NO166234B - Fremgangsmaate for fremstilling av et lett tverrbundet, lineaert polyolefinskum. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for frem-

stilling av svakt tverrbundne, lineære olefinpolymerskum-materialer med hovedsakelig lukket cellestruktur.

Forgrenet etylenpolymerskum med lukkede celler kan frem-stilles ved fremgangsmåten ved ekstruderingsskumming, hvorved en vanligvis fast termoplastisk etylenpolymerharpiks, så som polyetylen med lav densitet, blir smeltebearbeidet og blandet under trykk med et flyktig esemiddel for å danne en flytbar gel. Gelen blir så ført gjennom en forme-munning eller dyseåpning inn

i en sone med lavere trykk. Når trykket blir nedsatt, fordamper den flyktige bestanddel i gelen og det dannes celler i harpiks-strukturen, som avkjøles til et celleformet skummateriale.

Lineære olefinpolymerer så som lineært polyetylen med lav densitet, polyetylen med høy densitet og polypropylen har flere egenskaper som gjør det ønskelig å anvende disse polymerer i skum. Disse lineære olefinpolymerer har for eksempel høyere elastisi-tetsmodul, større seighet, høyere deformasjonstemperatur og lavere gjennomtrengelighet for esemidler enn andre forgrenede olefiner. Tidligere forsøk på å danne skum med lav densitet av disse lineære olefiner ved en ekstrusjonsprosess, har imidlertid ikke vært vellykket. Når lineære polyolefiner blir skummet ved en ekstrusjonsprosess, har de mangler med hensyn tii at de har lite skum-tverrsnitt, store mengder av åpne celler, flyte-ustabilitet

og et snevert område for skummetemperaturer.

Den nøyaktige årsak til problemene med å skumme lineære polyolefiner er ikke antatt å være kjent. Det er imidlertid generelt antatt at dårlig smeltefasthet sammen med en brå forandring i smel-teviskositet nær overgangstemperaturen, vanskeliggjør ekstrusjonsskumming av lineære polyolefiner. Med disse egenskaper er det vanskelig å regulere bobleekspansjon under ekstrudering og under forhold med varme og høye skjærpåkjenninger. Dette resulterer i mange brutte bobler (åpne celler) under ekspandering, og følgelig dårlig skum.

Tidligere forsøk på å kurere disse problemer med skummeevnen til lineære polyolefiner har vært sentrert rundt blanding av et lineært polyolefin med en annen olefinpolymer som har god skummeevne ved ekstrudering. I for eksempel US-patentskrift 4 226 946 ble et lineært polyetylen blandet med et forgrenet polyetylen med lav densitet for å forbedre skummeevnen ved ekstrudering for et lineært polyetylen. I US-patentskrift 4 102 829 ble en ionomer-harpiks blandet med et lineært polyetylen for samme formål. Slike fremgangsmåter gir imidlertid bare delvise løsninger, på grunn av én eller flere mangler på områdene driftsparametere, priser på materialer og endelige skumme-egenskaper.

Det er også kjent at relativt lett til moderat tverrbundne termoplastiske polymerer har smelteegenskaper som er egnet for skum-ekspandering. Slike tverrbundne polymerer er imidlertid vanskelig å bearbeide på konvensjonelle smeltebearbeidelses-apparaturer, så som ekstrudere, på grunn av flyte-ustabilitet. På fagområdet er det tidligere vanligvis ikke benyttet tverrbundne polymerer i slik apparatur på grunn av at skjær-nedbrytning av polymeren forekommer under smeltebearbeidning og ekstrudering.

Det er følgelig et behov på fagområdet for lineære olefin-polymerblandinger og fremgangsmåter hvorved det kan benyttes slike polymerer til skumming eller ekspandering i konvensjonelle smeltebearbeideIses-apparaturer.

Foreliggende oppfinnelse imøtekommer dette behov ved å til-veiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av et lett tverrbundet, lineært olefinpolymerskum som i alt vesentlig har. en struktur med lukkede celler. Uttrykket "lineær olefinpolymer" inkluderer, når det anvendes i denne beskrivelse, både polymerer og kopolymerer av lineære olefiner så som lineært polyetylen med lav densitet (LLDPE), polyetylen med høy densitet (HDPE) og polypropylen (PP), og også polystyren (PS).

Ved ett aspekt vedrører foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av et lett tverrbundet, lineært polyolefinskum som har en i alt vesentlig lukket cellestruktur, som omfatter de trinn å: a) smeltebehandle, under trykk, en lineær olefinpolymer ved blanding av slike polymerer, b) å blande et flyktig esemiddel og en tilstrekkelig mengde av et tverrbindingsmiddel med den lineære olefinpolymer eller

blandingen av slike polymerer, for å danne en flytbar blanding, og

c) ekstrudere blandingene gjennom en dyse til en sone med lavere trykk og aktivere nevnte esemiddel til å ekspandere minst ett lineært polyolefin for å danne nevnte lett tverrbundne skum. Det henvises forøvrig til krav 1.

Tverrbindingsmidlet i trinn (b) må være sammenblandet med esemidlet og det lineære polyolefin i en tilstrekkelig mengde til å initiere tverrbinding av det lineære polyolefin og øke trykket til sammenblandingen til minst 2758 kPa.

En lineær olefinpolymer eller blanding av lineære olefinpolymerer blir smeltebearbeidet på konvensjonell måte ved å tilmåte, smelte og utjevne den i en konvensjonell smeltebearbeidelses-apparatur, så som en ekstruder. Et flyktig esemiddel og tverrbindingsmiddel blir blandet med den lineære olefinpolymer under trykk for å danne en flytbar gel eller sammenblanding. Tverrbindingsmidlet blir tilsatt i en mengde som er tilstrekkelig til å initiere tverrbinding og heve trykket i gelen eller sammenblandingen ved dyse-åpningen til tilnærmet 2759 kPa eller mer, men ikke tilstrekkelig til å forårsake smeltebrudd i polymeren. "Smeltebrudd" er et uttrykk som anvendes på fagområdet for å beskrive en usta-bil smelteflyting for en polymer når den ekstruderes gjennom en dyse, hvor ustabiliteten forårsaker hulrom og/eller andre uregel-messigheter i det endelige produkt. Egnede tverrbindingsmidler er funnet å være azido-funks jonelle silaner, flerfunksjonene vinylmonomerer eller oksygen, samt blandinger av disse.

Når den flytbare gel eller sammenblanding ekstruderes gjennom dyseåpningen til en sone med lavere trykk, aktiveres det flytende esemiddel til å ekspandere den lineære olefinpolymer til en struktur med i alt vesentlig lukkede celler som er lett tverrbundet til seg selv. Det kan dannes skum som har densiteter på mellom 9,6 og 240,3 kg/m<3.> Det lineære olefinpolymerskum har utmerket dimensjonsstabilitet og høyere trykkfastheter og deformasjonstemperaturer enn skum av samme densitet av forgrenet polyetylen

med lav densitet.

