DE3939986A1

DE3939986A1 - Herstellungsverfahren fuer schaumkoerper

Info

Publication number: DE3939986A1
Application number: DE19893939986
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Gefinex GmbH
Current assignee: Gefinex GmbH
Priority date: 1989-12-02
Filing date: 1989-12-02
Publication date: 1991-06-06

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Polystyrolschaum oder Polyethylenschaum, wobei Kunststoff im Extruder plastifiziert und mit einem Treibmittel gemischt wird, das im Kunststoff Zellen bildet, wobei das Treibmittel Chlordifuormethan (R 22) enthält.

Aus der FR-PS 12 15 410 und US-PS 32 87 477 sind bereits Zellkörper auf Basis von alkenylaromatischen Polymerisaten bekannt, die unter Verwen dung von 1-Chlor 1,1,2,2,2-Pentafluoräthan als Treibmittel hergestellt worden sind. Dabei handelt es sich um Polystyrolschäume. Das Treib mittel steht ggf. in Mischung fluorierten und/oder chlorierten Verbin dungen oder Kohlenwasserstoffen.

Auch aus der DE-A 21 53 190 ist die Herstellung (Extrusion) länglicher Schaumstoffkörper aus thermoplastischen alkenylaromatischen Polymeren bekannt, wobei ein Treibmittelgemisch verwendet wird, welches 25 bis 75 Gew.-% Dichlordifluormethan, Trichlorfluormethan, Dichlortetra fluorethan oder Mischungen davon und 75 bis 25 Gew.-% Methylclorid, Äthylchlorid, Vinylchlorid oder Mischungen davon enthält.

Mit dem Thema "Verminderung der Ozonschichtgefährdung" hat sich relativ früh die DE-PS 27 04 278 auseinandergesetzt. Dabei wurde die Erkenntnis offenbart, daß von einem Treibmittelgemisch aus
- 30 bis 70 Gew.-% 1.1-Difluor-1-Chlorethan und
- Methylchlorid, Ethylchlorid, Fluorchlormethan, Chlordifluormethan oder 1.1-Difluorethan
ausgegangen werden muß. Bei dieser Mischung wird das Dichlordifluor methan (R12) der oben beschriebenen anderen Treibmittelmischungen durch das 1.1-Difluor-1-Chlorethan ersetzt. Dies muß mehr oder weniger als zwangsläufiges Ergebnis einer Recherche zum Thema Ozongefährdung angesehen werden, denn ein US-Forschungsbericht, der IMOS-Report (Fluorcarbons and the Environment, Report of the Federal Task Force on Inadvertent Modifications of the Stratosphere) vom Juni 1975 schlägt vor, statt Frigen 12 weniger stabile Fluorkohlenwasserstoffe einzu setzen, insbesondere solche, die mehr als ein einziges Kohlenstoffatom und darüber hinaus noch Wasserstoffatome enthalten. Einer der einfach sten Vertreter dieser Stoffmasse ist das 1.1-Difluor-1-Chlorethan (R 142b). Der Grund für die geringere Ozonschichtgefährdung liegt darin, daß die weniger stabilen Fluorkohlenwasserstoffe durch Reaktion mit Hydroxyl-Radikalen entfernt werden.

Aus den Auseinandersetzungen um das deutsche Patent 27 04 278 ist deutlich geworden, daß die dort vorgesehene spezielle Mischung als Auswahlerfindung angesehen werden kann. Dabei ist jedoch unberücksich tigt, daß diese Mischung mit den Mischungsbestandteilen R1 und R2 noch Fluorkohlenwasserstoffe mit hoher Ozonschichtgefährdung enthält.

Die Erfindung hat sich auch die Aufgabe gestellt, die Ozonschicht gefährdung zu verringern. Dabei geht die Erfindung von Versuchen aus, als Treibmittel R22 ohne R142b und auch ohne R11 oder R12 oder R14 zu verwenden. R11 ist ein Trichlorfluormethan, R14 Dichlor tetrafluoräthan, R12 ein Dichlordifluormethan. Die oben angeführten Verbindungen sind jeweils Abkömmlinge des Methans bzw. Äthans, wobei der Wasserstoff ganz oder teilweise durch Fluor bzw. Fluor und Chlor substituiert ist. Alle Verbindungen können der allgemeinen Formel unterstellt werden C_mH_nCltF_q.

Dabei ist n + p + q = 2 m + 2 und m = der Zahl der Kohlenstoffatome, n = Zahl der Wasserstoffatome, p = der Zahl der Chloratome und q = der Zahl der Fluoratome.

Die oben angesprochenen R-Zeichen beinhalten unter Weglassung von p eine Numerierung in der Form HZE, wobei die Zahl H weggelassen wird, wenn sie Null ist. Es kennzeichnet:
H = m - 1 die Zahl der Kohlenstoffatome
Z = n + 1 die Zahl der Wasserstoffatome
E = q die Zahl der Fluoratome.

