FR2704552A1 - Process for the preparation of foamed and highly charged polymeric materials based on polymethyl methacrylate. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de préparation de matières polymères moussées et fortement chargées à base de polyméthacrylate de méthyle sous une forme appropriée, dans lequel on prépare une pré-solution VL de 5-70 parties en poids de méthacrylate de méthyle et de 1-15 parties en poids de prépolymère de polyméthacrylate de méthyle PP, dans laquelle on incorpore sous agitation rapide, avec formation d'une suspension, la charge inorganique en particules FS à raison de 30 à 80% en poids par rapport à la suspension formée, étant spécifié que de l'anhydride carbonique gazeux ou solide est introduit régulièrement en fine répartition dans la pré-solution ou dans la suspension, après quoi l'anhydride carbonique est chassé par chauffage extérieur ou par la chaleur de réaction de la polymérisation déclenchée par un amorceur redox, pendant que la polymérisation se déroule, et on procède au démoulage après l'achèvement de la polymérisation.The invention relates to a process for the preparation of foamed and highly charged polymeric materials based on polymethyl methacrylate in a suitable form, in which a VL pre-solution of 5-70 parts by weight of methyl methacrylate and of 1- is prepared. 15 parts by weight of polymethyl methacrylate prepolymer PP, in which there is incorporated with rapid stirring, with the formation of a suspension, the inorganic filler in FS particles in an amount of 30 to 80% by weight relative to the suspension formed, being specified that gaseous or solid carbon dioxide is introduced regularly in fine distribution in the pre-solution or in the suspension, after which the carbon dioxide is removed by external heating or by the heat of reaction of the polymerization initiated by an initiator redox, while the polymerization is taking place, and demolding is carried out after the completion of the polymerization.
Description
L'invention concerne une matière polymère à base deThe invention relates to a polymer material based on
polyméthacrylate, fortement chargée et moussée. polymethacrylate, highly charged and foamed.
Des résines coulées fortement chargées, par exemple à base de PMMA, ont été lancées sur le marché avec succès depuis longtemps déjà (cf. EP 218 866; US 3 847 865; US Highly loaded cast resins, for example based on PMMA, have been successfully launched on the market for a long time (cf. EP 218 866; US 3,847,865; US
4 221 697, US 4 251 576, US 4 826 901; US 4 786 660). 4,221,697, US 4,251,576, US 4,826,901; US 4,786,660).
Certes, de telles matières polymères enrichies de charges minérales, qui peuvent être utilisées par exemple pour des éviers de cuisine, dans le secteur sanitaire et, d'une manière genérale, comme matériaux en plaque dans le secteur du bâtiment, s'approchent, en particulier dans les formes de réalisation les plus modernes, des exigences de la technique en ce qui concerne l'aspect, la durabilité, l'aptitude à la mise en oeuvre, etc., mais il s'agit de matériaux relativement lourds. C'est ainsi par exemple que, dans le cas de P[A. ayant une teneur en charges de 60-70% en poids de dioxyde de silicium ou d'hydroxyde d'aluminium, Admittedly, such polymeric materials enriched with mineral fillers, which can be used for example for kitchen sinks, in the sanitary sector and, generally, as plate materials in the building sector, approach, in Particularly in the most modern embodiments, technical requirements regarding appearance, durability, workability, etc., but these are relatively heavy materials. For example, in the case of P [A. having a filler content of 60-70% by weight of silicon dioxide or aluminum hydroxide,
on peut sa baser sur une masse volumique de 1,8 g/cm3. we can base it on a density of 1.8 g / cm3.
Assez rapidement, des tentatives ont eté faites pour obtenir une matière polymere moussée. DE-P 10 17 784 décrit, pour la fabrication de corps moulés poreux, composés principalement de PMXA, un procédé dans lequel de la neige carbonique est incorporée au mélange composé de polymère et de monomeres, au moins pour parvenir partiellement à la basse température prescrite et, en même temps, pour obtenir une structure poreuse du produit formé à la polymérisation. Dans le même brevet, il est mentionné que des colorants, des pigments, etc. ou des charges peuvent être ajoutés à la masse polymérisable. Un procédé d'application générale pour la fabrication de corps moulés poreux consiste, d'apres FR 1 055 058, à chauffer au-dessus de leur point de ramollissement des matières thermoplastiques qui contiennent des gaz en solution, la matrice de matière Quite quickly, attempts were made to obtain a foamed polymeric material. DE-P 10 17 784 describes, for the production of porous molded bodies, mainly composed of PMXA, a process in which carbon dioxide snow is incorporated into the mixture composed of polymer and monomers, at least to partially reach the prescribed low temperature and, at the same time, to obtain a porous structure of the product formed during the polymerization. In the same patent, it is mentioned that dyes, pigments, etc. or fillers can be added to the polymerizable mass. A method of general application for the manufacture of porous molded bodies consists, according to FR 1 055 058, of heating above their softening point thermoplastics which contain gases in solution, the matrix of material
plastique étant gonflée par les gaz qui se dilatent. plastic being swollen by expanding gases.