De lineære olefinpolymerskum i henhold til foreliggende oppfinnelse kan dannes ved anvendelse av konvensjonelt smeltebearbei-delsesutstyr ved ekstrudering og sprøytestøping. Blandingene er nyttige som strukturelle skum, tverrbundne omslag for kabler og tråder, filmer som er bestandige mot termosammenfalling og tverrbundne polyolefinark for dannelse av polyolefinskum.

Figur 1 er et diagram av dysetrykket i forhold til dysespalten for skum av et lineært polyetylen med lav densitet (med en smelteindeks på 1,0 og en densitet på 0,935 g/cm<3>) tverrbundet med et azido-silan og ved anvendelse av FC-12 (diklordifluorme-tan) som esemiddel. Åpne og fylte symboler angir henholdsvis go-de og dårlige skum. Figur 2 er et diagram av dysetrykket i forhold til dysespal-tcn for skum av en 80/20-vektblanding av lineært polyetylen med lav densitet (smelteindeks 1,0 og densitet 0,935 g/cm 3) og polystyren (gjennomsnittlig molekylvekt på 200 000) tverrbundet med et azido-silan og ved anvendelse av en 95/5-vektblanding av FC-12 og etanal som esemiddel. Fylte symboler angir forhånds-skumming. Figur 3 er et diagram av dysetrykket i forhold til dysespalter. for skum av et lineært polyetylen med lav densitet (smelteindeks 1,0 og densitet 0,935 g/cm<3>) tverrbundet med dikumylperoksyd. Fylte symboler angir forhånds-skumming. Figur 4 er et diagram av bestandigheten mot termosammenfalling (volumprosent tilbakeholdelse i forhold til temperaturen) for skum av lineært polyetylen med lav densitet (smelteindeks 2,5 og densitet 0,935 g/cm ) tverrbundet med forskjellige mengder av et azido-silan og ved anvendelse av en 80/20-vektblanding av FC-12 og etanol som et esemiddel. Figur 5 er et diagram av deformasjons-karakteristikkene (volumprosent tilbakeholdelse i forhold til temperaturen) for en serie skum av lineær olefinpolymer tverrbundet med et azido-silan. Figur 6 er et diagram av trykkfastheter for skum av lineære olefinpolymerer dannet med et lineært polyetylen med lav densitet som har en smelteindeks på 1,0 og en densitet på 0,935 g/cm<3>, i;ar.(ir.Gr. Li<y>r.et med skum av polyetylen med lav densitet (smelte-::tucks 2,3 cc; densitet 0,92 3 g/cm<3.>

! . gv.r 7 er et diagram av trykkf astheter for skum av lineære '! c i" in po lymerer og et skum av polyetylen med lav densitet.

Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse tillater dannelse av et skum-materiale med lav densitet som i alt vesentlig har en struktur med lukkede celler, fra en lineær olefinpolymer eller blanding av lineære olefinpolymerer ved en ekstru-deringsprosess. Eksempler på lineære olefinpolymerer som kan anvendes inkluderer lineært polyetylen med lav densitet, polyetylen med høy densitet, polypropylen, polystyren og blandinger av disse. Kopolymerer av lineære olefiner kan også benyttes. Slike lineære olefinpolymerer har hittil vært vanskelig å ekspandere ved konvensjonelle smeltebearbeidelses-apparaturer til passende skummede materialer.

Esemidler som er nyttige ved utførelse av foreliggende oppfinnelse er velkjente og kan omfatte faste stoffer som spaltes til gassformige produkter ved ekstruderingstemperaturer, eller flyktige væsker. En foretrukket gruppe esemidler er den gruppe av halogenerte hydrokarbonforbindelser som har fra 1 til 4 karbon-atomer. Diklordifluormetan (FC-12) er mest foretrukket, siden dette er billig og lett tilgjengelia. Når halogenerte hydrokar-bonf orbindelser anvendes som esemiddel, kan det være fra 0,013 til 0,50 gram-mol, og fortrinnsvis 0,040 til 0,30 gram-mol, av slikt esemiddel pr. 100 deler av lineær olefinpolymerharpiks i den flytbare gel eller sammenblanding. Selv om det er foretrukket å anvende et enkelt esemiddel, kan det også anvendes blandinger av to eller flere slike esemidler.

Esemidlet blir innblandet i den flytbare gel i mengder som gir en ønsket grad av ekspansjon i det resulterende skummede cel-leformede produkt, slik at det dannes produkter som har skummede densiteter ned til 9,6 kg/m<3>. I avhengighet av mengden av tilsatt esemiddel kan de resulterende skummede materialer ha densiteter fra 9,6 til 240 kg/m .

Tverrbindingsmidler som er nyttige ved utførelse av foreliggende oppfinnelse, nemlig azido-funksjonelle silaner, flerfunksjonene vinylmonomerer og oksygen, samt blandinger av disse tilsettes til olefinpolymer-gelen sammen med esemidlet og tjener til å gi lett tverrbinding av den lineære olefinpolymer med seg selv. Denne tverrbinding øker smeltespenningen og smelteviskositeten til polymer-gelen, mens den tillater at polymeren holder seg flytbar. Denne lette tverrbinding av polymeren tillater og-så at det bygges opp trykk i ekstruderen til 2758 kPa eller mer uten forhånds-skumming, hvilket er viktig ved dannelse av skum med lukket-cellet struktur.

Et viktig aspekt ved foreliggende oppfinnelse er regulering-en av mengden av tverrbindingsmiddel til polymergelen. For meget tverrbindingsmiddel forårsaker smeltebrudd og dårlig kvalitet på skummet. For lite tverrbindingsmiddel tilveiebringer ik-ke noen god skummeevne. Den tverrbundne smelte må bli værende flytbar uten å ha den mangel at den gir smeltebrudd og den bør inneholde mindre enn 10 % geler ved oppløsningstest i kokende xylen. Uttrykt med smelteindeks (ASTM D-1238 forhold N 190°C, 10 kg) bør den lett tverrbundne polymersmelte ha en smelteindeks som er større enn 0,1.

Selv om alle de tverrbindingsmidler som anvendes ved foreliggende oppfinnelse er nyttige for dannelse av lineære olefinpolymerskum, så er de mest foretrukne tverrbindingsmidler de azido-funksjonelle silaner med den generelle formel R R'SiY2, i hvilken R betyr et azido-funksjonelt radikal festet til silisium gjennom en silisium-til-karoon-binding og sammensatt av karbon, hydrogen, eventuelt svovel og oksygen, hver Y betyr et hydrolyserbart organisk radikal og hver R' betyr et enverdig hydrokarbonradikal eller et hydrolyserbart organisk radikal. Selv om det ikke ønskes noen binding til noen som helst spesiell mekanisme, så er det antatt at azido-silan-tverrbindingsmidlet virker via to separate meka-nismer, hvorav én danner reversible tverrbundne bindinger. Ved denne reversible reaksjon podes azido-silan-forbindelsen på en olefinpolymer gjennom en nitrin-innføringsreaksjon. Tverrbinding utvikles ved hydrolyse av silanene til silanoler fulgt av konden-sasjon av silanoler til siloksaner. Denne reaksjonsmekanisme er nier fullsendig forklart i min samtidig verserende US-søknad nr.

