FI106867B - Menetelmä parantuneet työstettävyys- ja mekaaniset ominaisuudet omaavien vaahdotettavien styreenipolymeerien partikkelien valmistamiseksi sekä styreenisten polymeerien vaahdotettavat partikkelit - Google Patents

Description

1 106867

Menetelmä parantuneet työstettävyys- ja mekaaniset ominaisuudet omaavien vaahdotettavien styreenipolymeerien partikkelien valmistamiseksi sekä styreenisten polymeerien vaahdotettavat partikkelit 5 Tämä keksintö kohdistuu patenttivaatimuksessa 1 määriteltyyn menetelmään parantuneet työstettä-vyysominaisuudet ja mekaaniset ominaisuudet omaavien vaahdotettavien styreeni-homopolymeerien ja -kopolymeerien 10 partikkelien valmistamiseksi styreenistä ja muista vinyy-lisistä ja/tai vinylideenisistä monomeereista, jotka kopo-lymeerit sisältävät vähintään 50 paino-% kemiallisesti sitoutunutta styreeniä (styreeniset polymeerit). Lisäksi tämä keksintö kohdistuu patenttivaatimuksessa 8 määritel-15 tyihin styreenisten polymeerien vaahdotettaviin partikkeleihin.

Erityisemmin tämä keksintö kohdistuu menetelmään vaahdotettavien styreenipolymeerien partikkelien valmistamiseksi, joka partikkelit ovat erityisen sopivia valmis-20 tettaessa valamalla viimeisteltyjä tuotteita ja kappaleita, joilla on erityisen hyvä pinnan laatu, pieni kutistuminen, korkea sintrautumisaste ja suhteellisen lyhyt vii-pymäaika muotissa.

Styreenisten polymeerien, erityisesti polystyree-25 nin, vaahdotettavien partikkelien valmistaminen, on hyvin tunnettua alalla. Silloin polymeeriin lisätään polyme-rointivaiheen aikana tai myöhemmin vaahdotusaine, joka kiehuu alemmassa lämpötilassa kuin polymeerin pehmenemispiste .

30 Esillä olevassa keksinnössä on oleellista, että - ·; antistaattisena aineena käytetään yhtä tuotetta, joka on tietty etyleenioksidi/propyleenioksidi-blokkikopolymeeri.

Läheisimmässä tunnetussa tekniikassa, erityisesti patenttijulkaisun JP-A-02 034 641 esimerkeissä 5, 6 ja 8 35 sekä sen vertailuesimerkeissä 1 ja 2 esitetään päällystys- * · , 106867 2 systeemi, joka käsittää vähintään neljä komponenttia, joista yksi on kationinen pinta-aktiivinen aine. Tämä ka-tioninen pinta-aktiivinen aine on toinen antistaattinen aine ja se on aina mukana kyseisessä tunnetun tekniikan 5 mukaisessa päällystyssysteemissä. Tämän tunnetun tekniikan mukaisesti polystyreenipartikkelien käsittely vaatii kahden antistaattisen aineen käyttöä. Lisäksi on huomattava, että kyseisessä tunnetussa tekniikassa käytetään etylee-ni/propyleenioksidikopolymeeriä, jonka liukoisuusparametri 10 on pienempi kuin 8, ja joka edullisesti on vesiliukoinen sisältäen suuren määrän etyleenioksidiyksiköitä. On osoitettu, että vesiliukoiset etyleeni/propyleenioksidikopoly-meeri (TERCAROL 13206, jonka etyleenioksidipitoisuus on suurempi kuin 50 paino-%), antavat epätyydyttäviä tulok-15 siä, jos niitä ei käytetä yhdessä kationisen pinta-aktii-visen aineen kanssa.

DE-hakemusjulkaisussa 2 553 299 esitetään menetelmä, jolla alennetaan tasaisesti ja loivasti vaahdotusai-neen määrää vaahdotettavissa polystyreenipartikkeleissa 20 lämpökäsittelyllä, joka suoritetaan nestefaasisessa (vedessä) . Hakija on tutkimuksissaan todennut, että veden läsnäollessa suoritettava lämpökäsittely ei mahdollista sellaisten partikkelien saamista, joilla on halutut, esillä olevalla keksinnöllä saavutettavat ominaisuudet.