D'autres droits de protection concernent une matière polymère moussée dans laquelle le gaz de moussage est produit par l'action d'un composant du polymère contenant de l'eau sur un composant du polymère qui contient du carbure de calcium (brevet sud- africain 68.08312), ou des matières polymeres qui sont moussées au moyen de composés peroxydes <Japan-KCokai 78/105 565, Other protection rights relate to a foamed polymeric material in which the foaming gas is produced by the action of a component of the polymer containing water on a component of the polymer which contains calcium carbide (South African patent 68.08312), or polymeric materials which are foamed by means of peroxide compounds <Japan-KCokai 78/105 565,
Chem. Abstr. 90 39 662a; Japan-Kokai 75/151 278, Ghem. Chem. Abstr. 90 39 662a; Japan-Kokai 75/151 278, Ghem.
Abstr. 84 151 530h).Abstr. 84 151 530h).
Il est connu, d'apres EP 0 503 156, pour la préparation de résines coulées, d'émulsionner Jusqu'à % en poids d'eau dans une suspension de méthacrylate de méthyle contenant une charge. Après durcissement, la It is known from EP 0 503 156, for the preparation of cast resins, to emulsify Up to% by weight of water in a suspension of methyl methacrylate containing a filler. After hardening, the
part d'eau est chassée de l'objet coulé par chauffage. part of the water is removed from the poured object by heating.
Il reste une matière mousse fortement chargée. There remains a highly charged foam material.
La fabrication de polVymethacryiate de méthyle moussé fortement chargé, c'est-à-dire d'une matière contenant une part d'au moins 40% et Jusau'à 80% en poids d'une charge inorganique, place la technique devant une tâche qui est qualitativement différente de celle qu'impose par exemple la fabrication de "corps moulés poreux, composés principalement de polymethacrylate de méthyle" selon DE-PS 10 17 784. Il s'agit ici d'une variante du procédé de polymérisation en chambre, dans laquelle de la neige carbonique est mélangée sous agitation, de manière a être répartie de façon aussi homogène que possible, au pré- polynmère usuel contenant un amorceur, The production of highly charged foamed methyl polymethacryate, i.e. a material containing at least 40% and up to 80% by weight of an inorganic filler, places the technique before a task which is qualitatively different from that imposed for example by the manufacture of "porous molded bodies, mainly composed of polymethyl methacrylate" according to DE-PS 10 17 784. This is a variant of the chamber polymerization process, in which dry ice is mixed with stirring, so as to be distributed as homogeneously as possible, with the usual prepolymer containing an initiator,
et ce mélange est chargé dans la chambre de moulage. Au- and this mixture is loaded into the molding chamber. At-
dessous de O'C, le mélange est coulable, il se gélifie au chauffage en une masse solide. L'état de la technique n'ouvrait donc pas de voie empruntable directement pour la fabrication de matières polymères moussées, fortement chargées, à base de PMNA. On s'est donc fixé pour but de mettre à disposition un procédé qui permette de préparer des matières polymères moussées, fortement chargées, à base de polyméthacrylate de méthyle, en maintenant les caractéristiques qui doivent être exigées de résines below O'C, the mixture is pourable, it gels on heating into a solid mass. The state of the art therefore did not open a route that could be borrowed directly for the manufacture of highly charged foamed polymeric materials based on PMNA. We therefore set ourselves the goal of providing a process which makes it possible to prepare foamed, highly charged polymeric materials, based on polymethyl methacrylate, while maintaining the characteristics which must be required of resins.
coulées et suivant l'exemple de technologies éprouvées. following the example of proven technologies.
