DE1504330B1

DE1504330B1 - Verfahren zum veraendern der eigenschaften von schaum stoffen

Info

Publication number: DE1504330B1
Application number: DE19651504330
Authority: DE
Inventors: Calvin James Benning
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1964-08-10
Filing date: 1965-08-06
Publication date: 1972-02-03
Also published as: DE1504330C2; US3394214A

Description

Die Mischung wurde 6 Minuten lang zwischen den Platten einer auf 138°C gehaltenen Presse zu einer Tafel verformt. Die Tafel wurde dann in einen auf 17S"C erwärmten Ofen gebracht, in welchem eine Stickstoffatmosphäre aufrechterhalten wurde. Der dabei erhaltene Schaum hatte eine scheinbare Dichte von 0,135. Von diesem Schaumstoff wurden auf einer Lederspaltmaschine Platten von 3,175 mm Dicke geschnitten. Die Platten wurden durch einen auf 0,381 mm eingestellten Zweiwalzenkalander geschickt. Nach dem Durchgang durch den Kalander nahm das Material eine Dicke von 0,762 mm an und hatte den Griff und das Aussehen von Kunstleder.

Durch diese Behandlung wurden die folgenden physikalischen Veränderungen (jeweils in kg/cm2) erzielt:

Vor dem Nach dem

Zusammen- Zusammen-

pressen pressen

Modul bei 1 °/o 143 171

Fließspannung . . . . . 6,02 7,63

Fließdehnung ..... 72 107 8

Bruchdehnung . . . . . 88 126

Zerreißfestigkeit ... 5,60 7,63

Beispiel 2 Ein Pfropfcopolymeres hoher Dichte aus Polyäthylen und Maleinsäurediester wurde durch Pfropfen eines Polyäthylenhomopolymeren mit einer Dichte von 0,950 und einem Schmelzindex unter hoher Belastung (ASTM-D1238-57T) von 1,8 bis 3,25 mit Dibutylmaleat hergestellt. Das Pfropfprodukt hatte eine Dichte von 0,948, einen Schmelzpunkt von 116 bis 117°C und einen Schmelzindex von 3. Es enthielt 7,7 Gewichtsprozent Dibutylmaleat.

Dieses Material wurde in feinverteilter Form mit 3 Gewichtsprozent Azobisformamid und 0,7 Gewichtsprozent 2,5-Dimethyl-2,5-di-tert.- butyl-peroxy-hexin vermischt. Die Mischung wurde in einer Rundform von 26,67 cm Durchmesser bei 204°C mit einem Druck von 63 503 kg auf dem Preßstempel verformt. Nach 6 Minuten bei einer Temperatur wurde der Stempel abgezogen, worauf das Material zu einem Schaum mit einer scheinbaren Dichte von 0,186 aufschäumte. Der Gelgehalt des Produktes wurde zu 84,5% ermittelt.
Auf einer Lederspaltmaschine wurden aus dem Formkörper 2,54 mm dicke Platten geschnitten. Die Platten wurden durch einen Zweiwalzenkalander mit einem Walzenabstand von 0,381 mm geschickt. Nach dem Durchgang durch den Kalander wies das Material eine Dicke von 0,660 mm auf. Es war außerordentlich geschmeidig und hatte den Griff von bearbeitetem Kalbsleder.
Beispiel 3 Ein Äthylenhomopolymeres mit einer Dichte von 0,96 und einem Schmelzindex von 5 wurde mit 3 Gewichtsprozent Azobisformamid und 0,3 Gewichtswichtsprozent 2,5-Dimethyl-2, 5-di-tert.-butyl-peroxyhexin in einem Intensivmischer vom Banbury-Typ vermischt. Die geschmolzene Mischung wurde sofort in eine auf 204°C gehaltene Form mit einer 1,27 cm tiefen Hohlform von 26,67 cm Durchmesser überführt, wobei die Hohlform vollständig mit der Masse gefüllt wurde.
Die Presse wurde dann mit einem Stempeldruck von 141 kg/cm2 geschlossen. Nach 6 Minuten wurde die Form geöffnet, worauf ein Schaumstoff herauskam, der sich zu einer 2,54 cm dicken Scheibe von 50,8 cm Durchmesser ausdehnte.
Der durch Gelextraktion (20stündige Extraktion in siedendem Xylol) bestimmte Gelgehalt betrug 5601o.
Der Schaum hatte eine scheinbare Dichte von 0,14 und war verhältnismäßig steif.
Das geschäumte Material wurde nach dem Kühlen auf einer Lederspaltmaschine zu Bahnen von 3,175 und 1,587 mm Dicke geschnitten. Die Bahnen wurden dann bei Raumtemperatur durch einen Kalander geschickt, wobei der Walzenabstand bei dem dünneren Material auf 0,381 mm und bei dem dickeren Material auf 0,635 mm eingestellt wurde. Diese Einstellungen ergaben einen über der Belastbarkeitsgrenze des Schaumes liegenden Druck. Nach dem Zusammenpressen dehnte sich das dickere Material auf 1,587 mm und das dünnere Material auf 0,584 mm aus. Das dünnere Material fühlte sich wie feines Wildleder an. Das dickere Material war sehr weich und biegsam, jedoch zeigte es keinen »Fall«.

