens 0,1 bis 0,5 g/cm³.

Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Verfahren zur Herstellung von Hochexpansions-Polypropylenschaumteilchen mit einer Schüttdichte von 0,05 bis 0,07 g/cm³ vorgeschlagen, welches das Dispergieren von Polypropylenharzteilchen in einem Dispergiermedium, beispielsweise Wasser, in einem geschlossenen Kessel, das Aufrechterhalten der Dispersion bei einem Druck oberhalb des gesättigten Dampfdrucks der Dispersion und bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunkts des Polypropylens, um dadurch das Dispergiermedium in die Polypropylenharzteilchen eindringen zu lassen, und das anschließende Ausspritzen der Dispersion aus dem Inneren des geschlossenen Kessels unter hohem Druck in die Atmosphäre umfaßt, wie in der US-PS 3 770 663, entsprechend der japanischen Patentveröffentlichung 2183/74, offenbart.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren dient das Wasser, welches als Dispergiermedium verwendet wird, ebenfalls als Treibmittel, und Hochexpansionsprodukte mit einer Schüttdichte von 0,016 bis 0,04 g/cm³ können nicht erhalten werden.

Zur Überwindung dieses Problems wurde vorgeschlagen, eine Kombination aus Wasser und einem flüchtigen organischen Treibmittel als Treibmittel zu verwenden. Dies ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefinharzschaumteilchen, welches das Dispergieren von Polyolefinharzteilchen in Wasser in einem geschlossenen Kessel, das Einspeisen eines Treibmittels in den geschlossenen Kessel, das Erwärmen der Dispersion auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunkts der Polyolefinharzteilchen, jedoch unterhalb einer Temperatur 20°C höher als der Schmelzpunkt der Polyolefinharzteilchen, während der Druck innerhalb des geschlossenen Kessels bei dem Dampfdruck des Treibmittels oder einem höheren Druck gehalten wird, das Öffnen einer Austragungsöffnung, welche in dem geschlossenen Kessel unterhalb der Flüssigkeitshöhe vorgesehen ist, und das Freisetzen der Dispersion, welche die Polyolefinharzteilchen, imprägniert mit dem Treibmittel, in eine Atmosphäre mit einem niedrigeren Druck als der Druck innerhalb des geschlossenen Kessels umfaßt, wie beschrieben in den japanischen Patentanmeldungen (OPI) 12 035/82, 25 336/82, 90 027/82, 195 131/82, 1 732/83, 23 834/83, 25 334/83, 33 435/83, 55 231/83, 76 229/83, 76 231/83, 76 232/83, 76 233/83, 76 234/83 und 87 027/83 (der Ausdruck "OPI" bedeutet "ungeprüfte veröffentlichte Anmeldung").

Dieses Verfahren kann Polypropylenschaumteilchen mit einer Schüttdichte von 0,026 bis 0,06 g/cm³ zur Verfügung stellen. Weiterhin ist darin beschrieben, daß dieses Verfahren ebenfalls für Polyethylenteilchen und vernetzte Polyethylenteilchen anstelle von Propylencopolymerteilchen angewandt werden kann.

In die so erhaltenen Polypropylenschaumteilchen wird Luft oder Stickstoff unter Druck eingeführt, um ihnen eine sekundäre Schäumbarkeit zu verleihen, und die Schaumteilchen werden in eine Dampfform gefüllt, zur gegenseitigen Schmelzhaftung erwärmt und gekühlt, um ein Endschaumprodukt, wie eine Stoßstange, einen Behälter usw., zu bilden.

Weiterhin werden die Polypropylenschaumteilchen durch ein unter Druck gesetztes Stickstoffgas komprimiert, und die komprimierten Teilchen werden in eine Form gefüllt, zur gegenseitigen Schmelzhaftung erwärmt und gekühlt, um ein Endschaumprodukt zu erhalten.

