DE2650548B2 - Verfahren zur herstellung von schaumstoffen aus chlorierten vinylchloridpolymeren - Google Patents
Verfahren zur herstellung von schaumstoffen aus chlorierten vinylchloridpolymerenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen aus chlorierten Polymeren des
Vinylchlorids.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffen aus chlorierten Vinylchloridpolymeren
angegeben. Die Schaumstoffe werden durch Imprägnierung des chlorierten Vinylchloridpolymeren
mit einem aliphatischen Alkohol mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und anschließendes Erhitzen des
imprägnierten Polymeren hergestellt.
Schaumstoffe aus chlorierten Polymeren des Vinylchlorids haben eine gute Wärmebeständigkeit im
Vergleich zu Schaumstoffen aus nichtchlorierten Polymeren des Vinylchlorids. Insbesondere haben Schaumstoffe
aus chlorierten Vinylchloridpolymeren einen geringen Kontraktionskoeffizienten bei hohen Temperaturen
und halten hohe Temperaturen aus und können infolgedessen für Anwendungsgebiete zur Wärmeisolierung
eingesetzt werden, worin der Schaumstoff mit Heißwasser- oder Dampfleitungen kontaktiert wird.
Ferner ist der Schaumstoff aus chloriertem Polymeren hinsichtlich der Nichtbrennbarkeit überlegen und isi zur
Anwendung als Konstruktions- oder Baumaterial geeignet. Ferner ist der Schaumstoff aus dem chlorierten
Polymeren hinsichtlich der mechanischen Festigkeit und der elektrischen Isoliereigenschaften überlegen.
Der Schaumstoff aus chloriertem Polymeren hat auch eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und kann
in Apparaturen für die chemische Industrie eingesetzt werden. Ein Schaumstoff aus einem chlorierten
Vinylchloridpolymeren findet deshalb in einer großen Vielzahl von Anwendungsgebieten Anwendbarkeit.
Es gibt jedoch bisher kein zufriedenstellendes Verfahren zur Herstellung eines Schaumgegenstandes
aus dem chlorierten Polymeren des Vinylchlorids. Zum Beispiel ist in der US-PS 33 66 580 ein Verfahren
angegeben, wobei ein chloriertes Polymeres des Vinylchlorids mit halogenierten Kohlenwasserstoffen
als Schäumungsmittel imprägniert wird und dann erhitzt wird, um das geschäumte Produkt zu erhalten.
Dieses Verfahren hat jedoch zahlreiche Nachteile. Zunächst zeigt das erhaltene Produkt eine schlechte
Wärmebeständigkeit. Der Grund hierfür dürfte darin zu suchen sein, daß die halogenierten Kohlenwasserstoffe
eine ausgezeichnete Affinität für das chlorierte Vinylchloridpolymere besitzen und eine große Menge der
halogenierten Kohlenwasserstoffe wahrscheinlich in dem geschäumten Produkt zurückgehalten sein dürfte.
Die im geschäumten Produkt verbliebenen halogenierten Kohlenwasserstoffe wirken als Plastifizierer bei der
Aussetzung an hohe Temperaturen. Deshalb ist das geschäumte Produkt hinsichtlich der Wärmebeständigkeit
schlecht. Da ein chloriertes Polymeres aus Vinylchlorid einem nichtchlorierten Polymeren aus
Vinylchlorid hinsichtlich der Wärmebeständigkeit überlegen ist und da dies eine der Haupteigenschaften des
chlorierten Polymeren des Vinylchlorids ist, ist selbstverständlich, daß ein signifikanter Nachteil des chlorierten
Polymeren aus Vinylchlorid darin liegt, daß die Wärmebeständigkeit geschädigt wird, nachdem das
chlorierte Polymere geschäumt wurde
Weiter haben die halogenierten Kohlenwasserstoffe im allgemeinen eine hohe Toxizität und verunreinigen
die Arbeitsumgebung. Ferner zersetzen sich die halogenierten Kohlenwasserstoffe beim Erhitzen unter
Bildung von Halogen und Halogenwasserstoff, welche gleichfalls die Arbeitsumgebung verschmutzen oder die
darin verwendeten Apparaturen angreifen.
Drittens ergibt das Verfahren einen Schaumgegenstand, der eine schlechte Wärmestabilität besitzt und zur
Verfärbung neigt, wenn er an hohe Temperaturen ausgesetzt wird.
Die vorstehenden Nachteile sind sämtlich auf die Tatsache zurückzuführen, daß halogenierte Kohlenwasserstoffe
als Schäumungsmittel für das chlorierte Polymere aus Vinylchlorid verwendet wurden.