Claims

Patentansprüche : 1. Verfahren zum Verändern der Eigenschaften von Schaumstoffen aus vernetzten Athylenpolymeren oder -mischpolymeren, insbesondere zur Erhöhung der Reißfestigkeit, durch Zusammenpressen einer Schaumstoffbahn aus vernetztem Polymer bei Raumtemperatur. dadurchgekennzeic hn e t daß man den Schaumstoff mit einem oberhalb der Belastbarkeitsgrenze des Schaumes liegenden Druck zusammenpreßt und die Zellen des Schaumstoffes zerstört, den Druck dann aufhebt und die e zusammengepreßte Bahn sich ausdehnen läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schaumstoffbahn zwischen Kalanderwalzen hindurchführt, deren Abstand voneinander etwa ein Viertel der Ausgangsdicke der Bahn beträgt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verändern der Eigenschaften von Schaumstoffen aus vernetzten Äthylenpolymeren oder Mischpolymeren, insbesondere zur Erhöhung der Reißfestigkeit, durch Zusammenpressen einer Schaumstoffbaha aus vernetztem Polymer bei Raumtemperatur.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Schaumstoffen aus Polyäthylen hoher und niederer Dichte sowie aus Äthylencopolymeren und -pfropfpolymeren vorgeschlagen worden. Dieses Verfahren besteht im vesentlichen darin, daß man aus dem Grundharz, einem Vernetzungsmittel und einem Schäummittel eine gleichmäßige pulverförmige Mischung herstellt, die Mischung dann bei einer Temperatur unter dem Zersetzungspunkt des Vernetzungsmittels und des Schäummittels zu einer kompakten Masse schmilzt und die geschmolzene Masse dann verformt. Nach dem Schmelzen und Verformen wird die Masse einer Temperatur ausgesetzt, bei der sich das Vernetzungsmittel und das Schäummittel zersetzen. Dieser Vorgang wird in einem erhitzten Raum unter Ausschluß von Sauerstoff durchgeführt. Nach diesem Verfahren hergestellte Schaumstoffe haben im allgemeinen eine mikroporöse Oberflächenhaut von 0,025 bis 0,05 mm Dicke. Unter dieser Haut liegt eine sehr gleichmäßige Struktur aus ziemlich kleinen Zellen von im allgemeinen 0,16 bis weit unter 0,025 mm Durchmesser vor. Wenn als Grundharz Polyäthylen hoher Dichte verwendet wurde, bestehen diese Schaumstoffe aus steifen, brettartigenMaterialien, die sich unter Belastung nicht dehnen.