6 72 010, inngitt 16. november 1984.

Siden kondensasjonsreaksjonen av silanoler til siloksaner blir katalysert ved nærvær av visse metallkatalysatorer så som dibutyltinndilaurat eller butyltinnmaleat, er det foretrukket

at når eiet anvendes azido-silaner som tverrbindingsmiddel ved foreliggende oppfinnelse, så tilsettes også en liten mengde av scidan katalysator til polymersmelten. Tverrbindingsreaks jonen blir selvregulert i ekstruderen ved nærvær av et gassformig re-aksjonsprodukt, nemlig en alkohol, som begrenser reaksjonen. Tverrbindingsreaksjonen foregår imidlertid under skum-ekspansjon ved utløpet av dysen når alkoholen diffunderer inn i gassfasen sammen med det flyktige esemiddel.

På samme måte blir tverrbinding av polymergelen i ekstruderen regulert slik at gelen blir værende flytbar inntil den kommer ut fra dysen til en sone med lavere trykk. Der foregår tverrbindingsreaks jonen , som stabiliserer gassbobler og celledannelse når olefinpolymeren blir ekspandert. På grunn av at graden av tverrbinding i ekstruderen kan reguleres, kan det tilsettes en større andel av azido-silan-tverrbindingsmiddel og det kan oppnås en høyere grad av tverrbinding i det resulterende polymerskum. Den resulterende polymer, som er tverrbundet med azido-silaner, kan kanskje ikke lenger være flytbar og kan inneholde en stor mengde geler.

Egnede azido-funksjonelle silanforbindelser inkluderer grup-pen av azidotrialkoksysilaner, så som 2-(trimetoksysilyl)ety1-fenyl-fulsonyl-azid (tilgjengelig i handelen fra Petrarch Systems, Inc., Bristol, Pennsylvania) og (trietoksysilyl)heksyl-sulfonyl-azid (tilgjengelig i handelen som "Azcup" D-98 fra Hercules, Inc., Wilmington, Delaware). Det azido-funksjonelle silan-tverrbindingsmiddel tilsettes i en mengde på mellom 0,01 til 2,0 deler pr. hundre (pph), basert på vekt, av lineær olefinpolymer. Et spesi-elt foretrukket tilsetningsområde er mellom 0,02 og 1,0 pph av azido-silan-tverrbindingsmiddel.

Egnede flerfunksjonelle vinvlmonomer-

tverrbindingsmidler for foreliggende oppfinnelse inkluderer tri-metylolpropantriakrylat (TMPTA) og pentaerytritol-triakrylat (PETA), som begge fås i handelen fra Celanese Corp. De flerfunksjonene vinylmonomer-tverrbindingsmidler tilsettes fortrinnsvis i en mengde på mellom 0,01 og 2,0 pph, og mest foretrukket mellom 0,1 og 1,0 pph, av lineær olefinpolymer. Det er dessuten funnet at innføring av oksygen vil initiere selv-tverrbinding av lineære olefinpolymerer ved en fri-radikal-mekanisme.

Tverrbindingen av lineære olefinpolymerer med flerfunksjonelle vinylmonomerer og oksygen er antatt å

foregå via en friradikal-mekanisme hvorved tertiære hydrogener på polymeren blir fjernet. Siden denne reaksjonstype imidlertid er irreversibel, bør mengdene av tilsatt tverrbindingsmiddel nøye reguleres for å hindre over-tverrbinding av polymeren som resulterer i smeltebrudd.

I samsvar med fremgangsmåten ved foreliggende oppfinnelse kan., olefin-polymerskum dannes på konvensjonelt smeltebearbeidelsesut-styr, så som ved kontinuerlig ekstrudering fra en ekstruder av skruetype. En slik ekstruder omfatter typisk en serie av sekvensielle soner, innbefattet en matesone, en kompresjonssone og en smeltesone, utjevningssone og blandesone. Sylinderen i ekstruderen kan være utstyrt med konvensjonelle elektriske oppvarmere for sonevis temperatur-regulering.

Et innløp, så som en rett-igjennom-innsprøytingsdybde, er anbrakt for tilsetning av en blanding av fluid esemiddel og tverrbindingsmiddel under trykk til polymeren i ekstrudersylinderen mellom utjevnings- og blandesonene- Tverrbindingsmiddel blir pumpet på en regulerbar måte , inn i strømmen av fluid esemiddel oppstrøms for innsprøytingsdysen. Esemidlet og tverrbindingsmidlet blir blandet sammen i utgangspolymeren på konvensjonell måte for å danne en flytbar gel eller sammenblanding, fortrinnsvis på kontinuerlig måte. Således kan polymeren, esemidlet og tverrbindingsmidlet kombineres i blandesonen i en ekstruder ved anvendelse av varne for å mykne polymerharpiksen, trykk for å holde esemidlet i flytende tilstand og mekanisk blanding for å oppnå inngående blanding.

Utløpsenden for blandesonen i ekstruderen er forbundet, gjennom en kjøle- og temperatur-reguleringssone, med en dysemunning. Den varme polymergel blir avkjølt og så ført gjennom dysemunningen inn i en sone med lavere trykk (f.eks. vanlig omgivende luft-temperatur) hvor esemidlet blir aktivert og polymergelen ekspanderer til en celleformet masse med lavere densitet. Når det skummede ekstruderingsprodukt dannes blir det ført bort fra dysen og gitt anledning til å avkjøles og herdes.

I praksis holdes temperaturen i matesonen ved 160 til 200°C, fortrinnsvis 180°C, og temperaturen i smelte-, utjevnings- og blande-sonene holdes ved 190 til 230°C, fortrinnsvis 210°C, og temperaturen i avkjølings- og temperatur-reguleringssonene holdes ved 100 tii 14 0°C, fortrinnsvis 120°C. Temperaturen i polymergelen når den ekspanderer gjennom dysemunningen er fortrinnsvis li-ke over den temperatur hvorved det vil krystallisere ut fast polymer fra gelen, og den vil variere i avhengighet av den spesielle olef inpolymer som anvendes.

De resulterende lineære olefinpolymerskum omfatter i alt vesentlig strukturer med lukkede celler, og de er fleksible for bøy-ing oq forming. Skummene har utmerket dimensjonsstabiliter og høyere trykkfastheter og deformasjonstemperaturer enn forgrenet polyetylenskum med lav densitet som har en ekvivalent skumdensitet.

Konvensjonelt kan findelte faste materialer, så som talk, kalsiumsilikat, sinkstearat og lignende, med fordel inkorporeres i polymergelen før ekspandering. Slike findelte materialer hjel-per til å regulere størrelsen på cellene, og kan anvendes i mengder på opptil 5 vekt% av polymeren. Tallrike fyllstoffer, pigmen-ter, smøremidler og lignende som er velkjent på fagområdet, kan også om ønskes inkorporeres. Antioksydanter kan tilsettes for å retardere eller undertrykke tverrbindingsreaksjonen. I et slikt tilfelle hvor antioksydant er til stede i eller tilsettes til polymergelen, kan det være nødvendig med en ytterligere mengde av tverrbindingsmiddel for å oppnå den ønskede grad av tverrbinding.

