DE60106132T2

DE60106132T2 - Schaumfähige hdpe-zusammensetzung

Info

Publication number: DE60106132T2
Application number: DE60106132T
Authority: DE
Inventors: P. Gary WILKES; D. Ronnie KISNER; J. Jeffrey STIMLER
Original assignee: Pactiv LLC
Current assignee: Pregis Innovative Packaging Inc
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: EP1159339B1; ATE278735T1; EP1159339A1; US6225363B1; HUP0200607A2; AU2001227807A1; CA2366614C; MXPA01009162A; HUP0200607A3; DE60106132D1; PL349791A1; CA2366614A1; WO2001051550A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine polymere Zusammensetzung gerichtet, die in der Herstellung von Schaum verwendet werden soll. Genauer gesagt umfasst die polymere Zusammensetzung eine Polyethylen hoher Dichte, ein alkenyl-aromatisches Polymer und ein die Elastizität modifizierendes Harz.
Hintergrund der Erfindung
Schaum mit geringer Dichte wie Polystyrolschaum wird üblicherweise durch die Kombination eines physikalischen Treibmittels mit einer geschmolzenen polymeren Mischung unter Druck und nach ausgiebigem Vermischen, Extrudieren der Kombination durch ein geeignetes Mundstück in eine Unterdruckatmosphäre hergestellt.
Seit ungefähr den 1950-igern bis heute umfassen physikalische Treibmittel der Wahl Halogenkohlenstoffe, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon. Beispiele davon umfassen kommerziell verfügbare Halogenkohlenstoffzusammensetzungen wie Dichlordifluormethan, Trichlorfluormethan und Mischungen davon und die C₂-C₆-Kohlenwasserstoffe. Während den 1980-igern zeigte die weltweite wissenschaftliche Gemeinschaft ausreichend Beweismittel, die Chlorfluorkohlenstoffe (CFCs) mit atmosphärischer Ozonverringerung in Verbindung bringen und verlangte von den Regierungen, CFCs zu regulieren. Als ein Ergebnis dieser Regulierungen sind Kohlenwasserstoffe im Allgemeinen die Wahl für physikalische Treibmittel.
Es gibt zwei Schäume, die üblicherweise hergestellt werden. Der erste Schaum wird aus Polystyrol hergestellt und der zweite Schaum aus Polyethylen geringer Dichte (LDPEs). Reiner Polystyrolschaum ist oft zu brüchig für einige Anwendungen wie schützendes Verpacken, das Schutz vor mehrfachen Einschlägen voraussetzt.
LDPE-Schäume werden im Allgemeinen als widerstandsfähig und nicht brüchig angesehen, was wünschenswerte Eigenschaften sind. Die LDPE-Schäume haben jedoch Nachteile wie das Hinzufügen eines Stabilitätskontrollmittels (auch als Permeationsmodifikationsmittel bezeichnet) zu der polymeren Zusammensetzung, um einen kommerziell akzeptablen Schaum herzustellen (z. B. ein Schaum, der sich nicht wesentlich über die Zeit in seinen Dimensionen verändert). Die Menge an gesamtem verbleibenden Treibmittel in dem LDPE-Schaum direkt nach seiner Herstellung liegt typischerweise im Bereich von ungefähr 5 bis ungefähr 10 Gewichtsprozent der polymeren Zusammensetzung. Diese Menge hängt von Faktoren ab wie der gewünschten Dichte des Schaums und dem ausgewählten Treibmittel. Diese Menge an gesamtem verbleibenden Treibmittel stellt üblicherweise einen potentiell entflammbaren Zustand dar, wenn der Schaum in einem eingeschlossenen Raum lokalisiert ist. Typischerweise nimmt der Alterungsprozess für einen LDPE-Schaum, der ein Stabilitätskontrollmittel enthält, ungefähr 14 bis ungefähr 30 Tage in Anspruch. Der Alterungsprozess hängt von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich, aber nicht eingeschränkt auf, der Dichte des Schaums, dem ausgewählten Treibmittel und der Lagertemperatur des Schaums.
Dementsprechend existiert ein Bedarf an Schäumen, die die oben genannten Nachteile, die mit existierenden Schäumen assoziiert sind, wettmachen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die polymere Zusammensetzung, die in der Herstellung des Schaums der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, umfasst 5 bis 40 Gewichtsprozent eines Polyethylens hoher Dichte (HDPE), 3 bis 45 Gewichtsprozent alkenyl-aromatisches Polymer und 10 bis 85 Gewichtsprozent eines die Elastizität modifizierenden Harzes. Der HDPE-Harz hat ein z-durchschnittliches Molekulargewicht, M_z, von mehr als 1.000.000. Der Schaum der vorliegenden Erfindung wird mit einem Stabilitätskontrollmittel im Allgemeinen in Mengen von weniger als den traditionellen nur-LDPE-Schäumen hergestellt.
Gemäß dem einen Verfahren zur Herstellung eines polymeren Schaums der vorliegenden Erfindung werden ein Polyethylen mit hoher Dichte, ein alkenyl-aromatisches Polymer und ein die Elastizität modifizierendes Harz geschmolzen, um eine polymere Zusammensetzung auszubilden. Die polymere Zusammensetzung umfasst 5 bis 10 Gewichtsprozent des Polyethylens hoher Dichte, 3 bis 45 Gewichtsprozent des alkenyl-aromatischen Polymers und 10 bis 85 Gewichtsprozent des die Elastizität modifizierenden Harzes. Das Polyethylen hoher Dichte hat ein z-durchschnittliches Molekulargewicht, M_z, von mehr als 1.000.000. Es wird ein Stabilitätskontrollmittel zu der polymeren Zusammensetzung hinzugefügt. Es wird eine wirksame Menge des Treibmittels aufgelöst, um eine Mischung zu ergeben. Die Mischung wird in eine Expansionszone übertragen und es wird ihr erlaubt, in der Expansionszone zu expandieren, um den polymeren Schaum herzustellen.
Ein polymerer Schaum der vorliegenden Erfindung kann durch die oben beschriebenen Schritte hergestellt werden. Der polymere Schaum hat eine Zerreißfestigkeit quer zur Maschinenrichtung von mehr als ungefähr 33 KJ/m³.
Beschreibung der illustrierenden Ausführungsformen
Die polymere Zusammensetzung, die in der Herstellung des Schaums der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, umfasst 5 bis 40 Gewichtsprozent Polyethylen hoher Dichte (HDPE), 3 bis 45 Gewichtsprozent alkenyl-aromatisches Polymer und 10 bis 85 Gewichtsprozent eines die Elastizität modifizierendes Harzes. Die bevorzugte polymere Zusammensetzung umfasst HDPE in 15 bis 40 Gewichtsprozent, alkenyl-aromatisches Polymer in 10 bis 25 Gewichtsprozent und ein die Elastizität modifizierendes Harz in 60 bis 85 Gewichtsprozent.
