DK160770B - Fremgangsmaade til fremstilling af skumplanker af ethylenisk polymer harpiks og skumplanke fremstillet ved fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i

DK 160770 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af skumplanker af ethyleniske polymere. Den vedrører forbedringer ved fremstillingen, hvorved der fås skumplanker af ethylenisk polymer, der har lav rumvægt, di-5 mensionsstabilitet og i det væsentlige lukketcellet struktur.

Udtrykket "skumplanker af ethylenisk polymer med lav rumvægt" anvendes i den foreliggende beskrivelse som betydende celleformede strukturer fremstillet af ethyleniske poly- mere med rumvægt fra ca. 0,0128 g/cm^ til ca. 0,0304 g/cm^, 2 et tværsnitsareal på mindst 38,7 cm og en minimal tværsnitsdimension på mindst 1,27 cm.

Det er velkendt at fremstille lukketcellede skum af ethy-15 lenisk polymer harpiks ved ekstrusionsopskumning, ved hvilken en normalt fast termoplastisk ethylenisk polymer harpiks såsom polyethylen varmeplastificeres og blandes under tryk med et flygtigt materiale såsom l,2-dichlortetra= fluorethan til dannelse af en flydedygtig gel, som så le- 2 0 des gennem en formgivende åbning eller mundstykke, der munder ud i en zone med lavere tryk. Ved frigørelse af tryk fordamper den flygtige bestanddel af gelen og danner en celleformet struktur af gasfasen i gelen, som afkøler til en tilsvarende celleformet opskummet fast harpiks. Hensigts-25 mæssigt er de fremkomne gasceller af i hovedsagen ensartet størrelse, er ensartet fordelt i skumlegemet og lukkede, d.v.s. adskilt fra hinanden af membranvægge af harpiks.

Selv om flere almene principper menes at være forstået, er meget af ekstrusionsopskumnings-teknologien empirisk, 30 baseret pa erfaring og er rettet mod meget specielle materialer og enkeltheder til fremstilling af salgbare produkter med snævert defineret specifikation.

Et af de almindelige krav til acceptable skumharpiks-3 5 2

DK 160770 B

produkter er dimensionsstabilitet, d.v.s. det er ønsket, at de lineære dimensioner og derfor rumfanget af et stykke skumharpiks ikke ændres kendeligt, hverken ved at skrumpe ind eller ekspandere, under sædvanlige betingelser fra 5 det tidspunkt, hvor dets fremstilling er afsluttet, indtil det tidspunkt., hvor dets endelige nyttige levetid er afsluttet. Det ønskes også, at, hvis der. skal ske nogen kendelig indskrumpning af et skum, hvilket i reglen er tilfældet med et friskt ekstruderet skum, skal skummet 10 være i stand til inden for en rimelig tid at genskabe et i hovedsagen konstant rumfang nær ved rumfanget af skummet·, målt kort efter dets ekstrusion. Vanskelighederne med at opnå dimensionsstabilitet er særligt akutte med skum af forholdsvis lav rumvægt (højt ekspansions-15 forhold!)når harpiksmembrancellevæggene er forholdsvis tynde. Det er blevet forklaret, at dampene af flygtigt materiale, dér oprindeligt findes i cellen, gradvis gen-nemtrænger cellevæggen og undviger fra skummet gennem en vis.tid og derved er tilbøjelige til at reducere det 20 indre celletryk og tilbøjelige til at bringe skummet til at skrumpe ind i denne periode. Når skummet er udsat for omgivelsernes atmosfære, er luft og dens indgående gasarter imidlertid også tilbøjelige til at trænge ind i skummet gennem cellevæggen i løbet af en vis tid og derved 25 tilbøjelige til at forøge det indre celletryk. Vanskelighederne ved at opnå dimensionsstabilitet accentueres yderligere i forholdsvis tykke skum, d.v.s. skumplanker. Det er blevet iagttaget, at ved sådanne skum er den tid, der kræves til at nå i hovedsagen konstant industrielt accep-30 tabelt rumfang, forholdsvis lang, d.v.s. der kræves mere tid til, at diffusionshastighederne for resterende opskum-ningsmiddel ud af skummet og af luft ind i skummet kommer i balance. Den faktiske ændring i cellegastryk og -størrelse er derfor resultatet af indviklede og ofte modsatte kræf-35 ter, og den resulterende virkning på harpiksskumdimensioner er vanskelig at forudsige.