De spesifikke arbeidseksempler som følger er ment å illustre-re oppfinnelsen.

I eksemplene er deler og prosenter basert på vekt dersom ikke annet er spesifisert eller nødvendig for sammenhengen.

Eksempel 1

Den apparatur som ble anvendt i dette og andre eksempler, var en ekstruder av skruetype, 3/17 cm, med to ytterligere soner for blanding og kjøling ved enden av vanlige sekvensielle soner for mating, smelting og utjevning. En åpning for innsprøyting av esemiddel var anbrakt på ekstrudersylinderen mellom utjevnings-og blandesonene. En liten pumpe av sprøytetype var forbundet med esemiddelstrømmen for innsprøyting av tverrbindingsmiddel. Ved enden av avkjølingssonen var det festet en dysemunning med en åpning av rektangulær form. Høyden på åpningen, heretter kalt dyse-spalten, var justerbar, mens dens bredde var uforandret 0,63 cm.

Et granulært, lineært polyetylen med lav densitet (LLDPE)

som hadde en smelteindeks (ASTM D-1238-79 forhold E) på 1,0 og en densitet på 0,935 g/cm 3, ble jevnt blandet med 0,1 pph dibutyltinndilaurat-kondensasjons-katalysator (tilgjengelig i handelen under betegnelsen "T-12", fra M&R Chemicals Inc.) og 0,1 pph talk. Blandingen ble matet inn i ekstruderen ved en i alt vesentlig ensartet hastighet på ca. 12,6 x 10<4> kg/s. FC-12-esemiddel (diklor-dif luormetan ) ble innsprøytet i ekstruderen i en mengde av 19,9 pph. De temperaturer som ble opprettholdt i ekstrudersonene var: 170°C i matesone, 220°C i smelte- og utjevningssone, og 220°C i blandesone. Temperaturen i avkjølingssone'n ble justert slik at gelen kunne avkjøles ned til 123°C gjennom hele testene. For hver test ble dysespalten variert for å bestemme dens virkning på skumutseende. En forhåndsbestemt mengde av et azido-funksjonelt silan ble sprøytet inn i ekstruderen for å bestemme dets virkning på skumytelsen.

Testresultatene er oppsummert i tabell 1 og figur 1. Som

det kan ses fra figur 1, er en nøkkel til en vellykket skumekstru-dering av et lineært polyolefin med lav densitet, evnen til å byg-ge opp dysetrykket til tilnærmet 2758 kPa eller mer. Dette synes å være en passende demarkasjonslinje mellom gode og dårlige skum med hensyn til utseende.

Uten tilsetning av azido- silan falt LLDPE-skummet delvis sammen ved en større dysespalte. Dysen måtte lukkes til 0,15 cm for i det vesentlige å hindre skummet fra å falle sammen. Ved denne lille dysespalte hadde skummet et meget lite tverrsnitt, en stor mengde åpne celler, en høy densitet, noen hulrom i tverr-snittet og krusninger ved kantene. Skummet hadde ikke tilfredsstillende kvalitet. Når det ble tilsatt 0,05 pph av et azido-silan, ble skumkvaliteten kraftig forbedret ved at trykket øket både ved dysen og ved ekstruder-uttømmingen. Ved en så stor dysespalte som 0,28 cm, ble det oppnådd skura av god kvalitet med et større tverrsnitt, lav densitet, og lite innhold av åpne celler. Skumstrengen var rett uten noen tegn på flyte-ustabilitet. Skummet så enda bedre ut ved en silan-mengde på 0,075 pph. Skum med utmerket kvalitet ble dannet med en så stor dysespalte som 0,37 cm. Ved en silan-mengde på 0,10 pph ble det oppnådd et skum med endog større tverrsnitt. Skummet så godt ut, men det ble utviklet svake tegn på overtverrbinding, så som vist ved en svakt større mengde av åpne celler.

De således dannede LLDPE-skum med billig FC-12-esemiddel hadde god dimensjonsstabilitet under aldring. Dette trekk er bemerkelsesverdig siden et skum dannet fra et polyetylen med forgrenet kjede og lav densitet, ved anvendelse av samme esemiddel, krymper så meget som 30 % under aldring. LLDPE-skummene hadde også

en eieformasjonstemperatur på 115°C, som er 15°C høyere enn den for et typisk skum av polyetylen med lav densitet (LDPE). Defor-masjordtemperaturen er den høyeste temperatur hvorved et skum ik-ke krymper mer enn 5 % i volum under aldring i én time.

Eksempel 2

Ved testene i dette eksempel ble det brukt samme apparatur, polymerblanding og driftsforhold som i eksempel 1. Det ble anvendt en 80/20-blanding av FC-12/etanol som esemiddel for å se virkningen av alkohol på tverrbindingen.

Testresultatene er vist i tabell II. I dette eksempel, som ikke er noen del av foreliggende oppfinnelse, men snarere en del av gjenstanden for den samtidig verserende US-patentsøknad nr.

672 010, inngitt 16. november 1984, som det er referert til oven-for, er det vist at alkohol undertrykker linjetrykk for blandinger tverrbundet med et azido-funksjonelt silan.

Selv om det ikke er så dramatisk som i eksempel 1, var virkningen av silan tydelig på ett eller flere områder med hensyn til skumytelse. Skum med god kvalitet ble oppnådd ved silan-mengder på 0,1 til 0,15 pph. Ved en silan-mengde på 0,25 pph ble det brudd i skumstrengen som viser over-tverrbinding. Som vist i figur 4, fremviste skummene dannet med 0,15 og 0,25 pph silan en viss bestandighet mot termosammenfalling under tester med ovns-aldring. Det vil si at disse skum beholdt over 50 % av sitt opp-rinnelige volum under aldring i ovn ved 130°C i én time, mens sammenligningen (test nr. 1) og slike som inneholdt en mindre mengde silan, falt fullstendig sammen under testen.

Eksempel 3

Samme apparatur, polymer og driftsprosess som i eksempel 1

ble også anvendt i dette eksempel. En liten mengde (0,05 pph) av organotinnkatalysator (T-12) ble satt til alle blandingene i dette eksempel. Talkmengden ble variert fra 0,1 til 0,7 pph for regulering av cellestørrelsen. En 90/10-vektblanding av FC-12/- MeCl2 ble anvendt som esemiddel. En forhåndsbestemt mengde av et azido-funksjonelt silan ble innblandet i esemidlet. Ekstrudersonene ble holdt ved 170, 200 og 200°C for henholdsvis matesone, smelte- og utjevningssone, og blandesone. Geltemperaturen ble holdt ved 128°C. Dysespalten var fast på 2,54 mm ved alle testene, unntatt ved test nr. 5 ved hvilken skumutseende ble iakttatt også ved en dysespalte på 5,08 mm. I test nr. 5 ble det også innblandet en liten mengde (1,0 pph) metanol for å bestemme dens virkning. Testresultatene er angitt i tabell III.