25 US-patenttijulkaisu 4 226 942 puolestaan koskee menetelmää polystyreenihelmien kuivaamiseksi vakuumissa normaalissa lämpötilassa, jolloin mainituista helmistä poistetaan jäännösvesi samalla kun vaahdotusaine säilyy helmissä ja helmien rakenne säilyy entisellään. On huomat-30 tava, että tässä julkaisussa ei esitetä eikä ehdoteta ·; päällystämistä antistaattisella aineella. Lisäksi lämpökä sittely suoritetaan sellaisissa olosuhteissa, joissa vaah-dotusaineen määrä oleellisesti säilyy vaahdottuvissa helmissä . 1 · > 106867 US-patenttijulkaisussa 4 599 366 taas esitetään menetelmä, jolla valmistetaan vaahdotettavia styreenipoly-meeripartikkeleita, joilla on antistaattisia ja paakkuun-tumista ehkäiseviä ominaisuuksia. Tässä tunnetussa tnene-5 telmässä partikkelit päällystetään tietyllä kvaternää-risellä ammoniumsuolalla. Sitä vastoin tässä tunnetussa menetelmässä ei käytetä lämpökäsittelyä ennen esivaahdot-tamista, jolla lämpökäsittelyllä poistettaisiin partikkeleista osa vaahdotusaineesta. Kyseisen US-julkaisun vaati-10 muksen 4 mukaan liuotin kuivataan pois, mutta koska liuotin on haihtuva, sen poistamiseen ei tarvita lämmitystä.

Kun partikkeleita, jotka sisältävät vaahdotusainet-ta, lämmitetään, vaahdotusaine höyrystyy ja muodostaa erittäin suuren määrän suljettuja aukkoja eli soluja poly- 15 meeriin.

Valmistettaessa matalatiheyksisiä viimeisteltyjä tuotteita tai kappaleita näitä partikkeleita laitetaan muotin aukkoon, joka määrittelee halutun lopputuotteen muodon, ja sitten lämmitetään korkeampaan lämpötilaan kuin 20 vaahdotusaineen kiehumispiste ja polymeerisen materiaalin pehmenemispiste. Tämän lämmitysvaiheen aikana partikkelit vaahdottuvat ja, tilan ollessa rajoitettu, sintrautuvat muodostaen kappaleen, jolla on käytetyn muotin aukon muoto j a ulkomitat.

25 Partikkelit voidaan annostella suoraan muottiin tai ne voivat olla esimuodostettuja ja ennen muottiin annostelemista ne voivat olla alistettuja vanhentamiselle noin 15 - 30 tunnin ajanjaksoiksi.

Valamisen jälkeen lopullisen muotoisen kappaleen 30 annetaan jäähtyä muotin sisällä riittävän kauan, jotta v 1; estetään valetun kappaleen läpikäymästä deformaatiota tul tuaan valetuksi.

Samalla tavoin kuin vaahdotettu plastinen materiaali on erittäin hyvä lämpöeriste, jotta jäähdytettäisiin »· · 4 106867 muodostettu kappale, tarvitaan suhteellisen pitkiä viipy-mäaikoja muotissa.

Tämän vuoksi jäähdytysaika vie suuren osan valu-kierrosta ja alentaa huomattavasti muotin suoritustehoa 5 annetussa ajanjaksossa.

Jotta alennettaisiin viipymäaikaa muotissa ja samalla saavutettisiin tuotteen hyvä sintrautuminen, aiemmin käytettiin pienten määrien lisäämistä halogenoituja orgaanisia yhdisteitä, kuten bromi-, kloori- tai kloori-bro-10 mi johdannaisten, lisättynä styreenipolymeeriin polymeroin- nin aikana.

Muutamia esimerkkejä näistä orgaanisista yhdisteistä lisättynä styreeniin polymerointivaiheen aikana on esitetty US-patenttijulkaisuissa 4 169 193; 4 172 928; ja 15 4 200 696.

Nämä orgaaniset yhdisteet tekevät mahdolliseksi pienentää viipymäaikaa muotissa jopa huomattavassa määrin, mutta kärsivät useista haitoista, jotka rajoittavat niiden käyttöä. Ensimmäinen haitta johtuu epämiellyttävän hajun 20 muodostumisesta esivaahdotusvaiheen aikana. Lisäksi havai taan suuria kutistumisnopeuksia valamisen jälkeen samalla valettuja kappaleita asetetulla mitoilla ei voida saavuttaa .

