PL205204B1 - Spienialne cząstki poliolefinowe, sposób spieniania tych cząstek i ich zastosowanie - Google Patents

Spienialne cząstki poliolefinowe, sposób spieniania tych cząstek i ich zastosowanie

Info

Publication number
PL205204B1
PL205204B1 PL363262A PL36326202A PL205204B1 PL 205204 B1 PL205204 B1 PL 205204B1 PL 363262 A PL363262 A PL 363262A PL 36326202 A PL36326202 A PL 36326202A PL 205204 B1 PL205204 B1 PL 205204B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
particles
weight
agent
coating
polyolefin
Prior art date
Application number
PL363262A
Other languages
English (en)
Other versions
PL363262A1 (pl
Inventor
Christian Maletzko
Uwe Keppeler
Klaus Hahn
Grave Isidor De
Original Assignee
Basf Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Ag filed Critical Basf Ag
Publication of PL363262A1 publication Critical patent/PL363262A1/pl
Publication of PL205204B1 publication Critical patent/PL205204B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/26Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a solid phase from a macromolecular composition or article, e.g. leaching out
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/224Surface treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/04Foams characterised by the foaming process characterised by the elimination of a liquid or solid component, e.g. precipitation, leaching out, evaporation
    • C08J2201/044Elimination of an inorganic solid phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/14Saturated hydrocarbons, e.g. butane; Unspecified hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są spienialne cząstki poliolefinowe, sposób spieniania tych cząstek i ich zastosowanie.
Do wytwarzania piankowych elementów kształtowych przydatnych w budowie samochodów, w opakowaniach i w dziedzinie rekreacji stosuje się w coraz większym stopniu cząstki pianki poliolefinowej. Spienialne cząstki pianki polipropylenowej (EPP) wytwarza się w skali przemysłowej drogą impregnacji granulatu polipropylenu lotnym poroforem w wodnej zawiesinie pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego, po czym ciśnienie obniża się, na skutek czego następuje spienianie impregnowanych cząstek. Do poroforów stosowanych w przemyśle należą butan, dichlorodifluorometan i CO2. Z uwagi na to, ż e porofory stosunkowo szybko dyfundują ponownie z polipropylenu, otrzymane w ten sposób cząstki polipropylenu zawierające porofor nie nadają się do przechowywania.
W niemieckich zgłoszeniach patentowych nr 19950420 i 10003021 po raz pierwszy opisano spienialne cząstki poliolefinowe zawierające porofor, o gęstości nasypowej powyżej 400 g/litr, które można przechowywać przez dłuższy okres czasu bez ulatniania się jakichkolwiek znaczących ilości poroforu. Można je więc spieniać do gęstości nasypowej poniżej 200 g/litr, za pomocą pary wodnej pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego. Według DE 19950420 cząstki wytwarza się przez impregnację granulatu poliolefinowego w zawiesinie wodnej w autoklawie, w podwyższonej temperaturze, z użyciem poroforu organicznego, korzystnie pentanu, oraz chłodzenie mieszaniny do temperatury poniżej 100°C przed obniżeniem ciśnienia. Według DE 10003021 granulat polipropylenowy miesza się w wytłaczarce z poroforem organicznym i inicjatorem spieniania, przy czym wytłaczanie i granulację prowadzi się w takich warunkach temperatury i ciśnienia, aby uniknąć spieniania.
Okazało się, że spienialne cząstki poliolefinowe wykazują skłonność do zlepiania się i zbrylania podczas spieniania, zwłaszcza wtedy, gdy operacje prowadzi się w stosunkowo wysokiej temperaturze, np. z użyciem pary wodnej pod wysokim ciśnieniem, w celu uzyskania gęstości nasypowej poniżej 100 g/litr. Z uwagi na to, że wytwarzanie spienialnych cząstek drogą impregnacji poroforem w wodnej zawiesinie zawsze wymaga dodawania w stosunkowo dużej ilości węglanów metali lub fosforanów metali jako środków dyspergujących, aby zapobiec zlepianiu się granulek poliolefinowych w zawiesinie, oczywiste byłoby, że powinno się unikać usuwania tych środków dyspergujących i zapewnić ich zachowanie na otrzymanych spienialnych cząstkach. Jednakże węglany metali i fosforany metali mogą sprzyjać zlepianiu się cząstek pianki otrzymanych po ekspandowaniu, a zatem trzeba je usunąć z czą stek pianki skomplikowanymi sposobami przemywania kwasem, w których powstają ś cieki zawierające sól.
W DE-C 19541725 opisano spienialne polimery styrenu powlekane mieszaniną tristearynianu glicerylu i hydrofobowego krzemianu w celu zmniejszenia chłonności wody.
Istniała potrzeba dostarczenia spienialnych cząstek poliolefinowych, które nie zbrylają się podczas spieniania i które można bez problemu spajać w celu otrzymania wyrobów piankowych.