Uten tverrbindingsmidlet var skummet av dårlig kvalitet med lite tverrsnitt, noen hulrom, ujevn hud og krusede kanter til tross for at det hadde en struktur med i alt vesentlig lukkede celler. Når det ble tilsatt en liten mengde (0,125 pph) av et amido-funksjonelt silan, ble det oppnådd en utmerket skumkvali-tet. Ved en silanmengde på 0,15 pph ble det utviklet smeltebrudd. Beskjæring av nukleator-nivået forbedret ikke skumkvaliteten. Når det ble innsprøytet alkoholholdig esemiddel/ for-svant smeltebruddet og det ble oppnådd skum med stort tverrsnitt av utmerket kvalitet. Dysen kunne åpnes til en så stor bredde som 5,08 mm uten at det inntraff forhåndsskumming, selv om det ble utviklet mer åpne celler i skummet. Det dannede LLDPE-skum i dette eksempel fremviste god dimensjonsstabilitet under omgivende aldring og en høy deformasjonstemperatur på 115°C.

Eksempel 4

Apparaturen anvendt i dette eksempel og dens driftsprosess var de samme som anvendt i eksempel 1. Et lineært polyetylen med høy densitet (HDPE) med en smelteindeks (ASTM D-1238-79 forhold E) på 0,6 og en densitet på 0,963 g/cm 3 ble anvendt i dette eksempel. Polymer-granulene ble blandet med 0,05 pph talk og 0,05 pph organotinn-katalysator (T-12). Blandingen ble matet inn i ekstruderen med 12,60 x 10 <4> kg/s). Ekstrudersonene ble holdt ved 160,200 og 200°C for henholdsvis mate-sone, smelte- og utjevningssone, og blandesone. Geltemperaturen var fast ved 132°C ved alle testene. Testresultatene er angitt i tabell IV.

Virkningen på et azido-silan på skummingen var endog mer dramatisk under testene i dette eksempel. Uten silan kunne det ikke dannes noe godt skum, men med 0,15 pph silan ble det oppnådd skum av utmerket kvalitet med i alt vesentlig lukkede celler. Skummene ekspandert med billig FC-12-esemiddel fremviste utmerket dimensjonsstabilitet under omgivende aldring uten krymping med mer enn 3 %. Dette er en bemerkelsesverdig forbedring overfor et LDPE-skum dannet med FC-12-esemiddel. Deformeringstemperaturen til HDPE-skummene var 125°C, hvilket er 25°C høyere enn det som er typisk for LPDE-skum.

Ek sempe1 5

I dette eksempel ble anvendt samme apparatur, driftsforhold og polymerblanding som i eksempel 4, bortsett fra geltemperatur og esemiddel. Geltemperaturen ble holdt ved 130°C og det ble anvendt en 90/10-blanding av FC-12/Et0H som esemiddel. Test-resultatene er angitt i tabell V.

Igjen var silan-tverrbindingsmidlet til hjelp ved skumbearbei-ding og alkoholen undertrykket utvikling av tverrbinding i ekstru-deringsserien. Ved en lav silanmengde ble det sett forbedringer på ett eller flere ytelsesområder. For eksempel falt skum-densi--teten, endog ved en silanmengde på 0,05 pph, betydelig i forhold til sammenligningen. Ved en silan-mengde på 0,15 pph ble det dannet skum av god kvalitet med en merkbar økning i dyse-trykket.

Det var interessant at trykket i ekstruderutløpet økte lite ved denne silanmengde. Dette er en fordel ved skumekstruderingspro-sesser siden et høyt dysetrykk hindrer forhåndsskumming, mens et lavt trykk i ekstruderutløpet letter polymerekstruderingen. Tren-den viser at et alkoholholdig esemiddel tenger en større silanmengde enn 0,15 pph for å gi optimale resultater.

Eksempel 6

Apparaturen anvendt i dette eksempel var den samme som i eksempel 1. Det ble anvendt en Hercules Porofax 6523 polypropylen-harpiks med en smelteindeks (ASTM D-1738 forhold L) på 4,0. Polymeren ble blandet med 0,1 pph talk og 0,05 pph organotinn-katalysator ("T'12") og ble matet inn i ekstruderen med en jevn hastighet på 12,60 x IO<4> kg/s. Det ble innsprøytet en 90/10-vektbland-ing av FC-12 og metylenklorid i ekstruderen i en mengde av 27,8 pph. Ekstrudersonene ble holdt ved 180, 200 og 210°C for henholdsvis matesone, smelte- og utjevnings-sone, og blandesone. Geltemperaturen ble holdt ved et i alt vesentlig konstant nivå på 146°C. Dataene er oppsummert i tabell VI. I dette eksempel forbedret også tilsetning av et azido-funksjonelt silan skum-bearbeid-barheten til polypropylen. Polypropylenskummene krympet ikke i det hele tatt under aldring og hadde en deformasjonstemperatur så høy som 165°C.

E ksempel 7

Den samme apparatur som ble anvendt i eksempel 1, ble anvendt i dette eksempel. Den polymer-tilmatning som ble anvendt i dette eksempel var en 80/20-blanding av et lineært polyetylen med lav densitet, som ble anvendt i eksempel 1, og et polystyren med en vektsmidlere molekylvekt på 200 000.

To granulære polymerer ble blandet ved anvendelse av en trom-melblander med 0,1 pph talk og 0,05 pph organotinn-katalysator (T-12) og matet til ekstruderen med en i alt vesentlig jevn hastighet på 12,6 x IO<4> kg/s. En 95/5-vektblanding av FC-12/etanol ble innsprøytet i ekstruderen i en mengde på tilnærmet 21,0 pph. Ekstrudersonene ble holdt ved 145, 195 og 205°C for henholdsvis mate-sone, smelte- og utjevningssone, og blandesone. Gelen ble avkjølt ned til en i alt vesentlig ensartet temperatur på 122°C. Test-resultatene er angitt i tabell VII og figur 2.

Denne spesielle polymerblanding gav et rimelig godt skum uten tverrbinding når dyse-spalten var lukket ned til 1,27 mm. Skummet hadde et lite tverrsnitt og en relativt stor mengde åpne celler. Ved en større dyse-spalte falt skummet delvis sammen. Skummet ble progressivt forbedret med mengden av -azido-funksjonelt silan. Ved en silan-mengde på 0,15 pph eller høyere, ble det oppnådd supert ut-seende skum med en lavere densitet, et større tverrsnitt og et lavere innhold av åpne celler. Ved en silan-mengde så høy som 0,25 pph var det ingen tegn på over-tverrbinding. Igjen var et dysetrykk på tilnærmet 2758 kPa demarkasjonslinjen mellom gode og dårlige skum.

De således dannede skum hadde også utmerket dimensjonsstabilitet under aldring uten å være plaget av noen som helst krymping. De-formasjonstemperaturen til blandingsskummet var 110°C.