Ferner ist bereits bekannt, Polystyrol-oderPolyvinylohlond-Schaumstoffe zu verdichten, um ihre Biegsamkeit und Duktilität zu verbessern. Diese Behandlung führt zu einer Verminderung der Stärke des verdichteten Materials und damit zu einer Verbesserung der Biegsamkeit, ohne daß die Zellstruktur zerstört wird; das nach dem vorbekannten Verfahren behandelte Material bleibt deshalb beispielsweise wasserdicht und eignet sich unter anderem zur Herstellung von Wettertekleidung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanischen Eigenschaften starrer Schaumstoffe der eingangs genannten Gattung derart zu verändern, daß Materialien mit wesentlich erhöhter Reißfestigkeit, d. h. verbesserter Fließ- und Bruchdehnung. erhalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Schaumstoff mit einem oberhalb der Belastbarkeitsgrenze des Schaumes liegenden Druck zusammenpreßt und die Zellen des Schaumstoffes zerstört, den Druck c dann aufhebt und die zusammengepreßte Bahn sich ausdehnen läßt.

Vorzugsweise wird das Verfahren nach der Erfindung in der Weise ausgeführt, daß man die Schaumstoffbahn zwischen Kalanderwalzen hindurchführt, deren Abstand voneinander etwa ein Viertel der Ausgangsdicke der Bahn beträgt. Für diesen Verfahrensschritt wird nur im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1 Schutz beansprucht.

Bei dem erfindungsgemäP.en Verfahren, bei dem Schaumstoffe aus vemeUtem Polyäthylen oder aus vernetzten Äthylenmischpolymensaten eingesetzt werden, werden unerwarteterweise Materialien mit der Geschmeidigkeit und der Oberflächenbeschaffenheit von Kunstleder erhalten. Das zusammengepreßte Material ist fest und kann leicht zu Zwischenfuttern, zu Einlage- und Polstermaterial für Schuhe oder zu flexiblen Bändern für Installationszwecke verarbeitet und für die verschiedensten anderen Zwecke verwendet werden, wo Flexibilität, Wasserabweisung und chemische Beständigkeit erwünscht sind.

Die Gründe für diese erstaunliche Veränderung der Eigenschaften des verlletzten Schaumstoffes sind nicht geklärt. Daß eine einfache mechanische Behandlung bei Raumtemperatur einen verhältnismäßig steifen, brettartigen Schaumstoff in ein weiches lederartiges Material mit erhöhter Reißfestig'Xeit verwandeln ist ein völlig unerwartetes Ergebnis. Teilweise kann dies vielleicht dadruch erklärt werden, daß in dem nicht zusammengepreßten Schaumstoff die einzelnen Luftzellen ähnlich wirken wie in einer Matrix gebundene feste Aggregate und daß bei Zerreißen der Zellen durch den Preíldruck ihre verstärkende Wirkung verschwindet.

Durch den PrePdruck u ird jedoch die vernetzte Mikrostruktur des Polymeren nicht zerstört.

Produkte, bei welchen der beschriebene Effekt erzielt wird, sind verzweigte Polyäthylene niederer Dichte (etwa 0,910 bis etwa 0,925), Produkte mittlerer Dichte und insbesondere die linearen Polyäthylene hoher Dichte (etwa 0,950 bis 0,960) sowie oxydierte Äthylenhomopolymere, Äthylenpfropfpolymere, z. B.

Pfropfprodukte aus Äthylenpolymeren und Maleinsäurediestern, und Äthylencopolymere, welche durch Reaktion von Äthylen mit einem Comonomeren wie Propylen, Buten-1, 3-Methyl-buten-1, Penten-1, Hexin-1 und 1,3-Butadien oder mit Mischungen derartiger Comonomerer erhalten werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert: Beispiel 1 Auf die folgende Weise wurde ein lederartiges Produkt hergestellt: Ein Copolymeres aus Äthylen und Buten-1, Dichte 0,95, Schmelzindex 5 wurde mit 3 Gewichtsprozent Azobisformamid und 0,3 Gewichtsprozent 2, 5-Dimethyl-2,5-di-tert.-butyl-peroxy-hexin sowie 201o Zinkstearat vermischt.