So ergeben sich z. B. für CCl₂F₂ (m = 1, n = 0, q = 2) R12 und CHCIF₂ (m = 1, n = 1, q = 2) R22.

Die mit Polyethylen durchgeführten Versuche brachten die Erkenntnis, daß R22 nur sehr schlecht mit Thermoplasten mischt. Der erzeugte Kunststoff hatte eine geringe Druckfestigkeit. Das wird darauf zurück geführt, daß das Material nach Verlassen des Extruders stark expan diert, wobei ca. 80% der Zellen zerstört werden bzw. sich zu großen Zellen vereinigen, die nicht mehr geschlossenzellig sind.

Bei Zugabe wesentlicher Mengen von R142b sind die oben beschriebenen Nachteile nicht mehr zu beobachten. Allerdings beträgt die Menge an R142b in gängigen Treibmittelmischungen immer ein Vielfaches der Menge von R22. Gleichwohl sieht die Erfindung in R142b nur ein Additiv, welches die Wirkung von R22 zur Entfaltung bringt. Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, R22 mit einem anderen Additiv zur Wirkung zu bringen. Dabei hat sich der Erfinder erinnert, daß die Treibmittel R11, R12, R22 usw. ursprüng lich Kältemittel waren und das früher als Kältemittel benutzte Ammoniak abgelöst haben. Zwar kann auch Ammoniak als Treibmittel verwendet werden. Mit Ammoniak ergeben sich jedoch sehr schlechte Oberflächen am Schaum. Die einzelnen Blasen (Zellen) bilden sich kugelig aus, so daß eine sehr rauhe Oberfläche entsteht. Gleichwohl beinhaltet die Erfindung den Entschluß, Ammoniak zusammen mit R22 und der Maßgabe einzusetzen, die oben beschriebene Additiv-Wirkung herbei zuführen. Das Ammoniak kann in verschiedenen Formen zugesetzt werden, flüssig, in Wasser gelöst als Salmiakgeist oder pulverförmig, z. B. als Ammonium-Bicarbonat. Nach der Erfindung wird von dem pulverförmi gen Ammonium-Carbonat 1 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Thermoplast Polyethylen oder Poylstyrol zugegeben. Im übrigen wird das Treibmittel durch R22 gebildet. Soweit Additive zum Einsatz kommen, bleiben diese unverändert. Additive sind z. B. Talk als Keimbildner und Mittel, welche den Schrumpf des Schaums hindern. Solche Schrumpfhemmer sind z. B. Fettsäureamide. Ganz besonders vorteilhafte und bislang nicht bekannte Wirkungen haben Mischungen aus Glycerin (3 bis 7%) und Monoglyceride (36 bis 40%) und Seife.

Ammonium-Bicarbonat-Pulver hat die Handelsbezeichnung Hirschhornsalz. Seine chemische Formel ist NH₄HCO₃. Ammonium-Bicarbonat zerfällt bei Erwärmen im Extruder in Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser. Der Ammoniakanteil ist ca. 21,5%, der Kohlendioxidanteil ca. 55,7%. Neben dem Wasser ergeben sich noch geringfügige andere Rückstände.

Anstelle des pulverförmigen Ammonium-Bicarbonats können auch Ammoniak bzw. andere Ammoniakverbindungen in äquivalenter Menge verwendet werden.

Bei erfindungsgemäßer Anwendung eines im wesentlichen aus R22 be stehenden Treibmittels reduziert vorteilhafterweise der notwendige Gasanteil im Schaum um etwa 40% gegenüber einem Herstellungsvorgang mit R11, R12 oder R114. Das hat eine weitere sehr vorteilhafte Verringerung der Ozonschichtgefährdung zur Folge. Bei Bemessung der Ozonschichtgefährdung mit der Wertzahl 100 für gefährliche Fluor kohlenwasserstoffe geht von dem R22 lediglich eine Gefährdung mit der Wertzahl 5 bis 7 aus, die sich noch mal entsprechend der 40%igen Reduzierung des Gasanteiles reduziert, so daß im Ergebnis mit dem R22 eine Reduzierung auf die Wertzahl 3 bis 4 erreicht wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Polystyrolschaum oder Polyethylenschaum, wobei der Kunststoff im Extruder plastifiziert und mit einem Treibmittel gemischt wird, das im Kunststoff Zellen bildet, wobei als Treibmittel R22 verwendet wird, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anteil an R22 mindestens 50% beträgt und dem R22 von 1 bis 10 Gew.-% Ammonium-Bicarbonat, bezogen auf den eingesetzten Kunststoff oder eine andere Ammoniakverbindung in äquivalenter Menge zugeordnet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an R22 im Treibmittel mindestens 85% beträgt.