Die Zusammensetzung der Ausgangspolypropylenschaumteilchen beeinflußt sehr stark die mechanische Festigkeit, die Wärmebeständigkeit und das Aussehen des erhaltenen Schaumprodukts. Beispielsweise wird ein Homopolymer von Propylen bezüglich des Aussehens, der Wärmebeständigkeit und der Biegefestigkeit des erhaltenen Schaumprodukts bevorzugt; es ist jedoch in seiner Niedrigtemperaturschmelzbarkeit unterlegen. Ein Propylen- Ethylen-Randomcopolymer ist hinsichtlich der Niedrigtemperaturschmelzbarkeit ausgezeichnet; das daraus erhaltene Schaumprodukt besitzt jedoch ein schlechtes Aussehen aufgrund von grob geschäumten Zellen einer Größe in der Größenordnung von 100 bis 300 µm.

Die GB-PS 1 248 314 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoff-Formteilen aus Copolymeren des Ethylens und anderen Olefinen wie z. B. Propylen, n-Buten oder anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren. Das Polymer weist einen Gelgehalt von 5 bis 80 Gew.-% auf, der durch Bestrahlung der Teilchen mit hochenergetischer Strahlung erhalten wurde. Weiterhin enthält das Polymer ein Schaummittel. Das Polymer wird in einer im verschlossenen Zustand nicht gasdichten Form oberhalb dessen kristallinen Schmelzpunktes verarbeitet. Die Schaumstoff-Formteile finden u. a. Anwendung als Isolationsmaterialien.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Polypropylenschaumteilchen zur Verfügung zu stellen, welche ein Schaumprodukt mit ausgeglichener Niedrigtemperaturschmelzbarkeit, Wärmebeständigkeit und Wiedergewinnung der Kompression ergeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit im wesentlichen unvernetzten Polypropylenschaumteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schüttdichte von 8 bis 100 g/l und einen Teilchendurchmesser von 1 bis 5 mm besitzen, wobei das Polypropylenharz 5 bis 30 Gew.-% eines bei Raumtemperatur in Xylol löslichen Stoffes (CXS) mit einem Ethylengehalt von 20 bis 80 Gew.-% und 70 bis 95 Gew.-% eines bei Raumtemperatur in Xylol unlöslichen Stoffes (CXIS) mit einem Hauptschmelzpeaktemperatur von 130 bis 158°C umfaßt.

Das Polypropylenharz kann durch das Copolymerisationsverfahren, wie es beispielsweise in den japanischen Patentveröffentlichungen 16 668/69 und 26 190/72 und den japanischen Patentanmeldungen (OPI) 25 291/72, 115 296/75 und 24 995/79 beschrieben ist, erhalten werden. Das Polypropylenharz kann ebenfalls durch Mischen von Homopolypropylen, eines Ethylen-Propylen-Randomcopolymers, eines Ethylen-Propylen-Buten-1-Randomcopolymers oder eines Ethylen-Propylen-Blockcopolymers als Hauptkomponente mit Polyethylen, einem Ethylen-Buten-1- Copolymer usw., hergestellt werden.

Die vorstehend beschriebenen Blockcopolymere oder Harzmischungen können gemäß der folgenden Bestimmungsmethoden identifiziert werden.

CXS und CXIS

1 g einer Probe wird in 300 ml Xylol gegossen, und die Mischung wird bei dem Siedepunkt von Xylol über 15 min rückflußerwärmt, um die Probe aufzulösen. Nach dem Kühlen auf Raumtemperatur wird die Mischung filtriert, und das Filtrat wird bis zur Trockenheit eingedampft. CXS wird aus dem Gewicht des erhaltenen Feststoffs bestimmt, und CXIS wird aus dem Gewicht des getrockneten Filterkuchens bestimmt.

Ethylengehalt des CXS

Eine CXS-Probe, wie vorstehend erhalten, wird einer ¹³C-NMR-Analyse bei einem Pulsabstand von 30 s und einer Pulsamplitude von 45° unter einer perfekten Entkopplungsbedingung ausgesetzt.

Hauptschmelzpeaktemperatur von CXIS

Etwa 5 mg der CXIS-Probe, wie vorstehend hergestellt, werden auf 240°C erwärmt und unter Verwendung eines Differentialabtastkalorimeters (differential scanning calorimeter) (DSC) geschmolzen und dann bei einer Kühlgeschwindigkeit von 10°C/min gekühlt, um zu kristallisieren. Die Probe wird wieder auf 240°C bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 10°C/min erwärmt. Die erreichte Hauptschmelzpeaktemperatur wird von dem erhaltenen DSC-Diagramm abgelesen. Wenn eine Vielzahl von Peaks vorhanden ist, wird eine durchschnittliche Temperatur als Hauptschmelzpeaktemperatur genommen.

