DE4019202A1 - Low-density extruded thermoplastic foam - is mfd. by melt-extruding mixt. of plastic and pore regulator, using nitrogen gas and liq. halohydrocarbon as prim. and sec. blowing agents - Google Patents

Low-density extruded thermoplastic foam - is mfd. by melt-extruding mixt. of plastic and pore regulator, using nitrogen gas and liq. halohydrocarbon as prim. and sec. blowing agents

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DE4019202A1 DE4019202A DE4019202A DE4019202A1 DE 4019202 A1 DE4019202 A1 DE 4019202A1 DE 4019202 A DE4019202 A DE 4019202A DE 4019202 A DE4019202 A DE 4019202A DE 4019202 A1 DE4019202 A1 DE 4019202A1
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Abstract

Prodn. of foam from a thermoplastic (I) comprises (a) mixing (I) with a pore-regulator (II),(b) putting the mixt. in an extruder (c) plastifying, mixing, and homogenising, (d) injecting 0.2-0.5 wt. % (w.r.t. I + II) nitrogen gas as a first blowing agent, (e) homogenising the gas-contg. mixt. (f) injecting 0.5-2 wt. % liq. partly-halogenated cpd. (III) as a sec. blowing agent, (g) mixing and homogenising the mixt. (h) extruding the mixt. to produce foam. The pressure of the mixt. in the extruder head is at least 55 bar, and its temp. is above a previously determined lower limit which is dependent on the material (I). Also claimed is an extruder system for the above process, comprising a hollow cylindrical housing with 2 injection zones, one (B) downstream from the other (A), and a rotating motor-driven homogeniser screw. Zones (A) and (B) fitted with injectors for gaseous and liq. blowing agents, respectively, and the zones are sepd. by a distance of at least 2D (with D = screw dia). Pref. (III) is CHClF2 (R22) CHCl2CF3 (R123) CH2FCF3 (R134a), CH3CCl2F, (R141b) or CH3CClF2 (R142b) (II) is talcum, (I) is polystyrene, (PS) in which case the temp. of the mixt. in the extrusion head is at least 130 deg.C or polyethylene (PE), in which case the temp. is at least 128 deg.C, extruder head pressure is adjusted by means of an axial pin, the extruder head is fitted with pressure sensors, and the head and slit are fitted with channels for temp. controls. USE/ADVANTAGE - The process enables the prodn. of low-density extruded plastic foam with a combination of blowing agents which presents no fire hazard and is less damaging to the ozone layer than prior-art systems. (6pp Dwg.No.0/2)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schaumstof­ fes aus einem thermoplastischen Kunststoff in einem Extruder, wobei der Schaumstoff gebildet wird durch eine Mischung aus dem Kunststoff, einer Porenregulierungssubstanz sowie zwei Treibmitteln, die in dem Extruder miteinander vermischt, plastifiziert und homogenisiert wer­ den.The invention relates to a method for producing a foam fes from a thermoplastic in an extruder, wherein the foam is formed by a mixture of the plastic, a pore regulating substance and two blowing agents contained in the Extruder mixed, plasticized and homogenized who the.

Die Markteinführung der extrudierten Schaumprodukte ist Mitte der 60er-Jahre durch den Gebrauch der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) als Ersatz für die brennbaren Treibmittel Pentan aus der Familie der Kohlenwasserstoffe entscheidend begünstigt worden. Mit Beginn des Einsatzes der FCKW-Typen R11, R12, R113 und R114 bei der Schaumextrusion, ließen sich Halbzeuge und Produkte herstellen, die den Marktansprüchen sowohl in bezug auf Qualität als auch Handhabung entsprachen.The market launch of the extruded foam products was significantly promoted in the mid-1960s by the use of chlorofluorocarbons (CFCs) as a substitute for the flammable blowing agents pentane from the hydrocarbon family. With the start of using CFC types R 11 , R 12 , R 113 and R 114 for foam extrusion, semi-finished products and products could be manufactured that met the market demands in terms of both quality and handling.

Aufgrund wissenschaftlicher Erkenntnis wurde festgestellt, daß die FCKW-Gase, die auch in der Aerosol- und Kältetechnik als Sprüh- und Kältemittel und in der Elektronikindustrie als Reinigungsmittel sowie bei der Polyurethanverschäumung als Treibmittel eingesetzt werden, den Abbau der Ozonschicht in der oberen Erdatmosphäre wesentlich beschleunigen.Based on scientific knowledge, it was found that the CFC gases, which are also used in aerosol and refrigeration technology as spray and  Refrigerant and in the electronics industry as a cleaning agent as well are used as blowing agents in polyurethane foaming, the depletion of the ozone layer in the upper atmosphere is essential accelerate.

Es wurde in jüngster Zeit auf den Gebrauch des sehr leicht entzünd­ lichen, ursprünglich eingesetzten Pentans zurückgegangen, das nicht Ozongürtel schädigend ist.It has been very recently inflamed to the use of the very easily pentans originally used, but not Ozone belt is harmful.