Or, il a été découvert que le procédé selon l'invention convient bien pour atteindre le but ainsi fixé. L'invention concerne un procedé de préparation de matières polymères moussées, fortement chargées, à base de polyméthacrylate de méthyle, sous une forme appropriée, avec utilisation d'anhydride carbonique solide, procédé dans lequel on part d'une pré-solution VL, préparee à partir de 70 à 95 parties en poids de methacrylate de méthyle et de 5 à 30 parties en poids de prépolymère de polyméthacrylate de méthyle PP, ainsi que de 0 à 5, éventuellement de 0,05 à 5 parties en poids d'un réticulant bifonctionnel et de O à 5, éventuellement de 0,5 à 5, de préference de 0,5 a 1,5 parties en poids d'un agent de silanisation SI-K. A cette pré-solution VL, on ajoute, sous agitation rapide, la charge inorganique en orme de particules FS dans des proportions de 30 à 80% en poids (par rapport à la matière moussée constituant le produit final) et on y repartit uniformément de l'anhydride carbonique sous forme de neige carbonique ou de glace sèche (fragmentée/broyee) dans des proportions de 0,5 à 30% en poids par rapport à la suspension formee, ou sous forme d'anhydride carbonique gazeux, puis, pendant que la polymérisation se développe, l'anhydride carbonique est chassé par chauffage extérieur ou par la chaleur de réaction résultant du processus de polymérisation, de préférence au moyen d'un systeme amorceur redox et, après l'achèvement de la polymérisation, on procède au démoulage. L'introduction de l'anhydride carbonique peut être effectuée dans la pré-solution VL ou dans la However, it has been discovered that the method according to the invention is well suited to achieving the goal thus set. The invention relates to a process for the preparation of highly charged foamed polymeric materials, based on polymethyl methacrylate, in an appropriate form, with the use of solid carbon dioxide, process which starts with a pre-solution VL, prepared from 70 to 95 parts by weight of methyl methacrylate and from 5 to 30 parts by weight of polymethyl methacrylate prepolymer PP, as well as from 0 to 5, optionally from 0.05 to 5 parts by weight of a crosslinker bifunctional and from 0 to 5, possibly from 0.5 to 5, preferably from 0.5 to 1.5 parts by weight of a silanizing agent SI-K. To this VL pre-solution, the inorganic filler in the form of FS particles is added, with rapid stirring, in proportions of 30 to 80% by weight (relative to the foamed material constituting the final product) and it is distributed uniformly therefrom. carbon dioxide in the form of carbon dioxide snow or dry ice (fragmented / crushed) in proportions of 0.5 to 30% by weight relative to the suspension formed, or in the form of carbon dioxide gas, then, while the polymerization develops, the carbon dioxide is removed by external heating or by the heat of reaction resulting from the polymerization process, preferably by means of a redox initiator system and, after the completion of the polymerization, the mold is removed . The introduction of carbon dioxide can be carried out in the VL pre-solution or in the
suspension formée.suspension formed.
Entrent par exemple en ligne de compte, comme prépolymère PP, les polymères de PMMA utilisés ordinairement dans ce domaine, qui peuvent contenir éventuellement des proportions mineures, jusqu'à 15% en poids environ, de comonomères choisis judicieusement, comme par exemple de l'acrylate de méthyle. Les prépolymères ont ordinairement une masse moléculaire dans la gamme de 2 x 104 à 4 x 10x dalton [déterminée Consider, for example, as PM prepolymer, the PMMA polymers ordinarily used in this field, which may possibly contain minor proportions, up to approximately 15% by weight, of judiciously chosen comonomers, such as for example methyl acrylate. Prepolymers ordinarily have molecular weights in the range of 2 x 104 to 4 x 10 dalton [determined
par chromatographie d'exclusion granulométrique <SEC)]. by size exclusion chromatography <SEC)].