Die am meisten bevorzugte polymere Zusammensetzung umfasst HDPE in 15 bis 30 Gewichtsprozent, alkenyl-aromatisches Polymer in 10 bis 20 Gewichtsprozent und ein die Elastizität modifizierendes Harz in 65 bis 75 Gewichtsprozent. Es wird vorgeschlagen, dass mehr als ein HDPE, alkenyl-aromatisches Polymer und/oder ein die Elastizität modifizierendes Harz die Gewichtsprozente des jeweiligen HDPE-, alkenyl-aromatischen Polymers und des die Elastizität modifizierenden Harzes der polymeren Zusammensetzung umfassen kann. Zum Beispiel können zwei HDPE-Harze (jeweils mit 15 Gewichtsprozent) vermischt werden, um 30 Gewichtsprozent des HDPEs der polymeren Zusammensetzung zu umfassen.
HDPEs
Das Polyethylen hoher Dichte (HDPE) der vorliegenden Erfindung hat eine spezifische Dichte von ungefähr 940 bis ungefähr 970 kg/m³, ein z-durchschnittliches Molekulargewicht, M_z, von mehr als ungefähr 1.000.000. Das M_z ist vorzugsweise größer als ungefähr 1.200.000 und am meisten bevorzugt größer als ungefähr 1.400.000. Das z-durchschnittliche Molekulargewicht (M_z) ist durch eine Konzentration von extrem hoch molekulargewichtigen Polymerketten (d. h., solchen nahe dem oberen Ende der Molekulargewichtsverteilung) gekennzeichnet.
Das HDPE der vorliegenden Erfindung hat im Allgemeinen einen Schmelzflussindex (MI) im Bereich von ungefähr 0,05 bis ungefähr 2,8 dg/Min., wie er durch ASTM D1238 (nominale Flussgeschwindigkeit bei 190°C und 198,2 kPA) gemessen wird. Im Allgemeinen sollte das Polyethylen hoher Dichte einen Schmelzflussindex von weniger als ungefähr 10 dg/Min. aufweisen und vorzugsweise weniger als ungefähr 3 dg/Min.
Das bevorzugte HDPE ist unvernetzt und hat eine spezifische Dichte von ungefähr 943 bis ungefähr 951 kg/m³, einen Schmelzflussindex im Bereich von ungefähr 0,18 bis ungefähr 0,2 dg/Min., ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht, M_w, in dem Bereich von ungefähr 223.000 bis ungefähr 233.000, ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht, M_n, im Bereich von ungefähr 12.500 bis ungefähr 16.500 und einen Polydispersivindex, D = M_w/M_n von ungefähr 12 bis 20. Der Polydispersivindex, der am meisten bevorzugt ist, liegt bei ungefähr 14 bis ungefähr 18.
Das HDPE der vorliegenden Erfindung kann durch das Vermischen von zwei oder mehr HDPEs erhalten werden. Zum Beispiel kann ein HDPE mit einem M_z von 1.100.000 mit einem zweiten HDPE mit einem M_z von 1.500.000 vermischt werden. Es wird angenommen, dass das HDPE der vorliegenden Erfindung ein HDPE mit einem M_z von 800.000, vermischt mit einem zweiten HDPE mit einem M_z von 1.600.000, umfassen kann, so lange das gesamte M_z größer als ungefähr 1.000.000 ist. Das am meisten bevorzugte HDPE hat eine bimodale Verteilung des molekularen Gewichts.
Es wird angenommen, dass das HDPE der vorliegenden Erfindung ein Copolymer aus mindestens 50 Mol.-% einer Ethyleneinheit und einem geringeren Anteil (d. h., weniger als 50%) eines Monomers umfassen kann, das mit der Ethyleneinheit copolymerisierbar ist. Es wird angenommen, dass der Begriff HDPE der vorliegenden Erfindung auch physikalische Mischungen von zwei oder mehreren verschiedenen Homopolymeren umfassen kann, die als HDPEs oder physikalische Mischungen von mindestens 50 Gewichtsprozent eines Ethylenhomopolymers mit einem anderen, hauptsächlich polyethylenischen Copolymer mit hoher Dichte klassifiziert sind. Die physikalischen Mischungen werden in einer trockenen Form miteinander verbunden, nachdem die Mischkomponenten zuvor polymerisiert wurden.
Alkenyl-aromatisches Polymer
Der Begriff „alkenyl-aromatisches Polymer", wie er hierin verwendet wird, umfasst Polymere der aromatischen Kohlenwasserstoffmoleküle, die eine Arylgruppe enthalten, die an eine olefinische Gruppe mit nur Doppelbindungen in der linearen Struktur gebunden ist, wie Styrol, α-Methylstyrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, α-Ethylstyrol, α-Vinylxylon, α-Chlorstyrol, α-Bromstyrol, Vinyltoluol und ähnliche. Alkenyl-aromatische Polymere umfassen auch Homopolymere von Styrol (üblicherweise als Polystyrol bezeichnet) und auch Copolymere von Styrol und Butadien (üblicherweise als Einschlagpolystyrol bezeichnet).
Der Begriff „Polystyrolharz" oder „polystyrolisches Material", wie er hierin verwendet wird, umfasst Homopolymere von Styrol und Styrolcopolymere, die mindestens 50 Mol.-% einer Styroleinheit (vorzugsweise mindestens 70 Mol.-%) und einen kleineren Anteil (d. h. weniger als 50%) eines Monomers, das mit Styrol copolymerisierbar ist, umfassen. Der Begriff „Polystyrolharz" oder „polystyrolisches Material", wie er hierin verwendet wird, umfasst auch Mischungen von mindestens 50 Gewichtsprozent des Styrolhomopolymers (vorzugsweise mindestens ungefähr 60 Gewichtsprozent) mit einem anderen, hauptsächlich styrolischen Copolymer. Die physikalischen Mischungen werden in trockener Form miteinander verbunden, nachdem die Mischungen zuvor polymerisiert worden sind.
Das polystyrolische Harz, das in der polymeren Zusammensetzung verwendet werden kann, umfasst jegliche von solchen Homopolymeren, die durch Polymerisation von Styrol auf ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht (M_w) von ungefähr 100.000 bis ungefähr 450.000 (üblicherweise als Crystallpolystyrol bezeichnet) erhalten werden oder können jegliche von solchen Pfropfcopolymeren sein, die durch Polymerisation einer Mischung von polymerisiertem Styrol auf einen Nukleus von Styrol-Butadien-Gummi (SBR) auf ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht von ungefähr 100.000 bis ungefähr 350.000 (üblicherweise auch als Einschlagpolystyrol bezeichnet) erhalten werden.
Die bevorzugten Crystallpolystyrole sind unvernetzt und haben einen Schmelzflussindex von ungefähr 0,5 bis ungefähr 15,0 dg/Min., wie er durch ASTM D1238 (nominale Flussgeschwindigkeit bei 200°C und 689,5 kPa) gemessen wird. Das am meisten bevorzugte kristalline Polystyrol ist unvernetztes Polystyrol bei einem Schmelzflussindex von ungefähr 2,0 bis ungefähr 8,0 dg/Min.