Die dafür einzusetzenden Anlagen unterscheiden sich nicht wesentlich von den herkömmlichen Systemen. Es sind jedoch Dosiersysteme für die Treibmittelzugabe einzusetzen, die sicherstellen, daß das Treibmittel aufgrund von Verschleiß in Druckaufbausystem der Pumpe nicht austre­ ten kann, wodurch die Feuergefahr erheblich erhöht würde. Außerdem ist es empfehlenswert, die Treibmitteldosiersysteme getrennt von der Anlage aufzustellen. Weitere zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen, die unbedingt notwendig sind, sind die intensive Belüftung in Form von Lufterneuerung am Aufstellungsplatz der Schaumextrusionsanlage, im Folien-Zwischenlager, im Tiefziehbereich und im Bereich der Reextru­ sion der Schaumabfälle sowie das zusätzliche Anbringen von Einrich­ tungen, die die statische Aufladung der Schaumhalbzeuge und der Pro­ dukte ableiten.The systems used for this do not differ significantly from the conventional systems. However, there are dosing systems for the Use propellant addition to ensure that the propellant do not escape due to wear in the pump's pressure build-up system ten, which would significantly increase the risk of fire. Furthermore it is recommended to separate the propellant dosing systems from the Installation. Other additional security measures that are absolutely necessary, the intensive ventilation in the form of Air renewal at the installation site of the foam extrusion system, in Interim film storage, in the deep-drawing area and in the area of re-extrusion sion of the foam waste and the additional attachment of equipment the static charge of the semi-finished foam products and the pro derive products.

Für das Extrusionsschäumen von thermoplastischen Kunststoffen sind daher bestimmte Forderungen an die Treibmittel zu stellen.For the extrusion foaming of thermoplastics therefore make certain demands on the propellants.

Das Treibmittel muß in der Kunststoffschmelze löslich sein, darf aber seine Viskosität und seinen Glaspunkt nicht zu stark verändern. Das Treibmittel muß während der Expansion eine hohe Verdampfungsgeschwin­ digkeit aufweisen, damit die Restgaskonzentration gering bleibt. Es darf keine Permeation auftreten, da sie ein Zusammenbrechen der Zel­ len vor dem Erstarren zur Folge hätte. The blowing agent must be soluble in the plastic melt, but may do not change its viscosity and glass point too much. The Blowing agent must have a high evaporation rate during expansion have so that the residual gas concentration remains low. It Permeation must not occur, since it causes the cell to collapse len before solidification.  

Physikalische Treibmittel, die diese Eigenschaften besitzen und in der Praxis angewendet werden, sind Pentan, Trichlorfluormethan, Dichlordifluormethan und in Ausnahmefällen Stickstoff.Physical blowing agents that have these properties and in applied in practice are pentane, trichlorofluoromethane, Dichlorodifluoromethane and, in exceptional cases, nitrogen.

Stickstoff ist erfolgreich als Treibmittel einsetzbar, wenn eine ge­ nügend hohe Lösungskonzentration erreicht werden kann, was bisher nur mit einem sehr hohen und nicht vertretbaren maschinellen Dosier­ aufwand durchführbar ist. Die geringe Affinität des Stickstoffes zur Kunststoffschmelze erfordert hierfür einen sehr hohen Lösungsdruck, der im Vergleich zu Dichlordifluormethan um ein Mehrfaches höher liegt.Nitrogen can be used successfully as a blowing agent if a ge sufficiently high solution concentration can be achieved, which so far only with a very high and unacceptable machine dosage effort is feasible. The low affinity of nitrogen for Plastic melt requires a very high solution pressure for this, which is several times higher than that of dichlorodifluoromethane lies.

Aus der DE-OS 19 14 584 ist bekannt, einen Kernbildner aus festen Stoffen bei der Herstellung von Schaumpolystyrol einzusetzen. Verhin­ dert werden soll der Nachteil, feste Kernbildner mit einem aufge­ schmolzenem Granulat vermischen zu müssen, weil sehr kostenintensive Mischanlagen dafür erforderlich sind. Aufgrund dessen wird vorge­ schlagen, flüssige Kernbildner, z. B. Stickstoff, in die ein Treibmit­ tel, z. B. einen halogenierten Kohlenwasserstoff, aufweisende Schmelze einzuspritzen. Mit dieser Maßnahme wird eine gezielte Beeinflussung der Zellbildung bzw. der Zellgröße angestrebt.From DE-OS 19 14 584 it is known to form a core former from solid Use substances in the production of foam polystyrene. Prev The disadvantage of solid core formers should be eliminated having to mix melted granules because they are very expensive Mixing plants are required for this. Because of this, it is featured beat liquid core formers, e.g. B. nitrogen, in which a propellant tel, e.g. B. a halogenated hydrocarbon having melt to inject. This measure is a targeted influencing the cell formation or cell size is aimed for.