Le cas échéant, il peut être aussi ajouté à la pré- If necessary, it can also be added to the pre-
solution un réticulant, par exemple sous la forme de l'ester (meth)acrylique de polyalcools, dans des proportions de 0, i à 1,5% en poids par rapport aux monomères. Conviennent, comme charges FS, les matières inorganiques ou organiques finement divisées, utilisées ordinairement pour des résines coulees. Il est judicieux qu'une grosseur de grains de 200 gm de diamètre, de préférence de 50 Im, ne soit pas depassee. De préférence, en cas d'utilisation de cristobalite comme charge, 95% au moins des particules doivent avoir une grosseur inférieure à 10 Ulm. Dans la mesure du possible, les particules ayant une grosseur 0, I pm ne doivent pas constituer plus de i0% du nombre total des particules. La grosseur des particules est déterminée par des procédés connus tcf. B. Scarlett dans "Filtration & Separation", p. 215, 1965). Pour la détermination de la grosseur des particules, on prend en compte les plus grandes dimensions des particules. La solution a crosslinker, for example in the form of the (meth) acrylic ester of polyalcohols, in proportions of 0.1 to 1.5% by weight relative to the monomers. Finely divided inorganic or organic materials commonly used for cast resins are suitable as FS fillers. It is advisable that a grain size of 200 gm in diameter, preferably 50 μm, is not exceeded. Preferably, when cristobalite is used as a filler, at least 95% of the particles must be less than 10 μm in size. As far as possible, the particles having a size 0.1 µm should not constitute more than 10% of the total number of particles. The particle size is determined by known methods tcf. B. Scarlett in "Filtration & Separation", p. 215, 1965). For the determination of the particle size, the largest dimensions of the particles are taken into account. The
preférence est donnée aux particules en forme de grains. preference is given to grain-shaped particles.
Occasionnellement, il peut être avantageux de débarrasser les particules de l'humidité qui y est fixée par adsorption, par chauffage, par exemple à 150'G. Les charges FS peuvent être des produits naturels ou être fabriquées synthétiquement. Les propriétés - mécaniques, telles que la dureté, le module d'élasticité au cisaillement, se jugent d'après l'application prévue des résines coulées. Un réglage d'un module d'élasticité au Occasionally, it can be advantageous to rid the particles of the moisture which is fixed there by adsorption, by heating, for example at 150'G. FS fillers can be natural products or be manufactured synthetically. The mechanical properties, such as hardness, modulus of elasticity in shear, are judged by the intended application of the cast resins. Adjustment of a modulus of elasticity at
cisaillement d'au moins 5 GNm-2 peut être avantageux. shear of at least 5 GNm-2 may be advantageous.
Conviennent par exemple des minéraux tels que les oxydes d'aluminium, les hydroxydes d'aluminium et des dérivés, par exemple des oxydes doubles de métaux alcalins et Suitable for example are minerals such as aluminum oxides, aluminum hydroxides and derivatives, for example double oxides of alkali metals and
alcalino-terreux et des hydroxydes de métaux alcalino- alkaline earth and alkali metal hydroxides
terreux, des argiles, le bioxyde de silicium sous ses différentes variantes, les silicates, les aluminosilicates, les carbonates, les phosphates, les sulfates, les sulfures, les oxydes. le charbon, des métaux et des alliages de métaux. Conviennent par ailleurs des matières synthetiques telles que le verre pulvérisé, la céramique, la porcelaire, les scories, SiO} synthétique finement divise. On mentionnera ies variantes de l'acide silicique telles que le quartz (poudre de quartz), la zridymite et la cristobalite, ainsi que le kaolin, le talc, le mica. le feldspath, l'apatite, la baryte, le gypse, la craie, la pierre à chaux, la dolomite. Le cas echéant, on peut aussi utiliser des melanges de charges. La part de charge dans les résines coulees s'élève de preférence a 40% en poids au moins. En général, une proportion de 80% en poids n'est pas dépassee. A titre de valeur indicative, on mentionnera une teneur en charge de la résine coulée comprise entre 50 et 80% en poids. La préparation des charges dans les grosseurs de grains appropriées peut s'effectuer suivant des procédés connus, par exemple par concassage et broyage. Outre l'hydroxyde d'aluminium, la earthy, clays, silicon dioxide in its different variants, silicates, aluminosilicates, carbonates, phosphates, sulfates, sulfides, oxides. coal, metals and metal alloys. Synthetic materials such as sprayed glass, ceramics, porcelain, slag, finely divided synthetic SiO 3 are also suitable. Mention will be made of the variants of silicic acid such as quartz (quartz powder), zridymite and cristobalite, as well as kaolin, talc, mica. feldspar, apatite, barite, gypsum, chalk, limestone, dolomite. If necessary, it is also possible to use charge mixtures. The proportion of filler in the cast resins preferably amounts to at least 40% by weight. In general, a proportion of 80% by weight is not exceeded. As an indicative value, mention will be made of a filler content of the cast resin between 50 and 80% by weight. The preparation of fillers in the appropriate grain sizes can be carried out according to known methods, for example by crushing and grinding. In addition to aluminum hydroxide, the
cristobalite est particulièrement preferee. cristobalite is particularly preferred.