Im Rahmen der Erfindung wurde die Verbesserung oder Vermeidung dieser Nachteile versucht und
gefunden, daß ein Harzschaumstoff mit feinen geschlossenen Zellen erhalten werden kann, wenn ein Alkohol
mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen als Schäumungsmittel eingesetzt wird. Es wurde im Rahmen der Erfindung
auch festgestellt, daß Alkohole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen hinsichtlich der Schäumungseigenschaften gegenüber
halogenierten Kohlenwasserstoffen überlegen sind und daß die Alkohole vorteilhaft sind, weil sie die
Wärmebeständigkeit und die. Wärmestabilität des chlorierten Polymerschaumstoffes nicht schädigen und
im allgemeinen eine niedrige Toxizität besitzen.
Gemäß der Erfindung ergibt sich ein Verfahren zur
Herstellung eines Schaumgegenstandes aus einem chlorierten Polymeren des Vinylchlorids, welches in der
Imprägnierung eines chlorierten Polymeren aus Vinylchlorid mit 1 bis 50 Gewichisteilen, bezogen auf 100
Gewichtsteile des Polymeren, eines Alkohols mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wobei das chlorierte Polymere
einen Chlorgehalt zwischen 60 und 75 Gew.-% besitzt, und Erhitzen zur Schäumung des imprägnierten
Polymeren besteht.
Gemäß der Erfindung bezeichnet der Ausdruck »chloriertes Polymeres aus Vinylchlorid« oder »chloriertes
Vinylchloridpolymeres« Produkte, die durch Nachchlorierung eines Vinylchloridpolymeren erhalten
wurden. Die hier in Betracht kommenden Vinylchloridpolymeren umfassen sowohl Homopolymere des
Vinylchlorids als auch Copolymere des Vinylchlorids. Die Copolymeren umfassen Copolymere und Pfropfpolymere
mit einem Gehalt von mehr als etwa 90 Gew.-% Vinylchlorid, welche durch Copolymerisation von
Vinylchlorid mit einem oder mehreren zur Copolymerisation mit Vinylchlorid fähigen Monomeren oder durch
Pfropfung von Vinylchlorid auf ein geeignetes Polymeres erhalten wurden. Zur Copolymerisation mit
Vinylchlorid fähige Monomere umfassen Vinyl- oder Vinylidenmonomere, beispielsweise Äthylen, Propylen,
Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril und Vinylidenchlorid.
Die Nachchlorierung des Vinylchloridpolymeren kann nach den auf dem Fachgebiet üblichen Verfahren
ausgeführt werden. Beispielsweise kann sie nach einem Suspensionschlorierungsverfahren ausgeführt werden,
wo ein Vinylchloridpolymeres in einer wäßrigen Lösung in einem mit Rührer ausgerüsteten geschlossenen Gefäß
suspendiert wird. Der Sauerstoff im Gefäß wird durch ein Inertgas ersetzt und anschließend wird Chlor in die
Suspension unter Bestrahlung der Suspension mit Ultraviolettstrahlen eingeleitet. Alternativ kann die
Chlorierungsreaktion nach einem Lösungschlorierungsverfahren durchgeführt werden, wobei das Polymere in
einem ein Lösungsmittel für das Polymere enthaltende Medium gelöst wird, wobei das Lösungsmittel aus einer
halogenierten organischen Verbindung, wie Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff besteht und Chlor in die
Lösung zur Durchführung der Chlorierungsreaktion eingeleitet wird, während das Polymere im Lösungsmittel
gelöst ist. Weiterhin kann die Chlorierung mittels eines Gasphasenchlorierungsverfahrens durchgeführt
werden, wobei ein pulverförmiges Vinylchloridpolymeres in Wirbelschicht in gasförmiges Chlor oder ein
gasförmiges Gemisch aus Chlor und Luft gebracht wird und das Polymere unter Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen
chloriert wird.
Das auf diese Weise erhaltene chlorierte Vinylchloridpolymere besteht vorzugsweise aus einem weißen
Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 100 Mikron und einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad
von etwa 100 bis 2000. Falls das chlorierte Polymere einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad
von weniger als 100 besitzt, zeigt es keine guten physikalischen Eigenschaften, und, falls es einen
durchschnittlichen Polymerisationsgrad von mehr als etwa 2000 besitzt, ist es aufgrund der sehr hohen
Viskosität im geschmolzenen Zustand schwierig zu verschäumen. Am stärksten bevorzugt hat das chlorierte
Polymere einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad zwischen etwa 300 und 1000.
Es ist erforderlich, daß das im Rahmen der Erfindung eingesetzte chlorierte Vinylchloridpolymere einen
Chioreehait von mehr als etwa 60 Gew.-% besitzt. Falls
das chlorierte Polymere einen derartigen Chlorgehalt hat, kann nach der Schäumung ein Produkt mit
einheitlichen und feinen Zellen erhalten werden. Im allgemeinen wird, falls das chlorierte Polymere einen
hohen Chlorgehalt hat, das Polymere fortschreitend hinsichtlich der Wärmebeständigkeit als auch der
Schäumungseigenschaften verbessert. Falls andererseits der Chlorgehalt zu groß ist, wird es schwierig, das
Polymere zu erhitzen und zu schmelzen. Ferner ist ein
ίο langer Zeitraum zur Chlorierung des Polymeren
erforderlich. Es ist infolgedessen nicht wirtschaftlich, ein Polymeres mit einem zu hohen Chlorgehalt zu
verwenden. Somit werden chlorierte Polymere mit einem Chlorgehalt von weniger als etwa 75 Gew.-% als
typische Beispiele eingesetzt. Bevorzugt wird Anwendung von einem Polymeren mit einem Chlorgehalt
zwischen etwa 65 und 72 Gew.-% gemacht.