Nieoczekiwanie stwierdzono, że takie cząstki można uzyskać przez powlekanie spienialnych cząstek poliolefinowych solą i/lub estrem długołańcuchowego kwasu tłuszczowego. Powłoczka może pozostawać na cząstkach pianki po ekspandowaniu, gdyż wcale nie sprzyja lub jedynie w niewielkim stopniu sprzyja zlepianiu się cząstek przy wytwarzaniu pianek.
Wynalazek dotyczy spienialnych cząstek poliolefinowych o gęstości nasypowej powyżej 400 g/litr, zawierających 1 - 40% wagowych lotnego poroforu organicznego, przy czym te cząstki charakteryzują się tym, że mają powłoczkę zawierającą 0,01 - 3% wagowych, w przeliczeniu na masę cząstek, soli lub estru alifatycznego kwasu monokarboksylowego o 16 - 36 atomach węgla, jako środka zapobiegającego zbrylaniu, przy czym poliolefinę stanowi homopolipropylen lub bezładny kopolimer propylenu zawierający 0,1 - 15% wagowych jednostek etylenu lub C4-C10-a-olefiny, a porofor jest wybrany z grupy obejmującej heksany i pentany, zwłaszcza sec-pentan, oraz 3,3-dimetylo-2-butanon i 4-metylo-2-pentanon.
Korzystne są cząstki według wynalazku, w których środek zapobiegający zbrylaniu stanowi sól lub ester kwasu stearynowego.
Korzystniejsze są cząstki według wynalazku, w których środek zapobiegający zbrylaniu stanowi sól dwu- lub trójwartościowego metalu, korzystnie stearynian wapnia.
Korzystniejsze są również cząstki według wynalazku, w których środek zapobiegający zbrylaniu stanowi ester glicerylowy, korzystnie tristearynian glicerylu.
PL 205 204 B1
Korzystne są cząstki według wynalazku, w których środek zapobiegający zbrylaniu jest hydrofobowy.
Korzystne są cząstki według wynalazku, których powłoczka zawiera również 0,01 - 0,5% wagowych, w przeliczeniu na masę cząstek, silnie rozdrobnionej krzemionki, talku lub bentonitu jako środka antyblokującego.
Korzystne są cząstki według wynalazku, których powłoczka zawiera również 0,01 - 0,3% wagowych, w przeliczeniu na masę cząstek, alkilosulfonianów, alkilosiarczanów, alkilofosforanów, etoksylatów alkoholi tłuszczowych lub czwartorzędowych związków amoniowych jako środka antystatycznego.
Korzystne są cząstki według wynalazku, w których poliolefinę stanowi polimer propylenu, korzystnie kopolimer propylenu zawierający do 15% wagowych jednostek etylenu i/lub butenu.
Wynalazek dotyczy również sposobu spieniania spienialnych cząstek poliolefinowych o gęstości nasypowej powyżej 400 g/litr z użyciem gorącego powietrza lub pary wodnej, polegającego na tym, że jako wyjściowe cząstki stosuje się spienialne cząstki poliolefinowe z powłoczką zawierającą 0,01- 3% wagowych, w przeliczeniu na masę cząstek, soli lub estru alifatycznego kwasu C16-C36-monokarboksylowego, z wytworzeniem cząstek pianki o gęstości nasypowej nie przewyższającej 200 g/litr.
Wynalazek dotyczy także zastosowania spienialnych cząstek poliolefinowych określonych powyżej, do wytwarzania cząstek pianki lub wyrobów piankowych.
W kontekście niniejszego opisu poliolefinami są
a) homopolipropylen,
b) bezładne kopolimery propylenu z etylenem i/lub C4-C10-a-olefiną w ilości 0,1 - 15% wag., korzystnie 0,5 - 12% wag., korzystnie kopolimer propylenu z etylenem w ilości 0,5 - 6% wag. lub z 1-butenem w ilości 0,5 - 15% wag. albo terpolimer otrzymany z propylenu, etylenu w ilości 0,5 - 6% wag. i 1-butenu w ilości 0,5 - 6% wag., albo
c) mieszanina a) lub b) z 0,1 - 75% wag., korzystnie 3 - 50% wag., elastomeru poliolefinowego, np. blokowego kopolimeru etylen/propylen zawierającego 30 - 70% wag. propylenu, albo
d) polietylen (LLDPE, LDPE, MDPE, HDPE) albo
e) mieszanina poliolefin wymienionych w a) - d) (ewentualnie, gdy jest to stosowne, z dodatkiem środków poprawiających mieszalność).