Dans un mode de réalisation préféré, la grosseur moyenne de particules se situe dans la gamme de 60 a 0,5 ym. De préférence, la dureté (suivant Mohs: cf. Rbmpp's Chemie-Lexikon, 9gème édition, p. 1700, Georg Thieme Verlag, 1990) des charges FS se situe à > 6 dans le cas de la cristobalite et à 2,5-3,5 dans celui de In a preferred embodiment, the average particle size is in the range of 60 to 0.5 µm. Preferably, the hardness (according to Mohs: cf. Rbmpp's Chemie-Lexikon, 9th edition, p. 1700, Georg Thieme Verlag, 1990) of the FS charges is> 6 in the case of cristobalite and 2.5-3 , 5 in that of
l'hydroxyde d'aluminium.aluminum hydroxide.
Les agents de silanisation SI-X servent, de façon connue en soi, d'agents d'adhérence entre la charge et la phase organique. On peut donc utiliser les composés The SI-X silanizing agents serve, in a manner known per se, as adhesion agents between the filler and the organic phase. We can therefore use the compounds
organosiliciés connus dans l'état de la technique [of. organosilicon known in the state of the art [of.
D. Skudelny, Kunststoffe 77, 1153-1156 (1987); Kunststoffe 8 (1978):; notice technique du Dynasilan , agent d'adhérence de La Dynamit Nobel, Chemie]. En premier lieu, il s'agit de composes organosiliciés fonctionnels comportant au moins un groupement à insaturation éthylénique dans la molécule. Le reste fonctionnel portant le groupement a insaturation ethylénique est en général relie à l'atome central de silicium par un atome de carbone. Les autres ligands au silicium sont en règle genérale des restes alcoxy à 1-6 atomes de carbone (des ponts éther pouvant encore se trouver dans le reste aikyle). On citera par exemple les vinyltrialcoxysilanes. La double liaison C-C peut aussi être reliée à l'atome de Si par un ou plusieurs atomes de carbone, par exemple sous la forme des D. Skudelny, Kunststoffe 77, 1153-1156 (1987); Kunststoffe 8 (1978) :; technical manual for Dynasilan, adhesion agent for La Dynamit Nobel, Chemie]. Firstly, they are functional organosilicon compounds comprising at least one ethylenically unsaturated group in the molecule. The functional residue carrying the ethylenically unsaturated group is generally linked to the central silicon atom by a carbon atom. The other silicon ligands are generally alkoxy residues with 1-6 carbon atoms (ether bridges can still be found in the alkyl residue). Examples include vinyltrialcoxysilanes. The C-C double bond can also be linked to the Si atom by one or more carbon atoms, for example in the form of
allyltrialcoxysilanes ou des a-méthacryloyloxypropyl- allyltrialcoxysilanes or a-methacryloyloxypropyl-
trialcoxysilanes. On peut aussi utiliser des dialcoxysilanes, dans lesquels un autre reste fonctionnel comportant une double liaison C-C, le plus souvent du même type, ou un reste alkvle comportant de préférence i à G atomes de carbone est relié à l'atome de Si. Il est egalement possible que différents types de composés organosiliciés soient présents dans le Gumposant organosilicié. On citera par exemple le vinyltriméthoxysilane, le vinyltriéthoxysilane, le trialcoxysilanes. Dialcoxysilanes can also be used, in which another functional residue comprising a CC double bond, most often of the same type, or an alkyl residue preferably comprising i to G carbon atoms is linked to the Si atom. It is also possible that different types of organosilicon compounds are present in the organosilicon compound. Examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane,
vinyltris(méthoxyethoxy)silane, le divinyldiméthoxy- vinyltris (methoxyethoxy) silane, divinyldimethoxy-
silane, le vinylméthyldiméthoxysilane, le vinyltrichlorosilane, l'a-méthacryloyloxypropyl- silane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, α-methacryloyloxypropyl-
triméthoxysilane ou l'a-méthacryloyloxypropyl- trimethoxysilane or α-methacryloyloxypropyl-
tris(méthoxyéthoxy)silane. De façon avantageuse, les composés organosiliciés sont utilisés en même temps que des catalyseurs du type des amines, en particulier du type des alkylamines, à 3-6 atomes de carbone, notamment avec de la n-butylamine. Comme valeur indicative pour l'utilisation de l'amine catalytique, on peut prendre une proportion de 0,05 à 10% en poids, de préférence de tris (methoxyethoxy) silane. Advantageously, the organosilicon compounds are used at the same time as catalysts of the amine type, in particular of the alkylamine type, with 3-6 carbon atoms, in particular with n-butylamine. As an indicative value for the use of the catalytic amine, a proportion of 0.05 to 10% by weight can be taken, preferably of
1 à 5% en poids du composant organosilicié. 1 to 5% by weight of the organosilicon component.
