Пенообразователь для получения пенопластов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соввтсннх

Социалистических

Респубпни

К AAIEHY3 (6!) Дополнительный к патенту— (22} Заявлено 14,08.75 (21) 2163135/05 (23) Приоритет — (32) 29.08.74 (31) P 2441418.4 (33} ФРГ (43) Опубликовано 25,07.77. Бюллетень № 27 (45) Дата опубликоьання описания 09.09.77 (51} М. Кл.

С 08 J9/08

ГвеударстиенньФ камктет ьайата й1нннстраа СКР на дваам нзабретюпй п еткрытнй (53) УДК678:62 405. .8 (088.8) Иностранцы

Вольфганг Конел и Герхард Анель (ФРГ) (72} Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Байер АГ (ФРГ) (71) Заявитель (54) ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ

Изобретение относится к пенообразователям для получения пенопластов на основе термопластич. иых смол, широко используемых в различных отраслях промышленности, в сельском хозяйстве и быту.

Известен пенообразователь для получения пено. пластов иа основе термопластичных полимеров состоятций из азодикарбонамида и соедижния формулы где М вЂ” водород, катион металла или группа содержащая азот;

n — валеигность М; й, - В (каждый) — водород, алкильная. группа с прямой н разветвленной цепью с 1 — 4 атомами углерода или атомами галогена.111

Этот пенообразов атель имеет довольно низкую температуру разложения (160-220 С), однако получаемые c его использованием пенопласты имеют иизктае ударную яязкость и прочность прг разрыве

Наиболее близким по технической сущноспт к предложенному изобретению является известный пенообразователь для получения пенопластов на основе полимеров, выбранных из группы, состоя« щей из поликарбоната, полиамида, полибуп1лентерефталата н смеси полифениленового эфира и

tloJIHcmpoJla. Этим пенообразователем является 1,4. бутандиол - бис . (эфир угольной кислотыангидрид бензойной кислоты) (2), 1о Получаемые с его использованием пенопласты имеют более высокую удар1тую вязкость; но она еще недостаточно высока.

Жроме того, широкому применению 1,4 - бут ан.

15 диол - бис - (эфира утольной кислоты — ангидрида бензойной кислоты) препятствует его низкая температура плавления (77 С) и высокая температура разложения. Во время смешивания еще горячих высушенных и готовых к переработке гранулятов термопласта с пенообразователем последний расплавляется и вызывает трудности при смешивании и дознровании вследствие комкования гранулятсв

Кроме того, продукты разложения пенообразователя влияют на средний молекулярный вес определенных тер моплас тов, 566527

15

Э5

Ч ак, например„продукты ра шожения 1,4 бутанциол - бис - (эфира угольной кислоты ангидрида бензойной кислоты) отрицательно влияют па средний молекулярный вес поликарбонатов на основе бисфенола A.Ñíèæåíèc среднего молекулярного ii са ускоряется в зависимости от повышения температуры разложения и повышения концентрации пенообразователя.

Цель изобретения — сниженив температуры разложения ненообразователя и гговышение ударной вязкости и прочности при разрыве пенопластов.

Это достигается тем, что пенообразователь содержит 1,4 - бутандиол - бис - (эфиругольной кислоты — ангидрид оенэойной кислоты) и двуокись кремния с чтгельной поверхностью

50 — 400 и" /r, содержащую 0,1 — 1,5 вес.% воды, при слеичющем соотношении компонентов, вес.%:

l,4 - Бутандиол - бис- (эфир угольной кислоты— ангидрид бензольной кислоты) 30-99,5

Лвуокнсь кремния 0„S — 70

Температура разложения этого пенообразователя снижается на 30 С по сравнению с температурой разложении известного пенообразователя.

Кроме l 0f0, снижение среднего молекулярного веса поликарбоната на основе бис-фенола А весьма ограничено. Так, изготовленные из поликарбоната и данного (x)GTRBD пенообразователя изделия обладаюг по сравнении с изделиями из поликгрбонатного пенопласта,одинаковой плотности, вспененными посредством 10 Г.-ного 1,4 - бутандиол - бис - (эфира угольной кислоты — ангидрида бензойной кислоты), более высоким уровнем механических свойств, например более высокой ударной вязкости, а полученные при применении предложенного пенообразователя изделия имеют крайне тонкую струк гуру пор.