Auch die in der DE-OS 17 78 104 offenbarte Lehre geht davon aus, einen sehr feinzelligen Schaum niedriger Dichte herzustellen. Zu die­ sem Zweck wird ein niedrigsiedendes Treibmittel zusammen mit einem Inertgas in die Kunststoffschmelze eingedüst. Durch das gemeinsame Einspritzen des Treibmittels und des Inertgases wird der feinzellige Schaumstoff erhalten. Eingesetzt werden sehr umweltschädigende Treib­ mittel, wie Trifluortrichloräthan.The teaching disclosed in DE-OS 17 78 104 also assumes to produce a very fine cell, low density foam. To the For this purpose, a low-boiling blowing agent is used together with a Inert gas injected into the plastic melt. Through the common Injection of the blowing agent and the inert gas becomes the fine cell Get foam. Very environmentally harmful propellants are used medium, such as trifluorotrichloroethane.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Treibmittelsystem vorzuschla­ gen, welches gute Aufschäumeigenschaften hat, sich ohne Brandgefahr verarbeiten läßt und bei dessen Einsatz die Ozongürtelschädigung weiter herabgesetzt wird.It is the object of the invention to propose a propellant system gene, which has good foaming properties, without risk of fire  can be processed and the ozone belt damage when used is further reduced.

Das Treibmittel selbst soll trotzdem zu sehr geringen Schaumdichten führen, um im Verpackungsbereich wenig Gewicht darzustellen und um möglichst wenig des relativ teuren Kunststoffes einsetzen zu müssen.The blowing agent itself should still have very low foam densities lead to represent little weight in the packaging area and around to have to use as little of the relatively expensive plastic.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan­ spruchs gelöst.The task is characterized by the characterizing features of the patent solved.

In überraschender und nicht zu erwartender Weise wurde gefunden, daß die Eindüsung eines Treibmittelsystems, bestehend aus zwei verschie­ denen Treibmitteln, nämlich 0,2 bis 0,5 Gew.-% N2 und 0,5 bis 2 Gew.-% teilhalogenierte Verbindungen (siehe Anspruch 1), bezogen auf einen mit Talkum vermischten thermoplastischen Kunststoff, dann zu äußerst geringen Raumgewichten des Schaumstoffes führt, wenn in eine Kunststoffschmelze zunächst ein gasförmiger Stickstoff eingearbeitet und in einem festgelegten Abstand zur ersten Einspritzstelle eine flüssige teilhalogenierte Verbindung eingedüst wird, wobei die gün­ stigen Raumgewichte auch nur dann erhalten werden, wenn zusätzlich im Bereich des Extrusionskopfes, d. h. bis kurz vor den Austritt, ein Material Treibmittelgemischdruck von mindestens 55 bar aufrechterhal­ ten werden. Zusätzlich mußte eine Temperatur im Kopfbereich von min­ destens 130°C beim Einsatz von Polystyrol und von mindestens 128°C beim Einsatz von Polyäthylen eingehalten werden.Surprisingly and unexpectedly, it was found that the injection of a blowing agent system consisting of two different blowing agents, namely 0.2 to 0.5% by weight of N 2 and 0.5 to 2% by weight of partially halogenated compounds ( see claim 1), based on a thermoplastic mixed with talc, then leads to extremely low densities of the foam when a gaseous nitrogen is first incorporated into a plastic melt and a liquid, partially halogenated compound is injected at a predetermined distance from the first injection point, the gün actual density can only be obtained if a material blowing agent mixture pressure of at least 55 bar is also maintained in the area of the extrusion head, ie until shortly before the outlet. In addition, a temperature in the head area of at least 130 ° C when using polystyrene and at least 128 ° C when using polyethylene had to be maintained.

Die Extruderanlage für die Durchführung des Verfahrens weist in vor­ teilhafter Weise stromabwärts zunächst eine Einspritzeinrichtung für ein gasförmiges Treibmittel und in einem Abstand von mindestens 2 D (D = Schneckendurchmesser) eine Einspritzeinrichtung für ein flüs­ siges Treibmittel auf. Dieser Abstand ist sehr vorteilhaft, um eine gute und homogene Einmischung des gasförmigen Treibmittels zu errei­ chen. In die das gasförmige Treibmittel bereits enthaltende Kunst­ stoffschmelze läßt sich in nicht zu erwartender Weise dann eine weitere Treibmittelanreicherung erreichen, wenn ein flüssiges Treib­ mittel eingesetzt wird, ohne daß es beim Einmischen des zweiten flüs­ sigen Treibmittels zu nachteiligen Auswirkungen (Entmischung usw.) kommt.The extruder system for carrying out the method shows in in some cases downstream an injection device for a gaseous blowing agent and at a distance of at least 2 D (D = screw diameter) an injection device for a river sig propellant. This distance is very advantageous to one to achieve good and homogeneous mixing of the gaseous blowing agent  chen. In the art that already contains the gaseous propellant melt can then be expected in an unexpected way achieve further blowing agent enrichment when a liquid blowing agent medium is used without it when mixing the second river propellant to adverse effects (segregation, etc.) is coming.

In der Zeichnung wird ein Extruder gezeigt, der für die Versuchs­ durchführung eingesetzt wurde.In the drawing, an extruder is shown, which is used for the experimental implementation was used.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung des Extruders, Fig. 1 shows a perspective view of the extruder,

Fig. 2 einen schematisierten Längsschnitt des Ex­ truders. Fig. 2 shows a schematic longitudinal section of the ex truder.