En général, le rapport pondéral des charges inorganiques au composé organosilicié se situe entre In general, the weight ratio of inorganic charges to the organosilicon compound is between
500:1 et 20:1, de préférence à 50 25:1. 500: 1 and 20: 1, preferably 50 25: 1.
L'exécution du procédé peut s'effectuer suivant The process can be carried out according to
l'exemple de modes opératoires techniques connus en soi. the example of technical procedures known per se.
Le procédé selon l'invention comprend d'abord la préparation de la pré-solution VL de façon connue en soi. La pré-solution contient opportunément le composant amine et l'agent de silanisation SI-M. Puis la charge FS est introduite dans la pré-solution à l'aide d'un agent de dissolution et la suspension obtenue de cette manière est ensuite dispersée en présence de l'agent de dissolution. Après l'achèvement de la réaction de silanisation, une partie du composant redox de l'amorceur redox (cf. H. Rauch-Puntigam, Th. Vblker, Acryl- und Methacrylverbindungen, Springer-Verlag 1967) est opportunément ajoutée à la suspension et répartie à l'aide d'un agitateur à ailettes. On peut aussi ajouter - suivant l'exemple de la pratique usuelle - un inhibiteur de polymérisation, commew par exemple un phénol empêché stériquement (cf. Ullmanns Encyclopedia of Technology, 5ème éd., vol. 20AQ, pp. 459-507, VCH 1992) et/ou un lubrifiant, tel qu'un diester d'acide phtalique ou de l'acide stéarique. De l'anhydride carbonique est ensuite ajouté. L'anhydride carbonique meut être ajouté aussi bien sous forme de neige carbonique que de glace sèche broyée ou de gaz, en veillant à une répartition uniforme. En cas d'addition de gaz, il faut déterminer la quantité la plus favorable. La quantité de gaz ne peut pas être déduite directement du C02 solide, car, en cas d'utilisation de CO2 solide, une partie non negligeable s'échappe à The method according to the invention firstly comprises the preparation of the LV pre-solution in a manner known per se. The pre-solution conveniently contains the amine component and the silanizing agent SI-M. Then the filler FS is introduced into the pre-solution using a dissolving agent and the suspension obtained in this way is then dispersed in the presence of the dissolving agent. After the completion of the silanization reaction, part of the redox component of the redox initiator (cf. H. Rauch-Puntigam, Th. Vblker, Acryl- und Methacrylverbindungen, Springer-Verlag 1967) is conveniently added to the suspension and distributed using a paddle stirrer. One can also add - following the example of usual practice - a polymerization inhibitor, such as for example a sterically hindered phenol (cf. Ullmanns Encyclopedia of Technology, 5th ed., Vol. 20AQ, pp. 459-507, VCH 1992 ) and / or a lubricant, such as a phthalic acid diester or stearic acid. Carbon dioxide is then added. Carbon dioxide can be added in the form of dry ice as well as crushed dry ice or gas, ensuring a uniform distribution. When adding gas, the most favorable quantity must be determined. The quantity of gas cannot be deduced directly from solid CO2, because, when solid CO2 is used, a non-negligible part escapes
l'état gazeux de la suspension dans le volume d'air. the gaseous state of the suspension in the air volume.
Dès que l'échappement de gaz de la suspension n'est plus perceptible, les composants redox restants peuvent être ajoutés sous agitation à la suspension. Pendant la polymérisation redox exothermique qui se développe alors ou - au cas o l'on procède exclusivement avec des amorceurs peroxydes (cf. Rauch-Puntigam, op. cit.) - en conséquence de l'apport de chaleur extérieure, la As soon as the gas escape from the suspension is no longer perceptible, the remaining redox components can be added with stirring to the suspension. During the exothermic redox polymerization which then develops or - in the case where one proceeds exclusively with peroxide initiators (cf. Rauch-Puntigam, op. Cit.) - as a result of the external heat supply, the
suspension mousse au cours du durcissement. foam suspension during hardening.