Wenn die Hauptschmelzpeaktemperatur von CXIS gemäß dem DSC- Diagramm 158°C übersteigt, besitzt das erhaltene Schaumprodukt ein ausgezeichnetes Aussehen und Wärmebeständigkeit, jedoch schlechte Druckwiedergewinnung. Wenn sie jedoch andererseits weniger als 130°C beträgt, wird die Wärmebeständigkeit des erhaltenen Schaumprodukts verringert.

Ein Ethylengehalt des CXS von weniger als 20 Gew.-% verschlechtert die Niedrigtemperatureigenschaften des Schaumprodukts, und ein Ethylengehalt, der 80 Gew.-% übersteigt, verringert die Druckwiedergewinnung. Wenn der Anteil an CXS größer als 30 Gew.-% ist, wird die Wärmebeständigkeit verringert, und eine Menge von weniger als 5 Gew.-% verringert die Niedrigtemperatureigenschaften. Demgemäß ist eine Zusammensetzung, welche 5 bis 30 Gew.-% CXS mit einem Ethylengehalt von 20 bis 80 Gew.-% und 70 bis 95 Gew.-% CXIS mit einer Hauptschmelzpeaktemperatur von 130°C bis 158°C umfaßt, zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erforderlich. Ein aus dieser speziellen Zusammensetzung hergestelltes Schaumprodukt ist als Stoßstange und als Verpackungsmaterial für elektrische Geräte geeignet, aufgrund seines ausgezeichneten Aussehens, Wärmebeständigkeit, Niedrigtemperatureigenschaften und Druckwiedergewinnung.

Ein aus Schaumteilchen eines Randomcopolymers alleine hergestelltes Schaumprodukt besitzt im allgemeinen eine größere Zelldimension und deshalb ein schlechteres Aussehen, verglichen mit dem der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung.

Das Polypropylenharz kann ein anorganisches Füllmittel, beispielsweise Talk, Ton, Calciumcarbonat, Titanoxid, Zeolith usw., enthalten.

Die im wesentlichen unvernetzten Polypropylenschaumteilchen mit einer Schüttdichte von 8 bis 100 g pro l und einem Teilchendurchmesser von 1 bis 5 mm können durch ein bekanntes Verfahren, wie vorstehend beschrieben, mit der Ausnahme, daß das vorstehende spezielle Polypropylenharz verwendet wird, hergestellt werden. Beispielsweise können die Polypropylenschaumteilchen durch ein Verfahren hergestellt werden, welches das Dispergieren von Polypropylenharzteilchen, welche jeweils 0,5 bis 20 mg wiegen, in Wasser in einem geschlossenen Kessel, das Einspeisen eines flüchtigen Treibmittels in den geschlossenen Kessel, das Erwärmen der Dispersion auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunkts der Polypropylenharzteilchen, jedoch nicht höher als 20°C darüber, und das Öffnen einer Austragungsöffnung, welche in dem geschlossenen Kessel unterhalb der Wasseroberfläche vorgesehen ist, umfaßt, um die wäßrige Dispersion, die die Polypropylenharzteilchen, die mit dem Treibmittel imprägniert sind, in eine Atmosphäre mit einem niedrigeren Druck als in dem geschlossenen Kessel (beispielsweise die Atmosphäre) freizusetzen. Die Freisetzung der Dispersion aus dem geschlossenen Kessel kann durch Druckanwendung durch Einführen von Luft oder Stickstoff in den geschlossenen Kessel, wie in der japanischen Patentanmeldung OPI 55 231/83 und der japanischen Patentanmeldung 156 056/83 beschrieben, erleichtert werden.