Alkohole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen werden als Schäumungsmittel gemäß der Erfindung eingesetzt.
Hiervon werden beispielsweise umfaßt: einwertige Alkohole, wie Methylalkohol, Äthylalkohol, Propylalkohol,
Isopropylalkohol, Butylalkohol, sec.-Butylalkohol,
tert.-ButylalköhoI, Isobutylalkohol, Amylalkohol, sec-Amylalkohol,
tert.-Amylalkohol, Isoamylalkohol, 2-Methyl-1-butanol
und 3-Methyl-2-butanol. Von diesen Alkoholen wird Äthylalkohol bevorzugt. Die Alkohole
können allein odsr in Form von Gemischen eingesetzt werden. Die Alkohole können als Weichmachungsmittel
für das Polymere dienen. Alkohole mit mehr als 6 Kohlenstoffatomen haben im allgemeinen hohe Siedepunkte
und zeigen eine Neigung zum Verbleiben in den Polymerschaumstoffen in großen Mengen und sind
infolgedessen zur Herstellung von Polymerschaumstoffen mit feinen einheitlichen Zellen nicht geeignet.
}5 Das Schäumungsmittel wird in Mengen zwischen etwa 1 und 50 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des
chlorierten Vinylchloridpolymeren verwendet. Falls das Schäumungsmittel in einer Menge von weniger als etwa
1 Gewichtsteil eingesetzt wird, ergibt es keine ausreichende Schäumungswirkung. Falls das Schäumungsmittel
in einer Menge von mehr als etwa 50 Gewichtsteilen eingesetzt wird, bildet es keinen
Polymerschaumstoff mit guter Wärmebeständigkeit, weil das Schäumungsmittel nicht vollständig durch
Verdampfung entfernt wird und im Schaumstoff in großer Menge hinterbleibt. Das Schäumungsmittel wird
vorzugsweise in einer Menge zwischen 5 und 20 Gewichtsteilen verwendet.
Verschiedene Zusätze können in das Polymere zusätzlich zum Schäumungsmittel einverleibt werden.
Beispielsweise können bekannte Kernbildungsmittel in das Polymere zu rAusbildung einheitlicher Zellen
einverleibt werden. Als Kernbildungsmittel können feine Pulver aus Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kieselsäure
und gebrannten Tonen verwendet werden. Die Kernbildungsmittel werden vorzugsweise in einer
Menge zwischen etwa 5 und etwa 50 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des chlorierten Vinylchloridpolymeren
und am stärksten bevorzugt in einer Menge von 10 bis 20 Gewichtsteilen zugesetzt. Falls das Kernbildungsmittel
in großer Menge eingesetzt wird, gibt es Anlaß zu einem brüchigen Polymerschaumstoff und umgekehrt,
falls das Kernbildungsmittel in einer geringen Menge verwendet wird, ergibt es keinen merklichen Effekt.
Wenn das mit dem Schäumungsmittel imprägnierte chlorierte Polymere in einer geschlossenen Form, wie
nachfolgend geschildert, erhitzt wird, ist es nicht erforderlich, entweder einen Stabilisator oder ein
Gleitmittel einzusetzen, da das Schäumungsmittel, d. h. der Alkohol mit 1 bis 5 Kohlenstoffen, als Wärmestabilisator
für das Polymere wirkt und ein weißer Schaumgegenstand erhalten werden kann. Falls im
Gegensatz hierzu ein halogenierter Kohlenwasserstoff als Schäumungsmittel eingesetzt würde, hätte der
geschäumte Gegenstand eine gelbe Farbe, falls kein Stabilisator verwendet wird. Es ist jedoch darauf
hinzuweisen, daß, falls das mit dem Schäumungsmittel gemäß der Erfindung imprägnierte chlorierte Polymere ι ο
in einem Extruder geschäumt wird, ein langer Zeitraum zur Erhitzung des Polymeren erforderlich ist und ein
Wärmestabilisator bevorzugt eingesetzt wird. Die üblichen Stabilisatoren und Gleitmittel können als
solche verwendet werden, beispielsweise zweibasisches Bleisulfat und Dibutylzinnlaurat.
Andere Zusätze können gleichfalls zu den Polymeren zugegeben werden und hierzu gehören Pigmente,
Glasfaser und andere Harze als das chlorierte Vinylchloridpolymere, beispielsweise Methylmethacrylat-Butadien-Styrolcopolymere,
Acrylnitril-Butadien-Styrolcopolymere u. dgl. Falls diese weiteren Zusätze in
sehr großen Mengen einverleibt werden, besteht eine Neigung zur Verhinderung der Schäumung des Harzes.
