NO750886L

NO750886L -

Info

Publication number: NO750886L
Application number: NO750886A
Authority: NO
Inventors: G Zeitler; L Hoehr; H Mueller-Tamm
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1975-09-23
Also published as: IT1033438B; JPS50127967A; FR2264844B3; SE7503070L; ES435768A1; BE826831A; NL7503349A; FR2264844A1; DK112175A; DE2413408A1

Description

"Oppskumbar plastmasse av en kiyrenpolymer,

en etylenpolymer, en oppløsningsformidler

og et drivmiddel, samt fremgangsmåte

til fremstilling derav"

Denne oppfinnelse angår oppskurribare polymermasser basert på blandinger av styrenpolymerer, etylenpolymerer, løsningsformid-lere og drivmidler„

Oppskumbare polymermasser på basis av termoplastiske polymerer er kjent. De fremstilles for eksempel ved blanding av en termoplastisk polymer og et drivmiddel i en ekstruder under trykk, hvor den termoplastiske masse ikke skummer opp, og ekstrudering av blandingen. For det meste blir massene granulert og transportert til sitt anvendeIsessted i findelt form, for eksempel for fremstilling av skumstoffer. Polymeriseringen av monomerene, som fører til den termoplastiske polymer, kan utføres i nærvær av drivmiddelet. Særlig fordelaktig har man kunnet polymerisere styren i nærvær av drivmiddel i vandig suspensjon for fremstilling av findelt ekspan-derbart po lystren.

På de ovennevnte måter ble det eksempelvis fremstilt oppskumbare styrenpolymerer eller oppskumbare etylenpolymerer som kunne forarbeides til skumstoffer med egenskaper som bestemmes sv de fysi-kalsk-kjemiske egenskaper til den anvendte polymer.Blandinger av styrenpolymerer og etylenpolymerer og drivmidler har hittil bare kunnet fremstilles til skumstoffer med utilfredsstillende egenskaper . Blander man eksempelvis polystyren og polyetylén i forholdet lsl i en ekstruder under anvendelse av et drivmiddel og fremstiller et findelt granulat, så kan granulatet riktignok oppskummes, men det erholdte skumstoff har utilfredsstillende mekaniske egenskaper, slik at dets tekniske anvendelsesmuligheter ikke kan utnyttes.

Oppfinnelsen tar derfor sikte på å tilveiebringe oppskumbare polymermasser basert på blandinger av termoplastiske polymerer og drivmiddel, hvilke polymermasser ikke har ovennevnte ulempe.

I henhold til oppfinnelsen er denne oppgave løst ved at man som termoplastisk polymer anvender en blanding som inneholder en

étyrenpolymer, en etylenpolymer og en oppløsningsformidler.

Videre tilveiebringes en fremgangsmåte til fremstilling av slike oppskumbare polymermasser. Denne går ut på at man blander en styrenpolymer, en etylenpolymer og en oppløsningsformidler, over-fører blandingen i findelt form og bringer de erholdte partikler i kontakt med drivmiddelet.

De oppskumbare polymermasser inneholder fordelaktig mellom 10 og 95 vektdeler, fortrinnsvis mellom 30 og 90 vektdeler, av en eller flere styrenpolymerer, 90-5 vektdeler, fortrinnsvis 70-10 vektdeler, av en eller flere etylenpolymerer og, beregnet på 100 deler av blandingen av styren- og etylenpolymerer, 0,5-30 deler av en eller flere oppløsningsformidlere.

Med styrenpolymerer menes her homo- og kopolymerer av styren.Kopolymerene inneholder foruten styren også andre med styren kopolymeriserbare monomerer i slike mengder at andelen av styren, beregnet på monomerene, utgjør miast 50 vekt%. Som slike kopoly-meriseringskomponen^er kan eksempelvis anvendes; a-metylstyren, kjernehalogenerte styrener, akrylnitril, estere av akryl- eller met-akrylsyre og alkoholér med 1-8 karbonatomer, vinylkarbazol eller også små mengder av forbindelser som inneholder to polymeriserbare dobbeltbindinger, så som butadien, divinylbenzen ekker butandiol-diakrylat. Styrenpolymerene har smelteindekser mellom 0,1 og 50 g/10 min. (200°c/5 kg).