Das zu verwendende flüchtige Treibmittel schließt organische Verbindungen mit einem Siedepunkt von weniger als 80°C, wie aliphatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan usw.; und halogenierte Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Trichlorfluormethan, Dichlordifluormethan, Dichlortetrafluorethan, Methylchlorid, Ethylchlorid, Methylenchlorid, usw., entweder alleine oder in Kombination von zweien oder mehreren, ein.

Die Menge des flüchtigen Treibmittels variiert in Abhängigkeit von seiner Art und der gewünschten Expansionsrate der Polypropylenharzteilchen, liegt jedoch üblicherweise im Bereich von 10 bis 50 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Polypropylenharzteilchen.

Dispergiermittel, welche zum Dispergieren der Polypropylenharzteilchen verwendet werden können, schließen anorganische Suspendiermittel, beispielsweise Aluminiumoxid, Titanoxid, Calciumcarbonat, basisches Magnesiumcarbonat, Calcium-tert.-phosphat usw.; wasserlösliche hochpolymere Schutzkolloide, beispielsweise Polyvinylalkohol, Methylcarboxycellulose, N-Polyvinylpyrrolidon usw.; und anionische, oberflächenaktive Mittel, beispielsweise Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumalkansulfonate, Natriumalkylsulfate, Natriumolefinsulfate, Acylmethyltaurine, Natriumdialkylsulfosuccinate usw., ein. Es ist besonders bevorzugt, eine Kombination aus Calcium-tert.- phosphat mit einer Teilchengröße von 0,01 bis 0,8 µm als anorganisches Suspendiermittel und Natriumdodecylbenzolsulfonat zu verwenden. Solche Calcium-tert.-phosphatteilchen können durch Umsetzen von 0,60 bis 0,67 Mol Phosphorsäure pro Mol Calciumhydroxid in Wasser hergestellt werden.

Die Menge an Wasser als Dispergiermedium liegt im Bereich von 150 bis 1000 Gew.-Teilen, vorzugsweise im Bereich von 200 bis 500 Gew.-Teilen, pro 100 Gew.-Teile Polypropylenharzteilchen. Wenn die Wassermenge weniger als 150 Gew.-Teile beträgt, neigen die Polypropylenharzteilchen dazu, sich gegenseitig unter Wärme oder Druck zu blockieren, und Mengen oberhalb von 1000 Gew.- Teilen ergeben eine Verringerung der Produktivität an Polypropylenharzschaumteilchen und sind deshalb nicht wirtschaftlich.

Die Polypropylenharzteilchen werden in Wasser als Dispergiermedium in einem geschlossenen Kessel dispergiert, und ein gasförmiges oder flüssiges Treibmittel wird in die wäßrige Dispersion eingespeist. Die Dispersion wird dann auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunkts der Polypropylenharzteilchen, jedoch nicht höher als 20°C darüber, erwärmt. Der Druck innerhalb des geschlossenen Kessels steigt mit dieser Erwärmung, wobei das Treibmittel in die Polypropylenharzteilchen imprägniert wird. Danach werden die Polypropylenharzteilchen zusammen mit Wasser aus dem geschlossenen Kessel durch eine Austragungsöffnung, beispielsweise einen Schlitz oder eine Düse, welche in dem unteren Teil des geschlossenen Kessels vorgesehen ist, in eine Zone, welche bei einem niedrigeren Druck als in dem geschlossenen Kessel gehalten wird, freigesetzt, im allgemeinen bei atmosphärischem Druck. Als Ergebnis können Polypropylenharzschaumteilchen mit einer Schüttdichte von 8 bis 100 g/l hergestellt werden.

Vor oder nach der Zugabe des Treibmittels in den geschlossenen Kessel wird ein anorganisches Gas, beispielsweise Stickstoff, Helium, Luft, usw., in den geschlossenen Kessel eingeführt, um Druck anzuwenden. Die Einführung des anorganischen Gases kann entweder vor oder nach dem Erwärmen der Dispersion durchgeführt werden.

Die Einführung des anorganischen Gases dient zur Erleichterung der Imprägnierung eines Treibmittels in die Polypropylenharzteilchen und zur Herstellung von Polypropylenharzschaumteilchen mit feinen Zellen.