Sie werden demzufolge bevorzugt in einer Menge zwischen etwa 5 und 30 Gewichtsteilen, bezogen auf 100
Gewichtsteile des chlorierten Polymeren, einverleibt.
Verschiedene bekannte Verfahren können zur Imprägnierung des pulverförmigen chlorierten Vinylchloridpolymeren
mit dem Schäumungsmittel angewandt jo werden. Beispielsweise kann das Schäumungsmittel mit
einem Pulver oder mit Pellets des chlorierten Vinylchloridpolymeren
bei gewöhnlicher Temperatur und Druck, d.h. Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck,
vermischt werden und das erhaltene Gemisch in ein geschlossenes Gefäß bei gewöhnlicher Temperatur
während eines ausreichenden Zeitraumes zur Imprägnierung des Polymeren mit dem Schäumungsmittel
gegeben werden. Ein zweites Verfahren besteht in der Zuführung des Pulvers oder der Pellets zu einem
Extruder, wo sie erhitzt und in Gegenwart des Schäumungsmittels durch Imprägnierung des Polymeren
verknetet werden. Ein drittes Verfahren besteht in der Vermischung des Schäumungsmittels mit einem
Pulver oder Pellets des chlorierten Polymeren bei gewöhnlicher Temperatur und in der Erhitzung des
erhaltenen Gemisches unter Druck in einem geschlossenen Gefäß. Unter diesen Verfahren ist das erstaufgeführte
Verfahren am vorteilhaftesten vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt. Das chlorierte Polymere kann
leicht mit den Alkoholen selbst bei gewöhnlichen Temperaturen und Drücken imprägniert werden, da die
Alkohole im Vergleich zu den bekannten Schäumungsmitteln weniger flüchtig sind.
Um das das Schäumungsmittel enthaltende chlorierte Vinylchloridpolymere zu schäumen, wird das Polymere
beispielsweise in eine geschlossene Form gebracht und erhitzt und gepreßt oder komprimiert, und zwar bei
einer Temperatur, bei der das Polymere geschmolzen ist oder zusammenzufließen beginnt, beispielsweise bei
einer Temperatur zwischen etwa 160 und 2!00C während einiger Minuten. Druck unterstützt bei der
wechselseitigen Schmelzung der Polymerteilchen und infolgedessen bei der Schäumung eines integralen
Polymerschaumstoffes. Falls anschließend die Form entweder abrupt oder allmählich geöffnet wird, wird ein
Polymerschaumstoff mit einheitlichen und feinen geschlossenen Zellen erhalten.
Alternativ kann der Polymerschaumstoff durch kontinuierliche Extrudierung des das Schäumungsmittel
enthaltenden Polymeren aus einem Extruder hergestellt werden. In diesem Fall wird der Extruder vorzugsweise
in solcher Weise eingestellt, daß die Umgebung des Trichters bei einer niedrigen Temperatur, vorzugsweise
weniger als etwa 50°C, gehalten wird, der vordere Teil des Extruderzylinders bei höherer Temperatur, vorzugsweise
etwa 100 bis 1500C, gehalten wird und das Mundstück bei einer Temperatur zwischen etwa 130
und 200°C gehalten wird. Durch Einstellung der Temperatur in dieser Weise kann ein Polymerschaumstoff
kontinuierlich mit einer Anzahl feiner, einheitlicher, geschlossener Zellen erhalten werden. Das
chlorierte Vinylchloridpolymere kann mit dem Schäumungsmittel vorhergehend imprägniert werden oder
kann an einer gewünschten Stelle im Extruder imprägniert werden.
Der gemäß der Erfindung erhaltene Schaumstoff aus dem chlorierten Vinylchloridpolymeren hat eine ausgezeichnete
Wärmebeständigkeit, Nichtbrennbarkeit und Isoliereigenschaften. Weiterhin kann gemäß der Erfindung
der Polymerschaumstoff in wirtschaftlicher Weise erhalten werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert, worin die nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schaumstoffe mit nach bekannten Verfahren erhaltenen
Schaumstoffen verglichen sind. In den Beispielen sind sämtliche Teile auf das Gewicht bezogen, falls nichts
anderes angegeben ist. Die Schrumpfungsverhältnisse, Verhältnisse an verbliebenem Lösungsmittel und der
durchschnittliche Polymerisationsgrad wurden in der nachfolgenden Weise ermittelt.
1. Schrumpfungsverhältnis
Ein Probestück von 10 mm Weite und 100 mm Länge wurde aus einem Polymerschaumstoff von 5 mm Stärke
geschnitten. Das Probestück wurde in einem Thermostat bei 2O0C während drei Stunden gebracht, worauf
die Länge mittels eines Gleitmeßgerätes gemessen vurde. Dieser Wert ist die Länge vor dem Erhitzen.