Einschlagpolystyrole werden im Allgemeinen als mittleres Einschlagpolystyrol (MIPS), Hocheinschlagpolystyrol (HIPS) oder super hohes Einschlagpolystyrol (S-HIPS) klassifiziert. Die Butadienmenge des Einschlagpolystyrols liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 3 bis ungefähr 10 Gewichtsprozent des Copolymers (Butadien und Polystyrol). Die am meisten bevorzugte Butadienmenge liegt im Bereich von ungefähr 5 bis ungefähr 8 Gewichtsprozent des Copolymers. Das Einschlagpolystyrol hat im Allgemeinen einen Schmelzflussindex von weniger als ungefähr 25 dg/Min. und vorzugsweise weniger als 8 dg/Min. Das am meisten bevorzugte Einschlagpolystyrol ist ein nicht vernetztes HIPS mit einem Schmelzflussindex von ungefähr 2,2 bis ungefähr 3,2 dg/Min., wie er durch ASTM D1238 (nominale Flussgeschwindigkeit bei 200°C und 689,5 kPa) gemessen wird, und einem gekerbten „Izod"-Einschlagwert von ungefähr 9 bis ungefähr 13 J/m, wie durch ASTM D256 gemessen wird. Der gekerbte „Izod"-Einschlagwert ist die Energie, die notwendig ist, um gekerbte Ausführungsformen unter Standardbedingungen zu brechen und ist Arbeit pro Einheit der Kerbe. Ein höherer gekerbter „Izod" Einschlagwert zeigt daher ein stärkeres Material an.
Das alkenylaromatische Polymer der vorliegenden Erfindung kann durch Vermischen von zwei oder mehreren aromatischen Polymeren erhalten werden. Z. B. können Mischungen aus crystallinem Polystyrol und Einschlagpolystyrolen wie HIPS vermischt werden, um das alkenylaromatische Polymer der vorliegenden Erfindung zu umfassen.
Die Elastizität modifizierendes Harz
Der Begriff „die Elastizität modifizierendes Harz", wie er hierin verwendet wird, umfasst Harze) mit einem Berührungsempfinden, wie es in aus LDPE hergestellten Schäumen geringer Dichte beispielhaft gezeigt wird. Dies umfasst, ist aber nicht eingeschränkt auf, LDPE, mit intermediäres Polyethylen oder Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE), Ethylenethylacrylat (EEA), Ethylenmethylacrylat (EMA), Ethylenacrylsäure (EAA), Ethylenmetacrylsäure (EMAA), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Ethylenvinylacetat (EVA), Ionomer und Kombinationen davon. LDPE wird im Allgemeinen als ein ethylenisches Polymer mit einer spezifischen Dichte von ungefähr 910 bis ungefähr 925 kg/m³ definiert. MDPE wird im Allgemeinen definiert als ein ethylenisches Polymer mit einer spezifischen Dichte zwischen derjenigen der LDPEs und derjenigen der HDPEs (d. h. von ungefähr 925 bis ungefähr 940 kg/m³.
Der Begriff LDPE, wie er hierin verwendet wird, umfasst Homopolymere aus Ethylen und Copolymeren, die aus mindestens 50 Mol.-% einer Ethyleneinheit (vorzugsweise mindestens 70 Mol.-%) und einem geringeren (d. h. weniger als 50%) Anteil eines Monomers bestehen, das mit der Ethyleneinheit copolymerisierbar ist. Der Begriff LDPE, wie er hierin verwendet wird, umfasst auch physikalische Mischungen von zwei oder mehreren verschiedenen Homopolymeren, die als LDPEs klassifiziert sind, oder physikalische Mischungen von mindestens 50 Gewichtsprozent eines Ethylenhomopolymers (vorzugsweise mindestens ungefähr 60 Gewichtsprozent) mit einem anderen hauptsächlich polyethylenischen Copolymer mit geringer Dichte. Die physikalischen Mischungen werden in einer trockenen Form zusammengeführt, nachdem die Harze zuvor polymerisiert worden waren. LDPE ist das bevorzugte die Elastizität modifizierende Harz.
Die LDPE-Harze, die in der schäumbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen solche, die durch Polymerisierung von Ethen, das üblicherweise als Ethylen bekannt ist, oder durch Polymerisierung von Ethylen mit verschiedenen anderen polymerisierbaren Monomeren erhalten wird.
Die bevorzugten LDPEs sind nicht vernetzt und haben eine spezifische Dichte von ungefähr 915 bis ungefähr 925 kg/m³ und einen Schmelzflussindex von ungefähr 0,2 bis ungefähr 3,8 dg/Min., wie durch ASTM D1238 (nominale Flussgeschwindigkeit bei 190°C und 689,5 kPa) gemessen wird. Das Ethylenpolymer geringer Dichte hat im Allgemeinen einen Schmelzflussindex von weniger als ungefähr 10 dg/Min.
Es wird angenommen, dass die die Elastizität modifizierenden Harze durch das Vermischen von zwei oder mehreren die Elastizität modifizierenden Harzen erhalten werden können. Zum Beispiel können zwei unterschiedliche LDPE Harze zusammen vermischt werden. In ähnlicher Weise können zwei oder mehrere die Elastizität modifizierende Harze wie EEA und EMA vermischt werden.
Nukleationsmittel
Ein Nukleationsmittel oder Zellgrößenkontrollmittel kann jegliches konventionelles oder nützliches Nukleationsmittel sein. Die Menge an Nukleationsmittel, die hinzugefügt werden soll, hängt von der gewünschten Zellgröße, dem ausgewählten Treibmittel und der Dichte der polymeren Zusammensetzung ab. Das Nukleationsmittel wird im Allgemeinen in Mengen von ungefähr 0,02 bis ungefähr 2 Gewichtsprozent der polymeren Zusammensetzung hinzugefügt. Einige vorgeschlagene Nukleationsmittel umfassen anorganische Materialien (in kleiner teilchenförmiger Form) wie Ton, Talk, Silikat und Kieselgur. Andere vorgeschlagene Nukleationsmittel umfassen organische Nukleationsmittel, die sich zersetzen oder bei der Erhitzungstemperatur innerhalb des Extruders reagieren, um Gas wie Kohlenstoffoxid und/oder Stickstoff freizusetzen.
Ein Beispiel eines organischen Nukleationsmittels ist eine Kombination eines Alkalimetallsalzes einer Polycarbonsäure mit einem Carbonat oder Bicarbonat. Einige Beispiele eines Alkalimetallsalzes einer Polycarbonsäure umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, das Mononatriumsalz von 2,3-Dihydroxybutandioischer Säure (üblicherweise als Natriumhydrogentartrat bezeichnet), das Monokaliumsalz von butandioischer Säure (üblicherweise als Kaliumwasserstoffsuccinat bezeichnet), die Trinatrium- und Trikaliumsalze von 2-Hydroxy-1,2,3-Propantricarbonsäure (üblicherweise jeweils als Natrium- und Kaliumzitrat bezeichnet) und das Dinatriumsalz der ethandioischen Säure (üblicherweise als Natriumoxalat bezeichnet) oder eine Polycarbonsäure wie 2-Hydroxy-1,2,3-Propantricarbonsäure. Einige Beispiele eines Carbonats oder Bicarbonats umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, Kaliumcarbonat und Kalziumcarbonat.
