DK151945B

DK151945B - Method of manufacturing a thermoplastic resin foam material of reduced density obtained by secondary expansion

Info

Publication number: DK151945B
Application number: DK517082A
Authority: DK
Inventors: Louis Charles Rubens
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1982-11-19
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1988-01-18
Also published as: DK517082A; DK151945C

Description

DK 151945 BDK 151945 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde ved fremstilling af et termopastisk harpiksskummateriale med ved sekundær ekspansion opnået nedsat rumvægt, ved hvilken et primært opskummet materiale med overvejende lukketcellet struktur, 5 især en delvis tværbundet olefinpolymer, behandles med en gas ved et tryk støre end atmosfæretryk og en temperatur under harpiksens smeltepunkt, således at der tilvejebringes et gastryk større end atmosfæretryk i skumcellerne, hvorefter materialet opvarmes til en temperatur over harpiksens smeltepunkt 10 til yderligere ekspansion af det primært opskummede materiale.The present invention relates to a process for the preparation of a thermoplastic resin foam material having reduced secondary weight obtained by secondary expansion, in which a primarily foamed material having predominantly closed cell structure, in particular a partially crosslinked olefin polymer, is treated with a gas at a pressure greater than atmospheric pressure and a temperature below the melting point of the resin to provide a gas pressure greater than atmospheric pressure in the foam cells, after which the material is heated to a temperature above the melting point 10 of the resin for further expansion of the primary foamed material.

Det er kendt at fremstille termop1 ast i ske harpiksskummateria-1 er, der har i hovedsagen lukket cel 1estruktur, ved intimt at inkorporere i harpiksmaterialet en flygtig organisk væske, som jg fordamper ved opvarmning til dannelse af en gas (dvs. et såkaldt fysisk opskumningsmidde1) eller et fast stof, som dekom-ponerer ved opvarmning til dannelse af en gas (dvs. et såkaldt kemisk opskumningsmiddel), og derefter opvarme materialet til forhøjede temperaturer, hvorefter de udviklede gasarter eks-,,0 panderer det termoplastiske materiale til dannelse af en cel-1emasse.It is known to produce thermoplastic in spherical resin foam materials which have substantially closed cell structure by intimately incorporating into the resin a volatile organic liquid which vaporizes by heating to form a gas (i.e., a so-called physical foaming agent). ) or a solid which decomposes upon heating to form a gas (i.e., a so-called chemical foaming agent), and then heating the material to elevated temperatures, after which the gases developed expands the thermoplastic material to form and cell mass.

Det er også kendt, at termoplastiske harpiksmaterialer, såsom polystyren, der er blevet opskummet ved indvirkning af en flygtig organisk væske, som frembringer en primær opskumnings-25 gas, derefter kan induceres til yderligere ekspansion ved at udsætte det opskummede materiale for en anden gas, såsom damp eller luft, der har en permeabi1 itetshastighed større end per- meabi1itetshastigheden af den primære opskumningsgas, gennem cellevæggene af den opskummede masse, og derpå genopvarme det 30 opskummede materiale til en varmeblødgøringstemperatur. Ved varmeblødgøringstemperaturen forårsager den kombinerede virkning af den primære gas og den sekundære gas, som er kommet ind i cellerne i det opskummede materiale, først og fremmest ved osmotisk tryk, yderligere ekspansion af det først opskum-35 mede materiale og frembringer et skumprodukt med 1avere rumvægt .It is also known that thermoplastic resin materials such as polystyrene which have been foamed by the action of a volatile organic liquid which produces a primary foaming gas can then be induced for further expansion by exposing the foamed material to another gas. such as steam or air having a permeability rate greater than the permeability rate of the primary foaming gas, through the cell walls of the foamed mass, and then reheating the foamed material to a heat softening temperature. At the heat softening temperature, the combined action of the primary gas and the secondary gas entering the foamed material, primarily at osmotic pressure, causes further expansion of the first foamed material and produces a foam product of lower room weight .