Eksempel 8

Apparatur, driftsprosess og polymer som ble anvendt i dette

eksempel, var de samme som i eksempel 1.

Polymer-granuler ble tilklebet 0,05 pph talk ved anvendelse av et fuktemiddel, og ble matet inn i ekstruderen. FC-12-esemiddel ble sprøytet inn i ekstruderen med en i alt vesentlig ensartet mengde på 19,7 pph. En forhånds-bestemt mengde av dikumylperoksyd (Dicup ®R fra Hercules Inc.) ble sprøytet inn i esemiddelstrømmen i en 10 vektprosentig løsning i metylenklorid. Ekstrudersone-tem-peraturene ble holdt ved 140, 180 og 200°C, henholdsvis. Gelen ble kjølt ned til en i alt vesentlig ensartet temperatur på 124°C. De oppnådde data er angitt i tabell VIII og er illustrert i fig. 3.

LLDPE-sammenligningsskummet var ikke tilfredsstillende. Tilsetning av en liten mengde (0,0054 pph) dikumylperoksyd forbedret skum-bearbeidbarhet og kvalitet. De beste resultater ble oppnådd ved en peroksyd-mengde på 0,01 pph. Skum med utmerket kvalitet ble fremstilt ved et bredt område av dysespalter. Når peroksyd-mengden ble hevet til 0,012 3 pph, utviklet det seg symptomer på over-tverrbinding. Ved en høy peroksyd-mengde, ble det brudd i skum-strengen. Igjen var et dysetrykk på tilnærmet 2758 kPa demarkasjonslinjen mellom gode og dårlige skum.

Eksempel 9

Et Brabender Plasti-corder-(C.W. Brabender Instruments, Inc.) blandehode med kapasitet 60 ml ble anvendt i dette eksempel for å vise at en multi-vinyl-funksjonell monomer kunne anvendes som tverrbindingsmiddel i samsvar med denne oppfinnelse.

Brabender-blanderen ble oppvarmet til en i alt vesentlig konstant temperatur på 200°C. Et polyetylen med lav densitet, anvendt i eksempel 1, ble benyttet i alle testene i dette eksempel. Tilnærmet 40 g av det granulære polyetylen ble anbrakt i blanderen hvis roterende blader hadde en konstant hastighet på 30 omdr. pr. min. Blander-åpningen ble kontinuerlig spylt med nitrogen i de fleste tester, unntatt hvor annet er angitt. Torsjonsvridningsmomentet ble kontinuerlig registrert på en papirstrimmel. Torsjonsvridningsmomentet nådde en i alt vesentlig stabil tilstand på 5 til 10 minutter.

Etter blanding i 10 minutter ble det tilsatt en forhåndsbestemt mengde tverrbindingsmiddel valgt fra "Dicup" ®R dikumylperoksyd fra Hercules Inc. og trimetylolpropan-triakrylat (TMPTA) fremstilt av Celanese Chemical Co. Dicup R ble innmatet i 20 prosentig løsning i metylenklorid. Det ble fortsatt med knaing inntil torsjonsvridningsmomentet fremviste topp. Smelteindeks til det tverrbundne materiale ble bestemt.

Som vist i tabell IX, er dikumylperoksyd et effektivt tverrbindingsmiddel. Torsjonsvridningsmomentet steg 18 % ved en perok-sydmengde på 0,02 pph. Mengden av peroksyd ble bestemt nokså effektivt i eksempel 8. En lignende økning av torsjonsvridningsmoment ble oppnådd ved 0,3 til 0,4 pph TMPTA i nitrogenatmosfære.

Av disse resultater kan det utledes at en multi-vinyl-monomer kan anvendes som tverrbindingsmiddel for å gi forbedret ekstrusjons-skummeevne til en lineær polyolefipolymer.

Ekempel 10

Brabender-blanderen ble også anvendt i dette eksempel. Flere lineære polyetylener med lav densitet og et polyetylen med høy densitet med en smelteindeks (ASTM D-1238-79 forhold E) på 6,2 og en densitet på 0,963 g/cm ble vurdert på selvtverrbinding i luft-atmosfære. Ved hver test ble tilnærmet 40 g polymer innført i blanderen som hadde blader som roterte med en konstant hastighet på 30 omdr. pr. min. Test-dataene er angitt i tabell X.

Alle lineære polyetylener med lav densitet oppnådde mer enn tilstrekkelig med torsjonsvridningsmomentet for å gi forbedret ekstrusjons-skummeevne under knaing i blanderen. Induksjonstiden for torsjonsvridningsmomentet var for det meste kortere enn 30 minutter. Induksjonstiden ble kortere, og økningen av det maksimale torsjonsvridningsmoment var større ved en høyere temperatur. I

en inert atmosfære steg ikke torsjonsvridningsmomentet merkbart. Antioksydant forsinket tverrbindingen, men stanset ikke utviklingen av den. Av resultatene av testene kan det utledes at smelteknaing av et lineært polyetylen i nærvær av oksygen er en annen måte for lett tverrbinding av polymeren for ekstrusjonsskumming. En utluf-tet ekstruder kunne ikke anvendes for dette formål.

Eksemp el J. 1

Apparaturen anvendt i dette eksempel var den samme som i eksempel 1. Et granulært polystyren, polystyren med en vektsmidlere molekylvekt på 200 000, ble jevnt blandet med en liten mengde dibutyltinndilaurat-kondensasjonskatalysator ("T-12", fås i handelen fra M & T Chemicals, Inc.), bariumstearat og talk. Blandingen ble matet inn i ekstruderen ved en i alt vesentlig ensartet hastighet på 12,60 x 10~<4> kg/s. Et forhåndsblandet esemiddel ble sprøytet inn i ekstruderen i en forhåndsbestemt grad. Esemidler som ble anvendt i dette eksempel, var en 50/50-vektblanding av fluorkarbon 12 (FC-12) og metylklorid (MeCl) for test nr. 1 og en 70/30-vektblanding av fluorkarbon 12 og fluorkarbon 11 (FC-11) for de andre tester. Alt azido-funksjonelt silan, 2-(trimetoksysilyl-etylfenylsulfonyl)azid (CT2 905 distribuert av Petrarch Systems, Inc.), ble innsprøytet i esemiddelstrømmen i en ensartet forhånds-bestemt grad. Ekstrudersonene ble holdt ved 170, 190 og 200°C

for henholdsvis matesone, smelte- og utjevningssone, og blandesone. Temperaturen i avkjølingssonen ble justert slik at gelen kunne kjø-les ned til ensartet temperatur for optimal ekspansjon.

Ved en fast dyseåpning for et gitt esemiddelsystem hvor alle blandinger gav skum av god kvalitet, ble trykkene både i dysen og ekstruder-utløpet registrert og det ble tatt prøver. Skumprøvene ble aldret i ca. én måned ved omgivelsestemperatur før bestemmelse av egenskaper og sekundære skummetester.