Eine vorgeschlagene Kombination ist ein Monoalkalimetallsalz einer Polycarbonsäure wie Mononatriumzitrat und Mononatriumtartrat mit einem Carbonat oder einem Bicarbonat. Es wird vorgeschlagen, dass Mischungen von verschiedenen Nukleationsmitteln in der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden können. Bevorzugte Nukleationsmittel umfassen Talk, kristallines Silikat und eine stoichiometrische Mischung aus Zitronensäure und Natriumbicarbonat (wobei die stoichiometrische Mischung 1 bis 100% der Konzentration ausmacht, worin der Träger ein geeignetes Polymer ist, wie ein Polyethylenwachs mit geringem Molekulargewicht ist). Talk wird vorzugsweise einem Träger hinzugefügt, kann aber auch in Pulverform hinzugefügt werden. Das am meisten bevorzugte Nukleationsmittel ist kristallines Silikat bei ungefähr 18 bis ungefähr 22 Gewichtsprozent Beladung in einem LDPE Träger, der hinzugefügt wird, um eine Silikatkonzentration in dem Schaum von ungefähr 0,05 bis ungefähr 0,1 Gewichtsprozent herzustellen.
Stabilitätskontrollmittel
Der polymere Schaum der vorliegenden Erfindung wird mit einem Stabilitätskontrollmittel(n) hergestellt. Einige Beispiele von Stabilitätskontrollmitteln umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, einen Teilester einer langkettigen Fettsäure und eines Polyols wie Glycerinmonostearat; bestimmte Borat- oder Phosphinatesterverbindungen wie Tri(1-stearyl-glycerin)borat, Tri(Monostearylpolyoxyethylenglycol)borat, Di(1-stearylglycerin)phosphinat; gesättigte höhere Fettsäureamide; gesättigte höhere aliphatische Amine und vollständige Ester von gesättigten höheren Fettsäuren wie Stearamid; N-höhere aliphatische Hydrocarbonyl substituiertes Amid einer C₁ bis C₈ aliphatischen Carbonsäure wie N-Stearylacetamid oder N-Stearylcaprylamid; bestimmte höhere aliphatische Hydrocarbonether, Ester oder Anhydridverbindungen wie Behensäureanhydrid, Distearylether, Distearylthioether, Stearyllaurat und Stearylthiolaurat; bestimmte Naphthylaminverbindungen wie N,N'-Di-beta-naphthyl-paraphenylendiamin oder N,N'-Di-beta-naphthyl-paradiphenylendiamin und Glycerinmonoester einer C₂₀ bis C₂₄ Fettsäure. Es wird angenommen, dass Mischungen von Stabilitätskontrollmitteln in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Treibmittel
Es wird angenommen, dass verschiedene Treibmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, einschließlich physikalischer Treibmittel wie Kohlenwasserstoffe. Die bevorzugten physikalischen Treibmittel dieser Erfindung sind organische chemische Verbindungen, die Siedepunkte von weniger als 37°C aufweisen. Diese organischen Verbindungen umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, vollständig hydrogenierte Kohlenwasserstoffe und teilweise fluorinierte Kohlenwasserstoffe, die als entflammbar angesehen werden. Entflammbarkeit wie sie hierin definiert wird, umfasst im Allgemeinen solche Materialien, die einen Flammpunkt von weniger als 37,8°C aufweisen.
Die bevorzugten vollständig hydrogenierten Kohlenwasserstofftreibmittel umfassen die ersten Mitglieder der Alkanserie der Kohlenwasserstoffe, die bis zu 5 Kohlenstoffatome enthalten, und die nicht durch Regierungsagenturen dahingehend eingeschränkt werden, dass sie spezifisch für menschliches oder pflanzliches Leben bei normaler Aussetzung toxisch sind. Diese vollständig hydrogenierten Treibmittel umfassen Methan, Ethan, Propan, n-Butan, Isobutan, n-Pentan, Isopentan und Mischungen davon.
Die am meisten bevorzugten vollständig hydrogenierten Kohlenwasserstofftreibmittel sind C₂ bis C₄-Verbindungen und Mischungen davon. Ein Beispiel einer bevorzugten Mischung ist eine Mischung aus ungefähr 67 Gewichtsprozent n-Butan und ungefähr 33 Gewichtsprozent Isobutan, die üblicherweise in der Industrie als A21 Butanmischung bezeichnet wird. Diese Mischung kann bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 bis ungefähr 20 Gewichtsprozent der Gesamtextruderflussrate hinzugefügt werden und wird vorzugsweise bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 3 bis ungefähr 15 Gewichtsprozent der gesamten Extruderflussgeschwindigkeit hinzugefügt.
Es wird angenommen, dass hilfsweise Treibmittel in der vorliegenden Erfindung in Mengen von weniger als ungefähr 40 Gewichtsprozent des gesamten Treibmittels verwendet werden können. Die bevorzugten hilfsweisen Treibmittel sind teilweise fluorinierte Kohlenwasserstofftreibmittel, die Moleküle aufweisen, die bis zu 3 Kohlenstoffatome ohne jegliche anderen Halogenatome enthalten, und solche, die als entflammbar angesehen werden. Zum Beispiel umfassen dieses 1,1-Difluorethan (HFC-152a) und 1,1,1-Trifluorethan (HFC-143a), wobei das am meisten bevorzugte hilfsweise Treibmittel HFC-152a ist. Es wird auch angenommen, dass 1-1-Chlorfluorethan (HFC-142b) und 1-1-Dichlor-2-fluorethan (HFC-141b) als zusätzliche Treibmittel für nicht regulierte Isolationsanwendungen hinzugefügt werden kann.
Zudem kann optional Wasser in einer geringen Konzentrationsmenge als weiteres hilfsweises Treibmittel hinzugefügt werden. Die Wasserqualität sollte zumindest für den menschlichen Verbrauch reichen. Wasser, das eine große Menge an gelösten Ionen enthält, kann eine exzessive Nukleation bewirken, so dass daher deionisiertes Wasser bevorzugt ist. Die bevorzugte Geschwindigkeit der Wasserzugabe beträgt ungefähr 0,05 bis ungefähr 0,5 Gewichtsanteilen Wasser zu 100 Teilen der polymeren Zusammensetzung (0,05 bis 0,5 ph). Die am meisten bevorzugte Geschwindigkeit des Hinzufügens von Wasser beträgt ungefähr 0,2 bis ungefähr 0,3 ph.