DK 160770 B

3

Polyethylenskumplanker med tykkelse større end ca. 1,27 cm, dimensionsstabilitet og i hovedsagen lukketcellet struktur er velkendte handelsprodukter. Velkendte anvendelser for sådanne planker findes inden for indpakning, transportmidler, kon-5 struktion, sportsgrene med fysisk kontakt og vandsportsgrene og til isolering og polstring. De hidtil kendte planker har imidlertid skumrumvægte større end ca. 0,0304 g/cm3. Til trods for den økonomiske tilskyndelse, der er forbundet med mere effektivt brug af råmaterialer, er forsøg på at fremstille skum-10 planker med en rumvægt lavere end 0,0304 g/cm3 under anvendelse af sædvanlig ekstrusionsteknologi mislykkedes gentagne gange. Fra US patentskrift nr. 4.101.467 kendes en fremgangsmåde til fremstilling af skumplanker med en tykkelse større end 1,27 cm udfra copolymere af ethylen med monoethylenisk umætte-15 de ikke-ioniske comonomere. Ved denne fremgangsmåde anvendes som opskumningsmiddel en blanding af to typer af opskumnings-middel, hvor den første gruppe af opskumningsmiddel har en værdi for den kritiske mængde Tb - 0,5 Vc ikke mindre end 125 og den anden gruppe af opskumningsmid1 er har en værdi for den 20 kritiske mængde Tb - 0,5 Vc mindre end 110 (Tb og Vc defineres nedenfor). Ved denne fremgangsmåde fås der i eksemplerne skumstoffer med vægtfylder mellem 0,0304 og 0,0448 g/cm3. Der er et behov og et ønske om skumplanker med skumrumvægt lavere end den af sædvanlige planker til de anvendelsesformål, der er 25 diskuteret ovenfor.

Et formål med opfindelsen er derfor at angive en forbedret fremgangsmåde til fremstilling af sådanne skumplanker, specielt ethyleniske polymere skumplanker, der har dimensions-30 stabilitet, i hovedsagen lukketcellet struktur og skumrumvægt lavere end af de sædvanlige ethyleniske polymere skumplanker, der hidtil har været kendt.

Dette opnås ved hjælp af opfindelsen, der angår en til frem-35 stilling af skumplanker af ethylenisk polymer harpiks med en rumvægt fra 0,0128 til 0,0304 g/cm3, dimensionsstabilitet, i hovedsagen lukketcellet struktur, et tværsnitsareal på mindst

DK 160770 B

4 38,7 cm2 og en minimal tværsnitsdimension på mindst 1,27 cm ved formning under varme og tryk af en flydedygtig gel af en ethylenisk polymer harpiks og mindst ét f1uorcarbonhydrid op-skumningsmiddel valgt blandt fluorerede carbonhydrider, der 5 har et normalt kogepunkt mellem -30 og 30°C, fra 2 til 4 car-bonatomer i molekylstrukturen og en værdi for den kritiske mængde T|j-0,5VC mellem 110 og 145, hvor er den normale kogetemperatur af de fluorerede carbonhydrider i grader Kelvin, og Vc er det kritiske rumfang i cm^ pr. gram mol, og frigø-10 relse af den fremkomne flydedygtige gel til omgivelsernes atmosfære af luft, hvorved opskumningsmidlet udskiller sig af gelen og danner gasceller i den ethyleniske polymere harpiks, og fremgangsmåden er ejendommelig ved, at den flydedygtige gel blandes tilstrækkeligt til at dispergere det fluorerede car-15 bonhydridopskumningsmiddel i gelen i en mængde fra 13,5 til 35 x 10-4 mol pr. gram af den ethyleniske polymere harpiks, som er polyethylen med lav vægtfylde (LDPE), blandinger af LDPE med op til 30 vægt% polyethylen af middel vægtfylde og blandinger af LDPE med op til 30 vægt% ethylencopolymere.

20

Ved fremgangsmåden opnås en forbedret blanding, som er tilstrækkelig til at dispergere det som opskumningsmiddel anvendte fluorcarbonhydrid i gelen til en mængde fra ca. 13,5 til 35 x ΙΟ-4 mol pr. gram ethylenisk polymer harpiks.

25

De ·ethyleniske polymere harpikser, der anvendes ifølge opfindelsen, indbefatter som nævnt polyethylen med lav vægtfylde (LDPE), blandinger af LDPE med op til ca. 30 vægt% polyethylen af middel vægtfylde og blandinger af LDPE med op til 30 30 vægt% ethylencopolymere, der omfatter ethylen og mindst én monoethylenisk umættet comonomer, især en anden olefin eller en umættet carboxylsyre eller en alkylester af en monoethylenisk umættet carboxylsyre. Eksempler på sådanne copolymere indbefatter ethylen-propylen copolymer, ethylen-acrylsyre co-35 polymer, ethylen-methylmethacrylat copolymer, ethylen-vinyl-acetat copolymer og lignende. Fremgangsmåder til fremstilling af ethylenisk polymere harpikser beskrevet ovenfor er velkendt teknik.

DK 160770 B

5

Udtrykket "polethylen med lav vægtfylde" anvendt i den foreliggende beskrivelse betyder forgrenet polyethylen med en vægtfylde fra ca. 0,910 til ca. 0,930 g/cm3 og et smelteindeks fra ca. 0,1 til ca. 10 dg/min., fortrinsvis fra ca. 0,2 til 5 ca. 2,5 dg/min., og mest hensigtsmæssigt fra ca. 0,2 til ca.