Sekundær skumming ble utført både ved atmosfæredamp og ved varm luft. Skumklumper med tykkelse på 6,35 mm ble snittet ut av skumstrenger og aldret i ca. én dag ved omgivelsestemperatur før sekundære ekspansjoner. Etter eksponering for atmosfæredamp i va-rierende tidsrom, ble skumprøvestykker aldret ved omgivelsestemperatur mens deres vekter og volumer ble overvåket. Sterkt ekspanderte skumprøvestykker krympet når de ble tatt ut av damp, men de gjenvant endelige stabile volumer etter ca. 2 dager. Ekspansjonstester i varm luft ble utført på lignende måte, men unntak av at ekspansjon eller krymping av et skum-prøvestykke i ovnen ikke permanent behøvde omgivende aldring for volum-gjenvinning.

Tabell XIA viser at inkorporering av et azido-funksjonelt silan gradvis hever både dysetrykket og trykket i ekstruderutløpet. Andre merkbare virkninger av silan, inkluderer økning av celle-størrelse og tverrsnittsstørrelse hvilket er ønskelig ved skum-ekstrudering.

Den betydelige virkning av silan på damp-ekspanderingsevnen til ekstrudert polystyrenskum kan ses i tabell XIB. Tilsetning av silan øker både hastigheten og utstrekningen av skumekspansjon i damp. Ved en silanmengde på 0,2 pph ekspanderer skummet ca. to ganger så meget som sammenligningen, til et ekspansjonsforhold som

overskrider 280 på 2 timer. Ved denne lange eksponering for damp vil sammenligningen og en prøve med liten mengde (0,05 pph) silan få termisk sammenfalling; ekspansjonsforholdene er lavere enn dem ved én times eksponering.

Typen av esemiddel har også en tydelig virkning på damp-ekspanderingsevnen til de ekstruderte polystyrenskum. Skum ekspandert med FC-12/MeCl-esemiddel viser lavere ekspansjoner enn halv-parten av den som ble oppnådd med FC-12/FC-ll-esemiddel. Tap av metylklorid under aldring er en sannsynlig årsak til den relativt dårligere ytelse til FC-12/MeCl-eset skum. FC-11, som har høy løselighet i polystyren, mykner polystyren effektivt for hurtige-re og større ekspandering.

Virkningen av tverrbinding ses også ved ekspansjonstester i varm luft. Som vist i tabell XIC, ekspanderer skum som er lett tverrbundet med et azido-funksjonelt silan, mer og motstår varm luft lenger enn sammenligningen. Et skum som er tverrbundet med 0,15 pph eller en større mengde av azido-silan, opprettholder for eksempel ekspandering under 90 minutters eksponering for luft ved 100°C, mens sammenligningen faller sammen innen 60 minutter ved den samme temperatur. Selv om det er mindre fremtredende så fast-holdes tverrbindingseffekten også ved en lavere mengde med silan.

Eksempel 12

Apparaturen og den driftsprosess som ble anvendt ved disse tester, var de samme som i eksempel 1. Den polymer-tilmatning som ble anvendt ved testene i dette eksempel var en 50/50-vekt-blanding av polystyren med MV 200 000 og polystyren med MV 300 000. Tilnærmet 0,05 pph "T-12", 0,1 pph bariumstearat og 0,1 pph talk ble innblandet i den granulære blanding av de to polystyrener og matet inn i ekstruderen ved en jevn hastighet på 12,60 x ao -4 kg/s. I test 1 ble det anvendt en 50/50-vektblanding av FC-12 og metylklorid som ekspanderingsmiddel og en 70/30-blanding av FC-12 og FC-11 i resten av testene. Mengden av azidosilan-tverrbindingsmiddel ble variert opp til 0,4 5 pph. Ekstrudersonene ble holdt ved ca. 170, 200 og 200°C for henholdsvis matesone, smelte- og utjevningssone, og blandesone. Temperaturen i kjølesonen ble justert slik at gelen kunne nå en i alt vesentlig jevn temperatur på 135°C.

Da driftsforholdene nådde en i alt vesentlig stabil tilstand, ble virkningen av dyse-åpningen på skumutseende og linjetrykk un-dersøkt. Skumprøver ble tatt både ved terskel-dysespalten for forhånds-skumming og ved en fast dyse-spalte for et gitt esemiddelsystem. Tester for bestemmelse av egenskaper og tester for sekundær skumming ble utført som beskrevet i eksempel 11.

Vanligvis har silan-tverrbindingsmiddel en lignende virkning på denne polymerblanding. Som vist i tabellene XIIA, XIIB og XIIC, øker azido-funksjonelt silan dysetrykket og cellestørrelse og tillater at det oppnås et større skum-tverrsnitt og større ekspansjon i både damp og varm luft. Dysen kan åpnes bredere med en mengde av azido-funksjonelt silan på 0,25 pph eller høyere. Også for denne polymerblanding har typen av ekspanderingsmiddel en klar virkning på damp-ekspanderingsevnen. FC-12/FC-11 er klart bedre enn FC-12/MeCl-esemiddel. Dette tilskrives den lave gjennomtrengelighet og høye løselighet av FC-11 i polystyren.

Eksempel 13

Apparaturen anvendt i dette eksempel var den samme som ble anvendt i de andre eksempler ved denne oppfinnelse. En '^"-for-met dysemunning for Dow Pelaspan-Pac løsfyllstoff-pakning ble festet ved utløpsenden av ekstruderen som erstatning for den spalte- justerbare dyse som ble anvendt i de andre eksempler.

En 60/40-vektblanding av polystyren med MV 200 000 og polystyren med MV 300 000 ble blandet med 1,2 pph brann-hemmende mid-del laget av Dow Chemical Co. ("FR-651"), 0,02 pph magnesiumok-syd og 0,2 pph kalsiumstearat ved anvendelse av en liten mengde fuktemiddel. For tester med inkorporering av azido-silan ble det ytterligere innblandet en liten mengde (0,05 pph) dibutyltinndilaurat ("T-12"). Blandingen ble matet inn i ekstruderen ved en jevn hastighet på ca. 12,6 x 10 4 kg/s. En forhåndsbestemt mengde av azido-funksjonelt silan ble forhåndsblandet i esemidlet og innsprøytet i ekstruderen. En 95/5-vektblanding av FC-11 og metylenklorid var det esemiddel som ble anvendt ved testene 1 og 2, og en liten mengde metanol var innblandet i esemidlet ved test 3. Ekstrudersonene ble holdt ved 160, 180 og 200°C for henholdsvis matesone, smelte- og utjevningssone, og blandesone. Temperaturen i kjølesonen ble justert slik at ekstruderstrengen kunne bli i alt vesentlig fri for hulrom etter bråkjøling i kaldt vann. Den faste streng ble oppskåret til lengder på tilnærmet 6,35 mm. Granulene hadde en bredde på ca. 7,9 mm og en tykkelse på ca. 2,4 mm.