Lisäksi halogenoitujen orgaanisten tuotteiden käyt-25 tö voi aiheuttaa rayrkyllisyysongelmia, kun materiaalia käytetään elintarvikkeiden pakkaussovellutuksissa. Kuten hyvin tiedetään, erilaiset kansalliset lait vaativat, että halogenoidut tuotteet pitäisi poistaa vaahdotettavien po-lystyreenien muodoista.

30 Eurooppalaisessa patenttijulkaisussa EP 0 046 494 *: tuodaan esille styreenipolymeerien partikkelien pinnoit taminen hydroksikarboksihappoesterillä tai alkoksialkoho-lin karboksyhappoesterillä. Tällainen pinnoitus antaa materiaalille erittäin lyhyet valuajat ja erittäin hyvän 35 sitrautumiskyvyn; valitettavasti se tuottaa haitan, että » · 4 106867 suuria määriä lisäaineita täytyy lisätä partikkeleihin, jotta saadaan hyväksyttäviä tuloksia, samanaikaisesti partikkelien paakkuuntumisongelmien kanssa säiliöissä ja prosessivesien saastumisen kanssa valuoperaation aikana.

5 Nämä hakijat havaitsivat nyt, että styreenisten po lymeerien vaahdotettavia partikkeleita, sopivina käytettäväksi valettavissa kappaleissa, jotka eivät anna edellä esitettyjä haittoja, voidaan saada keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että se käsittää 10 (i) styreenisten polymeerien vaahdotettavien par tikkelien valmistamisen, jotka partikkelit sisältävät niihin sisällytettynä 2-20 paino-% vaahdotusainetta; (ii) mainittujen partikkelien pinnoittamisen anti-staattisella aineella, jonka määrä ei ole suurempi kuin 1 15 paino-%, polymeeristä laskettuna, joka antistaattinen aine on etyleenioksidi/propyleenioksidi-blokkikopolymeeri, jonka etyleenioksidipitoisuuson 10 - 50 paino-% ja keksimääräinen molekyylipaino 1000 - 5000; ja (iii) ennen esivaahdotusta tapahtuvan vaahdotusai-20 neen osittaisen poistamisen partikkeleista, jolloin 5-60 paino-% vaahdotusaineen alkuperäisestä pitoisuudesta poistetaan käsittelemällä partikkeleita uunissa lämpötilassa, joka on alempi kuin partikkelien lasittumislämpötila.

Tällä menetelmällä voidaan valmistaa vaahdotettavia 25 styreenipolymeerien partikkeleita, jotka ovat sopivia valmistettaessa valamalla muotoiltuja tuotteita ja kappaleita, joilla on erittäin hyvä pinnan laatu, pieni kutis-tumissuhde ja suhteellisen lyhyt viipymäaika muotissa.

Poistettavan vaahdotusaineen määrä vaahdotettavista 30 partikkeleista ei ole kriittinen tämän keksinnön tarkoi-- ·: tuksiin; kuitenkin parhaat tulokset, erityisesti sintrau- tumisasteeseen nähden, saatiin, kun vaahdotusaineen poistaminen ei ollut enempää kuin 60 paino-%, ja edullisesti sisältyi alueeseen 5-50 paino-%, suhteessa mainitun 35 vaahdotusaineen alkuperäiseen pitoisuuteen.

• · < 6 106867

Vaahdotusaineen poistaminen suoritetaan edullisesti lämmittämällä, edullisesti uunissa, alemmassa lämpötilassa kuin partikkelien lasittumislämpötila.

Partikkelien viipymäaika uuunissa vaihtelee lämpö-5 tilan ja poistettavan vaahdotusainemäärän mukaan. Yleensä lämpötila on alueella 25 - 60 °C, edullisesti 35 - 50 °C ja viipymäaika on alueella 10 minuuttia - 24 tuntia.

Partikkelit sisältäen sisällytetyn vaahdotusaineen voidaan valmistaa suorittamalla styreenin polymerointi 10 edullisesti vesisuspensiossa vaahdotusaineen läsnäollessa, joko yksinään tai seoksessa yhden tai useamman etyleeni-sesti tyydyttymättömän sen kanssa kopolymeroituvan komono-meerin kanssa.