Det er endvidere kendt, at termoplastiske harpiksmaterialer, såsom nolupthulpn . flor or hlox/oi- nniloimmpt mod dorFurthermore, it is known that thermoplastic resin materials such as non-resilient resins. flor or hlox / oi- nniloimmpt against dor

DK 151945BDK 151945B

2 dannes ved dekomponering af et fast stof, derefter kan induceres til at ekspandere yderligere ved opvarmning af det op-skummede materiale til en temperatur nær ved smeltepunktet af harpilsen, medens det underKastes en seKundær gas ved tryk 5 højere end atmosfæretryk, og derpå genopvarme det opskummede materiale til en varmeblødgørende temperatur ved et lavere tryk, f.eks. atmosfæretryk, hvorved gassen inde i skumcellerne ekspanderer. Den kombinerede ekspansion af den primære gas og den sekundære gas, der er kommet ind i cellerne i det opskum-10 mede materiale, først og fremmest på grund af den interne/ eksterne trykforskel, frembringer et skumprodukt af lavere rumvægt.2 is formed by decomposition of a solid, then can be induced to expand further by heating the foamed material to a temperature near the melting point of the resin while subjecting a secondary gas at pressure 5 higher than atmospheric pressure, and then reheating it. foamed material to a heat softening temperature at a lower pressure, e.g. atmospheric pressure whereby the gas inside the foam cells expands. The combined expansion of the primary gas and the secondary gas that has entered the cells in the foamed material, primarily due to the internal / external pressure difference, produces a foam product of lower bulk weight.

I amerikansk patent nr. 3.953.558 er beskrevet en fremgangs- . _ måde til støbning af opskummede svntetiske harpiksartikler af lo polyolefin. Ved denne fremgangsmåde fremstilles først opskummede partikler, der har mange 1ukkede celler, hvis rumfang er større end 65% af det samlede rumfang af cellerne indeholdt i de opskummede partikler. Derefter opvarmes partiklerne til en 20 temperatur op til smeltepunktet af polyolefinharpiksen og udsættes samtidig for en gas ved tryk højere end atmosfæretryk.U.S. Patent No. 3,953,558 discloses a process. - way of casting foamed synthetic resin articles of lo polyolefin. By this method, first, foamed particles having many closed cells whose volume is greater than 65% of the total volume of the cells contained in the foamed particles are prepared. Then the particles are heated to a temperature up to the melting point of the polyolefin resin and simultaneously exposed to a gas at pressures higher than atmospheric pressure.

Efter at det interne skumcel 1 etryk er forøget til en grad større end 1,18 atmosfære, reduceres det eksterne tryk. Partiklerne overføres straks til en form og opvarmes til en tempera-25 tur, som ekspanderer den medførte gas, hvorved part i kl el størrelsen forøges, og partiklerne bringes til at klæbe til hinanden, således at der dannes en genstand i facon som formen.After the internal foam cell 1 pressure is increased to a degree greater than 1.18 atmosphere, the external pressure is reduced. The particles are immediately transferred to a mold and heated to a temperature which expands the entrained gas, thereby increasing the particle size, and causing the particles to adhere to each other to form an object in shape such as the mold.

Uheldigvis kræver den ovennævnte fremgangsmåde, at skumpartiklerne under tryk overføres til en form umiddelbart efter, at 30 de er fjernet fra trykbeholderen, hvilket forhindrer transport og/eller lagring af de under tryk stående skumpartikler. Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe en forbedret fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art, ved hvilken det gasbehandlede skummateriale kan bevare trykket i skumcellerne 35 i længere lagringstider ved atmosfæretryk før sekundær ekspansion.Unfortunately, the above method requires that the pressurized foam particles be transferred to a mold immediately after they are removed from the pressure vessel, which prevents the transport and / or storage of the pressurized foam particles. It is an object of the invention to provide an improved process of the kind mentioned above, in which the gaseous foam material can maintain the pressure in the foam cells 35 for longer storage times at atmospheric pressure before secondary expansion.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at fremgangsmåden er ejendommelig ved, at skummaterialet umiddelbart efter gas-This object is achieved according to the invention in that the process is characterized in that the foam material immediately after the gas

DK 151945 BDK 151945 B

3 behandlingen afkøles til en temperatur under 0°C under opretholdelse af et gastryk større end atmosfæretryk, hvorefter det ydre gasbehandlingstryk frigøres og skummaterialet opbevares indtil den sekundære ekspansion skal finde sted ved et tryk 5 lavere end gasbehandlingstrykket, fortrinsvis atmosfæretryk, og en temperatur under 0°C til opretholdelse af overtrykket i skumcel lerne.3 the treatment is cooled to a temperature below 0 ° C while maintaining a gas pressure greater than atmospheric pressure, after which the external gas treatment pressure is released and the foam material is stored until the secondary expansion must occur at a pressure 5 lower than the gas treatment pressure, preferably atmospheric pressure, and a temperature below 0 ° C to maintain the overpressure in the foam cells.