1,0 dg/min.

Polyethylen med middel vægtfylde, der anvendes ifølge opfindelsen kan have en vægtfylde fra ca. 0,931 til ca. 0,940.

10 Blandinger af en eller flere polyethylener med lav vægtfylde er også indbefattet, forudsat at de fremkomne blandinger har et smelteindeks inden for det ovenfor beskrevne interval.

Opfindelsen angår endvidere en skumplanke af ethylenisk poly-1S mer fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen med en rumvægt fra 0,0128 til 0,0304 g/cm3, dimensionsstabilitet, i hovedsagen lukketcellet struktur, et tværsnitsareal på mindst 38,7 cm3 og en minimal tværsnitsdimension på mindst 1,27 cm, hvor den nævnte ethyleniske polymere harpiks er polyethylen 20 med lav vægtfylde (LDPE), blandinger af LDPE med op til 30 vægt% polyethylen af middelvægtfylde eller blandinger af LDPE med op til 30 vægt% ethylencopolymere, og skumplanken er ejendommelig ved, at gasrummet i skumplankens celler lige efter fremstillingen omfatter som en væsentlig bestanddel et flyg-25 tigt f1uorcarbonhydrid valgt blandt fluorcarbonhydrider, der har et normalt kogepunkt mellem -30 og 30eC, fra 2 til 4 car-bonatomer i molekylstrukturen og en værdi for den kritiske mængde Tb-0,5VC mellem 110 og 145, hvor er den normale kogetemperatur af fluorcarbonhydriderne i grader Kelvin, og Vc er 30 det kritiske rumfang i cm3 pr. gram mol, idet der ved fremstillingen af skumplanken er anvendt fra 13,5 til 35 x 10"* mol af dette opskumningsmiddel pr. gram ethylenisk polymer harpiks i den anvendte flydedygtige gel.

35

DK 160770 B

6

Ifølge opfindelsen omfatter opskumningsmidlet mindst ét flygtigt fluorkulstof. Udtrykket "fluorkulstof" anvendes i den foreliggende beskrivelse til at betyde halo= genkulstoffer indeholdende carbon- og fluoratomer, idet 5 eventuelle andre atomer er begrænset til hydrogen- eller chloratomer. Symbolet "FC" står i det følgende for fluor= kulstof, og af bekvemmelighedsgrunde vælges tal, når der refereres til disse fluorkulstofforbindelser.

I en udførelsesform ifølge opfindelsen omfatter opskum-10 ningsmidlet, der kunne give ethyleniske polymere skumplanker med tilfredsstillende lav rumvægt, mindst ét fluor= kulstof valgt af gruppe I fluorkulstoffer, som har 2-4 carbonatomer i deres molekylstruktur, normale kogepunkter, d.v.s. under standarden 1 atmosfæres tryk, mellem -30°C 15 og 30°C og en værdi for den kritiske mængde -0,5Vc mellem-110 og 145, hvor er det normale kogepunkt af fluorkulstoffet i grader Kelvin, og V er dets kritiske 3 c molrumfang i cm pr. gram mol. [Det kritiske rumfang af et stof kan måles eksperimentelt, og værdierne af mange 20 er gengivet i litteraturen. Det kan også beregnes som den reciprokke værdi af den kritiske vægtfylde omdannet til gram mol basis. Tilnærmede værdier for kritiske rumfang kan også beregnes af molekylstrukturen efter Lydersen's ligning, som den er beskrevet i "Chemical Process Principles" 25 af Olaf A.Hougen, K.M. Watson og R.A. Ragatz, 2.udgave, offentliggjort 1954 af John Wiley & Sons, New York, side 88 og tabel 6, side 91. Lydersen's ligning er V = 40 + ΣΔν, 3 c hvor Vc er det kritiske rumfang i cm pr. gram mol, og ΣΔν er opsummeringen af bidragene for hvert atom eller 30 atomgruppe, som findes, under anvendelse af værdier, der er angivet i tabel 6 på side 91 i publikationen]. Specielle eksempler på sådanne gruppe I fluorkulstoffer er 1,2-dichlortetrafluorethan (FC-114), l-chlor-l,2,2,2-tetra= fluorethan (FC-124A), l-chlor-1,1,2,2-tetrafluorethan 35 (FC—124) og 1,1,1-trifluorpropan (FC-263). Hvert af disse fluorkulstoffer har en normal kogepunktstemperatur mellem -30 og 30°C og en værdi for -0,5Vc mellem 110 og 145.

DK 160770 B

7

Der kan være op til ca. 0,35 gram mol af et sådant opskum-ningsmiddel pr. 100 g harpiks i den flydedygtige gel.