Polymerointi voidaan suorittaa vähintään yhden per-15 oksi-initiaattorin läsnäollessa tai termisesti minkä tahansa alalla hyvin tunnetun menetelmän mukaisesti.

Vaihtoehtoisen tavan mukaisesti vaahdotusaine voidaan sisällyttää aiemmin valmistettuun styreeniseen polymeeriin käsittelemällä mainitun polymeerin partikkeleita 20 vaahdotusaineen höyryllä tai lisäämällä jälkimmäinen jo valmistettuihin partikkeleihin vesisuspensiossa tai ruis-kupuristusvaiheessa. Erilaiset menetelmät vaahdotettavien partikkelien valmistamiseksi ovat hyvin tunnettuja alan ammattilaisille ja ovat kuvattuina teknisessä kirjallisuu-25 dessa. Esimerkkinä mainitsemme GB-patenttijulkaisut 695 826; 715 100; 886 811; 908 089; 1 048 243 ja US-pa- tenttijulkaisun 2 983 692.

Tässä tekstissä käytetyt nimitykset "styreenipoly-meeri" ja "styreeninen polymeeri" tarkoittavat molemmat 30 styreenihomopolymeeejä ja styreenikopolymeerejä muiden vi-·; nyylisten ja/tai vinylideenisten monomeerien kanssa, jotka kopolymeerit sisältävät vähintään 50 paino-% kemiallisesti sitoutunutta styreeniä.

Esimerkkejä sellaisista sekapolymeereistä ovat 35 alfa-metyylistyreeni, ar-halogenoitu styreeni, kuten 2,4-

Mi 106867 diklooristyreeni, akrylonitriili, metakrylonitriili, al-fa,beeta-tyydyttyraättömien karboksyylihappojen esterit C^-Cg-alkoholien kanssa, kuten akryyli- ja/tai metakryyli-hapon esterit, N-vinyyliyhdisteet, kuten vinyylikarbatso-5 li, ja niin edelleen.

Nimityksillä "styreenipolymeeri" tai "styreeninen polymeeri" tarkoitetaan myös niitä kopolymeerejä, jotka styreenin ja mahdollisesti edellä mainittujen vinyylisten ja/tai vinylideenisten komonomeerein lisäksi sisältävät 10 myös pieniä määriä monomeerejä, jotka sisältävät kaksi vinyylisen tyyppistä kaksoissidosta, esim. divinyylibent-seeni.

Vaahdotettavat polystyreenipartikkelit sisältävät vaahdotusaineena tavallista helposti haihtuvaa orgaanista 15 yhdistettä, joka voi olla kaasumainen tai nestemäinen huoneenlämpötilassa eikä liuota polymeeriä, mutta saa sen vaahdoksi, ja jonka kiehumispiste on alempi kuin polymeerin pehmenemispiste.

Esimerkkejä erityisen sopivista vaahdotusaineista 20 ovat 2-6 hiiliatomiset alifaattiset hiilivedyt, kuten propaani, butaani, n-pentaani, isopentaani, heksaani, syk-loheksaani ja niin edelleen, joita voidaan käyttää joko yksittäisenä komponenttina tai niiden seoksena; petrooli-eetteri sekä alifaattisten C1-C3-hiilivetyjen halogenoidut 25 johdannaiset, kuten useat metaanin, etaanin ja etyleenin kloori- ja fluorijohdannaiset, kuten di-kloori-di-fluori-metaani, 1,2,2-trifluorietaani, 1,1,2-trikloorietaani jne.

Vaahdotusainetta käytetään yleensä määränä 2 20 paino-% ja edullisesti alueella 4-10 paino-% suhtees-30 sa polymeerin painoon.

> »; Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty antistaattinen aine on niitä aineita, joiden käyttö yleensä on tarkoitettu parantamaan styreenipolymeerien partikkelien vapaasti virtaamiskyvyn pintaominaisuuksia, vii-35 meistelyä ja työstettävyyttä.

Iti 8 106867 Nämä antistaattiset aineet ovat hyvin tunnettuja ja kuvattuja teknisessä kirjallisuudessa, josta K. Johnson, Antistatic Compositions for Textiles and Plastics, Noyes Data Corporation, Park Ridge N.J. 1976, voidaan mainita 5 tässä.