Es wird angenommen, dass andere Additive zu der schäumbaren Zusammensetzung hinzugefügt werden können, einschließlich, nicht aber eingeschränkt auf, Antistatika, Farbmittel, feuerhemmende Stoffe, Antioxidanzien und Weichmacher.
Das geschäumte Produkt
Die polymeren Schäume, die gemäß der Erfindungszusammensetzung hergestellt werden, haben im Allgemeinen eine Dichte von ungefähr 10 kg/m³ bis ungefähr 150 kg/m³. Diese polymeren Schäume haben Eigenschaften, die denen ähneln, die in den LDPE-Schäumen auf dem Gebiet zu finden sind. Die polymeren Schäume der vorliegenden Erfindung werden mit konsistent einheitlichen physikalischen Eigenschaften hergestellt. Die polymeren Schäume sind leicht an Gewicht und können als schützende oder kissenartige Verpackungen für zerbrechliche Waren wie Computer, Glaswaren, Fernseher, Möbel und andere Artikel verwendet werden, die vor Zusammendrücken, Oberflächenverkratzen oder Riefen geschützt werden müssen. Andere vorgeschlagene Anwendungen für die polymeren Schäume der vorliegenden Erfindung umfassen Verwendungen zur Isolierung, Spielzeugen, Schwimmschaum (z. B. Schwimmwesten) und Freizeitartikeln.
Wenn polymere Schäume mit einer Dichte von weniger als ungefähr 150 kg/m³ hergestellt werden, wird typischerweise ein Treibmittel wie ein Kohlenwasserstoff bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 2 bis ungefähr 20 Gewichtsanteilen pro 100 Teilen der polymeren Zusammensetzung hinzugefügt.
Die polymeren Schäume der vorliegenden Erfindung haben vorzugsweise einen dünnen Querschnitt. Der Begriff „dünner Querschnitt", wie er hierin verwendet wird, ist als eine Dimension in der Richtung der Dicke der geschäumten Struktur definiert, die weniger als ungefähr 13 mm beträgt. Die bevorzugte Dimension in der Richtung der Dicke der vorliegenden Erfindung beträgt ungefähr 0,5 bis ungefähr 13 mm. Es wird jedoch angenommen, dass die polymeren Schäume der vorliegenden Erfindung dickere Querschnitte aufweisen können.
Die Schäume der vorliegenden Erfindung sind „dimensional" stabil. Dimensionale Stabilität, wie sie hierin definiert wird, ist vorhanden, wenn das Volumen des Schaums nicht mehr als ungefähr 15 Volumenprozent (d. h. weder mehr als 15 Volumenprozent zusammenschrumpft noch mehr als ungefähr 15 Volumenprozent expandiert) von dem Volumen des polymeren Schaums zum Zeitpunkt der Herstellung abweicht. Das Volumen eines polymeren Schaums zum Zeitpunkt der Herstellung wird innerhalb von ungefähr 15 Minuten und vorzugsweise innerhalb von 10 Minuten, nachdem der Schaum das Mundstück verlässt, gemessen. Diese Messung wird in der Bestimmung der „frischen" Dichte des Schaums verwendet. Um ein dimensional stabiles Produkt zu haben, wird der Schaum typischerweise nach dem Alterungsverfahren für LDPEs (ungefähr 14 bis ungefähr 30 Tagen) gemessen und mit seinem Frischvolumen verglichen. Es ist jedoch anerkannt, dass in dem unwahrscheinlichen Fall, dass der Schaum zu einem späteren Zeitpunkt nicht innerhalb von ungefähr 15 Volumenprozent seines frischen Volumens liegt, dass er dann kein dimensional stabiles Produkt ist. Es ist bevorzugt, dass der Schaum nicht mehr als ungefähr 10 Volumenprozente von seinem „frischen" Volumen abweicht.
Die Schäume der vorliegenden Erfindung haben eine höhere Arbeitstemperatur im Vergleich zu nur LDPE-Schäumen. Diese höhere Arbeitstemperatur ermöglicht ein schnelleres Alterungsverfahren für die Schäume der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu nur LDPE-Schäumen, da eine höhere Lagertemperatur ohne Veränderung des Schaums verwendet werden kann. Zusätzlich brauchen die Schäume der vorliegenden Erfindung bedingt durch ihre Stabilität im Allgemeinen eine geringere Menge an Stabilitätskontrollmittel als nur LDPE-Schäume, was in einem schnelleren Alterungsprozess resultiert.
Die polymeren Schäume der vorliegenden Erfindung sind widerstandsfähig und nicht brüchig. Der Begriff „Brüchigkeit" wird auf dem Gebiet als das Gegenteil von Härte definiert. Härte ist die Fähigkeit eines Materials, einem Bruch oder einer Fraktur in der Gegenwart einer externen Kraft wie einer Kompression, Verbiegen oder Spannung zu widerstehen. Elastizität und Nicht-Brüchigkeit können durch einen Zerreißfestigkeitswert charakterisiert werden.
Die Zerreißfestigkeit wird durch die Fläche unter der Spannungs- gegen Belastungs-Kurve während des Zerreißens dargestellt und wird in Einheiten der Energie pro spezifisches Volumen (z. B. MJ/m³ in SI-Einheiten) gemessen. Der tatsächliche Zerreißfestigkeitswert für eine gegebene Materialstruktur wird durch die rigorose Integration der Fläche unter der Spannungs- gegen Belastungs-Kurve erhalten.
Die Zerreißfestigkeit quer zur Maschinenrichtung (CMD) des Schaums der vorliegenden Erfindung ist größer als ungefähr 33 KJ/m³. Die bevorzugte CMD-Zerreißfestigkeit ist größer als ungefähr 40 KJ/m³, während die am meisten bevorzugte CMD-Zerreißfestigkeit größer als ungefähr 50 KJ/m³ ist. Die Zerreißfestigkeit zur Maschinenrichtung (MD) der vorliegenden Erfindung ist größer als ungefähr 80 KJ/m³. Die bevorzugte MD-Zerreißfestigkeit ist größer als ungefähr 120 KJ/m³, während die am meisten bevorzugte MD-Zerreißfestigkeit größer als ungefähr 160 KJ/m³ ist.
Ein Verfahren der vorliegenden Erfindung
Gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden HDPE- Pellets, alkenyl-aromatisches Polymer(e) und die Elastizität modifizierendes Harz(e) in ihrer festen Form in einen Extruder gefüllt. Die polymere Zusammensetzung umfasst HDPE(s) von 5 bis 40 Gewichtsprozenten, alkenyl-aromatisches Polymer(e) von 3 bis 45 Gewichtsprozent und die Elastizität modifizierendes Harze) von 10 bis 85 Gewichtsprozent. Die polymere Zusammensetzung wird zusammen mit 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent der Beladung der Pellets mit 20% Silikat, das mit Polyethylen (als Nukleationsmittel) verbunden ist, durch Schwerkraft in einen Extruder gefüllt.