Temperatura topnienia części krystalicznej (maksimum w DSC) poliolefin wymienionych w a) - e) wynosi zazwyczaj 90 - 170°C, ich entalpia topnienia, określona metodą DSC, wynosi korzystnie 20 - 300 J/g, a wskaźnik płynięcia stopu MFI (230°C, 2,16 kg w przypadku polimerów propylenu oraz 190°C, 2,16 kg w przypadku polimerów etylenu) wynosi korzystnie 0,1 - 100 g/10 minut, według DIN 53735.
Korzystnymi poliolefinami są homo- lub kopolimery propylenu zawierające do 15% wag. etylenu i/lub 1-butenu, szczególnie korzystnie kopolimery propylen/etylen zawierające 1 - 5% wag. etylenu. Ich temperatura topnienia wynosi 130 - 160°C, a gęstość (w temperaturze pokojowej) około 900 g/litr.
Polimer olefinowy może być zmieszany z termoplastem innego typu, o temperaturze zeszklenia (punkt przegięcia na krzywej DSC) poniżej 180°C, w ilości do 50% jego masy. Do przykładowych odpowiednich termoplastów należą poliamidy w ilości 5 - 40% wag. Do tej mieszaniny można dodawać środki poprawiające mieszalność, np. kopolimery blokowe, takie jak Exxelor P 1015 (EXXON).
Stwierdzono, że wynalazek można również realizować bez jakiejkolwiek domieszki termoplastu innego typu. Jest to korzystne, gdyż obecność innego termoplastu niekorzystnie wpływa na możliwość recyklingu poliolefiny i wytworzonej z niej pianki. Elastomeryczne kopolimery etylen-propylen, które można dodawać w celu uplastycznienia, w odniesieniu do wynalazku nie są uważane za termoplasty innego typu.
Poliolefina może zawierać zwykłe dodatki, takie jak przeciwutleniacze, stabilizatory, środki ogniochronne, woski, inicjatory spieniania, wypełniacze, pigmenty i barwniki.
Spienialne cząstki poliolefinowe według wynalazku wytwarza się z wyjściowego granulatu poliolefinowego, korzystnie o średniej średnicy granulek 0,2 - 10 mm, zwłaszcza 0,5-5 mm. Te najczęściej walcowe lub kuliste minigranulki wytwarza się przez wytłaczanie poliolefiny, ewentualnie wraz z termoplastem, który ma być domieszany, i z innymi dodatkami, oraz ewentualnie chłodzenie i granulację.
Minigranulki powinny korzystnie zawierać 0,001 - 10% wag. inicjatora spieniania, korzystnie 0,1 - 5% wag., a zwłaszcza 0,5 - 3% wag. Do przykładowych odpowiednich środków tego typu należą talk i/lub woski, a także sadza, grafit i krzemionki koloidalne. Zapewniają one tworzenie się drobnokomórkowej pianki, a bez nich spienianie jest w wielu przypadkach niemożliwe.
PL 205 204 B1
W korzystnym sposobie wytwarzania spienialnych cząstek, granulat dysperguje się w ośrodku suspendującym w reaktorze z mieszadłem. Korzystnym ośrodkiem suspendującym jest woda. Do tego ośrodka można dodawać środki ułatwiające powstawanie suspensji, aby zapewnić równomierne rozprowadzenie minigranulek w ośrodku suspendującym. Do odpowiednich środków ułatwiających powstawanie suspensji należą nierozpuszczalne w wodzie stabilizatory nieorganiczne, takie jak fosforan triwapniowy, pirofosforan magnezu, węglany metali, a także polialkohol winylowy i ś rodki powierzchniowo czynne, takie jak dodecyloarylosulfonian sodu. Środki te dodaje się zazwyczaj w ilości 0,05 - 10% wag. Można zrezygnować ze stosowania stabilizatorów suspensji, jeśli, jak w WO-A 99/10419, gęstość oś rodka suspendują cego jest niż sza niż gę stość granulatu tworzącego suspensję. Taka sytuacja występuje np. wtedy, gdy ośrodkiem suspendującym jest etanol lub mieszanina etanolu z wodą w ilości do 50%.
Temperatura wrzenia poroforu powinna wynosić od -5 do 150°C, zwłaszcza 25 - 125°C. Poroforem może być alkan, alkanol, keton, eter lub ester. Korzystnie stosuje się pentany i heksany, zwłaszcza s-pentan, 3,3-dimetylo-2-butanon i 4-metylo-2-pentanon. Można także stosować mieszaniny poroforów. Korzystnie porofor nie zawiera atomów chlorowca. Jednakże nie można wykluczyć mieszanin poroforów zawierających w niewielkiej ilości, korzystnie poniżej 10% wag., zwłaszcza poniżej 5% wag., poroforu zawierającego atomy chlorowca, np. chlorku metylenu lub fluorowęglowodorów.
Porofor stosuje się w ilości korzystnie 2 - 50% wag., zwłaszcza 5 - 30% wag., w przeliczeniu na masę granulatu. Porofor można dodać przed, w trakcie lub po ogrzaniu zawartości reaktora. Można go wprowadzić od razu w całości lub porcjami.