In dem Extruder 1 ist eine Schnecke 2 angeordnet, die durch ein Ge­ triebe 3 in Drehbewegung gesetzt wird und das durch den Trichter 4 eingefüllte Material in Richtung des Kopfes 5 fördert.In the extruder 1 , a screw 2 is arranged, which is set in rotation by a Ge gear 3 and the material filled through the hopper 4 promotes in the direction of the head 5 .

Durch die Treibmitteleinspritzdüse 6 wird gasförmiger N2 und durch die Einspritzdüse 7 flüssiges R22 in den Extrusionsraum B eingedüst mit einem den Druck in Raum 8 übersteigenden Druck.Gaseous N 2 is injected through the propellant injection nozzle 6 and liquid R 22 is injected into the extrusion chamber B through the injection nozzle 7 at a pressure exceeding the pressure in chamber 8 .

Sowohl für den Stickstoff (N2) als auch für das Chlordifluormethan (R22), werden bekannte Dosiereinrichtungen 9 eingesetzt.Known metering devices 9 are used both for the nitrogen (N 2 ) and for the chlorodifluoromethane (R 22 ).

In dem Kopf sind Temperaturkanäle 10 angeordnet, die an ein nicht gezeigtes Temperiergerät angeschlossen sind.Temperature channels 10 are arranged in the head and are connected to a temperature control device, not shown.

Mittels Drucksensoren 11 wird der Druck im Raum 12 des Kopfes 5 ge­ messen. Auf den Druck im Raum 12 kann durch eine entsprechende Ge­ staltung der Fließkanäle und durch eine axiale Verstellung des Dornes 13, entsprechend des Pfeiles, eingewirkt werden.By means of pressure sensors 11 , the pressure in the space 12 of the head 5 is measured ge. The pressure in space 12 can be influenced by a corresponding design of the flow channels and by an axial adjustment of the mandrel 13 , according to the arrow.

Der Druck im Extrusionsraum 8 wird durch Drucksensoren 14 erfaßt und weitergegeben.The pressure in the extrusion space 8 is detected by pressure sensors 14 and passed on.

Bei der Durchführung der in den Beispielen 3-12 beschriebenen Ver­ suche herrschte im Extrusionsraum 8 im Bereich der Einspritzdüsen 6 und 7 ein Druck von 150 bis 350 bar. Am Ende der Schnecke 2 wurde der Druck auf etwa 100-200 bar eingestellt. Im Kopf wurden im Mit­ tel 80-180 bar Material-Treibmittelgemischdruck eingestellt. Wenn dieser Druckbereich im Kopf verlassen wird, sind die Schaumergebnis­ se, d. h. der Aufschäumungsgrad der hergestellten Folie, unzurei­ chend.When carrying out the search described in Examples 3-12, there was a pressure of 150 to 350 bar in the extrusion chamber 8 in the area of the injection nozzles 6 and 7 . At the end of screw 2 , the pressure was set to approximately 100-200 bar. Material blowing agent mixture pressure was set in the head at 80-180 bar. If this pressure range is left in the head, the foam results, ie the degree of foaming of the film produced, are insufficient.

Die Temperatur des Gemisches betrug im Extrusionsraum B im Bereich der Einspritzdüsen max. 240°C. Danach wurde die Temperatur zur Schneckenspitze hin auf 130°C eingestellt. Wenn diese Temperatur verringert wurde, war die erzielte Qualität des Schaumes nicht nehr vertretbar.The temperature of the mixture in the extrusion room B was in the range of injectors max. 240 ° C. Then the temperature became Screw tip set to 130 ° C. If this temperature was reduced, the quality of the foam achieved was no more justifiable.

Nachfolgend werden Vergleichsbeispiele aufgeführt.Comparative examples are listed below.

Beispiel 1 (Stand der Technik)Example 1 (prior art)

Es wurden 99,5 kg Polystyrol vermischt mit 0,5 kg Talkum als Poren­ reglersubstanz in einen Extruder, wie gezeigt in Fig. 1, eindosiert und aufgeschmolzen.99.5 kg of polystyrene mixed with 0.5 kg of talc as a pore regulator substance were metered into an extruder, as shown in FIG. 1, and melted.

In die Polystyrolschmelze wurden 0,3 Gew.-% Stickstoff (N2) in Gasform (Gasvolumen 0,327 m3) durch die Einspritzdüse 6 eindosiert und homogen damit vermischt.0.3% by weight of nitrogen (N 2 ) in gaseous form (gas volume 0.327 m 3 ) was metered into the polystyrene melt through the injection nozzle 6 and mixed homogeneously therewith.

Dann wurde die Mischung zu einem Schlauch extrudiert.Then the mixture was extruded into a tube.

Das Raumgewicht betrug bei einer Dicke der Schlauchwandung von 1 mm 350 kg/m3. Das erzielte Raumgewicht ist zu groß, so daß der Schaum­ stoff nur bedingt einsetzbar ist.The density was 350 kg / m 3 with a hose wall thickness of 1 mm. The density is too large, so that the foam can only be used to a limited extent.