Ein die Stabilität kontrollierendes Mittel wie Glycerinmonostearat wird zu der polymeren Zusammensetzung in einer Menge von 0,25 bis 1,3 Gewichtsprozent der polymeren Zusammensetzung hinzugefügt. Das Stabilitätskontrollmittel wird im Allgemeinen in Mengen von weniger als traditionelle nur LDPE-Schäume hinzugefügt. Die polymere Zusammensetzung umfasst vorzugsweise 0,35 bis 0,80 Gewichtsprozente Glycerinmonostearat. Die polymere Silikatmischung wird durch eine Zuführzone des Extruders hinzugefügt und auf eine Temperatur erwärmt, die ausreicht, um eine polymere Silikatschmelze auszubilden.
Es wird ein physikalisches Treibmittel an der Injektionseingangsfläche des Extruders in einem geeigneten Verhältnis zur Zieldichte hinzugefügt. Die polymere Silikatschmelze und das ausgewählte Treibmittel werden innig miteinander im Extruder in einer Mischzone vermischt und anschließend in einer Kühlzone abgekühlt. Die abgekühlte polymere Treibmittelschmelze wird durch ein Mundstück (ein Mundstück, das für die gewünschte Produktform geeignet ist) in einer Unterdruckregion extrudiert, dann in der gewünschten Form ausgebildet und danach durch Konvektion mit Umgebungsluft abgekühlt. Das extrudierte Rohr kann z. B. durch eine konventionelle Schneidemaschine geschnitten werden, um eine Schaumlage auszubilden. Die Schaumlage kann optional durch einen Wärmeofen durchgeführt werden, in welchem erhitzte Pressluft direkt über seine Oberflächen geblasen wird, um das verbleibende Treibmittel zu verringern.
Beispiele
Herstellung des erfindungsgemäßen Beispiels 1
Pellets aus Fina 2804 Polyethylen hoher Dichte (HDPE) (spezifische Dichte von 0,946 g/cm³; Schmelzindex [MI] von 0,23 dg/Min.; M_z von 1.500.000,00; D = 16,0), Pellets aus BASF 158L KG2 Crystallpolystyrol (spezifische Dichte von 1,05 g/cm³; und einem MI von 2,5 dg/Min.) und Pellets aus Millennium Petrothen^® NA951-000 Polyethylen geringer Dichte (LDPE) (spezifische Dichte von 0,919 g/cm³; und einem Schmelzindex von 2,3 dg/Min.) wurden in einem Gewichtsverhältnis von 15 : 10 : 75 hergestellt. Diese Pellets wurden mit 0,35 Anteilen pro 100 Anteile Polymer des Schulman F20V crystallinen Silicatkonzentrats, basierend auf LDPE, vermischt und in einem 48 : 1 L : D NRM 4,5 Inch (114,3 mm) Einzelschraubenextruder, der bei einer Schraubengeschwindigkeit von ungefähr 71 Upm betrieben wird, erwärmt, um eine Mischung auszubilden. Eine A 21 Butanmischung (13,1 MPa) kommerzieller Qualität wurde bei einer Geschwindigkeit von 39,5 kg/Std. injiziert.
Stadtwasser (13,1 MPa) wurde bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 0,45 kg/Std. injiziert. Die Mischung, die A21 Butanmischung und das Wasser, wurden ausgiebig innerhalb des Extruders in der Mischzone vermischt. Anschließend wurde das Extrudat auf eine Schmelztemperatur von ungefähr 137°C bei 8,27 MPa abgekühlt. Der Kopfdruck des Extruders wurde durch Anpassen der Extruderschraubengeschwindigkeit unter Verwendung eines Normag 2200 Schaltungspumpensteuerungsystems reguliert. Eine Schmelzpumpe erhöhte den Druck des Extrudats auf ungefähr 13,4 MPa zur Auslieferung in das Mundstück bei 236 kg/Std.
Herstellung des erfindungsgemäßen Beispiels 2
Die Bedingungen von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer dass das HDPE/Polystyrol/LDPE-Harzmischungsverhältnis von Beispiel 2 von 15 : 10 : 75 auf 40 : 15 : 45 geändert wurde.
Herstellung des vergleichenden Beispiels 3
Es wurden Pellets aus Millennium LB5602-00 HDPE-Harz (spezifische Dichte von 0,951 g/cm³; MI von 0,09 dg/Min.; M_z von ungefähr 800.000; und D von ungefähr 6,6), Pellets aus Fina 825E High Impact Polystyrol (spezifische Dichte von 1,04 g/cm³; und einem MI von 3,0 dg/Min.) und Pellets aus Westlake LDPE 606 (spezifische Dichte von 0,918 g/cm³; und einem MI von 2,0 dg/Min.) verwendet. Diese Pellets wurden in einem Gewichtsverhältnis von 50 : 20 : 30 vermischt und dann mit 0,16 Gewichtsprozent Schulman F20V crystallinem Silicatkonzentrat vermischt, um eine Mischung auszubilden. Die Mischung wurde in einem 48 : 1 L : D Wilmington 3-Inch (76 mm) Einzelschraubenextruder, der bei einer Schraubengeschwindigkeit von 30 bis 31 Upm betrieben wird, erhitzt. Die A21 Butanmischung und das Wasser wurden in den gleichen Mengen wie in Beispiel 2 eingebracht.
Die Mischung, A21 Butanmischung und Wasser (Extrudat) wurden auf eine Schmelztemperatur von ungefähr 137°C bei 7,0 MPa abgekühlt. Der Kopfdruck des Extruders wurde durch ein Normag 2200 Schaltungspumpensystem reguliert. Eine Schmelzpumpe erhöhte den Druck der Schmelze auf 7,43 MPa zur Auslieferung bei 37 kg/Std. in das Mundstück.
Herstellung des vergleichenden Beispiels 4
Die Bedingungen von Beispiel 3 wurden wiederholt, außer dass das Millennium LS9020-46 HDPE-Harz (spezifische Dichte von 0,951 g/cm³; MI von 2,3 dg/Min.; M_z von ungefähr 450,000; und D von ungefähr 8) das Millennium LB5602-00 HDPE-Harz ersetzte.
Herstellung des vergleichenden Beispiels 5
Die Bedingungen von Beispiel 4 wurden wiederholt, außer dass 1/3 des Westlake 606 LDPE-Harzes durch Dupont Surlyn 9721 (ein Zink-basierendes Ionomer von Ethylen) ersetzt wurde. Das HDPE/HIPS/LDPE/Ionomer-Gewichtsverhältnis betrug 50 : 20 : 20 : 10.