Podczas impregnacji temperatura powinna być zbliżona do temperatury mięknienia poliolefiny. Może być ona wyższa od temperatury topnienia (temperatury topnienia krystalitów) o 40 - 25°C, ale korzystnie powinna być niższa od temperatury topnienia. W przypadku polipropylenu korzystna temperatura impregnacji wynosi 120 - 160°C.
W zależ ności od ilości i charakteru poroforu, a także od temperatury, ciśnienie ustalone w reaktorze będzie zazwyczaj wynosić powyżej 0,2 MPa, ale nie powyżej 4 MPa.
Impregnację prowadzi się zazwyczaj przez 0,5 - 10 godzin. Przed obniżeniem ciśnienia i odprowadzeniem z reaktora z mieszadłem, suspensję chłodzi się do temperatury poniżej 100°C, korzystnie do 10 - 50°C, np. przepuszczając wodę chłodzącą przez płaszcz reaktora. Następnie słabo rozpuszczalny środek suspendujący dogodnie rozpuszcza się przez dodanie kwasu. Po obniżeniu ciśnienia i odprowadzeniu partii produktu z reaktora cząstki zawierające porofor oddziela się od ośrodka suspendującego i przemywa się.
W alternatywnym sposobie wytwarzania spienialnych cz ą stek 100 części wagowych granulatu poliolefinowego wprowadza się do wytłaczarki wraz z 3 - 30 częściami wagowymi lotnego poroforu organicznego i 0,01 - 8, korzystnie 0,1 - 5, częściami wagowymi silnie rozdrobnionego inicjatora spieniania oraz ewentualnie z innymi dodatkami i miesza się w wytłaczarce w temperaturze, w której mieszanina zawierająca porofor jest w stanie stopionym, korzystnie w 160 - 220°C.
Do przykładowych odpowiednich inicjatorów spieniania należą talk, woski poliolefinowe, proszek grafitowy, krzemionki koloidalne, estry kwasu cytrynowego, a także niemodyfikowane lub modyfikowane bentonity. Do innych dodatków, które można stosować, należą przeciwutleniacze, stabilizatory, środki zmniejszające palność, wypełniacze i pigmenty. Lotny porofor organiczny dozuje się w ilości 3 - 30, korzystnie 5 - 25 części wagowych, za pomocą pompy w pewnym poł oż eniu wzdł uż wytł aczarki. Także inicjator spieniania oraz ewentualnie inne dodatki można dodać raczej wraz z poroforem niż wcześniej, przy czym w tym przypadku dodatki wprowadza się w postaci zawiesiny lub roztworu w poroforze.
Zgodnie z wynalazkiem, aby zapobiec spienianiu się stopionego materiału na wyjściu z wytłaczarki, wytłaczanie i granulację ekstrudatu prowadzi się w takich warunkach temperatury i ciśnienia, w których praktycznie nie następuje spienianie granulatu. Warunki te mogą być zależ ne od charakteru polimeru olefinowego, od dodatków, a zwłaszcza od charakteru i ilości stosowanego poroforu. Idealne warunki można łatwo ustalić na podstawie wstępnych doświadczeń.
Odpowiednim sposobem przemysłowym jest granulacja podwodna w kąpieli wodnej o temperaturze poniżej 100°C i pod ciśnieniem powyżej 0,2 MPa. Temperatura nie może być zbyt niska, gdyż wówczas roztopiony materiał zestali się na matrycy płytkowej, ale nie może być również zbyt wysoka, gdyż wówczas nastąpi ekspandowanie stopionego materiału. Podwyższenie temperatury
PL 205 204 B1 wrzenia poroforu lub zmniejszenie ilości poroforu umożliwia zastosowanie wody o wyższej temperaturze i niższym ciśnieniu. W przypadku szczególnie korzystnego poroforu, s-pentanu, idealna temperatura łaźni wodnej wynosi 30 - 60°C, a ciśnienie wody 0,8 - 1,2 MPa.
Zgodnie z wynalazkiem spienialne cząstki powleka się 0,01 - 3%, korzystnie 0,1 - 1,0%, w przeliczeniu na ich masę, środka zapobiegającego zbrylaniu. Można to prowadzić w zwykłych urządzeniach mieszających, np. w mieszarkach łopatkowych. Do odpowiednich środków zapobiegających zbrylaniu należą mydła stanowiące sole kwasów tłuszczowych z metalami, czyli sole z metalami długołańcuchowych, nierozgałęzionych lub rozgałęzionych, alifatycznych lub cykloalifatycznych kwasów karboksylowych (patrz „Metallic Soaps, Szczepanek + Konen, UllmannS Encyclopedia, 6 wyd., Wiley VCH), przy czym korzystne są alifatyczne C16-C36 monokarboksylany metali dwu- lub trójwartościowych. Szczególnie korzystnie stosuje się stearynian wapnia. Do innych odpowiednich materiałów należą woski i tłuszcze, np. estry wspomnianych długołańcuchowych kwasów karboksylowych, korzystnie estry glicerylowe, zwłaszcza stearynian glicerylu. Można także stosować mieszaniny wspomnianych soli i estrów. Do innych odpowiednich materiałów należą amidy długołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Stwierdzono, że szczególnie odpowiednie są hydrofobowe środki zapobiegające zbrylaniu.