Содержание воды в двуокиси кремния можно определить на основе потери веса при высушивании в течение 2ч при 150 С. Доля чистой двуокиси кремния должна быть большс, чем 99,8%. Потеря веса в результате прокаливания в течение 2 ч при

1000 С должна быть меньше, чем 2,5%.

Предложенный пенообразователь можно получить путем смешивания компонентов любым известным методом, например измельчением.

Получают пенопласты с использованием этого пенообразователя следующим образом.

Смешивают полимер со смесью пенообразователя и нагревают до температуры выше температуры разложения пенообраэователя и выше температуры размягчения полимера; Этим достигается вспенивание расплава полимера вслед.твие разложения пенообразователя. Температура вспениванияпри этом 160-300 (. .

Содержание пеноогэраэоватвля в поцвеогаемых всйениванию термопластичных полимерах можно варьировать в широких пределах. Обычно оно составляет 0,1-15 вес.%, предпочтительно 0,5-5 вес.%, из расчета на готовый состав из гранулиро. в анного полимер а и пенообразов ателя.

Целесообразно пенообраэовагель добавлять к высуШенномч и готовому к переработке гранулязу по. лимера. В готовый к переработке состав можно нрибаь лять неокрашенные или окрашенные без активного наполнителя и/или с акгивным на. полнителем грануляты полимера, а также такие добавки. как коасяшие средеiBd, стабилиза горы. наполнители, стеклянные волокна, придающие огнестойкость добавки и другие отщепляющне двуокись угле}эода и/или азот пеиообразовагели, I например аэодикарбонамид, изофталевая кислота-бис- (ангидрид этилового эфира угольной кислоты), бензазимиды и ускоряющие разложение вещества, такие как нафтенаты цинка, окись цинка, окись магния, нафтенаты кобальта ибенэолсульфонаты.

Эти смеси из термопластичных полимеров и пенообразователя (а в случае необходимости и других добавок) можно перерабатывать обычными способами формообразования, для полых или неполых тел из расплава полимера, например литьем под давлением. экструэионным или центробежным формованием.

Область температур, в пределах которой осуществляется разложение пенообразователя, можно варьировать в зависимости от содержания высок дисперсной двуокиси кремния, добавок и термопластичных полимеров (160 — 240оС). Скорость разложения 15-90 с для 100 мл газа комнатной температуры и нормального давления на 1 r нено образующего препарата.

Пригодными вспепиваемыми поликарбонатами являются, например, получаемые взаимодействием ароматических диоксисоединений, в частности диоксидиарилалканов, с фосгеном или диэфирами угольной кислоты поликонденсаты, причем, кроме незамещенных диоксидиарилалканов, годятся также такие, арильные радикалы которых в орто- и/ или мета — положении по отношению к гидроксильной группе несут метильные группы или атомы галогена. Пригодны также разветвленные поликарбонаты, Средний молекулярный вес вспениваемых поликарбонатов 10000-100000, предпочтительно 20000- 40000.

Пригодными ароматическими диоксисоединениями являются, например, гидрохинон, резорпин.

4,4-диоксидифенил, бис - (оксифенил) - алканьг. в частности С вЂ” Са- алкилен или С вЂ” Са - алкилнденбисфенолы, бис — (оксифенил) -- циклоалканы, например С, -С, — циклоалкилиденбисфенолы. бис — (оксифенил) -- сульфиды, — простые эфиры, кетоны, — сульфоксиды или сульфоны, а также а,гг — бис — (оксифенил) — диизойропил бснзол н соответствующие алкилированные или галогенированньге в ядре соединения. Предпочтительными являются поликарбонаты на основе бис — (4-оксифенил) -- пропана - 2,2 (бисфенол А), бис - (4окси - 35 - дихлорфенил) - пропана - 2,2(тетрахлорбисфенол А), бис - (4 - окси - 3,5-дибромфенил) - пропана - 2,2 (тетрабромбисфенол

566527

А), бис - (4 - оксидиметилфенил) - пропана - 2,2(тетраметилбисфенол А), бис - (4 - оксифенил)-циклогексана - 1,1 (бисфенол 2), а также на основе бисфе иолов с тремя ядрами, как а а - бис - (4оксифенил) - n - диизопропилбензол.