I en anden udførelsesform ifølge opfindelsen omfatter op-5 skumningsmidlet mindst ét fluorkulstof valgt af gruppen II fluorkulstoffer, der består af 1,1,2-trichlor- 1,2,2-trifluorethan (FC-113), 1-chlor-l,1-difluorethan (FC-142B), 1,1-difluorethan (FC-152A) og 2,2-difluorpropan (FC-272), dog forudsat at en effektiv mængde stearamid, 10 f.eks. fra ca. 0,3 til ca. 3,0%, fortrinsvis fra ca. 0,5 til ca. 1,5%, beregnet på vægten af den ethyleniske polymere harpiks, anvendes sammen med opskumningsmidlet for at bibringe de fremkomne skumplanker den ønskede dimensionsstabilitet.

1? i en anden udførelsesform ifølge opfindelsen kan op til oa. 25 vægtdele af fluorkulstoffet af gruppe I erstattes red mindst ét fluorkulstof valgt af gruppe II, forudsat at de fremkomne skumplanker er dimensionsstabile som de-20 fineret nedenfor.

Opskumningsmidlet inkorporeres i udgangsmaterialet i ethyleniske polymere harpikser i mængder, som giver den ønskede ekspansionsgrad af det fremkomne opskummede celleformede 25 produkt,i reglen op til ca. 75 ganges rumfangsekspansion, til fremstilling af produkter, der har ældede skumrumvægte ned til ca. 0,013 g/cm . Afhængende af udgangsmængden af opskumningsmiddel har de fremkomne skumprodukter, d.v.s.

3 skumplanker ifølge opfindelsen, rumvægte fra ca. 0,0128 g/cm 3 30 til ca. 0,0304 g/cm.... De maksimale nyttige mængder af dette eller disse opskumningsmidler i blandingen af flyde-dygtig opskummelig gel er i intervallet fra ca. 0,135 til ca. 0,35 gram mol pr. 100 g af de som udgangsmateriale anvendte ethyleniske polymere harpikser. Opskumningsmidlet 35 indarbejdes i den ethyleniske polymere harpiks, der er udgangsmaterialet, på sædvanlig måde til dannelse af en

DK 160770 B

8 flydedygtig gel, fortrinsvis på kontinuerlig måde, f.eks. i et blande- og ekstruderingsapparat, under anvendelse af varne til at plastificere harpiksen, tryk til at holde opskumningsmidlet i en ikke-luftformig tilstand og meka-5 nisk bearbejdning for at opnå en grundig blanding af harpiksen og opskumningsmidlet. Den fremkomne gel afkøles om nødvendigt og ledes gennem en egnet mundstykkeåbning ind i en zone med lavt tryk, f.eks. den normale omgivende lufts temperatur, hvor den ekspanderer til en celleformet 10 masse med lavere rumvægt. Efterhånden som det ekstruderede skum dannes, fjernes det fra ekstrusionsapparatet, får lov at afkøle for at hærde den ethyleniske polymere harpiks og opsamles til yderligere forarbejdning, lagring eller anden brug.

15 De fremkomne skumplanker af ethylenisk polymer harpiks 3 3 har rumvægte fra ca. 0,0128 g/cm til ca. 0,0304 g/cm , 3 fortrinsvis 0,016 - ca. 0,0288 g/cm og mest hensigtsmæs- 3 sigt fra ca. 0,0192 til ca. 0,0256 g/cm , dimensionsstabilitet, i hovedsagen lukketcellet struktur, et tvær-20 snitsareal på mindst 38,7 cm og en minimal tværsnitsdimension på 1,27 cm, fortrinsvis mindst 1,9 cm.

Gasrummet i cellerne i det fremkomne skum af polyethylen-blanding omfatter fra begyndelsen som en væsentlig bestanddel det eller de særlige opskumningsmidler, der an-25 vendes til at fremstille skunmene. Som tiden går, dif funderer opskumningsmidlet ud af skumcellerne og erstattes gradvis af luft, som diffunderer ind i disse celler. Til sidst er gasrummet i skumcellerne i det væsentlige optaget af luft.

30 Det er væsentligt og afgørende for den foreliggende opfindelse, at der opnås tilstrækkelig og grundig dispersion af opskumningsmidlet i de ethyleniske polymere harpikser. Nærmere · betegnet er det væsentligt og afgørende -4 grundigt at dispergere fra 13,5 til 35 x 10 35 mol af fluorkulstof-hævemidlet pr. gram ethylenisk polymer

DK 160770 B

9 harpiks. Opfindelsen er ikke begrænset af den type blander, der anvendes til at udføre tilstrækkelig og grundig blanding af opskumningsmidlet i de ethyleniske polymere. Forskellige velkendte statiske og dynamiske blandere kan 5 anvendes til grundigt at dispergere fluorkulstof-opskumnings- midlet i den flydedygtige gel i en mængde fra 13,5 til -4 35 x 10 mol pr. gram ethylenisk polymer harpiks. Et forsøg på at inkorporere en yderligere mængde af opskumningsmidlet i gelen uden grundig blanding ville resultere i et 10 utilfredsstillende produkt. Specielt ville de fremkomne skumplanker af ethylenisk polymer harpiks have opskumnings-huller, striber i tværsnitsarealet og/eller uensartet cellestørrelse-fordeling og lignende.