Den foreliggende fremgangsmåde er særligt egnet ved lagring af 10 harpikspartikler, der skal anbringes i en form og opvarmes til en temperatur, ved hvilken partiklerne ekspanderer yderligere og klæber til hinanden og danner et skumprodukt af lav rumvægt i facon som formen. Overraskende har det vist sig, at termo-plastiske harpiksskummateri al er, der er sat under tryk og lag-ret ved en temperatur under 0°C i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, vil opretholde et forhøjet indre tryk i længere tid uden væsentlig nedsættelse af trykket. Det er derfor muligt på forhånd at fremstille en tilstrækkelig mængde skumpartikler under tryk til at give en støbeproduktion med 2q fuld kapacitet med konstant tilførsel af støbelige partikler. Endvidere behøver trykbehandlingen og støbningen ikke at udføres på samme sted, da partiklerne under tryk kan transporteres under væsentlige tab af indre tryk i sædvanlige køletransportanlæg .The present process is particularly suitable for storing 10 resin particles to be placed in a mold and heated to a temperature at which the particles expand further and adhere to each other to form a low bulk weight foam product in shape as the mold. Surprisingly, it has been found that thermoplastic resin foam materials, which are pressurized and stored at a temperature below 0 ° C in accordance with the present invention, will maintain an elevated internal pressure for a prolonged period without substantially reducing pressure. Therefore, it is possible in advance to produce a sufficient amount of foamed particles under pressure to produce a casting capacity of 2q full capacity with constant supply of moldable particles. Furthermore, the pressure treatment and casting need not be carried out in the same place, since the pressurized particles can be transported under significant loss of internal pressure in conventional refrigeration conveyors.

2 52 5

Primært opskummede harpiksmaterialer, der skal sættes under tryk ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, fremstilles ved i og for sig kendte fremgangsmåder ud fra var- meopskumme1 ige termoplastiske harpikser, der er velegnede til fremstilling af skummaterialer med en væsentlig mængde lukkede 30 celler. Egnede opskummelige harpikser indbefatter styrenpoly-mere harpikser, f.eks. copoly(styren-acry1 nitri 1), olefiniske polymere harpikser, f.eks. polyethylen, copoly{ethylen-vinyl-acetat), copoly(ethylen-ethylacrylat) og polycarbonater. Inkorporeret i disse harpikser på velkendt måde og i velkendtPrimarily foamed resin materials to be pressurized by the method of the present invention are prepared by methods known per se from heat foam thermoplastic resins suitable for the production of foam materials having a substantial amount of closed cells. Suitable foamable resins include styrene polymer resins, e.g. copoly (styrene-acrylonitrile 1), olefinic polymeric resins, e.g. polyethylene, copoly (ethylene-vinyl acetate), copoly (ethylene-ethyl acrylate) and polycarbonates. Incorporated into these resins in a well-known and well-known manner

*5 C* 5 C

sammensætning er egnede opskumningsmidler, som er faste stoffer, der dekomponerer ved opvarmning', såsom azodicarbonamid, flygtige organiske væsker, der fordamper ved opvarmning, såsom i DK 1519Φ5Β fluorkulstoffer eller enhver luftformig forbindelse, der er i stand at danne gasceller i harpiksgrundmassen ved den primære opskumningstemperatur. I nogle tilfælde, f.eks. ved opskumning af polyethylen, kan det være nødvendigt at indføre tværbinding 5 i harpiksstrukturen for at skabe de ønskede viscoelastiske egenskaber til effektiv opskumning. Fremgangsmåder til indføring af en sådan tværbindende struktur, såsom ved højenergistråling, er velkendt.composition are suitable foaming agents which are solids decomposing upon heating such as azodicarbonamide, volatile organic liquids which evaporate on heating such as in DK 1519Φ5Β fluorocarbons or any gaseous compound capable of forming gas cells in the resin matrix at the primary foaming. In some cases, e.g. when foaming polyethylene, it may be necessary to introduce crosslinking 5 into the resin structure to create the desired viscoelastic properties for effective foaming. Methods for introducing such a crosslinking structure, such as by high energy radiation, are well known.