Beispiel 2 (Stand der Technik) Example 2 (prior art)

Bei einem Vergleichsversuch mit 0,5 Gew.-% Stickstoff (N2) (Gasvo­ lumen 0,545 m3) wurde, bei ansonsten gleichen Verfahrensbedingungen ein Raumgewicht von 200 kg/m3, bei einer Dicke der Schlauchwandung von 2 mm, erzielt.In a comparative experiment with 0.5% by weight of nitrogen (N 2 ) (gas volume 0.545 m 3 ), a density of 200 kg / m 3 , with a thickness of the hose wall of 2 mm, was achieved under otherwise identical process conditions.

Auch dieser Wert ist nur begrenzt vertretbar.This value is also only acceptable to a limited extent.

Wenn der Stickstoffanteil noch weiter erhöht wurde, verschlechterte sich das Raumgewicht rapide, weil vermutlich eine Treibmittelsät­ tigung vorliegt (d. h. der Kunststoff nahm das Treibmittel nicht mehr auf).If the nitrogen content was further increased, it deteriorated the density of the space is increasing rapidly, presumably because of a propellant is present (i.e. the plastic no longer took the blowing agent on).

Beispiel 3 (gemäß der Erfindung)Example 3 (according to the invention)

Es wurden wiederum 99,5 kg Polystyrol in Granulatform in einen Extru­ der zusammen mit 0,5 kg Talkum als Porenreglersubstanz eingegeben und aufgeschmolzen.99.5 kg of polystyrene in granular form were again in an extruder which entered together with 0.5 kg talc as pore regulator substance and melted.

In die Schmelze wurden,
0,5 Gew.-% gasförmiger Stickstoff (N2), welches ein Gasvolumen von ca. 0,545 m3 bei 373 K ergibt und welches 61% des Gesamt­ gasvolumens der Gesamttreibmittelmenge (1,5 Gew.-%) ausmacht,
eindosiert.
Anschließend wurde 1 Gew.-% flüssiges Chlordifluormethan (R22), welches ein Gasvolumen von 0,355 m3 bei 373 K ergibt und 39% des Gesamtgasvolumens der Gesamttreibmittelmenge ausmacht,
eindosiert und im folgenden Teil des Extruders homogen damit ver­ mischt.
Were in the melt,
0.5% by weight of gaseous nitrogen (N 2 ), which gives a gas volume of approx. 0.545 m 3 at 373 K and which makes up 61% of the total gas volume of the total amount of blowing agent (1.5% by weight),
dosed.
Then 1% by weight of liquid chlorodifluoromethane (R 22 ), which gives a gas volume of 0.355 m 3 at 373 K and accounts for 39% of the total gas volume of the total amount of blowing agent,
metered in and mixed homogeneously with it in the following part of the extruder.

Im Extruderkopf wurde durch eine axiale Verstellung des Dornes 13 und durch die Gestaltung der Fließkanäle ein Material-Treibmittel­ druck von 60 bar eingestellt.A material blowing agent pressure of 60 bar was set in the extruder head by an axial adjustment of the mandrel 13 and by the design of the flow channels.

Gleichzeitig wurde duch die Temperierung des Kopfes mittels eines Öl-Temperiergerätes eine Temperatur des Material-Treibmittelgemi­ sches von 163°C gehalten.At the same time, the head was tempered by means of a Oil temperature control unit a temperature of the material blowing agent kept at 163 ° C.

Anschließend wurde das Gemisch zu einem Schlauch extrudiert, der aufgeschnitten und flachgelegt wurde.The mixture was then extruded into a tube that was cut open and laid flat.

Die Schlauchdicke betrug 1,5 mm. Es wurde ein Raumgewicht von 161 kg/m3 erzielt, was als vertretbarer Wert für viele Anwendungsfälle anzusehen ist.The tube thickness was 1.5 mm. A density of 161 kg / m 3 was achieved, which can be regarded as an acceptable value for many applications.

Durch weitere Versuche wurde festgestellt, daß beim Einsatz eines anderen thermoplastischen Kunststoffs, nämlich Polyäthylen, die Kopf­ temperatur bis knapp unter 130°C gesenkt werden konnte, ohne die Er­ gebnisse merklich zu beeinflussen. Through further experiments it was found that when using a other thermoplastic, namely polyethylene, the head temperature could be reduced to just below 130 ° C without the Er influence the results noticeably.  

Beispiel 4 (gemäß der Erfindung)Example 4 (according to the invention)

Der Versuch wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß,
1,5 Gew.-% flüssiges Chlordifluormethan (R22) (Gasvolumen 0,532 m3 bei 373 K) und einem Anteil von 49% vom Gesamtgas­ volumen der Gesamttreibmittelmenge von 2 Gew.-%,
eingesetzt wurde.
The experiment as described in Example 3 was repeated, but with the difference that
1.5% by weight of liquid chlorodifluoromethane (R 22 ) (gas volume 0.532 m 3 at 373 K) and 49% of the total gas volume of the total amount of blowing agent of 2% by weight,
was used.

Die Dicke der Schaumstoffwandung war 1,7 mm jedoch betrug das Raumge­ wicht 132 kg/m3, was schon als ein guter Wert angesehen werden muß.The thickness of the foam wall was 1.7 mm, but the spatial weight was 132 kg / m 3 , which must be regarded as a good value.