Oprócz środków zapobiegających zbrylaniu, zgodnie z wynalazkiem powłoczka korzystnie zawiera również środki anty-blokujące w ilości 0,01 - 0,5% wag. i/lub środki antystatyczne w ilości 0,01 - 0,3% wag., w przeliczeniu na masę cząstek. Środki antyblokujące zapobiegają sklejaniu się środka zapobiegającego zbrylaniu w postaci proszku. Do odpowiednich środków tego typu należą np. silnie rozdrobniona krzemionka, talk i bentonit. Środki antystatyczne zapobiegają elektryzowaniu się środków zapobiegających zbrylaniu i przyklejaniu się ich do ścianek lub mieszadła w urządzeniu mieszającym. Do odpowiednich środków tego typu należą np. alkilosulfoniany, alkilosiarczany i alkilofosforany, etoksylaty alkoholi tłuszczowych i czwartorzędowe związki amoniowe.
Cząstki zawierające porofor można spieniać znanymi sposobami, z użyciem gorącego powietrza lub pary wodnej w urządzeniach ciśnieniowych do wstępnego spieniania. W przypadku spieniania parą wodną, w zależności od typu poroforu i matrycy polimerowej, oraz od żądanej gęstości nasypowej, stosowane ciśnienie pary wodnej wynosi 0,2 - 0,45 MPa, a czas spieniania wynosi 3-30 sekund, przy czym temperatura podczas spieniania powinna wynosić powyżej 100°C, w szczególności w przypadku polipropylenu 130 - 160°C. W przypadku jednoetapowego spieniania uzyskana gęstość nasypowa wynosi poniżej 200 g/litr. Dogodne może być ze względów technicznych lub ekonomicznych prowadzenie spieniania dwa lub większa liczbę razy, aby uzyskać niską gęstość nasypową.
Otrzymane cząstki pianki można stosować do wytwarzania piankowych wyrobów formowanych, znanymi sposobami.
Części i procenty w przykładach podano wagowo.
P r z y k ł a d y
A. Wytwarzanie granulek polipropylenu zawierających porofor
Składniki wyjściowe:
PP 1: Novolen 3200 MC; polipropylen z Targor GmbH
PP 2: Novolen 3300, polipropylen z Targor GmbH
Wosk: Luwax AF31; polietylen (Mn 3000) z BASF AG
Talk: Gatunek HF 325
Sadza: Elftex 570 (Cabott)
Stab 1: Ultranox 626 (General Electric) (stabilizator)
Stab 2: Lowinox TBM 6 (Great Lakes Chem.) (stabilizator)
GTS: Tristearynian glicerylu
GMS: Monostearynian glicerylu
Środek antyblokujący: Aerosil R 972; Degussa AG
Środek antystatyczny: Armostat 3002; Akzo Chemie GmbH
ZnS: Stearynian cynku
MgS: Stearynian magnezu
CaS: Stearynian wapnia
AIS: Stearynian glinu
StS: Stearynian stearylu
NaS: Stearynian sodu
PL 205 204 B1
Wytwarzanie granulek:
Granulki G 1
100 części PP 1 zmieszano z 1 częścią talku i 0,5 części wosku i przetworzono z użyciem wytłaczarki dwuślimakowej, w wyniku czego otrzymano granulki o stosunku l:d = 3:1 i masie 1,3 mg.
Granulki G 2
100 części PP 2 zmieszano z 2 częściami sadzy, 1 częścią talku, 0,5 części wosku oraz Stab 1 i Stab 2 w ilo ś ci po 0,05 części, a nastę pnie przetworzono, w wyniku czego otrzymano granulki o stosunku l:d = 2,1:1 i masie 1,3 mg.