De primært opskummede materialer kan være af enhver størrelse eller form, bestemt af den endelige brug af det sekundært ekspanderede produkt. Når det trykbehandlede skummateriale skal anvendes ved en støbning eller formgivning er det fordelagtigt, at det primært opskummede materiale fremstilles i form af partikler eller piller, således at materialet lettere kan udfylde formen, og således at materialet bliver mere ensartet opvarmet under støbningsprocessen. Fremgangsmåder til udførelse af sådanne støbninger er beskrevet i amerikansk patent nr.3.953.558.The primarily foamed materials can be of any size or shape, determined by the final use of the secondary expanded product. When the pressurized foam material is to be used in a molding or molding, it is advantageous for the primarily foamed material to be formed in the form of particles or pellets so that the material can more easily fill the mold and so that the material is more uniformly heated during the molding process. Methods for making such castings are described in U.S. Patent No. 3,953,558.

20 Når et forud opskummet termoplastisk harpiksmateriale med i hovedsagen lukketcellet struktur underkastes gas ved overatmosfærisk tryk, falder skumrumfanget straks. Ved et konstant ydre tryk afspændes eller aftager denne kompression lineært med kvadratroden af tiden, efterhånden som den ydre gas kommer 25 ind i cellerne af det opskummede materiale, og reducerer derved den interne/eksterne trykforskel. Restitutionshastighederne efter kompression afhænger af temperaturen og vil variere med trykforskellen, materialetykkelsen, gastypen, harpikssammensætningen og omfanget af krystallinsk struktur i harpiksen. 30 Når f.eks. skummaterialet fremstillet af polyethylen med lav rumvægt underkastes luftformigt nitrogen ved et tryk på 345 kPa, er restitutionshastigheden efter kompression hurtigst ved temperaturer fra ca. 70°C til ca. 90 °C, hvilken hastighed aftager ved temperaturer over ca. 90°C. Det ser ud til, at per-35 meabiliteten af imprægneringsgassen gennem de tynde membran- cellevægge og ind i cellerne af skummet primært styrer resti tutionshastigheden ved lavere temperaturer, medens de ela- 5When a pre-foamed thermoplastic resin material of substantially closed cell structure is subjected to gas at overatmospheric pressure, the foam volume immediately drops. At a constant external pressure, this compression relaxes or decreases linearly with the square root of time as the outer gas enters the cells of the foamed material, thereby reducing the internal / external pressure difference. The rates of recovery after compression depend on the temperature and will vary with the pressure difference, the material thickness, the gas type, the resin composition and the extent of crystalline structure in the resin. For example, when the low bulk weight polyethylene foam material is subjected to gaseous nitrogen at a pressure of 345 kPa, the rate of recovery after compression is fastest at temperatures of approx. 70 ° C to approx. 90 ° C, which decreases at temperatures above approx. 90 ° C. It appears that the permeability of the impregnation gas through the thin membrane cell walls and into the cells of the foam primarily controls the rate of recovery at lower temperatures, while eluting them.