Finalement, on peut alors proceder au démoulage. Finally, we can then proceed to demolding.
En particulier en cas de production continue de la matière polymère moussee, l'anhydride carbonique peut Particularly in the case of continuous production of the foamed polymeric material, carbon dioxide can
aussi être ajoute a la pré-solution VL. also be added to the LV pre-solution.
La préparation de la suspension s'effectue dans des groupes melangeurs qui conviennent a cet effet. Des modeles appropriés sont fabriques par exemple par les firmes Respecta (DUsseldorf, RA) ou Coudenhove & H bner (Vienne). L'addition des amorceurs meut être effectuée avant la The suspension is prepared in mixing groups which are suitable for this purpose. Appropriate models are produced for example by the firms Respecta (DUsseldorf, RA) or Coudenhove & H bner (Vienna). The addition of the initiators must be carried out before the
sortie du groupe mélangeur.leaving the mixing unit.
Par le procédé selon l'invention, on obtient un PN[A mousse à cellules fermees en règie générale. Comme on meut en juger d'après les resultats obtenus jusqu'à maintenant, la masse volumique de la matière plastique moussée, comparée a celle de PARA non moussé contenant la même proportion de charge, est considérablement By the method according to the invention, a PN [A closed-cell foam is generally obtained. As we can judge from the results obtained so far, the density of foamed plastic compared to that of unfoamed PARA containing the same proportion of filler is considerably
réduite, éventuellement à la moitié. reduced, possibly to half.
Grâce au procéde selon l'invention, il est possible d'obtenir, de manière relativement simple et en complément de la technologie éprouvée, un matériau de Thanks to the process according to the invention, it is possible to obtain, in a relatively simple manner and in addition to the proven technology, a material of
PMXA moussé et fortement chargé.Foamed and heavily loaded PMXA.
De la plus faible masse volumique de ce matériau, il résulte de nombreuses possibilités d'application intéressantes. Les exemples qui suivent sont destinés à expliquer l'invention. ExemIes A. Préparation d'une suspension fortement chargée The lower density of this material results in many interesting application possibilities. The examples which follow are intended to explain the invention. Examples A. Preparation of a heavily loaded suspension
Exemple A-1Example A-1
Dans 266,97 g de méthacrylate de méthyle (MKA) et 0,03 g de 2,4diméthyl-6-tert.butylphénol, on dissout, à 'C environ et en l'espace de 5 h, 60 g d'un polymère de MXA (t spéc./c = 130-140, Mw 400 000 env., produit PLEXIGUM X 920 de la firme Rëhm GmbH), puis on refroidit à la température ambiante. 5,0 g d'acide stéarique et 3,0 g de diméthacrylate de glycol sont dissous dans le sirop ainsi obtenu. Au dissolveur (produit Dispermat de la firme VKA Getzmann, RFA), on introduit dans le sirop, sous agitation modérée, 332,5 g d'hydroxyde d'aluminium avant une grosseur moyenne de particules de 45 gm <produit ALC0A C33 de la firme Alcoa, USA), puis 332,5 g d'hydroxyde d'aluminium ayant une grosseur moyenne de Particules de 8 4m (produit ALGOA C333). La suspension est ensuite dispersée In 266.97 g of methyl methacrylate (MKA) and 0.03 g of 2,4dimethyl-6-tert.butylphenol, 60 g of a polymer are dissolved, at approximately ° C. and within 5 h. of MXA (t spec. / c = 130-140, Mw 400,000 approx., product PLEXIGUM X 920 from the company Rëhm GmbH), then cooled to room temperature. 5.0 g of stearic acid and 3.0 g of glycol dimethacrylate are dissolved in the syrup thus obtained. In the dissolver (product Dispermat from the company VKA Getzmann, RFA), 332.5 g of aluminum hydroxide are introduced into the syrup, with moderate stirring, before an average particle size of 45 gm <product ALC0A C33 from the company Alcoa, USA), then 332.5 g of aluminum hydroxide having an average particle size of 8 4m (product ALGOA C333). The suspension is then dispersed
pendant 10 mn environ dans le dissolveur à 12,5 m/s. for approximately 10 minutes in the dissolver at 12.5 m / s.