Beispiel 5 (gemäß der Erfindung) beide Treibmittel max. ZugabeExample 5 (according to the invention) both blowing agents max. Encore

Es wurde ein weiterer Versuch, wie beschrieben im Beispiel 3, gefah­ ren, jedoch wurde der Anteil des R22 erhöht.Another experiment, as described in Example 3, was carried out, but the proportion of R 22 was increased.

Es wurden 2 Gew.-% flüssiges Chlordifluormethan (R22) (Gasvolumen 0,710 m3 bei 373 K) Gasvolumenanteil 57% von der Gesamt­ treibmittelmenge von 2,5 Gew.-%,
eindosiert.
There were 2 wt .-% liquid chlorodifluoromethane (R 22 ) (gas volume 0.710 m 3 at 373 K) gas volume fraction 57% of the total amount of blowing agent of 2.5 wt .-%,
dosed.

Die Wandungsdicke der Schaumbahn betrug 2 mm.The wall thickness of the foam sheet was 2 mm.

Das erzielte Raumgewicht betrug,
90 kg/m3,
was als ein absolut guter Wert anzusehen ist.
The density achieved was
90 kg / m 3 ,
which is an absolutely good value.

Beispiel 6 (N2-Zugabe maximal, R22 minimal)Example 6 (maximum N 2 addition, R 22 minimum)

Der Versuch, wie in Beispiel 5 beschrieben, wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß,
0,5 Gew.-% CHClF2 (R22), welches ein Gasvolumen von ca. 0,177 m3 bei 373 K ergibt und welches 25% des Gesamtgas­ volumens der Gesamttreibmittelmenge von 1,0 Gew.-% ausmacht,
eindosiert wurde.
The experiment as described in Example 5 was repeated, but with the difference that
0.5% by weight of CHClF 2 (R 22 ), which gives a gas volume of approximately 0.177 m 3 at 373 K and which accounts for 25% of the total gas volume of the total amount of blowing agent of 1.0% by weight,
was dosed.

Die Schaumfoliendicke betrug 1,5 mm und das Raumgewicht 145 kg/m3.The foam film thickness was 1.5 mm and the density was 145 kg / m 3 .

Beispiel 7 (N2-Zugabe minimal, R22 maximal)Example 7 (minimum N 2 addition, maximum R 22 )

Der Versuch, wie in Beispiel 5 beschrieben, wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß,
0,2 Gew.-% Stickstoff (N2), Gasvolumen 0,218 m3 bei 373 K, was einem Anteil von 24% vom Gesamtgasvolumen der Gesamttreib­ mittelmenge von 2,2 Gew.-% entspricht,
eindosiert wurde.
The experiment as described in Example 5 was repeated, but with the difference that
0.2% by weight of nitrogen (N 2 ), gas volume 0.218 m 3 at 373 K, which corresponds to 24% of the total gas volume of the total amount of blowing agent of 2.2% by weight,
was dosed.

Als Werte für die Schaumstoffdicke ergaben sich 1,4 mm und für das Raumgewicht 180 kg/m3. The values for the foam thickness were 1.4 mm and for the density 180 kg / m 3 .

Beispiel 8 (N2-Zugabe minimal, R22 minimal)Example 8 (minimal N 2 addition, minimal R 22 )

Es wurde ein weiterer Versuch, wie in Beispiel 7 beschrieben, gefah­ ren, jedoch wurde der Anteil R22 heruntergesetzt. Es wurden 0,5 Gew.-% CHClF2 (R22), Gasvolumen 0,177 m3 bei 373 K, was einem Anteil von 45% vom Gesamtgasvolumen der Gesamttreibmit­ telmenge von 0,7 Gew.-% entspricht,
eindosiert.
A further attempt was carried out as described in Example 7, but the proportion R 22 was reduced. 0.5% by weight of CHClF 2 (R 22 ), gas volume 0.177 m 3 at 373 K, which corresponds to 45% of the total gas volume of the total amount of blowing agent of 0.7% by weight,
dosed.

Es ergab sich ein sehr schwerer Schaum, der hart und spröde war und eine Schaumstoffdicke von 0,7 mm und ein Raumgewicht von ca. 500 kg/m3 aufwies.The result was a very heavy foam which was hard and brittle and had a foam thickness of 0.7 mm and a density of approx. 500 kg / m 3 .

Beispiel 9 (gemäß der Erfindung)Example 9 (according to the invention)

Der Versuch, wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß,
1,0 kg flüssiges CHCl2-CF3 (R123) (1 Gew.-%), welches ein Gasvolumen von ca. 0,200 m3 bei 373 K ergibt und welches 27 % des Gesamtgasvolumens der Gesamttreibmittelmenge von 1,5 Gew.-% ausmacht,
eindosiert wurde.
The experiment as described in Example 3 was repeated, but with the difference that
1.0 kg of liquid CHCl 2 -CF 3 (R 123 ) (1% by weight), which gives a gas volume of approx. 0.200 m 3 at 373 K and which represents 27% of the total gas volume of the total amount of blowing agent of 1.5% by weight. % matters
was dosed.

Die Dicke der Schaumstoffwandung betrug 1,3 mm und das Raumgewicht 160 kg/m3. Der Schaum war insgesamt etwas härter und spröder als in Beispiel 3. The thickness of the foam wall was 1.3 mm and the density was 160 kg / m 3 . Overall, the foam was somewhat harder and more brittle than in Example 3.