Egnede etylenpolymerer er etylenhomo- og kopolymerer. Således kan man anvende etylénhomopolymerer fremstilt ved hØytrykks-henhpldsvis lavtrykkspolymerisering med en tetthet mellom 0#850 og 0,965 g/cm . Egnede etylenkopolymerer inneholder som komonomerer enten andre olofiner, så som propylen, buten-1 eller eksempelvis vinylestere av syrer med 2-4 karbonatomer, så som vinylacetat; vinylpropionat eller akrylsyre- og metakrylsyreestere av alkoholer med 1-10 karbonatomer. videre kan man anvende karbonoksyd, styeen, vinylklorid, svoveldioksyd, fumarsyre- og maleinsyre-estere. Enn-videre kan blandinger av etylenpolymerer anvendes, eksempelvis blandinger av høytrykks- eller lavtrykks-polyetylen og etylenkopolymerer, så som kopolymerer av etylen og vinylacetat.

Innholdet av komonomerer i etylenkopolymerene ligger fortrinnsvis mellom 1 og 49 vekt%, spesielt mellom 3 og 35 vekt%. Ko-polymerenes smelteindeks kan variere innen vide områder og er særlig0,1-1000g/10 min. (190°c/2,6 kg).

Med oppløsningsformidlere, som også kan betegnes blandings- formidlere, menes i det foreliggende slike stoffer som ved tilset-ning til en blanding av styrenpolymerer og etylenpolymerer bevirker en finfordeling av den ene polymer i den andre. Prøvelegemer som fremstilles av masser inneholdende en styrenpolymer, en etylenpolymer og en oppløsningsfoarradtdler, har en høyere rivefasthet, målt etter DIN 53 455, enn prøvelegemer av masser som utelukkende inneholder en styrenpolymer og en etylenpolymer. Forutsetningen er at blandebetingeIsene ved fremstillingen av massene er de samme.

Egnede oppløsningsformidlere er eksempelvis podepolymerer

av styren og polyetyleh, og kopolymerer av styren-etylen. Spesielt fordelaktige er hydrogenerte styren-butadien-blokkpolymerer, slik disse eksempelvis er beskrevet i Houben-Weyl, bind 14/1, side 833, Molekylvekten ligger mellom 3000 og 800 000, andelen av styren mellom 10 og 80%. Andelen av styrenpolymeren kan utgjøre 10-95 vekt%.

Blandingene av styrenpolymerer, etylenpolymerer og oppløs-ningsformidlere kan fremstilles på vanlig måte i knamaskiner eller ekstrudere. Blandingene overføres deretter i findelt form. Partik-kelstørrelsen på 0,5-3 mm - særlig gunstig er partikler på 1-2 mm - oppnås eksempelvis ved ekstrudering av tynne strenger med tverrmål på 1-2 mm og oppdeling med eller uten oppvarming. Det kan imidlertid også anvendes partikler fremstilt av et grovere granulat, for eksempel ved maling.

Som drivmiddel inneholder de oppskumbare polymermasser hen-siktsmessig 3a vmolekylære organiske stoffer med kokepunkt ved normal-betingelser mellom -50 og I00°c. Det anvendes under normale betin-gelser fortrinnsvis gassformige eller væskeformige, alifatiske eller cykloalifatiske hydrokarboner, som for eksempel propan, butan, pentan, heksan eller cykloheksan, isobutan, isopentan eller isoheksan. Også halogenhydrokarboner, så som metylklorid, metylenklorid, etyl-klorid, diklordifluormetan, trifluorklormetan er godt egnet. Det kan også anvendes etere, så som dimetyl- eller dietyleter, eller ketoner så som aceton. Disse drivmidler kan anvendes alene eller i blandinger. De foreligger i de findelte masser i mengder mellom 2

og 15 vekt%, fortrinnsvis 5-10vekt%. videre har det vist seg fordelaktig at det til de drivmiddelholdige masser tilsettes andre løs-ningsmidler , for eksempel alkoholer, i mengder på 1-10 vekt%, beregnet på drivmiddelet, for eksempel etanol, i tillegg til drivmid-léne.