Ilości składników do impregnacji:
Granulki:
Woda:
s-pentan:
Węglan wapnia:
Lutensol AO 3109: Impregnacja:
296,1 kg
658,1 kg
62,2 kg
13,3 kg (Calcilit 1G; Alfa)
53,3 g (BASF AG)
Składniki wyjściowe załadowano do zbiornika z mieszadłem o pojemności 1,36 m3, wyposażonego w mieszadło z poprzecznymi łopatkami i przegrody. Mieszaninę doprowadzono do temperatury impregnacji (140°C w przypadku granulek 1 i 133°C w przypadku granulek 2) w ciągu 2,5 godziny i utrzymywano w tej temperaturze przez 30 minut, a nast ę pnie ochł odzono do temperatury pokojowej i wę glan wapnia rozpuszczono z uż yciem 18,3 litra 65% kwasu azotowego. Impregnowane granulki przemyto i odwirowano w celu usunięcia wody, a następnie wysuszono w suszarce pneumatycznej. Dostępny w handlu środek antystatyczny naniesiono bezpośrednio przed suszeniem, aby zapobiec elektryzowaniu się. Zawartość poroforu wynosiła 11,0% w granulkach 1 i 10,8% w granulkach 2. Wykres DSC wykazał podwójny pik w zakresie topnienia, przy czym pik wysokotemperaturowy wyniósł 166,2°C w przypadku granulek 1 oraz 160,8°C w przypadku granulek 2.
B. Wytwarzanie kompozycji powłokowych
Składniki każdej z kompozycji powłokowych, w ilościach procentowych podanych w tabeli 1, dokładnie wymieszano ze sobą przez kilka minut. Otrzymane kompozycje powłokowe (B1-B10) były proszkami o dobrej sypkości.
T a b e l a 1
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10
ZnS 46
MgS 46
AIS 46
CaS 46 46 77
NaS 77
StS 77
GMS 40 77
GTS 40 40 40 40 77
Środek antyblokujący 10 10 10 10 10 16 16 16 16 16
Środek antystatyczny 4 4 4 4 4 7 7 7 7 7
C. Powlekanie
Kompozycje powłokowe zmieszano dokładnie w mieszalniku łopatkowym ze spienialnymi granulkami opisanymi w części A i w ten sposób naniesiono je na granulki. Ilości podane w tabeli 2 stanowią części na 100 części granulek PP. Czas mieszania wynosił 2-3 minuty.
D. Spienianie i właściwości mechaniczne
W procesie spieniania zastosowano parowe urzą dzenie ciś nieniowe do wstę pnego spieniania stosowane zazwyczaj w przetwórstwie EPS (ekspandowanego PS). Ciśnienie pary wodnej zwiększano stopniowo, przy czym czas obróbki parą wodną w każdym przypadku wynosił 12 sekund. Po wysuszeniu cząstki pianki przesiano w celu określenia stopnia zbrylania i gęstości nasypowej. W tabeli 2
PL 205 204 B1 podano maksymalne ciśnienie pary wodnej, przy którym zbrylanie pozostaje na poziomie poniżej 1%. Dla pewnych próbek zmierzono wytrzymałość na rozciąganie według normy DIN 53571, jako miernik jakości spajania.
Im wyższe maksymalne ciśnienie pary wodnej można było zastosować, tym niższą gęstość nasypową można było uzyskać. Najniższą gęstość nasypową uzyskano więc w przypadku użycia stearynianu wapnia (przykłady 6 - 8). Z uwagi na to, że do wytwarzania granulek 1 i 2 zastosowano różne gatunki polipropylenu, występują różnice w maksymalnym osiągalnym ciśnieniu pary wodnej oraz w jakoś ci mechanicznej formowanych wyrobów.
T a b e l a 2
Przykład
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Powłoczka
Granulki G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G1 G2 G2 G2 G2 G2 G2 G2
Powłoczka - B1 B1 B2 B3 B4 B4 B8 B4 B8 B5 B6 B7 B9 B10
Ilość [części/100] ... 0,5 0,7 0,5 0,5 0,5 0,7 0,3 0,7 0,2 0,7 0,3 0,3 0,3 0,3
Spienianie*
Ciśnienie pary wodnej [kPa] 230** 240 260 300 290 340 400 400 350 320 330 250 210 250 210
Gęstość nasypowa [g/l] 222 182 121 82 90 65 53 53 54 65 52 72 78 107 91
Właściwości mechaniczne
Gęstość formowanego wyrobu [g/l] 77 79 58
Wytrzymałość na rozciąganie [kPa] 915 816 815
* Wyniki dotyczą doświadczeń przy maksymalnym ciśnieniu pary wodnej, przy którym stopień zbrylenia pozostał na poziomie poniż ej 1%;
** W tym przypadku nawet przy ciśnieniu 230 kPa stopień zbrylenia znacznie przewyższył 1%

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Spienialne cząstki poliolefinowe o gęstości nasypowej powyżej 400 g/litr, zawierające 1 - 40% wagowych lotnego poroforu organicznego, znamienne tym, że mają powłoczkę zawierającą 0,01 - 3% wagowych, w przeliczeniu na masę cząstek, soli lub estru alifatycznego kwasu monokarboksylowego o 16 - 36 atomach wę gla, jako ś rodka zapobiegają cego zbrylaniu, przy czym poliolefinę stanowi homopolipropylen lub bezładny kopolimer propylenu zawierający 0,1 - 15% wagowych jednostek etylenu lub
    C4-C10-a-olefiny, a porofor jest wybrany z grupy obejmującej heksany i pentany, zwłaszcza sec-pentan, oraz 3,3-dimetylo-2-butanon i 4-metylo-2-pentanon.