Herstellung des vergleichenden Beispiels 6
Pellets aus Millennium LS9020-46 HDPE (siehe Beispiel 4 für Harzdaten), Pellets aus Fina 945E High Impact Polystyrol (eine spezifische Dichte von 1,04 g/cm³ und einem MI von 3,5 dg/Min.) und Pellets aus Westlake LDPE 606 (eine spezifische Dichte von 0,918 g/cm³; und einem MI von 2,0 dg/Min.) wurden in einem Gewichtsverhältnis von 50 : 20 : 30 hergestellt. Diese Pellets wurden mit 0,22 Anteilen pro hundert Anteile Polymer Schulman F20V crystallinem Silicatkonzentrat, basierend auf LDPE, vermischt und in einem 32 : 1 L : D Berlyn 2,5 Inch (35,3 mm) Einzelschraubenextruder, der bei einer Schraubengeschwindigkeit von ungefähr 30 Upm arbeitet, erwärmt, um eine Mischung auszubilden. Eine kommerzielle A21 Butanmischung (22,1 MPa) wurde bei einer Geschwindigkeit von 5,9 kg/Std. injiziert.
Deionisiertes Wasser (22,1 MPa) wurde bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 0,15 kg/Std. injiziert. Die Mischung, die A21 Butanmischung und das Wasser wurden vermischt und weiter auf eine Schmelztemperatur von ungefähr 227°C erwärmt und auf 13,8 MPa am Extruderausgang unter Druck gesetzt. Die erwärmte Mischung wurde dann durch ein erwärmtes Rohr in einen zweiten größeren 3,5-Inch (89 mm) Einzelschraubenkühlungsextruder übertragen. Somit wurde dieses Beispiel mit einem Tandemextrusionssystem durchgeführt. Anschließend wurde das Extrudat auf eine Schmelztemperatur von ungefähr 137°C bei 7,0 MPa abgekühlt. Der Kopfdruck des Extruders wurde durch ein Normag 2200 Schaltungspumpensteuerungssystem reguliert. Eine Schmelzpumpe erhöhte den Druck des Extrudats auf ungefähr 7,43 MPa zur Auslieferung bei 37 kg/Std. in das Mundstück.
Herstellung des vergleichenden Beispiels 7
Die Bedingungen von Beispiel 6 wurden wiederholt, außer dass das Millennium LS9020-46 HDPE durch Mobil HYA-301 Harz (spezifische Dichte von 0,953 g/cm³; MI von 0,34 dg/Min.; MZ von ungefähr 800.000; und D von ungefähr 7,8) ersetzt wurde. Das Fina 945E Harz wurde mit Fina 825E High Impact Polystyrol (siehe Beispiel 3 für Harzdaten) ersetzt.
Herstellung des vergleichenden Beispiels 8
Pellets aus Westlake 606 LDPE Harz (spezifische Dichte von 0,918 g/cm³; und einem MI von 2,0 dg/Min.) wurden mit 0,35 Anteilen pro hundert Anteilen Polymer Techmer T-1901 Talkkonzentrat, basierend auf LDPE, vermischt und in einem 48 : 1 L : D (NRM) 4,5-Inch (114,3 mm) Einzelschraubenextruder, der bei einer Schraubengeschwindigkeit von ungefähr 71 Upm betrieben wird, erwärmt. Eine kommerzielle A21 Butanmischung (13,1 MPa) wurde bei einer Geschwindigkeit von 39,5 kg/Std. injiziert. American Ingredients Company Pationic^® 1052 (13,1 Mpa), ein Fettsäureesterprodukt aus Glycerin, wurde bei ungefähr 110°C bei einer Geschwindigkeit von 1,0 kg/Std. injiziert. Die Mischung wurde anschließend auf eine Schmelztemperatur von ungefähr 137°C bei 8,27 MPa abgekühlt. Der Kopfdruck des Extruders wurde durch ein Normag 220 Schaltungspumpensteuerungssystem reguliert. Die Schmelzpumpe erhöhte den Druck der Schmelze auf 13,4 MPa zur Auslieferung bei 236 kg/Std. in das Mundstück.
Testergebnisse
Das halb geschmolzene Extrudat von jedem der Beispiele wurde dann über einen Dom gezogen. Proben der resultierenden Schaumschichten hatten verschiedene Eigenschaften, die in Tabelle 1 gezeigt werden.
Der erfindungsgemäße Schaum 1 hatte eine durchschnittliche frische Dichte von ungefähr 21,5 kg/m³, eine durchschnittliche Schaumdicke von ungefähr 2,6 mm, eine durchschnittliche lineare Zelldichte von ungefähr 7,9 Zellen/cm. Die Eigenschaften der Schaumschicht wurden in jedem Beispiel innerhalb von ungefähr 10 Minuten gemessen, nachdem das halbgeschmolzene Extrudat das Mundstück verlassen hatte. Für die erfindungsgemäßen Schäume 1 und 2 wurden drei Proben (ein Satz von drei Querschnittsproben) untersucht, um die durchschnittlichen Frischwerte zu erhalten. In den verbleibenden Beispielen (Beispiele 3–8) wurden vier Proben (2 Sätze von zwei Proben) untersucht, um die Frischwerte zu erhalten. Jeder Schaum wurde durch Sichtung über die nächsten drei Stunden inspiziert.
Wie in Tabelle 1 gezeigt wird, wurde der Schaum in jedem Beispiel nach verschiedenen Zeitintervallen (siehe Testalter) untersucht. Zum Beispiel wurde der erfindungsgemäße Schaum 1 nach 14 Tagen untersucht und hatte eine durchschnittlich gealterte Dichte von 23,5 kg/m³, eine durchschnittliche Schaumdicke von ungefähr 2,9 mm und eine durchschnittliche Zerreißfestigkeit quer zur Maschinenrichtung (ZMD) von 41 kPa. Der erfindungsgemäße Schaum 1 zeigte eine gute dimensionale Stabilität von 9,3% ([21,5–23,5]/21,5). Der erfindungsgemäße Schaum 2 zeigte eine exzellente dimensionale Stabilität von 1,8% ([21,5–21,9]/21,5). Jeder der erfindungsgemäßen Schäume 1–2 zeigte eine exzellente CMD Zerreißfestigkeit.
Sämtliche der vergleichenden Schäume mit einem HDPE-Harz (vergleichende Schäume 3–7) hatten nicht eine wünschenswerte CMD Zerreißfestigkeit. Der vergleichende Schaum 8 (nur LDPE-Harz) hatte eine wünschenswerte CMD Zerreißfestigkeit und war auch dimensional stabil.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden die Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass viele Änderungen daran durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Jede dieser Ausführungsformen und offensichtlichen Variationen davon ist dahingehend vorgesehen, dass sie unter den Gedanken und den Umfang der beanspruchten Erfindung fallen, die durch die folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Eine polymere Zusammensetzung zur Verwendung in der Herstellung von Schaum, wobei die Zusammensetzung: Polyethylen hoher Dichte in der Menge von 5 bis 40 Gew.-% der polymeren Zusammensetzung, wobei das Polyethylen hoher Dichte ein z-durchschnittliches Molekulargewicht, M_z, aufweist, das größer als 1.000.000 ist; alkenylaromatisches Polymer in der Menge von 3 bis 45 Gew.-% der polymeren Zusammensetzung, und ein die Elastizität modifizierendes Harz in der Menge von 10 bis 85 Gew.-% der polymeren Zusammensetzung umfasst.