De drivmiddelholdige partikler i blandingene kan fremstilles etter en fordelaktig fremgangsmåte. Man fremstiller da, som beskrevet ovenfor, de findelte blandinger og bringer disse i kontakt med drivmiddelet. Dette kan skje ved normaltemperatur eller ved tem-peraturer mellom -10 og 100°C under normalt trykk eller ved over-trykk opp til 50 atmosfærer. Drivmidlene kari foreligge i væske-formig eller gassformig tilséand. Drivmiddelet bevirker esing av massene og fordeles homogent i partiklene. For oppnåelse av en jevn fordeling av drivmidlene i partiklene trenges en oppholdstid i den drivmiddelholdige atmosfære på 0,5 til ca. 48 timer, fortrinnsvis 1-24 timer. Det er mulig bare å anvende slike drivmiddelmeng-der som skal foreligge i massene. Det kan imidlertid også brukes et overskudd, idet de mengder som ikke opptas av blandingene, eksempelvis kan fjernes ved avhelling eller avdestillering.

De drivmiddelholdige partikler kan imidlertid også fremstilles ved blanding av styren- og etylenpolymerer i nærvær av oppløs-ningsformidleren og drivmiddelet i en ekstruder og påfølgende gra-nuler ing av blandingen. De hensiktsmessige partikkelstørrelser er som angitt for de ikke-drivmiddelholdige partikler.

Foruten de angitte stoffer kan massene inneholde andre stoffer. Således kan man til massene tilsette brannhemmendei.midler, fargestoffer, fyllstoffer, glidemidler eller andre polymere materialer, for eksempel kautsjuklignende stoffer, så som polyiuobutylen. Det kan være fordelaktig at det til massene tilsettes grovkornede eller fiberformede fyll- eller forsterkningsstoffer. Videre kan det i skumstoffene innarbeides grovmasket vev eller flettverk-formede materialer av termoplastiske polymerer som forsterkningsinnlegg. De oppskumbare polymermasser kan anvendes som råstoff for sprøytestøpte gjenstander. Således kan man eksempelvis ved sprøyte-støping av de oppikumbare formmasser ifølge oppfinnelsen fremstille formlegemer som har en glatt overflate og som oppviser skurastruktus? og en litervekt på 50-600 g.

De oppskumbare polymermasser oppskummes med fordel uten sin-tring av partiklene. Denne oppskumming kan gjentas flere ganger. Slike skumstoffpartikler, som har en litervekt på 10-200 g, finner anvendelse som fyllstoffer, eksempelvis i lettbetong, eller til fremstilling av lette bygningsplater på annen basis.

Skumstoffene har den fordel at de kombinerer bestemte egenskaper hos etylen- og styrenpolymerer. De har en høyere elastisitet enn styrenpolymerer. Spesielt er de imidlertid uømfintlige overfor løsningsmidler,, så som eddiksyreester og toluen.

De i eksemplene angitte deler er vektdeler, og prosentangi-

velsene er på vektbasis.

Eksempel 1

40 deler av et høytrykkspolyetylen med en tetthet på 0,918 g/cm<3>og en smelteindeks på 4 g/10 min. (160°C/2,16 kg) og 60 deler av et polystyren med en smelteindeks på 2 g/10 min (200°c/5 kg) og 5 deler av en hydrogenert styren-buta'dien-polymer med en molekylvekt på 70 000 blandes i 5, minutter ved 210°C i en knamaskin og forarbeides deretter i en ekstruder til et fingranulat på 1 mm tverrmål pg 1 mm lengde.

Dette findelte granulat blandes i 10 minutter med 6 deler butan og 2 deler metylklorid i en blander.. Etter en oppholdstid på 12 timer kan den findelte oppskumbare polymermasse føres til det neste forarbeidelsestrinn.

Eksempel 2

60 deler av et lavtrykkspolyetylen med en tetthet på 0,942 og en smelteindeks på 6 g/10 min. (190°C/2,16 kg) og 40 deler polystyren med en smelteindeks på 9 g/10 min. (200°c/5 kg) og 2 deler av en hydrogenert styren-butadien-blokkpolymer med molekylvekt på 80 000 blandes i 10 minutter ved 230°C i en knamaskin og forarbeides deretter i en ekstruder til et granulat med korn-rtverrmål på 4 mm.