Dann wurde das Probestück während drei Stunden in einem Thermostat, worin Luft von 1200C zirkuliert
wurde, erhitzt. Nach der Abkühlung während drei Stunden in einem Thermostat bei 20cC wurde erneut die
Länge gemessen. Dieser Wert ist die Länge nach dem Erhitzen. Das Schrumpfungsverhältnis wird nach der
folgenden Formel berechnet:
Schrumpfungsverhältnis (%) =
(Länge vor dem Erhitzen) - (Länge nach dem Erhitzen)
(Länge vor dem Erhitzen)
(Länge vor dem Erhitzen)
100.
Im allgemeinen liegt, je niedriger der Chlorgehalt des chlorierten Vinylchloridpolymeren ist, das Schrumpfunesverhältnis
um so höher.
2. Verhältnis des zurückgehaltenen Lösungsmittels
Ein Probestück von 100 mm χ 100 mm wurde aus einem Polymerschaumstoffkarton von 5 mm Stärke
unmittelbar, nachdem der Schaumstoff hergestellt wurde, geschnitten. Das Probestück wurde während
drei Stunden in einen Thermostat bei 20°C gebracht und anschließend gewogen. Dieser Wert ist der Wert vor
der Verflüchtigung. Dann wurde das Probestück während zwölf Stunden in einem Thermostat, worin
Heißluft von 1400C zirkulierte, erhitzt, worauf das Probestück während drei Stunden in einem Thermostat
bei 200C gekühlt wurde. Das abgekühlte Probestück wurde dann gewogen, um das Gewicht nach der
Verflüchtigung zu erhalten. Das Verhältnis an verbliebenen Lösungsmittel wird nach der folgenden Formel
berechnet:
Verhältnis an verbliebenem Lösungsmittel (%) =
3. Durchschnittlicher Polymerisationsgrad
Der durchschnittliche Polymerisationsgrad wurde nach dem Verfahren gemäß JIS K-6721 (Japanese
Industrial Standard) bestimmt.
(Gewicht vor der
Verflüchtigung)
Verflüchtigung)
(Gewicht nach der
Verflüchtigung)
Verflüchtigung)
(Gewicht vor der Verflüchtigung)
100.
20
a) 45 kg eines pulverförmigen Polyvinylchlorids mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1000
und einer durchschnittlichen Teilchengröße von 200 Mikron und 180 kg reines Wasser wurden in ein
glasausgekleidetes Reaktionsgefäß mit einem Inhalt von 3001, das mit Mantel und einem bei 300 U/Min,
rotierenden Rührer ausgerüstet war, zur Bildung einer Suspension in das Gefäß eingebracht. Stickstoffgas
wurde in das Gefäß zum Ersatz der Luft im Gefäß m eingeführt, während der Rührer gedreht wurde.
Während dieses Zeitraumes wurde Heißwasser durch den Mantel geleitet, um das Innere des Gefäßes bei
500C zu halten. Dann wurde Chlorgas in die Suspension zur Sättigung der Suspension eingeleitet. Anschließend
wurde die Suspension mit Ultraviolettstrahlen zur Durchführung der Chlorierungsreaktion bestrahlt. Inzwischen
wurde die Menge des in das Gefäß eingeleiteten Chlors so eingestellt, daß die Suspension
stets mit Chlor gesättigt war und ein Zehntel der Menge des eingeführten Chlors aus dem Gefäß ausgetragen
wurde. Nachdem die Chlorierungsreaktion 16 Stunden durchgeführt worden war, hatte das Polyvinylchlorid
einen Chlorgehalt von 70 Gew.-%. Die Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen und die Einleitung des Chlorgases
wurden dann unterbrochen und anschließend wurde Stickstoffgas in das Gefäß zum Ersatz des Chlorgases
eingeleitet. Dann wurde die Suspension filtriert und der in der Suspension gebildete Chlorwasserstoff mit
Wasser verdünnt und dann durch Zusatz einer verdünnten wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid
neutralisiert. Der feste Teil wurde von der Suspension auf einer Zentrifuge abgetrennt, mit Wasser gewaschen,
entwässert und getrocknet, so daß ein chloriertes Polyvinylchlorid mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad
von 620 erhalten wurde.
b) 10 Teile Calciumcarbonat und 10 Teile Äthylalkohol wurden zu 100 Teilen des gemäß a) erhaltenen
chlorierten Polyvinylchlorids zugesetzt und das erhaltene Gemisch wurde gründlich vermischt. 30 g des &o
erhaltenen Gemisches wurden in einen Formhohlraum mit Abmessungen 50 mm χ 50 mm χ 1 mm (Dicke)
gegeben. Die Form wurde auf eine Temperatur von 1800C während drei Minuten unter einem Druck von
100 kg/cm2 (Überdruck) erhitzt. Unmittelbar anschlie- b1;
Bend wurde der Druck abrupt freigegeben und ein weißer Polymerschaumstoff mit einer Dichte von
0,056 g/cem und feinen einheitlichen Zellen, welche nicht miteinander verbunden waren, d. h. geschlossene
Zellen, erhalten. Der Schaumstoff hatte ein Verhältnis an hinterbliebenem Lösungsmittel von 0,73% und ein
Schrumpfungsverhältnis von 0,30%.