Beispiel 10 (gemäß der Erfindung)Example 10 (according to the invention)

Der Versuch, wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde anstatt mit R22 mit,
1,0 kg flüssiges CH2F-CF3 (R134a) (1 Gew.-%), welches ein Gasvolumen von ca. 0,301 m3 bei 373 K ergibt und welches 35 % des Gesamtgasvolumens der Gesamttreibmittelmenge von 1,5 Gew.-% ausmacht,
wiederholt.
The experiment as described in Example 3, instead of with R 22,
1.0 kg of liquid CH 2 F-CF 3 (R134a) (1% by weight), which gives a gas volume of approximately 0.301 m 3 at 373 K and which is 35% of the total gas volume of the total amount of blowing agent of 1.5% by weight. % matters
repeated.

Bei einer Schaumstoffdicke von 1,5 mm wurde ein Raumgewicht von 148 kg/m3 erzielt, was als guter Wert anzusehen ist.With a foam thickness of 1.5 mm, a density of 148 kg / m 3 was achieved, which can be regarded as a good value.

Beispiel 11 (gemäß der Erfindung)Example 11 (according to the invention)

Der Versuch, wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß für das R22,
1,0 kg flüssiges CH3-CCl2F (R141b) (1 Gew.-%), welches ein Gasvolumen von ca. 0,263 m3 bei 373 K ergibt und welches 33% des Gesamtgasvolumens der Gesamttreibmittelmenge (1,5 Gew.-%) ausmacht,
eindosiert wurde.
The experiment as described in Example 3 was repeated with the difference that for the R 22 ,
1.0 kg of liquid CH 3 -CCl 2 F (R 141 b) (1% by weight), which gives a gas volume of approx. 0.263 m 3 at 373 K and which represents 33% of the total gas volume of the total amount of blowing agent (1.5% by weight) .-%)
was dosed.

Bei einer Schaumstoffdicke von 1,4 mm wurde ein Raumgewicht von 155 kg/m3 erhalten. Die Schaumqualität ist ähnlich der aus Beispiel 3 mit R 22, jedoch mit verbessertem Raumgewlcht. With a foam thickness of 1.4 mm, a density of 155 kg / m 3 was obtained. The foam quality is similar to that of Example 3 with R 22 , but with improved spatial density.

Beispiel 12 (gemäß der Erfindung)Example 12 (according to the invention)

Es wurde ein weiterer Versuch, wie in Beispiel 3 beschrieben, durch­ geführt, jedoch mit dem Unterschied, daß anstelle des R22,
1,0 kg flüssiges CH3CClF2 (R142b) (1 Gew.-%), welches ein Gasvolumen von ca. 0,304 m3 bei 373 K ergibt und welches 36% des Gesamtgasvolumens der gesamttreibmittelmenge (1,5 Gew.-%) ausmacht,
eindosiert wurde.
A further experiment was carried out as described in Example 3, but with the difference that instead of R 22 ,
1.0 kg of liquid CH 3 CClF 2 (R 142 b) (1% by weight), which gives a gas volume of approx. 0.304 m 3 at 373 K and which accounts for 36% of the total gas volume of the total amount of blowing agent (1.5% by weight). %)
was dosed.

Es wurde eine Schaumstoffwandung von 1,6 mm erhalten mit einem Raum­ gewicht von 155 kg/m3, was als guter Wert zu betrachten ist.A foam wall of 1.6 mm was obtained with a density of 155 kg / m 3 , which can be regarded as a good value.

BezugszeichenlisteReference symbol list

 1 Extruder
 2 Schnecke
 3 Getriebe
 4 Trichter
 5 Extruderkopf
 6 Treibmitteleinspritzdüse
 7 Einspritzdüse
 8 Extrusionsraum
 9 Druckaufbaueinrichtung
10 Temperaturkanal
11 Drucksensor
12 Raum
13 Dorn
14 Drucksensor
1 extruder
2 snail
3 gears
4 funnels
5 extruder head
6 propellant injector
7 injector
8 extrusion space
9 pressure build-up device
10 temperature channel
11 pressure sensor
12 room
13 thorn
14 pressure sensor