Die Bestimmung der Erwärmungstemperatur kann durch Differentialthermoanalyse der Polypropylenharzteilchen unter Verwendung eines Differentialabtastkalorimeters (DSC) durchgeführt werden. Das heißt, die Erwärmungstemperatur kann zwischen der niedrigeren Grenze, welche bei einer Temperatur von etwa 20°C niedriger als ein Peak einer Kristallschmelztemperatur (sog. Schmelzpunkt) gesetzt wird, und der oberen Grenze, welche bei einer Temperatur von etwa 20°C höher als die Peaktemperatur gesetzt wird, gewählt werden und ist vorzugsweise 3 bis 15°C niedriger als die Peaktemperatur. Beispielsweise wird die Erwärmungstemperatur von 144°C und 184°C im Falle eine Polypropylenhomopolymers mit einem Schmelzpunkt von 164°C; von 115°C bis 155°C in dem Falle eines Propylen-Ethylen-Buten-1-Randomcopolymers mit einem Schmelzpunkt von 115 bis 155°C; und von 135°C bis 175°C in dem Falle eines Blockcopolymers mit einem Schmelzpunkt von 155°C gewählt.

Die Erwärmungszeit beträgt 20 bis 90 min. Während der Erwärmung wird die wäßrige Dispersion in dem geschlossenen Kessel gerührt, um ein Blockieren der erweichten Polypropylenharzteilchen zu verhindern.

Die erhaltenen Schaumteilchen werden in einer Kammer bei 30°C bis 65°C getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen, und einem Formen zur Bildung eines Dämpfungsmaterials, eines Containers usw., ausgesetzt.

Verschiedene bekannte Formverfahren können verwendet werden. Beispiele dieser Verfahren sind:

(1) ein Verfahren, welches das Füllen der Polypropylenharzschaumteilchen in eine Form, das Komprimieren der Schaumteilchen zur Verringerung ihres Volumens um 15 bis 50%, das Einführen von Dampf unter Überdruck von 1,0 bis 4,9 bar zum Schmelzhaften der Schaumteilchen aneinander und das anschließende Kühlen der Form, um ein Endprodukt zu erhalten, umfaßt;
(2) ein Verfahren, welches ein vorhergehendes Imprägnieren der Schaumteilchen mit einem flüchtigen Treibmittel, um ihnen eine sekundäre Schäumbarkeit zu verleihen, das Füllen der Schaumteilchen in eine Form und das Formen mit Dampf umfaßt;
(3) ein Verfahren, welches das Einbringen der Schaumteilchen in eine geschlossene Kammer, das Einführen eines anorganischen Gases, beispielsweise Luft oder Stickstoff, unter Druck in die Kammer, um den Druck in den Zellen der Schaumteilchen zu erhöhen und ihnen dadurch eine sekundäre Schäumbarkeit zu verleihen, das Füllen der Schaumteilchen in eine Form und das Formen mit Dampf umfaßt; und
(4) eine Kombination von zwei oder mehreren der Verfahren (1), (2) und (3).

Die erhaltenen Polypropylenharzschaumprodukte zeigen eine ausgezeichnete Schmelzhaftung unter den Teilchen und eine hohe mechanische Festigkeit.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. In diesen Beispielen sind alle Teile und Prozente auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben
(Umrechnungsfaktor für die Umrechnung der angegebenen Druckeinheiten in die SI-Einheit Pascal (Pa): 1 bar = 10⁵ Pa).

Herstellungsbeispiel Herstellung von Ethylen-Propylen-Blockcopolymer

Die Atmosphäre in einem 10-l-Autoklaven aus rostfreiem Stahl, ausgestattet mit einem Rührer, wurde gründlich durch Propylen ersetzt. Der Autoklav wurde dann mit 3,5 l Heptan, 1,5 g Diethylaluminium-monochlorid, 0,5 g Titantrichlorid und 500 ml Wasserstoff beschickt. Die Mischung wurde auf 65°C erwärmt, und Propylen wurde mit einer Zugaberate von 500 g/h eingespeist. 30 min nach dem Beginn der Propyleneinspeisung wurde Ethylen bei einer Rate von 10 g/h eingespeist.