Vergleichsbeispiel 1
Das gemäß Beispie! la) erhaltene chlorierte Polyvinylchlorid wurde bei diesem Beispiel eingesetzt. Um das
chlorierte Polyvinylchlorid zu schäumen, wurden die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel Ib) durchgeführt,
jedoch mit der Ausnahme, daß 10 Teile Dichlorethylen als Schäumungsmittel anstelle von 10 Teilen Äthylalkohol
eingesetzt wurden. Dabei wurde ein Polymerschaumstoff mit einer Dichte von 0,350 g/cem und einer
gelblichen Farbe erhalten. Der Schaumstoff hatte ein Verhältnis an hinterbliebenem Lösungsmittel von 4,00%
und ein Schrumpfungsverhältnis von 1,50%.
Vergleichsbeispiel 2
Das im Beispiel la) erhaltene chlorierte Polyvinylchlorid wurde ohne weitere Behandlung verwendet. Um
das chlorierte Polyvinylchlorid zu schäumen, wurden die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel Ib) durchgeführt,
wobei jedoch 10 Teile Trichlormonofluormethan als Schäumungsmittel anstelle von 10 Teilen Äthylalkohol
verwendet wurden. Dabei wurde ein Polymerschaumstoff mit einer Dichte von 0,1 g/cem und einer gelblichen
Farbe erhalten. Der Schaumstoff hatte ein Verhältnis an verbliebenem Lösungsmittel von 3,5% und ein
Schrumpfungsverhältnis von 1,3%.
Aus den vorstehenden Ergebnissen zeigt es sich, daß der gemäß der Erfindung erhaltene Schaumstoff ein
niedrigeres Schrumpfungsverhältnis und ein niedrigeres Verhältnis an verbliebenem Lösungsmittel als ein
entsprechender.nach den üblichen Verfahren erhaltener Schaumstoff hatte. Ferner wurde auch festgestellt, daß
der gemäß der Erfindung erhaltene Schaumstoff nicht gefärbt oder hinsichtlich der, Wärmestabilität im
Vergleich zu den gemäß den üblichen Verfahren erhaltenen Schaumstoffen verschlechtert war.
In diesem Beispiel wurde das nach Beispiel la) erhaltene chlorierte Polyvinylchlorid als Rohmaterialharz
ohne irgendeine weitere Behandlung verwendet. Um das chlorierte Polyvinylchlorid zu schäumen,
wurden die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel Ib) durchgeführt, wobei jedoch 10 Teile Methylalkohol als
Schäumungsmittel anstelle von 10 Teilen Äthylalkohol verwendet wurden. Dabei wurde ein Schaumgegenstand
mit einer Dichte von 0,093 g/cem erhalten. Der geschäumte Gegenstand hatte ein Verhältnis an
verbliebenem Lösungsmittel von 0,75% und ein Schrumpfungsverhältnis von 0,24%.
IO
Unter Anwendung des in Beispiel la) erhaltenen chlorierten Polyvinylchlorids wurden identische Arbeitsgänge
wie in Beispiel Ib) mit der Ausnahme durchgeführt, daß 10 Teile Amylalkohol anstelle von 10
Teilen Äthylalkohol verwendet wurden. Dabei wurde ein geschäumter Gegenstand mit einer Dichte von
0,531 g/ccm erhalten. Der geschäumte Gegenstand hatte ein Verhältnis an verbliebenem Lösungsmittel von
1,50% und ein Schrumpfungsverhältnis von 0,90%.
a) Ein chloriertes Polyvinylchlorid mit einem durch- r>
schnittlichen Polymerisationsgrad von 150 und einem Chlorgehalt von 75 Gew.-% wurde durch Ausführung
der Chlorierungsreaktion in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 a) mit der Ausnahme, daß die Reaktionszeit 50
Stunden betrug, erhalten.
b) Das gemäß a) erhaltene chlorierte Polyvinylchlorid wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel Ib)
geschäumt und ein Schaumgegenstand erhalten. Der Schaumgegenstand hatte eine Dichte von 0,263 g/ccm,
ein Verhältnis an verbliebenem Lösungsmittel von 0,96% und ein Schrumpfungsverhältnis von 0,47%.
a) Ein chloriertes Polyvinylchlorid mit einem Durchschnittspolymerisationsgrad
von 370 und einem Chlorgehalt von 73 Gew.-% wurde durch Durchführung der Chlorierungsreaktion in der gleichen Weise wie in
Beispiel 1 a) mit der Ausnahme, daß die Reaktionszeit 30 Stunden betrug, erhalten.