DK 151945 BDK 151945 B

stiske tilbagetrækningskræfter af det polymere netværk bliver betydelige ved højere temperaturer, der nærmer sig den polymeres krystallinske smeltepunkt. Det er derfor særligt fordelagtigt at bestemme den temperatur, ved hvilken rumfangs-5 restitutionshastigheden under tryk bliver maksimal for hvert forskelligt anvendt termoplastisk harpiksskum, og at udføre trykbehandlingen omkring denne temperatur. I modsætning til, hvad der gives udtryk for i amerikansk patent nr. 3.953.558, er det ikke altid at foretrække at arbejde ved en temperatur 10 så tæt som muligt ved smeltepunktet af den termoplastisk© harpiks. Endvidere ville det være højst ufordelagtigt, hvor det drejer sig om polyethylen, at arbejde ved en temperatur højere end 900C.Static retraction forces of the polymeric network become significant at higher temperatures approaching the crystalline melting point of the polymer. Therefore, it is particularly advantageous to determine the temperature at which the volume recovery rate under pressure becomes maximum for each different thermoplastic resin foam used, and to perform the pressure treatment around that temperature. Contrary to what is stated in U.S. Patent No. 3,953,558, it is not always preferable to operate at a temperature 10 as close as possible to the melting point of the thermoplastic resin. Furthermore, working at a temperature higher than 90 ° C would be most disadvantageous in the case of polyethylene.

, _ Generelt kan enhver ønsket gas anvendes som sekundær opskum-ningsgas til at sætte cellerne af det primært opskummede ter-moplastiske harpiksmateriale under tryk. Eksempler på nogle gasarter er nitrogen, helium, neon, argon, luft, luftformige chlorf1uorkulstoffer og carbonhydrider. Gasarterne kara anven-des alene eller i blanding. Fortrinsvis har den sekundære gas en permeabi1itetshastighed større end eller lig med permeabi-1 itetshastigheden af den primære opskumningsgas gennem cellevæggene af den opskummede harpiks.Generally, any desired gas can be used as secondary foaming gas to pressurize the cells of the primarily foamed thermoplastic resin material. Examples of some gases are nitrogen, helium, neon, argon, air, gaseous chlorofluorocarbons and hydrocarbons. The gases kara are used alone or in admixture. Preferably, the secondary gas has a permeability rate greater than or equal to the permeability rate of the primary foaming gas through the cell walls of the foamed resin.

Når det primært opskummede materiale underkastes en sekundær 25 gas ved et tryk større end atmosfæretryk, trænger den sekundære gas ind i cellerne og bevirker, at trykket inde i cellerne af skummaterialet stiger, og tilvejebringer derved det nødvendige overtryk i skumcellerne til sekundær ekspansion, når skummaterialet senere varmeplastificeres ved et ydre tryk 30 mindre end dette tryk, såsom atmosfæretryk. Det indre celle- overtryk (dvs. den værdi, hvormed det indre tryk i cellerne overstiger det ydre tryk før sekundær ekspansion) bestemmer rumvægten og rumfanget af det endelige opskummede produkt. Den nødvendige mængde gas (gastrykket) vil derfor være bestemt af 35 den endelige brug af det sekundært ekspanderede skum. Hvis det ønskes, kan den sekundære ekspansionsproces gentages for yderligere at reducere rumvægten af skumproduktet. Evnen hos detWhen the primarily foamed material is subjected to a secondary gas at a pressure greater than atmospheric pressure, the secondary gas penetrates into the cells causing the pressure inside the cells of the foam material to rise, thereby providing the necessary excess pressure in the foam cells for secondary expansion when the foam material later heat is plasticized at an external pressure 30 less than this pressure such as atmospheric pressure. The internal cell overpressure (i.e., the value by which the internal pressure in the cells exceeds the external pressure before secondary expansion) determines the volume weight and volume of the final foamed product. The required amount of gas (gas pressure) will therefore be determined by the final use of the secondary expanded foam. If desired, the secondary expansion process can be repeated to further reduce the bulk weight of the foam product. The ability of it

DK 151945 BDK 151945 B

6 opskummede harpiksmateriale til at acceptere yderligere trykgas vil aftage og til slut ophøre, når cellevæggene i skummaterialet strækkes og kommer under spænding ved celleekspansionen. Den endelige grænse for rumfangsekspansion (eller den 5 minimalt opnåelige skumrumvægt) er derfor bestemt af karakteren af det anvendte harpiksmateriale.6 foamed resin material to accept additional compressed gas will subside and eventually cease as the cell walls of the foam material stretch and come under tension at the cell expansion. Therefore, the final limit of volume expansion (or the minimum minimally obtainable foam weight) is determined by the nature of the resin material used.