Dette gaanulat oppdeles i en prallplatemølle til en korh-størrelse på 1-2 mm og behandles i en blander med 10 deler metylformiat. Etter en oppholdstid på 6 timer fås en oppskumbar masse i hvilken drivmiddelet er jevnt fordelt.

Eksempel 3

80 deler av et høytrykkspolyetylen med en tetthet på 0,918 og en smelteindeks på 1 g/10 min. (190°C/2,16 kg) og 20 deler polystyren. med en smelteindeks på 1 g/10 min. (200°C/5 kg) og 5 deler av en podepplymer av styren på polyetylen med et styreninnhold på 30% blandes i en knamaskin ved 190°C i 8 minutter og formes deretter i en ekstruder til fingranulat på 0,8 x 1,0 mm.

Dette granulat behandles med 9 deler pentan i en blander ved romtemperatur. Etter 12 timer fås en oppskumbar masse.

Eksempel 4

40 deler av et lavtrykkspolyetylen med en tetthet på 0,961 og en smelteindeks ^0*1 g/10 min. (190<o>c/2*16 kg) og 60«Jdeler av en styrenkopolymer bestående av 95 deler styren og 5 deler akrylnitril, som hadde en tetthet på 1,06 g/cm3 og en smelteindeks på 1,0 g/10 min. (200°c/5 kg), og 5 deler av en etylen-styren-kopolymer som inneholdt 20 deler etylen og hadée en tetthet på 0,97 g/cm og en smelteindeks på 15 g/10 min. (200°c/5 kg), blandes på den i eksempel 3 angitte måte.

Det erholdte granulat behandles med 9 deler metylklorid og oppskummes.

Claims

1. Oppskumbar polymermasse på basis av termoplastiske polymerer og drivmidler, karakterisert ved at det som termoplastisk polymer er anvendt en blanding av en styrenpolymer, en etylenpolymer og en oppløsningsformidleri

2. Fremgangsmåte til fremstilling av findelte oppskumbare polymermasser ifølge krav 1, karakterisert ved at man blander styrenpolymerer, etylenpolymerer, oppløsningsformidlere, overfører blandingen i findelt form og bringer den i kontakt med drivmiddel.

3. Oppskumbar polymermasse ifølge krav 1, karakterisert ved at styrenpolymerene består av polystyren med smelteindeks mellom 0,1 og 50 g/10 min. (200°c/5 kg).

4.. Oppskumbar polymermasse ifølge krav 1, karakterisert ved at styrenpolymerene består av kopolymerer av styren hvor styreninnholdet er minst 50 vekt%.

5. Oppskumbar polymermasse ifølge krav 1, karakterisert ved at det som styrenpolymer er anvendt en kopolymer av styren og akrylnitril.

6. Oppskumbar polymermasse ifølge krav 1, karakterisert ved at det.som etylenpolymerer er anvendt etylenhomopoly-merer som har en tetthet mellom 0,850 og 0,965 g/cm <3> .

7. Oppskumbar polymermasse ifølge krav 1, karakterisert ved at det som etylenpolymerer er anvendt etylenkopolymerer som har en smelteindeks på 0,1-1000 g/10 min. (190°C; 2,16 kg) og hvor etylenandelen er minst 50wekt%.

8. Oppskumbar polymermasse ifølge krav 1, karakterisert ved at det som oppløsningsformidler er anvendt hydrogenerte styren-butadien-blokkpolymerer som har en molekylvekt mellom 3000 og 800 000 og en styrenandel mellom 10 og 95 vekt%.

9. Oppskumbar polymermasse ifølge krav l,, karakterisert ' ved at det som oppløsningsformidler er anvendt podepolymerer av styren på polyetylen.

1 0. Oppskumbar.polymermasse <:> ifølge krav 1, karakterisert ved at detusom oppløsningsformidler er anvendt etylen-styrén-kopolymerer.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at man som drivmiddel anvender lavmolekylære organiske stoffer som har et kokepunkt mellom 50 og 100°C.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at man som drivmiddel anvender en blanding av butan og metylen-kldrdid.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at man som drivmiddel anvender metylformiat.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at man som drivmiddel anvender pentan.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at man som drivmiddel anvender metylklorid^