b) Das gemäß a) erhaltene chlorierte Polyvinylchlorid wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel Ib)
geschäumt und ein Schaumgegenstand erhalten, der eine Dichte von 0,130 g/ccm, ein Verhältnis an
verbliebenem Lösungsmittel von 0,81% und ein Schrumpfungsverhältnis von 0,47% hatte.
a) Ein chloriertes Polyvinylchlorid mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 740 und einem
Chlorgehalt von 67 Gew.-% wurde durch Ausführung der Chlorierungsreaktion in der gleichen Weise wie in
Beispiel 1 a) mit der Ausnahme, daß die Reaktionszeit 10
Stunden betrug, erhalten.
b) Das chlorierte Polyvinylchlorid nach a) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel Ib) geschäumt und
ein Schaumgegenstand erhalten. Der Schaumgegenstand hatte eine Dichte von 0,036 g/ccm, ein Verhältnis
an verbliebenem Lösungsmittel von 0,85% und ein Schrumpfungsverhältnis von 0,30%.
a) Ein chloriertes Polyvinylchlorid mit einem Durchschnittspolymerisationsgrad
von 860 und einem Chlorgehalt von 64% wurde durch Ausführung der Chlorierungsreaktion
in der in Beispiel la) angegebenen Weise wi
erhalten, wobei jedoch eine Reaktionszeit von 6 Stunden angewandt wurde.
b) Das gemäß a) erhaltene chlorierte Polyvinylchlorid wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel Ib)
geschäumt und ein Schaumgegenstand mit einer Dichte br>
von 1,104 g/ccm, einem Verhältnis an verbliebenem Lösungsmittel von 0,80% und einem Schrumpfungsverhältnis
von 0,56% erhalten.
a) Ein chloriertes Polyvinylchlorid wurde durcl Ausführung der Chlorierungsreaktion gemäß Beispie
la), jedoch unter Anwendung einer Reaktionszeit von ;
Stunden erhalten. Das chlorierte Polyvinylchlorid hatti einen Durchschnittspolymerisationsgrad von 950 um
einen Chlorgehalt von 60%.
b) Das chlorierte Polyvinylchlorid wurde in de gleichen Weise wie in Beispiel Ib) geschäumt und eil
Schaumgegenstand erhalten. Der Schaumgegenstam hatte eine Dichte von 1,112 g/ccm, ein Verhältnis ai
hinterbliebenem Lösungsmittel von 0,930% und eil Schrumpfungsverhältnis von 2%.
Vergleichsbeispiel 3
Unter Anwendung eines nichtchlorierten Polyvi nylchlorids mit einem durchschnittlichen Polymerisa
tionsgrad von 1000 wurde versucht, einen Schaumkar ton entsprechend dem Verfahren nach Beispiel Ib
herzustellen. Der Schaumkarton war jedoch nich merklich geschäumt. Der Karton hatte eine Dichte voi
1,3 g/ccm, ein Verhältnis an verbliebenem Lösungsmit tel von 0,98% und ein Schrumpfungsverhähnis von 3%.
Als Zusammenfassung der vorstehenden Ergebnisst wurde festgestellt, daß ein Schaumgegenstand voi
ausgezeichneter Qualität erhalten werden kann, wem ein chloriertes Polyvinylchlorid mit einem Chlorgehal
zwischen etwa 60 und 75% nach dem erfindungsgemä Ben Verfahren geschäumt wird. Ein Schaumgegenstanc
von ausgezeichneter Qualität kann hingegen mit einen Polyvinylchlorid, welches nicht nachchloriert ist, nich
erhalten werden.
a) Unter Anwendung eines Copolymeren au! Propylen und Vinylchlorid (Propylengehalt 3 Gew.-%
durchschnittlicher Polymerisationsgrad 500) anstelle von Polyvinylchlorid als Rohmaterial wurde di<
Chlorierungsreaktion während 10 Stunden in dei gleichen Weise, wie in Beispiel 1 a) ausgeführt, so daß eii
chloriertes Copolymeres aus Propylen und Vinylchloric
mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad vor 350 und einem Chlorgehalt von 65% erhalten wurde.
b) Das gemäß a) erhaltene chlorierte Copolymere au: Propylen und Vinylchlorid wurde in der gleichen Weis«
wie in Beispiel Ib) geschäumt und ein Schaumgegen stand erhalten. Der Schaumgegenstand hatte ein«
Dichte von 0,363 g/ccm, ein Verhältnis an verbliebenen Lösungsmittel von 0,85% und ein Schrumpfungsverhält
nis von 0,43%.
Aus diesen Ergebnissen wird bestätigt, daß eii chloriertes Copolymeres gleichfalls unter Bildung eine:
Schaumgegenstandes von ausgezeichneter Qualitä nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geschäum
werden kann.