Antistaattinen aine, jota käytetään tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä, on etyleenioksidi/propyleenioksi-di-blokkikopolymeeri, jonka etyleenioksidipitoisuus on 10 - 50 paino-% ja keskimääräinen molekyylipaino 1000 -10 5000. Se tunnetaan markkinoilla tavaramerkillä GLENDION(R).

Antistaattisen aineen määrä ei yleensä ole enempää kuin 1 paino-% suhteessa polymeeriin, esim. alueella 0,001 - 0,5 paino-% ja edullisesti 0,010 - 0,1 paino-% suhteessa polymeeriin.

15 Polymeeripartikkelit voidaan pinnoittaa antistaat- tisella aineella millä tahansa sekoitusmenetelmällä, jotka tunnetaan alalla; esimerkiksi vaahdotettavat partikkelit voidaan käsitellä sopivalla määrällä antistaattista ainetta pyörivässä rummussa tai rummussa.

20 Partikkelien pinnoitus antistaattisella aineella mahdollistaa samanaikaisen seulomisen, joka näin mahdollistaa erilaisten fraktioiden saamisen, joista kullakin on määrätty kokoalue ja on tarkoitettu erilaiseen käyttöön.

Ennen syöttämistä valuvaiheeseen partikkelit yleen-25 sä alistetaan esivaahdotusvaiheeseen höyryllä tai kuumalla ilmalla korkeammassa lämpötilassa kuin partikkelien lasi-muutoslämpötila ja sitten vanhentamiseen huoneen lämpötilassa ajaksi alueella 10 - 30 tuntia alalla tunnettujen tekniikoiden mukaisesti.

30 Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä saaduille *: styreenisten polymeerien vaahdotettaville partikkeleille on tunnusomaista, että ne antavat (a) lyhyen viipymäajan muotissa, joka aika on yleensä yhtäsuuri tai pienempi kuin 50 % ajasta, joka 35 tarvitaan esivaahdotetuista partikkeleista, joita ei ole »· · 9 106867 käsitelty tämän keksinnön menetelmän mukaisesti, tehtyjen kappaleiden tai valmistettujen tuotteiden jäähdyttämiseen; (b) kappaleen deformaation, joka paksuuden suunnassa on £ 1 %; 5 (c) korkean sintrautumisasteen siten, että se sal lii valamisen suoritettavaksi lisättäessä oleellisia määriä kierrätettyjä vaahdotettuja jätetuotteitä; (d) lyhyen vanhentamisajan esivaahdotuksen jälkeen; sekä 10 (e) korkean absorptiovoiman pigmentille tai muille lisäaineille partikkelien pinnalle.

Vaahdotusaineen lisäksi styreenipolymeeri voi sisältää myös muita lisäaineita kuten esim. liekinsammuttajaa, orgaanisia ja epäorgaanisia täytteitä, väriaineita, 15· pigmenttejä, antistaattisia aineita, paakkuuntumisen esto-aineita estämään paakkujen muodostumisen esivaahdotus-vaiheen aikana, pehmentimiä ja muita vastaavia yhdisteitä.

Styreenin polymerointi, edullisesti vesisuspensiossa, vaahdotusaineen lisääminen, edullisesti polymerointi-20 vaiheen aikana, ja partikkelien muuttaminen muotoilluiksi kappaleiksi valamalla suljetuissa muoteissa suoritetaan tekniikoilla, jotka ovat hyvin tunnettuja alan ammattilaisille, ja ovat laajasti kuvattuja teknisessä kirjallisuudessa kuten esim. "Rigid Plastic Foams" T.N. Ferrigno, .. 25 Reinhold Publishing Corp., New York, USA (1963).

Seuraavat esimerkit on annettu tämän keksinnön oleellisten ominaisuuksien paremman kuvaamisen tarkoituksessa .

Esimerkki 1 30 20 kg polystyreenipartikkeleita, joiden massakeski- - .. määräinen molekyylipaino oli 180000, koko alueella 0,2 - 2,7 mm, sisältäen sisällytetyn vaahdotusainetta muodostuen n-pentaanin ja isopentaanin seoksesta painosuhteella .70:30, saatiin styreenin polymeroinnilla vesisuspensiossa 10 106867 lämpötilassa alueella 85 - 120 °C dibentsoyyliperoksidin ja tert-butyyliperoksidin läsnäollessa katalyyttinä.