I en udførelsesform ifølge opfindelsen er en grænseoverflade-15 generator anbragt mellem den sædvanlige gel-ekstruder og køleren i operativ forbindelse dermed. Ved udtrykket "græn-seoverflade-generator" menes et på række anbragt ubevægeligt blandeapparat, sommetider omtalt som en statisk blander eller statisk rørblander, hvis blandemekanisme i al-20 mindelighed er uden relation til den passerende materialemængde, når denne strømmer i området med strømlinet strømning. Sådanne blandere kan betragtes som lagdelende blandere, hvori den flydende strøm opdeles og to indgående dele genformes og samles på en sådan måde, at grænsefladen 25 mellem de oprindelige elementer af strømmen forøges væsentligt. Sådanne blandere er velkendte, og nogle af disse blandere og deres arbejdsmåde er beskrevet i følgende amerikanske patenter: 3.206.170, 3.239.197, 3.286.992, 3.328.003, 3.358.749, 3.382.534, 3.394.924, 3.404.869, 30 3.406.947, 3.506.244, 3.860.217 og 3.918.688.

I en anden udførelsesform ifølge opfindelsen er et roterende blandeorgan indeholdende i hinanden indgribende tappe på rotoren og den ydre cylinderskal anbragt mellem den sædvanlige gel-ekstruder og køleren i operativ forbindelse 35 dermed for at sikre tilstrækkelig og grundig dispersion af

DK 160770 B

10 opskumningsmidlet i de ethyleniske polymere harpikser.

Findelte faste materialer såsom calciumsilikat, zinkstearat, magniumsilikat og lignende kan med fordel inkorporeres i den ethyleniske polymer eller gel, før denne ekspanderes.

5 Disse findelte materialer hjælper til at regulere størrelsen af cellerne og anvendes i reglen i mængder op til 1 vægt% af den polymere.

Talrige fyldstoffer, pigmenter, smøremidler, antioxidanter og lignende, der er velkendt inden for dette tekniske om-10 råde, kan også inkorporeres i den ethyleniske polymer efter ønske.

Til de foreliggende formål refererer dimensionsstabilitet af skumplankerne til ændringer, der sker i skumplankens rumfang, især i senere fremstillingsstadier, og under 15 påfølgende lagring af skumproduktet. Dimensionsstabiliteten af skumprodukterne måles ved at iagttage de ændringer i rumfang, som sker i et prøveeksemplar af skumplanken som funktion af tiden.. Prøveeksemplaret fås ved at skære af skumproduktet hurtigt efter dets dannelse, 20 f.eks. inden for 5 minutter, et stykke og nøjagtigt måle dets samlede rumfang, f.eks. ved rumlig fortrængning af vand. Det oprindelige rumfang af dette prøveeksemplar vælges arbitrært som fikspunkt rumfang for den følgende undersøgelse af dimensionsstabilitet. Skumplanke-prøven 25 udsættes for luft ved atmosfæretryk og sædvanlig stuetemperatur. Dens rumfang måles igen fra tid til anden og sættes i relation til det oprindelige rumfang på procentbasis.

I almindelig fabrikationspraksis anses en skumplanke af 30 ethylenisk polymer for at være dimensionsstabil til praktiske formål, hvis det minimale rumfang, som skumplanken skrumper ind til, ikke er mindre end ca. 85, fortrinsvis ikke mindre end ca. 90% af det oprindelige fikspunkt rum-

DK 160770 B

11 fang, og hvis rumfanget af skumplanken 4 uger, fortrinsvis 3 uger, efter ekstrusionen ikke er mindre end 90% af det oprindelige rumfang og derefter er i det væsentlige konstant under de omgivende atmosfæriske betingelser. Udtrykket "dimen-5 sionsstabil" under omtale af de foreliggende skumplanker af ethylenisk polymer anvendes i den foreliggende beskrivelse i den forstand, som er beskrevet i det foregående.

De særlige udførelseseksempler, der følger, skal illustrelo re opfindelsen.j eksemplerne er dele og procenter efter vægt, med mindre andet er anført eller kræves af sammenhængen , EKSEMPEL 1.

15

Polyethylen med et smelteindeks på 2,3 og en vægtfylde på 3 0,921 g/cm indføres i en plasticekstruder med de sædvanlige zoner i rækkefølge, betegnet tilførselszone, sammentrykningszone, udmålingszone og blandezone. Det normalt 20 faste polyethylen varmeplastificeres i ekstruderen og fremføres under tryk af sneglen, hvortil der så som opskumnings-middel indsprøjtes et flygtigt fluorkulstof, l,2-dichlor= tetrafluorethan. Massen indeholdende opskumningsmidlet og smeltet polymer blandes så via sædvanlig blandeteknik, 25 der kendes fra fremstillingen af celleformet polyethylen.