Beispiel 10
Zu 100 Teilen des nach Beispiel la) erhaltene! chlorierten Polyvinylchlorids wurden 10 Teile eine;
Copolymeren aus Methylmelhacrylat, Butadien unc Styrol, 10 Teile pulverförmigesCalciumcarbonatund 1«
Teile Äthylalkohol zur Bildung eines Gemisches, da: gründlich vermischt wurde, zugesetzt. Das Gcmiscl
wurde dann in der gleichen Weise wie in Beispiel Ib
geschäumt und ein Schaumgegenstand erhalten. Dei Schaumgegenstand hatte eine Dichte von 0,636 g/ccm
ein Verhältnis an verbliebenem Lösungsmittel von 0,79% und ein Schrumpfungsverhältnis von 0,40%.
Aus diesen Ergebnissen zeigt es sich, daß ein chloriertes Vinylchloridpolymeres nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren unter Bildung eines Schaumgegenstandes von ausgezeichneter Qualität selbst dann
geschäumt werden kann, falls Zusätze wie die vorstehend geschilderten Copolymeren zu dem chlorierten
Polymeren zugesetzt werden.
Beispiel Π
Zu 100 Teilen des nach Beispiel la) erhaltenen chlorierten Polyvinylchlorids wurden 10 Teile pulverförmiges
Calciumcarbonat, 10 Teile Äthylalkohol, 3 Teile Dibutylzinnmaleat und ein polymeres Gleitmittel zur
Bildung eines Gemisches zugefügt. Das Gemisch wurde gründlich vermischt und dann in einem Extruder mit
einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 20 und einem Preßverhältnis von 3 eingebracht. Das Gemisch
wurde durch eine auf dem Extruder befestigte Düse zur Bildung eines Stabes mit einem Durchmesser von 8 mm
extrudiert. Der Extruder war so eingestellt, daß das Beschickungsmundstück bei 40° C gehalten wurde und
fortschreitend die Temperatur entlang des Extruders in Richtung der Düse erhöht war, wobei die Düse bei
170°C gehalten wurde. Infolgedessen wurde ein Schaumgegenstand mit einer Dichte von 0,06 g/ccm,
einem Verhältnis an verbliebenem Lösungsmittel von 0,71% und einem Schrumpfungsverhältnis von 0,3%
erhalten.
Aus den vorstehenden Ergebnissen zeigt es sich, daß das Verfahren gemäß der Erfindung in geeigneter
Weise auch mittels eines Extruders ausgeführt werden kann.
Beispiel 12
1 Teil Äthylalkohol wurde zu 100 Teilen des nach Beispiel la) erhaltenen chlorierten Polyvinylchlorids
zugesetzt und das erhaltene Gemisch gründlich vermischt. Dann wurde das Gemisch in der in Beispiel
ίο Ib) angegebenen Weise geschäumt und ein Schaumgegenstand
erhalten. Der Schaumgegenstand hatte eine Dichte von 0,80 g/ccm, ein Verhältnis an verbliebenem
Lösungsmittel von 0,10% und ein Schrumpfungsverhältnis von 0,1%.
Beispiel 13
50 Teile Äthylalkohol wurden zu 100 Teilen des nach Beispiel la) erhaltenen chlorierten Polyvinylchlorids zur
Bildung eines Gemisches, welches dann gründlich vermischt wurde, zugesetzt. Das erhaltene Gemisch
wurde in der gleichen Weise wie·in Beispiel Ib)
geschäumt und ein Schaumgegenstand erhalten. Ber Schaumgegenstand hatte eine Dichte von 0,040 g/ccm,
ein Verhältnis an verbliebenem Lösungsmittel von 1,03% und ein Schrumpfungsverhältnis von 0,42%.
Aus den Werten der Beispiele 12 und 13 ergibt es sich,
daß ein Schaumgegenstand von ausgezeichneter Qualität nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten
werden kann, sofern der Alkohol im chlorierten
jo Polymeren in einer Menge von 1 bis 50 Teilen auf 100
Teile des Polymeren enthalten ist.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffes
aus einem chlorierten Vinylchloridpolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß das chlorierte
Vinylchloridpolymere mit 1 bis 50 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des chlorierten Polymeren
eines Alkohols mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen imprägniert wird, wobei das chlorierte Polymere ι ο
einen Chlorgehalt von 60 bis 75 Gewichtsprozent besitzt, und das imprägnierte chlorierte Polymere
auf eine ausreichende Temperatur während eines ausreichenden Zeitraumes zur Schäumung erhitzt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein chloriertes Vinylchloridpolymeres
mit einem Chlorgehalt von 65 bis 72 Gewichtsprozent verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 2« gekennzeichnet, daß der Alkohol in einer Menge
von 5 bis 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Polymeren verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß ein
chloriertes Vinylchloridpolymeres mit einem Durchschnittspolymerisationsgrad von 300 bis 1000 verwendet
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkohol Äthylalkohol ia
verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkohol Methylalkohol
verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als chloriertes Vinylchloridpolymeres
ein chloriertes Polyvinylchloridhomopolymeres verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als chloriertes Vinylchloridpolymeres
ein chloriertes Copolymeres aus Vinylchlorid und Propylen verwendet wird.
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