Пригодными для вспенивания полиамицами являются продукты конденсации, содержащие повторяющиеся амидные группы,в качествесоставных частей полимерной цепи. Их можно получать полимеризацией моно-, амино- или монокарбоновой кислоты или лактама, например капролактама, аминоундекановой кислоты лауринлактама, или попик онденсацией диам нна, например гексаметилендиамина, триметилгексаметиленднамина, октаметилендиамина с дикарбоновыми кислотами, например т5 адипиновой, дикандикарбоновой, изофталевой, терефталевой. Вспениваемыми полиэ4нрами являются насыщенные линеиные полиэфиры терефталевой кислоты с собственной вязкостью 0,5 — 1,5дл/г, компонент дикарбоновой кислоты которых состоит из< 90 мол.% терефтялевой кислоты, а гликолевый компонент — из < 90 мол.% гликолей ряда С, — C, Вспениваемые смеси из полнфеннленового эфира и полистирола являются термопластичными массами, состоящими из полифениленового эфира и модифицированного каучуком обладающего ударной вязкостью полистирола, содерхащего высокодисцер сную эластомерную гелеобразную фазу, днспергированную в полистироле. Полифениленовый эфир состоит иэ повторяющихся единиц следующей структуры

3 в которой атом кислорода одной единицы связан с бензолъным ядром смежной едитвщы, п означает 50 и каждый радикал Q — одновалентные заместители.,40 из группы атомов водорода, атомов галогена, углеводородов, радикалов галогенуглеводородов, оксирадикалов углеводородов и оксирацикалов галогенуглеводородов, Полистирольные смолы получают иэ поливинидароматических мономеров, на- 45 пример формулы

R.-С=CHg где R — водород, алкнл или галоген;

Z — водород, галоген, алкил;

Р— 0 или целое число 1 — 5.

Пример 1 (сравнительный) . 20,0 кг грануляа поликарбоната из бисфенола А с относительной вязкостью 1,287 (0,5% в метиленхлорнде) .тщательно сушат (в течение 14 ч при 105 С) и затем интенсивно смешивают с 200 г азодикарбонамида н

0,2r (0.1вес.% в пересчете на азоднкаобонамнд) оловобензолсульфоната в качестве активатора.

Эту смесь перерабатывают в пенопластовые плиты при помощи машины для,,литья поц давлением (напрнмер Structomat фирмы "Зимаг") ..

Диапазон температуры (по зонам):

250/270/290/300 С; размер плиты 80 см х 400 см; толщина 100 мм; плотность 0,75 г/см ; форма полностью вспенена. Происходи1 незначительное изменение цвета плит в виде так называемых полос ожога. По поперечному и продольному сечениям плиты имеют определенную неравномерную структуру пор. Вырезанные нэ середины плит испытуемые образцы размером 120 мм х 15 мм х 10мм имеют ударную вязкость (по ДИН 53453 >

11 кДж/м прочность прн разрыве i по Д!1H 53430)

2.

ЭН/мм; теплостойкость (но JSO — Р75 — Л) 95" С.

Пример 2.

А, 20,0 кг гранулята поликарбоната из бисфенола А с относительной вязкостью 1,287 (0„5% рас. творенного в л1етнленхлориде) тщательно высушивают (в течейие 14 ч прн 105 С) и затем интенсивно смешивают с 378 r 1,4 - бутандиол - бис - (эфира угольной кислоты - ангидрИда бензойной кислоты) и 162 r SiOq (двуокис : кремния) (70:30). При этом удельная поверхность S io р, содержащей

0,1 вес.% воды, 50 — 80 м /г.

Эту смесь с помощью машины для литья пол давлением перерабатывают в плиты.

Диапазон температуры: 250/270/290/300 С; размер плит 80 см х 40см; толщина 10 мм; плот3. ность 0,75 г/см; форма плит полностью вспенена; цвет плит не меняется.