Nachdem 1800 g Propylen eingespeist worden waren (etwa 3,6 h nach dem Beginn der Einspeisung), wurde die Einspeisung von Propylen und Ethylen beendet. Zu dieser Zeit betrug der innere Überdruck des Autoklaven 5,4 bar. Die Polymerisation wurde fortgesetzt, bis der innere Überdruck des Autoklaven auf 2,0 bar fiel. Der Autoklav wurde auf einen inneren Überdruck von 0,4 bar gereinigt, und Ethylen und Propylen wurden in den Autoklaven bei einer inneren Temperatur von 65°C bei einer Rate von 70 g/h bzw. 50 g/h eingespeist, gefolgt vom Reinigen des Autoklaven.

Das erhaltene Blockcopolymer besaß eine Dichte von 0,90 g/cm³, eine Schmelzflußrate (MFR) von 4,3 g/10 min (gemessen bei 230°C) und einem Ethylengehalt von 4,5 Gew.-%. Das Copolymer besaß eine Schmelzpeaktemperatur von 154°C und eine Kristallisationspeaktemperatur von 106°C bei Differentialthermoanalyse unter Verwendung eines Differentialabtastkalorimeters (DSC).

Beispiel 1

Das in dem Herstellungsbeispiel erhaltene Blockcopolymer wurde schmelzgeknetet in einem Extruder bei 230°C und in einen Strang extrudiert. Nach dem Kühlen mit Wasser wurde der Strang in Pellets zerhackt, um Harzteilchen, die jeweils 1 mg wogen, zu erhalten.

In einen Autoklaven wurden 250 Teile Wasser, 100 Teile der vorstehend erhaltenen Harzteilchen, 1,0 Teil Calcium-tert.-phosphat mit einem Teilchendurchmesser von 0,3 bis 0,5 µm und 0,007 Teile Natriumdodecylbenzolsulfonat Packung: 62%) eingebracht. Zu der erhaltenen wäßrigen Dispersion in dem Autoklaven wurde Stickstoffgas unter Rühren eingeführt, bis der innere Überdruck des Autoklaven auf 4,9 bar stieg, worauf die Einspeisung von Stickstoff beendet wurde. Dann wurden 18 Teile Isobutan in den Autoklaven eingespeist, und die Dispersion wurde auf 143°C über einen Zeitraum von 1 h erwärmt. Nachdem die Dispersion 45 min bei dieser Temperatur gehalten worden war, hatte der innere Überdruck des Autoklaven 26,5 bar erreicht.

Ein Ventil einer Austragungsdüse, welche am Boden des Autoklaven vorgesehen war, wurde geöffnet, und die Dispersion wurde daraus in die Atmosphäre über etwa 2 s ausgespritzt, um ein Schäumen zu bewirken. Der innere Überdruck des Autoklaven betrug etwa 12,4 bar in dem Moment, in dem der Endteil der Dispersion freigesetzt wurde. Während der Freisetzung wurde die Temperatur des Autoklaven auf 143°C gehalten. Die erhaltenen Polypropylenschaumteilchen besaßen eine Schüttdichte von etwa 31 g/l, einen Teilchendurchmesser von 3,3 mm und einen geschäumten Zelldurchmesser von 60 µm. Ein Blockieren unter den Schaumteilchen wurde nicht beobachtet.

Nachdem die Schaumteilchen in einer Kammer bei 40°C über zwei Tage zur Entfernung der Feuchtigkeit stehengelassen worden waren, wurden sie in einen Hohlraum einer Form mit Dampflöchern gepackt. Die Schaumteilchen wurden komprimiert, um ihr Volumen um etwa 50% zu verringern. Dampf unter einem Überdruck von 3,9 bar wurde in die Form eingeführt zur Schmelzhaftung der Schaumteilchen aneinander, gefolgt durch Kühlen durch Wasser über 10 s und anschließendes Kühlenlassen über 30 s. Die Form wurde geöffnet, um ein Endschaumprodukt mit einer Schüttdichte von etwa 60 g/l, einer Länge von 300 mm, einer Breite von 300 mm und einer Dicke von 50 mm zu entnehmen.