Polymerointireaktorista otetut partikkelit pestiin vedellä, sentrifugoitiin ja kuivattiin 20 °C:ssa tunnin 5 aj an.

Vaahdotettavat partikkelit sekoitettiin 300 ppm:n kanssa antistaattista ainetta sisältäen etyleenioksidin ja propyleenioksidin blokkikopolymeeriin painosuhteella 10:90, ja jonka molekyylipaino oli alueella 2000 - 3000, 10 tunnetaan markkinoilla tavaramerkillä GLENDION FG.

Sekoittaminen suoritettiin rummussa huoneenlämpö-tilassa noin 10 minuutin aikana. Partikkelit seulottiin sitten ja niistä erotettiin kaksi fraktiota, joista fraktiot : 15 (A) sisälsi partikkelit, joiden halkaisija oli alueella 0,4 - 0,9 mm, sekä toinen fraktio (B) sisälsi partikkelit, joiden halkaisija oli alueella 0,9 - 2,7 mm.

Vaahdotusaineen pitoisuus määritettynä kustakin 20 fraktiosta oli 6,8 paino-% fraktiossa (A) ja 6,9 paino-% fraktiossa (B).

Kumpikin fraktio jaettiin sitten uudelleen kahteen samanlaiseen annokseen eli "AI" ja "A2"; sekä "Bl" ja "B2", vastaavasti.

·· 25 Fraktio A2 laitettiin uuniin, lämmitettiin noin 35 °C:en ja vaahdotusaineen pitoisuus siinä määritettiin 10 minuutin välein. Kun vaahdotusainepitoisuus saavutti arvon 5 paino-%, näyte poistettiin uunista ja jäähdytettiin nopeasti, jotta pysäytettäisiin vaahdotusaineen pois-30 tuminen.

.. Kumpikin fraktio AI ja A2 sekoitettiin sitten ta- vanomaisen pinnoitusseoksen kanssa, joka muodostui 0,2 paino-%:sta suhteessa polymeerin painoon glyseryyli-monostearaatista ja 0,05 paino-%:sta sinkkistearaatista, 35 ja sitten esivaahdotettiin höyryllä 95 - 100 °C:ssa tihey- u 106867 teen noin 25 g/1. Kummankin fraktion annettiin vanheta ilmassa huoneen lämpötilassa 24 tuntia ja valettiin sitten niiden muuttamiseksi pakkausastioiksi mitoiltaan 40 cm X 60 cm ja paksuudeltaan 2 cm. Valaminen suoritettiin höy- - 5 ryllä 0,9 Ate:ssä. Jäähdytysaika muotissa, määritettynä viipymäaikana muotissa, joka tarvitaan, jotta kukin muotoiltu tuote voi säilyttää muotin mitat, kun se on poistettu muotista, määritettiin.

Fraktiosta A2 saadut astiat antoivat jäähdytysajan 10 (2 minuuttia 45 sekuntia) , joka oli noin 50 % lyhyempi kuin fraktiosta AI saaduilla astioilla (5 minuuttia).

Kullekin astialle määritettiin sintrautumisaste, määriteltynä prosentteina vaahdotettuja partikkeleita, jotka olivat murtuneet seuraten astian pohjan murtumaa.

15 Sintrautumisaste määritettiin määrittelemällä pin nan alan noin 10 cm2 murtuma-alue, laskemalla tähän alueeseen kuuluvien partikkelien kokonaismäärä ja laskemalla murtuneiden partikkelien määrä suhteessa partikkelien kokona i smäärään.

20 Tämän määrityksen mukaisesti havaittiin, että as tioilla fraktiosta A2 oli sintrautumisaste 80 %, kun astioilla fraktiosta AI oli sintrautumisaste 15 %.

Fraktio B2 käsiteltiin kuten on esitetty fraktiolle A2. Kun vaahdotusaineen pitoisuus oli 5,1 %, näyte pois-.. 25 tettiin uunista ja jäähdytettiin nopeasti vaahdotusaineen poistumisen pysäyttämiseksi.

Kumpikin fraktio B1 ja B2 sekoitettiin saman pin-noitusaineen kanssa kuin käytettiin fraktioille AI ja A2, esivaahdotettiin tiheyteen noin 20 g/1, ja annettiin van-30 heta huoneen lämpötilassa 24 tuntia, kuten edellä tehtiin - fraktioille AI ja A2.