  2. 2. Cząstki według zastrz. 1, znamienne tym, że środek zapobiegający zbrylaniu stanowi sól lub ester kwasu stearynowego.
  3. 3. Cząstki według zastrz. 2, znamienne tym, że środek zapobiegający zbrylaniu stanowi sól dwu- lub trójwartościowego metalu, korzystnie stearynian wapnia.
  4. 4. Cząstki według zastrz. 2, znamienne tym, że środek zapobiegający zbrylaniu stanowi ester glicerylowy, korzystnie tristearynian glicerylu.
  5. 5. Cząstki według zastrz. 1, znamienne tym, że środek zapobiegający zbrylaniu jest hydrofobowy.
  6. 6. Cząstki według zastrz. 1, znamienne tym, że powłoczka zawiera również 0,01 - 0,5% wagowych, w przeliczeniu na masę cząstek, silnie rozdrobnionej krzemionki, talku lub bentonitu jako środka antyblokującego.
    PL 205 204 B1
  7. 7. Cząstki według zastrz. 1, znamienne tym, że powłoczka zawiera również 0,01 - 0,3% wagowych, w przeliczeniu na masę cząstek, alkilosulfonianów, alkilosiarczanów, alkilofosforanów, etoksylatów alkoholi tłuszczowych lub czwartorzędowych związków amoniowych jako środka antystatycznego.
  8. 8. Cząstki według zastrz. 1, znamienne tym, że poliolefinę stanowi polimer propylenu, korzystnie kopolimer propylenu zawierający do 15% wagowych jednostek etylenu i/lub butenu.
  9. 9. Sposób spieniania spienialnych cząstek poliolefinowych o gęstości nasypowej powyżej 400 g/litr z użyciem gorącego powietrza lub pary wodnej, znamienny tym, że jako wyjściowe cząstki stosuje się spienialne cząstki poliolefinowe z powłoczką zawierającą 0,01 - 3% wagowych, w przeliczeniu na masę cząstek, soli lub estru alifatycznego kwasu C16-C36-monokarboksylowego, z wytworzeniem cząstek pianki o gęstości nasypowej nie przewyższającej 200 g/litr.
  10. 10. Zastosowanie spienialnych cząstek poliolefinowych określonych w zastrz. 1, do wytwarzania cząstek pianki lub wyrobów piankowych.
PL363262A 2001-02-08 2002-02-06 Spienialne cząstki poliolefinowe, sposób spieniania tych cząstek i ich zastosowanie PL205204B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10105618A DE10105618A1 (de) 2001-02-08 2001-02-08 Expandierbare Polyolefinpartikel
PCT/EP2002/001192 WO2002062882A1 (de) 2001-02-08 2002-02-06 Expandierbare polyolefinpartikel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL363262A1 PL363262A1 (pl) 2004-11-15
PL205204B1 true PL205204B1 (pl) 2010-03-31

Family

ID=7673216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL363262A PL205204B1 (pl) 2001-02-08 2002-02-06 Spienialne cząstki poliolefinowe, sposób spieniania tych cząstek i ich zastosowanie

Country Status (19)

Country Link
US (1) US6864298B2 (pl)
EP (1) EP1368420B1 (pl)
JP (1) JP4070606B2 (pl)
KR (1) KR100837979B1 (pl)
CN (1) CN1254497C (pl)
AT (1) ATE440895T1 (pl)
AU (1) AU2002235896A1 (pl)
BR (1) BR0206981B1 (pl)
CA (1) CA2437344C (pl)
CZ (1) CZ300732B6 (pl)
DE (2) DE10105618A1 (pl)
ES (1) ES2330311T3 (pl)
HU (1) HU226851B1 (pl)
MX (1) MX237418B (pl)
NO (1) NO20033503L (pl)
PL (1) PL205204B1 (pl)
RU (1) RU2311430C2 (pl)
TW (1) TW593473B (pl)
WO (1) WO2002062882A1 (pl)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003226791A (ja) * 2002-02-04 2003-08-12 Idemitsu Petrochem Co Ltd ポリプロピレン系複合樹脂組成物
DE10352894A1 (de) * 2003-11-11 2005-06-09 Basf Ag Verfahren zur Herstellung beschichteter, expandierter Polyolefinpartikel
US9359481B2 (en) 2003-11-26 2016-06-07 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Thermoplastic foams and method of forming them using nano-graphite
US8568632B2 (en) * 2003-11-26 2013-10-29 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Method of forming thermoplastic foams using nano-particles to control cell morphology
KR20080049752A (ko) * 2005-08-23 2008-06-04 바스프 에스이 발포 슬랩의 제조 방법