Den delvis blandede gel føres så gennem en intensiv blander med en gennemsnitlig opholdstid på 4,0 minut. Den intensive blander, der anvendes i dette eksempel, har en rotor med tappe, der roterer inde i et hus, som også har 30 en med tappe forsynet indre overflade, der griber ind imellem tappene på rotoren, idet gelstrømmen generelt er i aksial retning. Rotoren med variabel hastighed giver et omfattende valg af blandeintensitet. De mellem hinanden indgribende tappe på blanderen har en relativ hastighed 35 på 75 m pr. minut. Gelen, der forlader den intensive blander, afkøles så til ca. 105°C og ekstruderes derefter eller udtømmes gennem en åbning ind i en zone med lavere

DK 160770 B

12 tryk, f.eks. atmosfæretryk, hvori det ekstruderede materiale ekspanderer til dannelse af et celleformet legeme.

Talk blev tilsat sammen med den polymere for at bidrage til at regulere størrelsen af cellerne. Opskumningsmid-5 let forøges trinvis, medens det fremkomne skumprodukt undersøges omhyggeligt. Der produceres flere stabile skum af kvalitet som vist i tabellerne I og II. Kerne-danneren, talk, varieres omvendt med opskumningsmiddel-mængden for at holde gennemsnits-cellestørrelsen af skum-10 met til ca. 1,2 - 1,4 mm. Rumvægtene af disse skum i 3 ældet tilstand lå fra 0,033 til et minimum på 0,019 g/cm .

TABEL I

(2)

Forsøg Skum- Opskumningsmiddel Talk nr. rumvægt^1 Koncentration_^ ' Koncentration* ' 1,1 x) 0,033 23 0,35 15 1,2 0,026 27 0,20 1.3 0,022 33 0,10 1.4 0,019 38 0,06

Noter: x) = Ikke et eksempel ifølge opfindelsen.

(1) = Rumvægt af skumplanke ældet i mindst 90 dage 20 i gram pr. cm^.

(2) = 1,2-dichlortetrafluorethan.

(3) = Koncentration i dele pr. 100 dele polymer.

Det vil ses, at i sammenligningseksemplet, hvor der ikke anvendes tilstrækkelig meget opskumningsmiddel, bliver skumrumvægten for høj.

DK 160770 B

13

TABEL II

_ · PQ

5 ^ U ff) i - I ' to r- r- c _ r·» r»

OOP II

•Η'-' νονο'ΦΟ ld in CQ t n »*·*> » Γ- tflfi o H in σ\ in m Q) -Η H ro I ro u c i m i

ΛΛ Q I Q

10 15 g ? s cn t n m — < t" e ro m — 0) ro 0) m tjj tn I tn

Ei ej rH Q iH

\ I .h Si S- t n £, 2 ioiooor-1 m2 m

-X g £ rooniæ ·η EH -H

rHrHinC^ g Ϊ r-- o o oo +>

15 £ ^ M CNCNCMr-) Η H

>1 °g ® °g m i tn e tn 6 S .J.J m ro io co H ^

Ϊ S3 omooin øm <D

g M ^ £ tn -H tn idmcu ro m ro „5 3 H <<ro^ro -d m ·

Η Η H

^ O o(0 I

O) cm σι g r·'· H

o n _v^ ^ Γ"· G) zu h . m *. i m >, c en t n m m mm ω -d c ι> ω mm , in i—i τί· i—i m β Ή m

SS". ° £ £ o Η -Η β en -H

w-Xg <^σ<Νΐο o g -π i to O H ^ tn^rocN -d Si Q a jm ζ β ή ,Q i M -X m m 2 o w m m ti — a o t n h ir H O TI OP ^ _ 25 m h m Ό &i CD g CM 0 0 $ ro co cm σ tn tn>

> rOCMCMH H d) Ό H

g.— oooo S ii 0) S 6> gro «.**.>. m £ > m ti

Hg OOOO -Η (0 -Η -H

gO H <D fi g\ h a ,¾ -Η Λ y, tn 0 g H r-H >1 co ^ ft 3 >1 "Λ β

g M m g M

οι ø tn tn en . m oo oo co to ns '>'<· Ai m >0 ti) o i'-· r-~ r-· oo ® id Pi y ·Η mg i—i η η h m h to h o m m >i to s->-- x x x x ø tn m m tu

m g (D to H

Hg lo vd O cd (D > Η Λί a

g p >j o o oo g Td g S

*. » * »* yjpOHO

E-it0 ^ ^ n N Η Οί ι-β E-ι y! 35 ^

tn X "II II II II II

Si H

to <D

Η · H cm ro ^ m OH *>*·» *>

Pufl N (M cm cm 2 X ri CM O if s_/ »w*

DK 160770 B

14 EKSEMPEL 2.

Polyethylen med smelteindeks på 0,7 og vægtfylde på 0,922 ekstruderes ved samme fremgangsmåde som beskrevet i eksempel 1. Opholdstiden i den intensive blander reduceres til 2,0 minut. Den relative hastighed af de 5 mellem hinanden indgribende tappe varieres som angivet i tabel III. Der produceres flere stabile skum af kvalitet-med forskellige mængder 1,2-dichlortetrafluorethan som vist i tabel III og IV.