По поперечному и продольному сечениям плиты имеют равномерную структуру пор. Вырезанные из плит обраэць| размером 120 мм х 15 мм v !О мм облацают ударной вязкостью (по ДИН 33453)

-35 кДж/м ; прочность прн разрыве (по ДИН

53430) 26 Н/мм, те (по JS0-R75) 1 !0 С

Б. 20,0 кг гранулята поликарбоната нз бисфенола А с относительной вязкостью 1,287 (0,5% растворенного в метиленхлориде) тщательно высушивают (в течение 14 ч при 05 С) и затем интенсивно смешивают с 500 г 1,4 - бутандиол - бис - (эфира угольной кислоты - ангидрида бензойной кислоты) (2,5 вес.% из расчета на готовую к переработке смесь). Эту смесь перерабатывают аналогично прим:ру 2 А.

Диапазон температуры: 270/290/310/300 С; размер плит 80х40 см;, толщина 10 мм; плотность

0,75 г/см, форма плит полностью вспенена; цвет плит не меняется. По продольному сечению на концах пути течения ясно видна неравномерная структура пор. Вырезанные из центра шгит образцы размером 120 мм х 15 мм х 10мм обладают удар. ной вязкостью (по ДИН 53453) 25 кДж/м; прочность при разрыве (по ДИН 53430-33) 18 Н/ммэ: теплостонкость 95 С.

П р н м е р 3. 20,0кг полиамидного гранулята, изготовленного поликонденсацией капролак гама тщательно высушивают н смецнвают с 324 г 1,456652т буся.=д»ол ° бж - (эфира,угольной кислоты внгкд,;«да банз.:й. а»: кислоты) и 216 г 8103 (66:40) ". y;.,anü»»oé поверх»»остью 100-170 и, г содер .а»цей 6,8 ае".% воды, Эту смесь перерабаты. в а»:"т аюлогично г римеру 2 А на машина для питы поп дав»»е rз»,.».

;Ъапазон температуры: 225/240/260/260 С; размер лл»т 80 см х 40 см; то»пдина 10 мм; форма пл»г полностью вспеие»»а; кват пл»»т на меняется; Во попаречноь»у и продольному сечениям плиты имакп мелкопористую рав«омерную структуру пор; плотность -! 073r/см ; ударная вязкость (по ДИВ

53453) 33 G, »c/м ; прочность при разрыве (по

ДИН 53430) 26 Н/мм ; та»»лостойкость 80 С.

И р и и е р 4. 20,0»cr грв»»улятв полибутилен. тарефталата; тщательна высушивают и смешиваюг с 270г 1,4 - буга«диод -„бис-, (эфира угольной кислоты - а»»гидрида бенхйной кислоту) и 270r

SiG; (56:50) с.удаль«ой поверхностью 270-330мт/r,, содержащей 1„5 вас,% воды. Затем полученную смесь ,аналоги шо прим:ру 2 А»»арарабатывают на и ашиие дчя )па»„-;» па." д ела», у,.-ем, Диапазон таьп»гратурь»: 225/240/260/250 С; размер плит%см х 40см; толщина 10мм; форма пол«ос ью вспапе:ю; окраска плит ие меняется; по продольному и»»опарачн»аиду сечениям нлнты имеют равчоь.ерную мелкапорхстую структуру; «лот«ос»ь плит d 0,74»/см ; удврнал вязкость 37 кДж/м 1лра-а»ость при рязрь»па 25 Н/мм»теплостойкость 87 С с

11 р и и е р 5,, 26,0 кг гранулята термопластичной массы из полифаииленового эфира и обладающего ударной вязкостью полистирола тщательно вь»су»»»ивают и сь»а»»п»веют с 210 r 1.,4 - бутаидиол °

1 би... !(зла угоны»пй кислоты- ангидрида беизойио» кислоты) и 4М г В Оз (ЗО:70) с удаль»»ой . поверх»»остью З*Ю-466 M /г;. содержа»цай 1,5 acc,% вадьь Затем по»гуча»п»уи смесь аналоги в»о примег 2 Л т»арарЫ" ть»ва»»»т на машина для литья под мь«а»ъ»е А

Д»»апазои тампаРаiyP: 210/23Э/250/250 С; р э. мер плит 80см х 40см; толщина 10мм; форма п»иг полносгью испаиана; окраска плит не меняется, »»о продопъ»»оь»у и поперечному сечениям плиты именя рав»»омер»»ую малкопористую crpyxtypy; пчотност п»п»ч ci0 j2 r/c 3, уда1»на»» ags»cog (»»p

ДИИ 53453) 33. «Дж/и, дР »ч"пата пр" р р (по ДГЛ 53436) 27 Н/а»Н теййЖт кос-. (по

:ЫО --875-A) 95 С.