B. Préparation de la matière polymère moussée B. Preparation of the foamed polymeric material
Exemple B-1Example B-1
700 g de la suspension fortement chargée de l'exemple A-i sont versés dans un gobelet en polyéthylène (l = 9 cm, H = 15 cm). Sous agitation avec un agitateur à ailettes, on ajoute et on dissout, à 25'C environ, 7 g de peroxyde de dibenzoyle à 50% dans du phtalate de dibutyle (produit INTEROX BP-50-FT de la firme Peroxid Chemie GmbH) et 3,5 g d'azo-bis-isobutyronitrile (produit INTEROX NN IBN). Sous agitation, on aJoute ensuite à la suspension 7,0 g de neige carbonique. Après une durée d'agitation de 5 mn, la température de la suspension est mesurée. Puis on ajoute, sous agitation de la suspension, 7,0 g de N,N-diméthyl-p-toluidine sous forme de solution à 50% dans du MXA. Après agitation pendant 1 mn, l'agitateur est retiré. On obtient une mousse de polymère, qui est caractérisée dans le tableau 1. 700 g of the heavily loaded suspension of example A-i are poured into a polyethylene cup (W = 9 cm, H = 15 cm). With stirring with a paddle stirrer, 7 g of dibenzoyl peroxide at 50% in dibutyl phthalate (INTEROX BP-50-FT product from Peroxid Chemie GmbH) are added and dissolved, at approximately 25 ° C. 3.5 g of azo-bis-isobutyronitrile (INTEROX NN IBN product). With stirring, 7.0 g of dry ice is then added to the suspension. After a stirring time of 5 min, the temperature of the suspension is measured. Then added, with stirring of the suspension, 7.0 g of N, N-dimethyl-p-toluidine in the form of a 50% solution in MXA. After stirring for 1 min, the agitator is removed. A polymer foam is obtained, which is characterized in Table 1.
Exemple B-2Example B-2
On procède de façon analogue à B-1. A la place de 7,0 g de neige carbonique, on ajoute 35,0 g de neige The procedure is analogous to B-1. Instead of 7.0 g of dry ice, add 35.0 g of snow
carbonique & la suspension.carbonic & suspension.
Exemple B-SExample B-S
On procède de façon analogue à B-1. A la place de 7,0 g de neige carbonique, on ajoute 70,0 g de neige The procedure is analogous to B-1. Instead of 7.0 g of dry ice, add 70.0 g of snow
carbonique à la suspension.carbonic suspension.
Exemple B-4Example B-4
On procède de façon analogue à B-1. A la place de 7,0 g de neige carbonique, on ajoute 140 g de neige The procedure is analogous to B-1. Instead of 7.0 g of dry ice, add 140 g of snow
carbonique à la suspension.carbonic suspension.
Tableau 1,- Données concernant les exemples B-1 à 8-4 Ex Addition de Temp, après 5 mn Temps de Masse volumique de neige carbonique (%) d'agitation ('C) durcissament (mn) la mousse (g/cm3) Table 1, - Data concerning examples B-1 to 8-4 Ex Addition of Temp, after 5 min Density time of dry ice (%) of agitation ('C) hardening (min) foam (g / cm3 )
8-1 1,0 + 20 12 1,128-1 1.0 + 20 12 1.12
8-2 5,0 + 10 15 0,848-2 5.0 + 10 15 0.84
B-3 10,0 - S 20 0,66B-3 10.0 - S 20 0.66
8-4 20,0 - 16 La mousse s'effondre avant le durcissement Propriétés des matières polymères moussées: Avec la manière de procéder selon l'invention, on obtient des mousses ayant principalement des cellules fermées. Comme le montrent les fig. 1 & 3 (fig. 1: avec 5% en poids de neige carbonique; fig. 2: avec 5% en poids de glace sèche, broyée; fig. 3: avec 10% en poids de neige carbonique), la grosseur moyenne des pores augmente avec la teneur croissante en COS. La variation de la masse volumique de la mousse en fonction de l'addition de C02 8-4 20.0 - 16 The foam collapses before hardening Properties of foamed polymeric materials: With the procedure according to the invention, foams are obtained which have mainly closed cells. As shown in fig. 1 & 3 (fig. 1: with 5% by weight of dry ice; fig. 2: with 5% by weight of dry, crushed ice; fig. 3: with 10% by weight of dry ice), the average size of pores increases with increasing COS content. The variation of the density of the foam as a function of the addition of C02
est représentée sur la fig. 4.is shown in fig. 4.
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