TABEL III

Opskumnings- 10 Forsøg Skum- middel (2) Hastighed af nr. rumvægt (1) Mængde (3) Talk (3) blandertappe (4 3.5 0,030 24 0,25 7,98 3.6 0,022 31 0,06 11,94 3.7 0,020 36 0,04 16,26 15 3,8 0,018 47 - 32,00

Noter: (1), (2) og (3) = Samme som i tabel I.

(4) = Hastighed i cm/sek.

DK 160770 B

15

TABEL IV

ffl Γ" i in Γ" in <o U ° 5 ^ έ 1

Ή 0 Ί1 I

id h ^ m ffl i h r- I σι Ό φ οσιΗΐη m r~ ^ hu *>·«·' oo

0 O CTi Η t"> I 1 H

Λ Q) Q in •d G — ^ £ G Λ OP a m 2 h o<d w Ir· m g

ω I

10 C Ω Λ 1 ^ m w co (D S « c; — tn Eh .§

o H CO +J

H ©· < ^ · ratn oo r- m ιρ 2Ω w G * *· *· Q h d) g Ω

0) H o cn θ' 53 tn . I

P G -M ! i—i Γ

Qj <o h tø. r* g >,^-v o(0 m j-j i tc o Ϊ-« cW> S "P .$ 1/1

Ij W X w H

*· -P cu m

d) H CO

Ui o id -~· I

<1>~ cd g ,S P

m ^ ό a ρ — * 5>i >i o t n in E-i jjjJ „ „ m c o' [j

g® °1 ^ ° ” ^ 5 ® C

W rh ifl Γ*·*. (V) O ΓΟ λ ” Λ.

20 o m ^ co ,§«? §» h-p* C Λ .S' Η -Η Ή ^ -Θ.

g (d C. IH

+J -H dP $

tnn m JJ

g'-' -P nJ o H

> O CN O 00 d) . -W 0(d g^ COCMCMH O^r-lg 3co O O O O Η ΰ) Ό p g - " ' ' ft} > d) *

oc guoooo > P

^5 3\ d) d) d) X t n X X tn h CO -- G P C Ή cd >ί ·η d> Η -P G 0 & ra λ

m σι οι n g^J>i<U

-Ρ »·*·«>*« p >ι P G

H CN CN CN CM P AJ Λ r< CN CN CN CN CQ -P CO o(d

M W G

p — xxkx mn +> o <η 30 ft} g Cd -Η h Cd

>0 CO CD 00 CN G CQ

Eh oo co o <o -Paw'd ^ ^ ^ ^ t n g d) i—i in in ’f fBd)P0

> G O. Λ E ti E 'd P d) O P DJ O fil H

II II II II

o c tn ··

35 iøi P

W <U

p · m co r- oo -P -—- « <—* ^ OP «.«.».*. o Ή cn co o* 1¾ G O« Tf Tf Tf gwwww

DK 160770 B

16

Rumfangsændringer i procent baseret på det oprindelige rumfang efter 5 minutter er blevet målt ved forsøg nr.

4.6 og gentaget i tabel V. Prøven, som er en typisk 5 skumplanke ifølge opfindelsen, er dimensionsstabil som ovenfor defineret.

TABEL V

Ændringer i skumrumfang i procent 10 på basis af oprindeligt skum efter 5 minutter.

Forsøg Skumrumvægt nr. (g/cm^) Rumfangsprocent efter tid i dage —y -4 J3 ΪΠΓ 4.6 0,022 88,4 - 87,6 87,0 5,2 0,021 96,4 96,6 - 96,7 15 I stedet for den særlige ethylenpolymer eller det særlige op-skumningsmiddel, der er anvendt i foregående eksempler, kan 20 der anvendes andre ethyleniske polymere eller opskumningsmid-ler med i hovedsagen tilsvarende resultater, forsåvidt angår opnåelse af skumplanker med lav rumvægt, der har dimensionsstabilitet og i det væsentlige lukketcellet struktur.

25 I stedet for det særlige blandeorgan, som er anvendt i de foregående eksempler, kan et eller flere af den andre blandeor-ganer, som er beskrevet ovenfor, men ikke begrænset hertil, også anvendes med i hovedsagen samme resultater.