De således ekstruderte granuler ble herdet i vann ved 65°C

i ca. 30 minutter og aldret i omgivende luft i én dag før damp-ekspansjons-tester. Granulene ble ekspandert ved atmosfæredamp i 10 minutter og så aldret én dag. Denne første ekspansjon ble fulgt av en annen, tredje og fjerde ekspansjon med intervaller på én dag mellom ekspansjonene. Ekspansjonstidene var 10, 1 og 1 minutter for henholdsvis annen, tredje og fjerde ekspansjon. Skumdensiteter ble bestemt etter at skummene var aldret i én dag etter hver ekspansjon.

Som vist i tabell XIII resulterer tilsetning av et azido-silan i en svak økning i linjetrykket og fører til lavere skum-densiteter. Det ekspanderte materiale tverrbundet med azido-silan viste ikke bare lavere densiteter etter hver ekspansjon, men bedre utseende etter tredje og fjerde ekspansjoner. Sammenligningen (test 1) utviklet spalter og sprekker på overflaten,

men de tverrbundne materialer fremviste få slike mangler.

Eksempel 14

Deformasjonstemperaturen for skum ble testet ved å aldre dem

i en konvensjonell ovn i én time. Figur 5 illustrerer resultatene av testene. Et sammenligningsskum av forgrenet polyetylen med lav densitet (LDPE) uten noe azido-silan-tverrbindingsmiddel fremviste i alt vesentlig en deformasjonstemperatur på mellom 105 og 110°C. Deformasjonstemperaturer for skum dannet av polypropylen (PP), polyetylen med høy densitet (HDPE) og lineært polyetylen med densitet (LLDPE) er henholdsvis 165, 125 og 115°C. Innblanding av 20 % polystyren (PS) gir en svak reduksjon av deformasjonstemperaturen til lineært polyetylen med lav densitet. På den annen side forårsaker inkorporering av så meget som 40 % LDPE ikke noe fall i deformasjonstemperaturen til lineært polyetylen med lav densitet. Alle de lineære olefinpolymerskum tverrbundet med azido-silaner vil være anvendbare ved høyere temperaturer enn den med et skum av forgrenet polyetylen med lav densitet.

Eksempel 15

Som vist i figurene 6 og 7, og også i tabell XVI nedenfor, blir seigheten og fastheten til de lineære polyolefiner også godt gjenspeilet i deres skumegenskaper. Et LLDPE-skum med densitet på 26,27 kg/m^ utklasser et LDPE-skum med ekvivalent densitet med hensyn til alle fasthetskategorier. LLDPE-skummet var dobbelt så sterkt og dobbelt så seigt som LDPE-skummet. LLDPE-skummet med densitet på 26,2 7 kg/n<P> tilsvarer nesten et LDPE-skum med mye høy-ere densitet (40,53 kg/m^) i trykkfasthet og utklasser i virkelig-heten LDPE-skummet i strekkegenskaper. Deformasjonstemperaturen til LLDPE-skum var 10 til 15°C høyere enn den for LDPE-skum.

Skum dannet av polyetylen med høy densitet og polypropylen gjenspeiler også klart bedre trykkfastheter og deformasjonstemperaturer enn LDPE-skum.

Eksempel 16

Apparaturen anvendt i dette eksempel og dets driftsprosess var de samme som ble anvendt i eksempel 1. Et lineært polyetylen med lav densitet med en smelteindeks på 1,0 og en densitet på 0,935 g/cm<3> ble anvendt i dette eksempel. Polymer-granulene ble blandet med 0,05 pph talk og 0,05 pph organotinn-katalysator ("T-12"). Et diklordifluormetan-(FC-12)esemiddel ble tilsatt

med en hastighet på 2,29 x 10 -4 til 2,37 kg/s. Som tverrbindingsmiddel ble vinyltrimetoksy-silan (VTMO) innsprøytet i esemid-delstrømmen i de mengder som er angitt i tabell XVI. Ekstrudersonene ble holdt ved 160, 180 og 200°C for henholdsvis matesone, smelte- og utjevningssone, og blandesone. Geltemperaturen var fast ved 125°C ved alle testene. Testresultatene er angitt i tabell XVI.

Som det kan ses falt sammenligningsprøven uten noe tverrbindingsmiddel sammen ved store dyseåpninger. Bare ved den mins-te dyseåpning ble det dannet et tilfredsstillende skum. Dette skum hadde imidlertid et meget lite tverrsnitt og noen åpne celler. Tilsetningen av VTMO som tverrbindingsmiddel gav anledning til å anvende bredere dyseåpninger, hvilket resulterer i gode skum som har større celler og tverrsnitts-størrelser mens de frem-viser et meget lavt innhold av åpne celler.

Eksempel 17

Apparatur, prosess, polymer, additiver og esemiddel som ble anvendt i dette eksempel var de samme som ble anvendt i eksempel 16. Som tverrbindingsmiddel ble det innsprøytet en 30:l-vekt-blanding av vinyltrimétoksy-silan og dikumylperoksyd i esemiddel-strømmen i de mengder som er angitt i tabell XVII.

Som det kan ses var VTMO/peroksyd-blandingen ganske effek-tiv og dannet skum av utmerket kvalitet med store celler og tverrsnitts-størrelser og meget lavt innhold av åpne celler.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et svakt tverrbundet lineært olefinpolymer-skummateriale med en hovedsakelig lukket-cellestruktur, omfattende trinnene: a) smeltebehandling under trykk av en lineær olefinpolymer eller blanding av lineære olefinpolymerer, b) blanding av et flyktig esemiddel og en tilstrekkelig mengde av et tverrbindingsmiddel sammen med den lineære olefinpolymer eller blanding av lineære olefinpolymerer for å danne en flytbar blanding, og c) ekstrudering av blandingene gjennom en dyse til en sone med lavere trykk og aktivering av esemidlet til ekspandering av den lineære olefinpolymer eller blanding av lineære olefinpolymerer, til en hovedsakelig lukket-cellestruktur tverrbundet med seg selv for å danne et svakt tverrbundet skummateriale, karakterisert ved at det som tverrbindingsmiddel anvendes azido-funksjonelle silaner, multifunksjonelle vinylmonomerer, oksygen eller blandinger derav.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som lineær olefinpolymer anvendes lineært lavdensitets-polyetylen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som lineær olefinpolymer anvendes høydensitets-polyetylen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som lineær olefinpolymer anvendes polypropylen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som lineær olefinpolymer anvendes polystyren.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et trykk ved dysen på minst 27,2 atmosfærer.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som tverrbindingsmiddel anvendes 2-(trimetoksy-silyletylfenylsulfonyl)azid, og en katalysator som katalyserer kondensasjonen av silanoler settes til tverrbindingsmidlet.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som tverrbindingsmiddel anvendes trimetylol-propantriakrylat.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tverrbindingsmidlet innføres etter esemidlet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at det som tverrbindingsmiddel anvendes fra 0,01 til 2,0 pph av et azido-funksjonelt silan, og en katalysator som katalyserer kondensasjonen av silanolet tilsettes.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at det som tverrbindingsmiddel anvendes fra 0,01 til 2,0 pph av en multifunksjonell vinylmonomer.