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffs aus einem thermoplastischen Kunststoff, umfassend folgende Verfah­ rensschritte:
  • - Vermischen des Kunststoffs mit einer Porenregulierungs­ substanz;
  • - Einfüllen dieser Mischung in einen Extruder;
  • - Plastifizieren, vermischen und homogenisieren dieser Mischung im Extruder;
  • - Eindüsen eines ersten Treibmittels in Form von gasför­ migem Stickstoff in die homogenisierte Mischung in den Extruder, wobei die zugeführte Stickstoffmenge 0,2% bis 0,5% des Gewichtes der Mischung aus dem Kunst­ stoff und der Porenregulierungssubstanz entspricht;
  • - Vermischung und Homogenisieren der Mischung mit dem Stickstoff zur Bildung einer homogenisierten stick­ stoffhaltigen Mischung;
  • - Eindüsen eines zweiten Treibmittels in Form einer flüs­ sigen, teilhalogenierten Verbindung in die homogeni­ sierte, stickstoffhaltige Mischung, wobei die zugeführ­ te zweite Treibmittelmenge 0,5% bis 2% des Gewichts der Mischung aus dem Kunststoff und der Porenregulie­ rungssubstanz entspricht;
  • - Vermischen und homogenisieren der Mischung aus dem Kunststoff, der Porenregulierungssubstanz und den bei­ den Treibmitteln im Extruder;
  • - Extrudieren dieser Mischung durch einen Extrusionskopf des Extruders, wobei der Schaumstoff entsteht,
  • - wobei der Druck dieser Mischung im Extrusionskopf min­ destens 55 bar beträgt, und
  • - wobei die Temperatur dieser Mischung im Extrusionskopf über einer zuvor ermittelten und vom thermoplastischen Kunststoff abhängigen unteren Grenztemperatur gehalten wird.
1. A process for producing a foam from a thermoplastic, comprising the following process steps:
  • - Mixing the plastic with a pore regulation substance;
  • - filling this mixture into an extruder;
  • - Plasticizing, mixing and homogenizing this mixture in the extruder;
  • - Injection of a first blowing agent in the form of gaseous nitrogen in the homogenized mixture in the extruder, the amount of nitrogen supplied corresponds to 0.2% to 0.5% of the weight of the mixture of the plastic and the pore regulating substance;
  • - Mixing and homogenizing the mixture with the nitrogen to form a homogenized nitrogenous mixture;
  • - Injecting a second blowing agent in the form of a liquid, partially halogenated compound into the homogenized, nitrogen-containing mixture, the second amount of blowing agent supplied corresponding to 0.5% to 2% of the weight of the mixture of the plastic and the pore regulation substance;
  • - Mixing and homogenizing the mixture of the plastic, the pore regulating substance and the blowing agents in the extruder;
  • Extruding this mixture through an extrusion head of the extruder, the foam being formed,
  • - The pressure of this mixture in the extrusion head is at least 55 bar, and
  • - The temperature of this mixture in the extrusion head is kept above a previously determined and dependent on the thermoplastic plastic lower limit temperature.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Treibmittel flüssige, teilhalogenierte Verbindungen der Gruppe CHClF2 (R22), CHCl2-CF3 (R123), CH2F-CF3 (R134a), CH3-CCl2F (R141b) oder CH3-CClF2 (R142b) verwendet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that liquid, partially halogenated compounds of the group CHClF 2 (R 22 ), CHCl 2 -CF 3 (R 123 ), CH 2 F-CF 3 (R 134 a), CH as the second blowing agent 3 -CCl 2 F (R 141 b) or CH 3 -CClF 2 (R 142 b) can be used. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Porenregulierungssubstanz Talkum verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized, that talc is used as the pore-regulating substance. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastischer Kunststoff Polystyrol verwen­ det wird, und daß die Temperatur der Mischung im Extrusionskopf größer oder gleich 130°C ist. 4. The method according to claim 1, characterized, that use polystyrene as a thermoplastic det, and that the temperature of the mixture in the extrusion head is higher or is equal to 130 ° C.   5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastischer Kunststoff Polyäthylen verwen­ det wird, und daß die Temperatur der Mischung im Extrusionskopf größer oder gleich 128°C ist.5. The method according to claim 1, characterized, that use polyethylene as a thermoplastic det, and that the temperature of the mixture in the extrusion head is higher or equal to 128 ° C. 6. Extruderanlage zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, bestehend aus einem hohlzylinrischen, zwei stromabwärts hintereinander angeordnete Einspritzbereiche aufweisenden Gehäuse, in dem eine rotierende, antreibbare Homogenisierschnecke angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einspritzbereich, mit einer Einspritzein­ richtung (6) für ein gasförmiges Treibmittel und der zweite Einspritzbereich mit einer Einspritzeinrichtung (7) für ein flüssiges Treibmittel ausgebildet ist, und daß zwischen beiden Bereichen ein Abstand von mindestens 2 D (D = Schneckendurchmesser) eingehalten wird.6. extruder system for performing the method according to claim 1, consisting of a hollow cylindrical, two downstream successively arranged injection areas having housing in which a rotating, drivable homogenizing screw is arranged, characterized in that the first injection area, with an injection device ( 6 ) for a gaseous propellant and the second injection area is designed with an injection device ( 7 ) for a liquid propellant, and that a distance of at least 2 D (D = screw diameter) is maintained between the two areas. 7. Extruderanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Druckeinstellung im Kopf (5) der Dorn (13) axial verstellbar ausgebildet ist. 7. Extruder system according to claim 6, characterized in that for a pressure adjustment in the head ( 5 ) the mandrel ( 13 ) is axially adjustable. 8. Extruderanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Extrusionskopf Drucksensoren (11) aufweist.8. Extruder system according to claim 6, characterized in that the extrusion head has pressure sensors ( 11 ). 9. Extruderanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (5) und der Austrittsdüsenspalt mittels Tem­ perierkanäle (10) temperierbar ausgebildet ist.9. Extruder system according to claim 6, characterized in that the head ( 5 ) and the outlet nozzle gap by means of Tem perierkanäle ( 10 ) is formed temperature controlled.
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