Das erhaltene Polypropylenschaumprodukt wurde hinsichtlich seines Aussehens, der Druckfestigkeit, elastischen Wiedergewinnung aus der Druckverformung, Wärmebeständigkeit und Gefrierbeständigkeit gemäß der folgenden Testverfahren bewertet, und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle II gezeigt.

1. Aussehen

Das Aussehen wurde gemäß der folgenden Skala bewertet:

Die Oberfläche eines geformten Produkts ist glatt und besitzt einen guten Glanz

Die Oberfläche eines geformten Produkts ist glatt und besitzt Glanz	○
Die Oberfläche eines geformten Produkts ist glatt, jedoch etwas schlechter in ihrem Glanz	∆
Die Oberfläche eines geformten Produkts ist uneben	×

2. Druckfestigkeit

Eine Probe mit einer Größe von 50 mm (L) × 50 mm (W) × 50 mm (T) wurde verwendet. Die Druckfestigkeit wurde aus der Belastung bei 50% Kompression gemäß JIS K6767 bestimmt.

3. Wiedergewinnung der Elastizität nach Kompression

Eine Probe der gleichen Größe, wie sie vorstehend verwendet wurde, wurde von allen Seiten bei einer Rate von 10 mm/min unter Verwendung eines Instron-Testers komprimiert, bis eine Belastung von 3,9 bar angewandt wurde. Die Probe wurde unter dieser Belastung über 20 s gehalten und dann freigesetzt. Die Wiedergewinnung der Elastizität gegenüber Kompression wurde aus der folgenden Gleichung erhalten:

4. Wärmebeständigkeit

Eine Probe einer Größe von 80 mm (Länge) × 80 mm (Breite) × 50 mm (Dicke) wurde bei 100°C 24 h erwärmt, gefolgt von Kühlenlassen bei 20°C über 24 h. Die Dimension nach dem Kühlen wurde gemessen und ein Faktor der dimensionalen Schrumpfung wurde wie folgt berechnet:

5. Gefrierbeständigkeit

Eine Probe der gleichen Größe, wie sie in 4. vorstehend verwendet wurde, wurde einem Fallkugeltest bei -40°C unter Verwendung einer Stahlkugel von 5,5 kg ausgesetzt, um eine Fallgewichtsschlagfestigkeit (Fallhöhe: cm) zu erhalten.

Beispiele 2 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7

Harzschaumteilchen wurden auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, wobei jeweils das in der nachstehenden Tabelle I gezeigte Harz als Ausgangsharz verwendet wurde und die Erwärmungstemperatur nach dem Einspeisen von Isobutan wie in der Tabelle II angegeben geändert wurde.

Die erhaltenen Schaumteilchen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 geformt, der Dampfdruck und der Kühlungszyklus wurden jedoch wie in Tabelle II gezeigt geändert, um ein Schaumprodukt zu erhalten. Die Kühlungszeit wurde mit Hilfe einer Kristallisationspeaktemperatur (T_cp) der Harzteilchen gewählt, um ein geformtes Produkt, welches frei von Deformation ist, zur Verfügung zu stellen.

Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Schaumteilchen und des Schaumprodukts sind ebenfalls in Tabelle II angegeben.

Claims

1. Im wesentlichen unvernetzte Polypropylenschaumteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schüttdichte von 8 bis 100 g/l und einen Teilchendurchmesser von 1 bis 5 mm besitzen, wobei das Polypropylenharz 5 bis 30 Gew.-% eines bei Raumtemperatur in Xylol löslichen Stoffes mit einem Ethylengehalt von 20 bis 80 Gew.-% und 70 bis 95 Gew.-% eines bei Raumtemperatur in Xylol unlöslichen Stoffes mit einem Hauptschmelzpeaktemperatur von 130 bis 158°C umfaßt.

2. Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylenharz ein Ethylen-Propylen-Blockcopolymer ist.

3. Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylenharz eine Mischung aus einem Ethylen- Propylen-Randomcopolymer und einem Ethylen-Propylen- Gummi ist.

4. Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylenharz eine Mischung eines Ethylen- Propylen-Buten-1-Copolymers und eines Ethylen-Propylen- Gummis ist.

5. Verwendung der Polypropylenschaumteilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Formkörpern.