DE102005039976A1 (de) * 2005-08-23 2007-03-08 Basf Ag Partikel aus expandierbarem Polystyrol und daraus erhältliche Formteile mit verbessertem Brandverhalten
WO2007023092A1 (de) * 2005-08-23 2007-03-01 Basf Se Verfahren zur herstellung von schaumstoffplatten
EP2591044B1 (en) 2011-06-23 2014-05-14 Total Research & Technology Feluy Improved expandable vinyl aromatic polymers
KR101886435B1 (ko) * 2012-03-08 2018-08-07 현대자동차주식회사 팽창 그라파이트에 팽창 고분자 비드가 충전된 하이브리드 필러를 함유한 고방열 복합재 및 그 제조방법
CN105647040A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 天津麦索节能科技有限公司 具有泡孔结构的xps板材配方及其制备工艺

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52892A (en) * 1975-06-24 1977-01-06 Teijin Ltd Process for producing polyesters
JPS58152027A (ja) * 1982-03-06 1983-09-09 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd ポリオレフイン系樹脂発泡体の製造方法
JPS60181139A (ja) * 1984-02-28 1985-09-14 Japan Styrene Paper Co Ltd ポリプロピレン系樹脂発泡粒子
JPS63130646A (ja) * 1986-11-21 1988-06-02 Sekisui Plastics Co Ltd 発泡性熱可塑性合成樹脂の製造方法
JPH05200892A (ja) * 1992-01-28 1993-08-10 Mitsubishi Yuka Badische Co Ltd 多孔質構造体の製造方法
US5623012A (en) * 1995-12-19 1997-04-22 Shell Oil Company Pelletizing aid for polymers
DE19950420A1 (de) 1999-10-20 2001-04-26 Basf Ag Partikelförmige, expandierbare Olefinpolymerisate

Also Published As

Publication number Publication date
HUP0302848A2 (hu) 2003-11-28
JP2005505637A (ja) 2005-02-24
EP1368420B1 (de) 2009-08-26
DE50213796D1 (de) 2009-10-08
CZ20032168A3 (cs) 2004-01-14
CA2437344A1 (en) 2002-08-15
HUP0302848A3 (en) 2007-09-28
US20040054020A1 (en) 2004-03-18
US6864298B2 (en) 2005-03-08
WO2002062882A1 (de) 2002-08-15
NO20033503D0 (no) 2003-08-07
DE10105618A1 (de) 2002-08-22
AU2002235896A1 (en) 2002-08-19
BR0206981A (pt) 2004-07-06
CA2437344C (en) 2009-07-14
TW593473B (en) 2004-06-21
KR20030074800A (ko) 2003-09-19
ATE440895T1 (de) 2009-09-15
MXPA03006492A (es) 2003-10-15
MX237418B (es) 2006-06-02
RU2003127369A (ru) 2005-03-27
CN1491253A (zh) 2004-04-21
CN1254497C (zh) 2006-05-03
BR0206981B1 (pt) 2010-12-28
RU2311430C2 (ru) 2007-11-27
JP4070606B2 (ja) 2008-04-02
KR100837979B1 (ko) 2008-06-13
EP1368420A1 (de) 2003-12-10
HU226851B1 (en) 2009-12-28
PL363262A1 (pl) 2004-11-15
CZ300732B6 (cs) 2009-07-29
NO20033503L (no) 2003-10-07
ES2330311T3 (es) 2009-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL206009B1 (pl) Cząstki spienialnego polimeru styrenu, sposób ich wytwarzania i ich zastosowanie
KR100661035B1 (ko) 입자상의 발포성 올레핀계 중합체
PL205204B1 (pl) Spienialne cząstki poliolefinowe, sposób spieniania tych cząstek i ich zastosowanie
US6727291B2 (en) Preparation of expandable propylene polymer beads
JP5400323B2 (ja) 付着分散剤量が低減されたポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
US6342540B1 (en) Method for producing water expandable styrene polymers
JP5112771B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
US5234962A (en) Polyolefin foams having a homogeneous cell structure
DE3814783A1 (de) Expandierbare polymerlegierung in partikelform und verfahren zu seiner herstellung
EP2619263B1 (en) Compositions of self-extinguishing expandable vinyl aromatic (co) polymers and process for their preparation
JP3456758B2 (ja) 帯電防止性を有するポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子およびその製法
US5561170A (en) Preparation of expandable thermoplastic polymers by post-impregnation
JP5295557B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
US5262446A (en) Polyolefin foams having a homogeneous cell structure
JP5256664B2 (ja) 付着分散剤量が低減されたポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
JPS60252639A (ja) 改良された発泡性熱可塑性樹脂粒子

Legal Events

Date Code Title Description
RECP Rectifications of patent specification