Når den ønskede mængde gas er trængt ind i det primært opskummede materiale under trykbehandlingen, målt ved graden af re-stitution fra det oprindelige fald i rumfang, reduceres temperaturen til under 0°c, medens der opretholdes overatmosfærisk tryk, og derefter reduceres trykket i trykbeholderen, medens temperaturen holdes under 0°C under lagring. Med fordel vil det ydre tryk under lagring være atmosfæretryk, men et lavere , _ eller højere tryk kan opretholdes, hvis det ønskes. Som be- skrevet i amerikansk patent nr. 3.953.558, falder det indre celletryk hurtigt, hvis det under tryk stående skummateriale udsættes for atmosfæretryk ved stuetemperatur. Da gaspermeabi-litet afhænger af temperatur, vil nedsættelse af temperaturen 2Q imidlertid reducere den hastighed, hvormed gas undviger fra skumcellerne. Hvor det drejer sig om polyethylen fremstillet ved højttryksmetoden til polymerisation, antyder ekstrapolation af offentliggjorte permeabi1 itetsdata f.eks., at tilbageholdelse af nitrogen vil stige 15 - 20 gange ved afkøling af 25 det under tryk stående materiale fra +20°C til -20°C. Overraskende har det vist sig, at nitrogentilbageholdelse vokser 150 - 200 gange under disse betingelser. De under tryk stående skumpartikler kan derfor lagres i betydelige perioder ved denne temperatur uden kendeligt tab af indre celletryk.When the desired amount of gas is penetrated into the primarily foamed material during the pressure treatment, as measured by the degree of recovery from the initial drop in volume, the temperature is reduced to below 0 ° C while maintaining over-atmospheric pressure and then the pressure in the pressure vessel is reduced. while keeping the temperature below 0 ° C during storage. Advantageously, the external pressure during storage will be atmospheric pressure, but a lower, or higher pressure can be maintained if desired. As described in U.S. Patent No. 3,953,558, the internal cell pressure drops rapidly if the pressurized foam material is subjected to atmospheric pressure at room temperature. However, since gas permeability depends on temperature, lowering the temperature 2Q will reduce the rate at which gas escapes from the foam cells. In the case of polyethylene produced by the high-pressure polymerization method, extrapolation of published permeability data suggests, for example, that nitrogen retention will increase 15-20 times by cooling the pressurized material from + 20 ° C to -20 ° C. Surprisingly, it has been found that nitrogen retention grows 150 - 200 times under these conditions. Therefore, the pressurized foam particles can be stored for considerable periods at this temperature without appreciable loss of internal cell pressure.

3 03 0

Den foreliggende opfindelse er ikke begrænset til brug af noget bestemt apparat, når blot beholderen anvendt til at sætte det forud opskummede termoplastiske harpiksmateriale under tryk er i stand til at modstå de ændringer i temperatur og tryk, som den bliver udsat for. I betragtning af, at der kræ-3 5 ves energi til at opvarme og afkøle skummaterialet og til opvarmning og afkøling af den store trykbeholder selv, skal det bemærkes, at isolering kan være fordelagtig for at formindske 7The present invention is not limited to the use of any particular apparatus unless the container used to pressurize the pre-foamed thermoplastic resin material is able to withstand the changes in temperature and pressure to which it is subjected. Considering that energy is required to heat and cool the foam material and to heat and cool the large pressure vessel itself, it should be noted that insulation may be advantageous in reducing 7

DK 151945 BDK 151945 B

varmeoverførsel mellem beholderen indeholdende skummaterialet og dens omgivelser.heat transfer between the container containing the foam material and its surroundings.