«

Kumpikin fraktio valettiin sitten, jotta saatiin kappaleet kokoa 100 x 100 x 50 cm. Valaminen suoritettiin höyryllä 0,65 Ate:ssä.

12 106867

Viipymäaika (9 minuuttia) muotissa fraktiosta B2 saadulle kappaleelle oli 55 % lyhyempi kuin viipymäaika (20 minuuttia) fraktiosta B1 saadulle muotille.

Deformaatiot määritettynä fraktion B2 kappaleen 5 paksuuden suuntaan olivat 75 % pienemmät kuin fraktion B1 kappaleelle (5 mm vs. 20 mm).

5 cm paksun levyn sintrautumisaste, leikattuna fraktion B2 kappaleesta, oli huomattavasti korkeampi kuin vastaavalle levylle samalla paksuudella leikattuna frak-10 tion B1 kappaleesta (50 % vs 5 %) .

Kappaleista leikattiin levyt, joiden paksuus oli 1,5 mm. Kun niitä tutkittiin tummaa taustaa vasten, fraktion B2 kappaleen levyt osoittivat aukkojen puuttuvan täydellisesti sitrautuneiden partikkelien väliltä, joita ha-15 vaittiin sen sijaan fraktion B1 kappaleesta leikatuista levyistä.

Esimerkki 2

Esimerkin 1 molemman fraktiot AI ja A2 käsiteltiin samoissa olosuhteissa kuin esimerkissä 1 paitsi, että van-20 hentamisaika oli vain 5 tuntia.

Viipymäaika muotissa fraktiosta AI saaduille astialle oli pidempi kuin 10 minuuttia ja astiat olivat muotista poistamisen jälkeen erittäin paljon deformoituneita. Viipymäaika muotissa fraktiosta A2 saadulle astialle oli . .· 25 vain 20 % pidempi kuin esimerkissä 1, jonka oli annettu vanheta 24 tuntia; edelleen valetut astiat evät olleet deformoituneita.

Esimerkki 3

Esimerkistä 1 saadut fraktiot B1 ja B2 sekoitettiin 30 24 tunnin vanhentamisen jälkeen 25 paino-%:n kanssa vaah dotettua polystyreeniä, joka oli kerätty jätemateriaalista saatuna leikatuista kappaleista.

Kumpikin fraktio valettiin samoissa olosuhteissa kuin esimerkissä 1.

t • * « 13 106867

Fraktion B2 kappaleen sintrauturaisaste oli huomattavasti korkeampi kuin fraktion B1 kappaleen (40 % vs 0 %) .

Edelleen, kun sitä tutkittiin visuaalisesti tummaa 5 taustaa vasten 1,5 mm paksuisena levynä leikattuna kuumalla langalla fraktion B2 kappaleeista, se osoitti aukkojen oleellisesti puuttuvan sintrautuneiden partikkelien välistä.

Samanlainen levy saatuna leikkaamalla fraktiosta B1 10 saadusta kappaleesta antoi epätasaisia suurikokoisia aukkoja ja melko selvästi kondensoituneen veden loukkoja.

Esimerkki 4 Käyttämällä samaa menetelmää, kuin on esitetty esimerkissä 1, valmistettiin kaksi näytettä "Cl" ja "C2", 15 joilla oli samat ominaisuudet kuin näytteillä AI ja A2 esimerkissä 1, vastaavasti.

Kumpikin näyte sekoitettiin 0,1 paino-%:n kanssa hiilimustaa ja sitten tavanomaisen valupinnoitteen kanssa muodostuen 0,2 paino-%:sta suhteessa polymeeriin glyseryy-20 limonostearaattia ja 0,05 %:sta sinkkistearaattia.

Sekoittaminen suoritettiin rummussa huoneen lämpötilassa.

Kumpikin näyte esivaahdotettiin sitten, annettiin vanheta ja valettiin samoissa työskentelyolosuhteissa kuin .. 25 esimerkissä 1.

Näytteellä C2 oli tasaisesti pigmentoitunut pinta ilman hiilimustan irtoamista; kun taas näytteellä Cl oli epätasainen hiilimustajakautuminen ja kärsi pigmentin häviöistä ajan mittaan.

30 Edelleen sintrautumisaste näytteestä C2 saadulle . tuotteelle osoittautui olevan korkeampi kuin Cl:n tuot teelle (25 % vs 0 %).