Die Zusammensetzung von Anspruch 1, worin die Menge des Polyethylens hoher Dichte 15 bis 40 Gew.-% beträgt.
Die Zusammensetzung von Anspruch 2, worin die Menge des Polyethylens hoher Dichte 15 bis 30 Gew.-% beträgt.
Die Zusammensetzung von Anspruch 1, worin die Menge des Polyethylens hoher Dichte 15 bis 30 Gew.-%, die Menge des alkenylaromatischen Polymers 10 bis 20 Gew.-% und die Menge des die Elastizität modifizierenden Harzes 65 bis 75 Gew.-% beträgt.
Die Zusammensetzung von Anspruch 1, worin das Polyethylen hoher Dichte ein z-durchschnittliches Molekulargewicht von mehr als 1.200.000 aufweist.
Die Zusammensetzung von Anspruch 5, worin das Polyethylen hoher Dichte ein z-durchschnittliches Molekulargewicht von mehr als 1.400.000 aufweist.
Die Zusammensetzung von Anspruch 1, worin der Polydispersivindex D des Polyethylens hoher Dichte 12 bis 20 beträgt.
Die Zusammensetzung von Anspruch 7, worin der Polydispersivindex 14 bis 18 beträgt.
Die Zusammensetzung von Anspruch 1, worin das Polyethylen hoher Dichte eine bimodale Verteilung des Molekulargewichts aufweist.
Die Zusammensetzung von Anspruch 1, worin das die Elastizität modifizierende Harz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylen geringer Dichte, Polyethylen mittlerer Dichte, Ethylenethylacrylat, Ethylenmethylacrylat, Ethylenacrylsäure, Ethylenmethacrylsäure, Ethylenvinylalkohol, Ethylenvinylacetat, Ionomer und Kombinationen davon besteht.
Ein Verfahren zur Herstellung eines polymeren Schaums, wobei das Verfahren: (a) das Schmelzen eines Polyethylens hoher Dichte, eines alkenylaromatischen Polymers und eines die Elastizität modifizierenden Harzes zur Ausbildung einer polymeren Zusammensetzung, wobei die polymere Zusammensetzung 5 bis 40 Gew.-% des Polyethylens hoher Dichte, 3 bis 45 Gew.-% des alkenylaromatischen Polymers und 10 bis 85 Gew.-% des die Elastizität modifizierenden Harzes umfasst, wobei das Polyethylen hoher Dichte ein z-durchschnittliches Molekulargewicht, M_z, von mehr als 1.000.000 aufweist, (b) das Hinzufügen eines stabilitätskontrollierenden Mittels zu der polymeren Zusammensetzung; (c) das Auflösen einer wirksamen Menge an Treibmittel; (d) das Übertragen der Mischung von Schritt c) in eine Expansionszone; und (e) das Expandieren der Mischung aus Schritt d) in der Expansionszone, um den polymeren Schaum auszubilden, umfasst.
Das Verfahren von Anspruch 11, das zusätzlich den Schritt des Hinzufügens eines Nukleationsmittels vor Schritt (d) umfasst.
Das Verfahren von Anspruch 11, das zusätzlich den Schritt des Hinzufügens an ein stabilitätskontrollierendes Mittel vor Schritt (d) umfasst.
Das Verfahren von Anspruch 13, worin das stabilitätskontrollierende Mittel Glycerinmonostearat ist.
Ein polymerer Schaum, der durch das Verfahren von Anspruch 11 ausgebildet ist.
Das Verfahren von Anspruch 11, worin das Polyethylen hoher Dichte in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-% vorhanden ist, das alkenylaromatische Polymer in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% vorhanden ist und das die Elastizität modifizierende Harz in einer Menge von 65 bis 75 Gew.-% vorhanden ist.
Das Verfahren von Anspruch 11, worin das Polyethylen hoher Dichte ein z-durchschnittliches Molekulargewicht von mehr als 1.200.000 aufweist.
Das Verfahren von Anspruch 17, worin das Polyethylen hoher Dichte ein z-durchschnittliches Molekulargewicht von mehr als 1.400.000 aufweist.
Das Verfahren von Anspruch 11, worin der Polydispersivindex D 12 bis 20 beträgt.
Das Verfahren von Anspruch 19, worin der Polydispersivindex ungefähr 14 bis 18 beträgt.
Das Verfahren von Anspruch 11, worin das Polyethylen hoher Dichte eine bimodale Molekulargewichtsverteilung aufweist.
Ein polymerer Schaum, der durch das Verfahren hergestellt wird, das die folgenden Schritte umfasst: (a) das Schmelzen eines Polyethylens hoher Dichte, eines alkenylaromatischen Polymers und eines die Elastizität modifizierenden Harzes, um eine polymere Zusammensetzung auszubilden, wobei die polymere Zusammensetzung 5 bis 40 Gew.-% des Polyethylens hoher Dichte, 3 bis 45 Gew.-% des alkenylaromatischen Polymers und 10 bis 85 Gew.-% des die Elastizität modifizierenden Harzes umfasst, wobei das Polyethylen hoher Dichte ein z-durchschnittliches Molekulargewicht, M_z von mehr als 1.000.000 aufweist, (b) das Hinzufügen eines stabilitätkontrollierenden Mittels zu der polymeren Zusammensetzung; (c) das Auflösen einer wirksamen Menge eines Treibmittels; (d) das Übertragen der Mischung aus Schritt c) in eine Expansionszone; und (e) das Expandieren der Mischung aus Schritt d) in der Expansionszone, um den polymeren Schaum herzustellen; wobei der polymere Schaum eine Zerreissfestigkeit quer zur Maschinenrichtung von mehr als 33 KJ/m³ aufweist.
Der polymere Schaum von Anspruch 22, wobei die Zerreissfestigkeit quer zur Maschinenrichtung größer als 40 als 40 KJ/m³ ist.
Der polymere Schaum von Anspruch 22, wobei die Dichte des polymeren Schaums 10 kg/m³ bis 150 kg/m³ beträgt.
Der polymere Schaum von Anspruch 22, worin der Querschnitt der polymeren Struktur weniger als 13 mm beträgt.
Der polymere Schaum von Anspruch 22, worin die polymere Struktur dimensional stabil ist.
Der polymere Schaum von Anspruch 22, worin das Polyethylen hoher Dichte ein z-durchschnittliches Molekulargewicht von mehr als 1.200.00 aufweist.
Der polymere Schaum von Anspruch 27, worin das Polyethylen hoher Dichte ein z-durchschnittliches Molekulargewicht von mehr als 1.400.000 aufweist.
Der polymere Schaum von Anspruch 22, worin das Polyethylen hoher Dichte in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-% vorhanden ist, das alkenylaromatische Polymer in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% vorhanden ist und das die Elastizität modifizierende Harz in einer Menge von 65 bis 75 Gew.-% vorhanden ist.