Det skal også påpeges, at da skummaterialet er, i det mindste ^ delvis, sammentrykt, medens det er under tryk, og da det indre skumtryk er større end atmosfæretryk efter udførelse af trykbehandlingen, vil det under tryk stående skummateriale, når først trykket i beholderen er reduceret til atmosfæretryk, straks restitueres fra sin komprimerede tilstand og vende til-jQ bage til eller lidt overstige sit oprindelige rumfang. På grund af denne rumfangsændring er skummateriale i partikelform tilbøjeligt til fysisk at låse sig sammen under dekompressionstrinet. Der sker ingen sammensmeltning mellem partikler, men de ekspanderede partikler udøver tryk mod beholdervæggene og mod hinanden, hvilket forhindrer let fjernelse. En løsning på dette problem er gradvis at forøge trykket under kompresionstrinet og/eller gradvis at reducere trykket under dekompres-sionen. Det blev iagttaget, at hvis trykket under kompressionstrinet gradvis forøges til driftstryk, er det oprindelige fald 2ø i skumrumfang kendeligt mindre end det er, når trykket forøges straks. Følgelig blev udfældning af skumpartiklerne reduceret, hvilket nedsatte omfanget af partikelekspansion og sammenlåsning ved dekompressi on .It should also be noted that since the foam material is, at least in part, compressed while under pressure and since the internal foam pressure is greater than atmospheric pressure after performing the pressure treatment, the pressurized foam material once pressurized in the container is reduced to atmospheric pressure, immediately recovered from its compressed state and reversed to-jQ back or slightly above its original volume. Because of this volume change, foam material in particulate form tends to physically lock together during the decompression step. There is no fusion between particles, but the expanded particles exert pressure on the container walls and against each other, preventing easy removal. One solution to this problem is to gradually increase the pressure during the compression step and / or gradually reduce the pressure during the decompression. It was observed that if the pressure during the compression step gradually increases to operating pressure, the initial drop 2o in foam volume is appreciably less than it is when the pressure is increased immediately. Accordingly, precipitation of the foam particles was reduced, reducing the extent of particle expansion and interlocking by decompression.

Eksempel 1.Example 1.

2525

Et polyethylenmateriale med Tav rumvægt (LDPE) blev fremstillet ved at blande 100 dele af den polymere, som har et standard-smelteindeks på 5,5 og en rumvægt på 0,915 pr. cm3, og 5 dele azodicarbonamid som opskumningsmiddel. Blandingen 30 blev varmeplastificeret ved minimal temperatur (140 - 150°C) for at blødgøre harpiksen uden at dekomponere azodicarbonamid-et og ekstruderet til strenge med en diameter på ca. 0,76 cm. Strengene blev skåret i stykker ca. 0,86 cm lange og bestrålet med 3,5 megarad β-stråling fra en van de Graff generator for 35 at bevirke delvis tværbinding af den polymere struktur. Stykkerne blev så opvarmet i 2 minutter i et smeltet salttoad sammensat af ca. 53% kaliumnitrat, 40% natriumnitrit og 7% natriumnitrat, der blev holdt ved en temperatur på 260°C. Der frem-A heavy weight polyethylene (LDPE) polyethylene material was prepared by mixing 100 parts of the polymer which has a standard melt index of 5.5 and a room weight of 0.915 and 5 parts of azodicarbonamide as a foaming agent. Mixture 30 was heat-plasticized at minimal temperature (140-150 ° C) to soften the resin without decomposing the azodicarbonamide and extruded into strands of approx. 0.76 cm. The strings were cut into pieces approx. 0.86 cm long and irradiated with 3.5 megarad β-radiation from a van de Graff generator to effect partial cross-linking of the polymeric structure. The pieces were then heated for 2 minutes in a molten salt toad composed of ca. 53% potassium nitrate, 40% sodium nitrite and 7% sodium nitrate kept at a temperature of 260 ° C. There,

DK 151945BDK 151945B

8 kom stort set cyklindriske skumstykker med en diameter på ca.8 came largely cylindrical foam pieces with a diameter of approx.

1,75 cm, en længde på ca. 1,95 cm og en rumvægt på ca. 0,085 g pr. cm3. Skumstykkerne havde i hovedsagen lukketcel lestruktur.1.75 cm, a length of approx. 1.95 cm and a space weight of approx. 0.085 g per cm3. The foam pieces mainly had a closed cell load structure.