• · «

Claims (8)

106867 Pa ten11 ivaa t imuks et

1. Menetelmä parantuneet työstettävyysominaisuu-det ja mekaaniset ominaisuudet omaavien vaahdotettavien 5 styreeni-homopolymeerien ja -kopolymeerien partikkelien valmistamiseksi styreenistä ja muista vinyylisistä ja/tai vinylideenisistä monomeereista, jotka kopolymeerit sisältävät vähintään 50 paino-% kemiallisesti sitoutunutta styreeniä (styreeniset polymeerit), tunnettu ίο siitä, että menetelmä käsittää (i) styreenisten polymeerien vaahdotettavien partikkelien valmistamisen, jotka partikkelit sisältävät niihin sisällytettynä 2-20 paino-% vaahdotusainetta; (ii) mainittujen partikkelien pinnoittamisen anis tistaattisella aineella, jonka määrä ei ole suurempi kuin 1 paino-%, polymeeristä laskettuna, joka antistaattinen aine on etyleenioksidi/propyleenioksidi-blokkikopoly-meeri, jonka etyleenioksidipitoisuus on 10 - 50 paino-% ja keskimääräinen molekyylipaino 1000 - 5000; ja 20 (iii) ennen esivaahdotusta tapahtuvan vaahdotus- aineen osittaisen poistamisen partikkeleista, jolloin 5 -60 paino-% vaahdotusaineen alkuperäisestä pitoisuudesta poistetaan käsittelemällä partikkeleita uunissa lämpötilassa, joka on alempi kuin partikkelien lasittumislämpö- • « 25 tila.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaahdotusaineen poisto on 5 -50 paino-% suhteessa mainitun vaahdotusaineen alkuperäiseen pitoisuuteen.

3. Patenttivaatimuksien 1 tai 2 mukainen menetelmä, ·. tunnettu siitä, että vaahdotusaineen poisto suoritetaan lämpötilassa, joka on 25 - 60 °C, edullisesti 35 - 50 °C, viipymäaikana, joka on 10 minuuttia - 24 tuntia.

4. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ♦ ♦ · 106867 vaahdotusaine on valittu alifaattisista C2-C6-hiili-vedyistä, joko yksittäisenä yhdisteenä tai niiden seoksena, kuten propaanista, butaanista, n-pentäänistä, isopentaanista, heksaanista, sykloheksaanista jne; 5 petroolieetteristä; sekä alifaattisten C1-C3-hiilivetyjen halogenoiduista johdannaisista, kuten metaanin, etaanin ja etyleenin kloori- ja fluorijohdannaisista.

5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaah- 10 dotusainetta on sisällytetty määrä, joka on 4 - 10 paino-% suhteessa polymeerin painoon.

6. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että an-tistaattisen aineen määrä on alueella 0,001 - 0,5, edul- 15 lisesti 0,01 - 0,1 paino-% suhteessa polymeerin painoon.

7. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että styreenisen polymeerin vaahdotettavat partikkelit alistetaan seulomiseen ennen kuin vaahdotusaineen osittainen 20 poisto suoritetaan.

8. Styreenisten polymeerien vaahdotettavat partikkelit, tunnetut siitä, että ne antavat (a) lyhyen viipymäajan muotissa, joka aika on yleensä yhtäsuuri tai pienempi kuin 50 % ajasta, joka ·· 25 tarvitaan esivaahdotetuista partikkeleista, joita ei ole käsitelty tämän keksinnön menetelmän mukaisesti, tehtyjen kappaleiden tai valmistettujen tuotteiden jäähdyttämiseen; (b) kappaleen deformaation, joka paksuuden suun- 30 nassa on < 1 %; ' ·: (c) korkean sintrautumisasteen siten, että se sallii valamisen suoritettavaksi lisättäessä oleellisia määriä kierrätettyjä vaahdotettuja jätetuotteita; (d) lyhyen vanhentamisajan esivaahdotuksen jäl- 35 keen; sekä • · · 106867 (e) korkean absorptiovoiman pigmentille tai muille lisäaineille partikkelien pinnalle; jotka partikkelit saadaan minkä tahansa edellä olevista patenttivaatimuksista mukaisella menetelmällä. • · ·· · ·· ·« « > · · 106867