П р и мер 6. 29 кг грв«улята поликарбоната из бисфенола А с относ»гжель«ой вязкостью 1,287 тщательно сушат (в течение 14ч, при .105 С) и и«та«сивка смешивают с 400 г 1,4 - бутаидиол -бис (эфир угольной кислоты - ангидрид бензойной кислоты),(99,5 вес,% в пересчете на пенообразователь) и 2,0г SiQ (6,5 вес.% в пере;чете нв пе»»ообразов атель) с удельной поверхностью

270-330 м /г, содержащей 1,5. вес.% воды.

Смесь перерабатывают аналогично примеру 2 А, Диапазон температур: 250/276/290/ЗООф раз мер плит 80 см х 40 см; толщина 10 мм; плотность д 0,75 г/см; форма полностью вспенена; цвет плит не меняется; по поперечному и продольному сечениям плиты имеют равномерную структуру пор, Вырезанные из плит испытуемые образцы размером, 120 мм х 15 мм х 10мм имеют ударную вязкость (но ДИН 53453) -35 кДж/м; прочность при разры»в ве (по ДИН 53430) 25 Н/мм ; теплостойкость фЬ .1 S0 — и 75 — A) 110 Ñ.

Пример 7. 20 кг гранулятв поликарбоната из бибфенояа А с относительной вязкостью 1,287

{0,5% в мегиленхлорида) тщательно суп»вт (в течеg - »»ие 14 ч при 105 С) и затем смешивают с 400 r 1,4бугавдиол - бис " (эфир угольной аслоты- ангидрид беиэойной кислоты) (50 вес,% в пересчете на пенообразователь) и 400 r SiQa с удельной поверхностью 270-ЗЗОм /г,. содержащую 1,5, вес.% воды.

2в Смесь перерабать»вают аналогично «римеру 1.

Диапазон температур: 250/270/290/300 С; ра> мар нлит 80 см х; толй1«ив 10 мм; ance i ность д 0,75 г/см, форма полностью вспеиена; цвет не меняется; «о поперечному н продольному з5 сечениям плиты имени равномерную структуру пор. Вырезанные из плит образцы размером 120 ммФ х 15 мм х 10 мм имен»г ударную прочность (по

ДИВ 53453) М5 кйж/см ; прочность при разрыве (ao ДИВ 53430) 25 Н/мм ; теплостойкость по (ЙВО- 875 — А) 110 C.

Сладоввтедьно,, предложенный ценообразователь имеет меньшую, чем известный пенообразователь, температуру разложения, в йолучаемые с его

«спользовавием пенопласты имеют высокие удариую .;вязкость и прочность при разрыве, а также равномерную тонкоячаистую структуру.

Формула изобретения

Панообраэователь для получения пен»алваив

»N основе полимеров, ввбранных из группы состо ящай из поликарбоната, полиамида, полибутила»ь терефталата, и,смесй доя«фен«ланового эфира и полистирола;,: . 6 т 7ьМ е a»»тп» и;й с я тем, что, с целью снижд»п»я ... твьйарвйу1иа разложения панообразователя, повьй»»аюм".уйфвй вязкости и проч. ности при разрыве паноплМстпв, он содержит 1,4

-бутандиол- бис - (эфир угольнМ:»ceno% - ангидрид бенэойной кислоты) и двуокись кремния с удельной поверхностью 50-409 и /г, солар жвщую

0,1-1,5 вес.% иоды, при спедувяцем соотношении компонентов, вес. %;, 1,4- Бутандиол - бис - (эфир угольной кислоты вйг»я»р»»д бензойной кислоты) 30-99,5 . Двуокноь кремния 0,5-70.

Источники информации, принятые ао внимание при экспертизе:

1. 1»втенг СССР У 403196, кл. С 083 9/10, 1972.

2, 1Ътенг ФРГ У 1252891, кл. 39 в 22/01, 1968 (прототип).