55

Disse primært opskummede stykker blev anbragt i en beholder, som blev sat under et tryk på 345 kPa med nitrogen ved 80°C. Skumpartiklerne blev straks sammentrykt ca. 65%, dvs. til 35% af deres oprindelige rumfang. Efter 15 timer var kompressionen reduceret til 35% (dvs. partiklerne var vendt tilbage til 65% af deres oprindelige rumfang), og skummaterialet havde absorberet 0,125 g nitrogen pr. 100 cm3 oprindeligt cellerumfang. Beholderen blev så afkølet til -20°C og derefter bragt ned på atmosfæretryk.These primarily foamed pieces were placed in a container which was pressurized to 345 kPa with nitrogen at 80 ° C. The foam particles were immediately compressed approx. 65%, ie to 35% of their original volume. After 15 hours, compression had been reduced to 35% (ie, the particles had returned to 65% of their original volume) and the foam material had absorbed 0.125 g of nitrogen per minute. 100 cm3 original cell volume. The vessel was then cooled to -20 ° C and then brought down to atmospheric pressure.

1 51 5

Skumstykkerne blev straks overført til en ovn og opvarmet til 125°C i 2 minutter. Produktet, der blev frekom ved denne sekundære ekspansion, have en rumvægt på ca. 0,036 g pr. cm3.The foam pieces were immediately transferred to an oven and heated to 125 ° C for 2 minutes. The product released during this secondary expansion has a space weight of approx. 0.036 g per cm3.

Eksempel 2.Example 2.

2020

Strimler af LDPE blev fremstillet og opskummet med azodicar-bonamid som i eksempel 1 og havde en primær skumrumvægt på 0,082 g pr. cm3. Disse strimler blev sat under tryk på 345 kPa med nitrogen ved 75*0, indtil ca. 3 vægt% nitrogen, beregnet 25 på skummet, var blevet absorberet af skummet. Procentmængden af nitrogen blev bestemt ved at veje skummet indeholdende det absorberede nitrogen, dividere med vægten af skumprøven, før nitrogen blev absorberet, trække 1 fra denne størrelse og multiplicere forskellen med 100. Strimlerne blev lagret ved for-skellige temperaturer (dvs. +23°C, -20°C og -70°C) ved atmosfæretryk for at bestemme virkningen af temperatur på gastilbageholdelsen. Mængden af nitrogen i strimlerne lagret ved ca. +23°C i 10 timer var faldet til ca. 0,2%, hvorimod nitrogenet i strimlerne lagret i 10 timer ved -20eC kun var faldet til 3g ca. 2,6%. Strimler under tryk lagret ved -70®C udviste intet måleligt vægttab efter 10 dage ved atmosfæretryk.Strips of LDPE were prepared and foamed with azodicarbonamide as in Example 1 and had a primary foam compartment weight of 0.082 g / ml. cm3. These strips were pressurized at 345 kPa with nitrogen at 75 ° C until approx. 3% by weight of nitrogen, calculated on the foam, had been absorbed by the foam. Percentage of nitrogen was determined by weighing the foam containing the absorbed nitrogen, dividing by the weight of the foam sample before absorbing nitrogen, subtracting 1 from this size and multiplying the difference by 100. The strips were stored at different temperatures (i.e., + 23 ° C, -20 ° C and -70 ° C) at atmospheric pressure to determine the effect of temperature on gas retention. The amount of nitrogen in the strips stored at approx. + 23 ° C for 10 hours had fallen to approx. 0.2%, whereas the nitrogen in the strips stored for 10 hours at -20 ° C had only dropped to 3g approx. 2.6%. Pressurized strips stored at -70 ° C showed no measurable weight loss after 10 days at atmospheric pressure.

Claims

DK 151945 B g Patent claims. Process for preparing a thermoplastic resin foam material with reduced bulk weight obtained by secondary expansion, wherein a primarily foamed material of predominantly closed cell structure, in particular a partially crosslinked olefin polymer, is treated with a gas at a pressure greater than atmospheric pressure and a temperature below the resin. melting point such that 1Q provides a gas pressure greater than atmospheric pressure in the foam cells, after which the material is heated to a temperature above the resin's melting point for further expansion of the primary foamed material, characterized in that the foam material is cooled to a temperature below 0 ° C immediately after the gas treatment. maintaining a gas pressure greater than atmospheric pressure, then releasing the outer gas treatment pressure and storing the foam material until the secondary expansion must take place at a pressure lower than the gas treatment pressure, preferably atmospheric pressure, and a temperature below 20 ° C to maintain overpressure. ket in the foam cells. 25 30 35