30 EKSEMPEL 3.

Fremgangsmåden, der er beskrevet i eksempel 1, blev gentaget, idet det roterende blandeorgan blev erstattet med fem identiske elementer af på række liggende ubevægelige blandere. Disse 35 statiske blandere var af Sulzer Brothers' konstruktion under licens af Koch Engineering Co. Inc., og hvert element havde fem korrugerede plader og et L/D-forhold på 1,0. Hvert element

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af skumplanker af ethylenisk polymer harpiks med en rumvægt fra 0,0128 til 0,0304 g/cm3, dimensionsstabilitet, i hovedsagen lukketcellet struktur, et 15 tværsnitsareal på mindst 38,7 cm2 og en minimal tværsnitsdimension på mindst 1,27 cm ved formning under varme og tryk af en flydedygtig gel af en ethylenisk polymer harpiks og mindst ét fluorcarbonhydrid opskumningsmiddel valgt blandt fluorerede carbonhydrider, der har et normalt kogepunkt mellem -30 og 20 30*C, fra 2 til 4 carbonatomer i molekylstrukturen og en værdi for den kritisk mængde T|j-0,5VC mellem 110 og 145, hvor Tj, er den normale kogetemperatur af de fluorerede carbonhydrider i grader Kelvin, og Vc er det kritiske rumfang i cm3 pr. gram mol, og frigørelse af den fremkomne flydedygtige gel til om-25 givelsernes atmosfære af luft, hvorved opskumningsmidlet udskiller sig af gelen og danner gasceller i den ethyleniske polymere harpiks, kendetegnet ved, at den flydedyg-tige gel blandes tilstrækkeligt til at dispergere det fluorerede carbonhydridopskumningsmiddel i gelen i en mængde fra 30 13,5 til 35 x 10-4 mol pr. gram af den ethyleniske polymere harpiks, som er polyethylen med lav vægtfylde (LDPE), blandinger af LDPE med op til 30 vægt% polyethylen af middelvægtfylde eller blandinger af LDPE med op til 30 vægt% ethylencopolyme-re. 35

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, k e n d e t eg net ved, at f1uorcarbonhydriderne er 1,2-dichlortetraf!uorethan, 1-chlor- DK 160770 B 18 1,2,2,2-tetrafluorethan, 1-chlor-l,1,2,2-tetrafluorethan og 1.1.1- tri f1uorpropan.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 5 den ethyleniske polymere harpiks er polyethylen med lav vægtfylde.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den ethyleniske polymere harpiks er en blanding af 70 vægt% 10 polyethylen med lav vægtfylde og 30 vægt% ethylencopolymer, der omfatter ethylen og mindst én monoethy1 en i sk umættet comonomer.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, 15 at den monoethylenisk umættede comonomer er en anden olefin, en umættet carboxylsyre eller en alkylester af en monoethyle-nisk umættet carboxylsyre.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at 20 carboxylsyren er acrylsyre.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det flydedygtige gelmateriale omfatter en ethylenisk polymer harpiks, en effektiv mængde stearamid og mindst ét fluorcar- 25 bonhydrid som opskumningsmiddel valgt af gruppen bestående af 1.1.2- trichlor-l,2,2-tri f1 uorethan, 1-chlor-l,1-difluorethan, 1,1-di fluorethan og 2,2-di fluorpropan.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at 30 den effektive mængde stearamid er ca. 0,3 - ca. 3,0 vægt%, beregnet på vægten af den ethyleniske polymere harpiks.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at op til 25 vægtdele af det flygtige f 1 uorcarbonhydrid som op- 35 skumningsmiddel erstattes med mindst ét fluorcarbonhydrid valgt af gruppen bestående af 1,1,2-trichlor-l,2,2-tri fluoret han, 1-chlor-l,1-difluorethan, 1,1-di fluorethan og 2,2-di-f1uorpropan. 19 DK 160770 B

10. Skumplanke af ethylenisk polymer harpiks fremstillet ved fremgangsmåden ifølge krav 1-9, og med en rumvægt fra 0,0128 til 0,0304 g/cm3, dimensionsstabilitet, i hovedsagen lukket-' cellet struktur, et tværsnitsareal på mindst 38,7 cm* og en 5 minimal tværsnitsdimension på mindst 1,27 cm, hvor den nævnte ethyleniske polymere harpiks er polyethylen med lav vægtfylde (LDPE), blandinger af LDPE med op til 30 vægt% polyethylen af middel vægtfylde eller blandinger af LDPE med op til 30 vægt% ethylencopolymere, kendetegnet ved, at gasrummet i 10 skumplankens celler lige efter fremstillingen omfatter som en væsentlig bestanddel et flygtigt fluorcarbonhydrid valgt blandt de fluorerede carbonhydrider, der har et normalt kogepunkt mellem -30 og 30eC, fra 2 til 4 carbonatomer i molekylstrukturen og en værdi for den kritiske mængde T|j-0,5VC mellem 15 110 og 145, hvor er den normale kogetemperatur for fluor- carbonhydriderne i grader Kelvin, og Vc er det kritiske rumfang i cm3 pr. gram mol, idet der ved fremstillingen af skumplanken er anvendt fra 13,5 til 35 x 10^4 mol af dette opskum-ningsmiddel pr. gram ethylenisk polymer tiarpiks i den anvendte 20 flydedygtige gel. 25 30 35