Способ получения пенопластов

 

36I573

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ -=

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

М. Кл. С 08f 47/08

Заявлено 28.XIl.1970 >(№ 1604096/23-5)

Приоритет ЗО.Х11.1969, № P 1965588.0, ФРГ

Комитет по делам изобретений и открытий ор» Сооето й1»нистров

СССР

УДК 678.744.,32:62-405,8 (088.8) Опубликовано 07.ХП.1972. Бюллетень ¹ 1 за 1973

Дата опубликования описания 1.П1.1973

Авторы изобретения

Иностранцы

Рудольф Гэт, Бернхард Шмитт и Дитер Блум (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«БАСФ АГ» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ

Изобретение касается получения пенопластов из полимеров, содержащих в качестве боковых групп сложные эфиры третичных спиртов.

Известен способ получения пенопластов путем нагревания полимеров на основе третбутиловых эфиров ненасыщенных кислот, содержащих 3 — 4 атома углерода до температуры, выше температуры разложения полимеров (например 150 †1 С). При этом происходит отщепление изобутилена. Недостатками этого способа являются, .во-первых, высокая температура, при которой происходит отщепление изобутилена, и, во-вторых, по этому способу получают пенопласты с крупноячеистой структурой.

Целью изобретения является получение пенопластов с тонкоячеистой структурой путем нагревания до более низких температур, по сравнению с температурами по известному способу, водных систем полимеров на основе третбутиловых эфиров ненасыщенных кислот, "одержащих 3 — 4 атома углерода, или сополимеров на основе указанных эфиров ненасыщенных соединений.

Эта цель достигается тем, что в водных системах полимеров значение рН доводят до

2,0 — 0,1, выпаривают воду и нагревают до температуры, выше температуры разложения исходных полимеров. В качестве ненасыщенных карбоновых кислот, содержащих 3 — 4 атома углерода, используют акриловую, метакриловую или малеиновую кислоты.

В качестве ненасыщенных соединений, образующих с третбутиловыми эфирами ненасыщенпых кислот сополимеры, используют акриловые или метакриловые эфиры спиртов, содержащих 1 —.9 атомов углерода, виниловые сложные эфиры, винилхлорид, винилиденхло1о рид, стирол, бутадиен и другие.

Особенно выгодно, согласно изобретению, применять в качестве ненасыщенных соединений для получения сополимеров с эфирами третбутиловых эфиров ненасыщенных кислот

15 с 3 — 4 атомами углерода ненасыщенные кислоты с константой диссоциаций выше 10 4. В качестве таких кислот применяют в основном винилсульфоновую кислоту, но также можно использовать и стиролсульфоновую, 3-метакри20 локси-пропил- (или-этил) -сульфоновую, 3 — акрилокси-;пропил- (или-этил) - c) льфонов ? 1о> Винилфосфорную кислоту и другие.

Полимеры получают путем бисерной или эмульсионной полимеризации. Эти полимеры

25 обрабатывают в водной системе, под которой понимают растворы и, предпочтительно, дисперсии.

Согласно изобретению, из водных систем полимеров преимущественно выпаривают воду

30 сначала при температуре ниже температурь?

361573 разложения полимеров, то есть ниже температуры, при которой отщепляются олефины. Затем высушенные таким образом полимеры, содержащие остаток воды не более 10 ;,, предпочтительно ниже 3 /о, нагревают до температуры, выше температуры разложения полимера так, что начинается разложение.

Этот процесс можно проводить при нормальном давлении, при пониженном или же при повышенном давлении, например подпрессом. В последнем случае с самого начала получают соответственно гладкую или тисненную поверхность, в зависимости от плиты пресса.

В случае нормального давления поверхность не совсем гладкая, в случае пониженного давления особенно быстро отводятся образующиеся в процессе вспенивания рабочие газы.

Температура разложения третбутиловых эфиров ненасыщенных кислот или их сополимеров с ненасыщенной кислотой, т. е. температура, при которой происходит расщепление эфиров на кислоты карбоновые и олефины, зависит от разнь х факторов. В водной системе она зависит, например, от величины рН. Поэтому водные системы полимеров до сушки и процесса разложения доводят до рН 2,0—

0,1, преимущественно работают при величине рН 1,5 — 0,1. В этом случае получают пенопласты с особенно тонкоячеистой структурой.

За счет доведения значения рН до низких величин процесс разложения полимеров начинают осуществлять уже при 70 С в течение

30 мин. Низкого значения рН достигают добавлением серной, фосфорной, бензолсульфоновой кислот или соединений, отщепляющих кислоты.

Температура и время нагрева зависят также от используемого полимера, а иногда и добавок. Наиболее целесообразная температура

70 — 170 С, преимущественно 100 — 140 С, а время нагрева колеблется от 30 сек до

30 мин, преимущественно от 2 до 15 мин, С целью придания пенопластам определенных свойств, например повышения водостойкости, хладостойкости, морозостойкости, можно полимеры, используемые согласно изобретению, комбинировать с другими полимерами.

Для этого в водные системы полимеров или сополимеров, применяемые по изобретению, вводят другие эмульсии, растворы или водные дисперсии, затем процесс осуществляют с помощью этой смеси.

Другой метод заключается в том, что в водные дисперсии полимеров добавляют другие полимеры в виде порошков. Это целесообразно тогда, когда трудно получить другие полимеры в виде дисперсии.

На основе получаемых, согласно изобретению, пенопластов можно изготовить ячеистые изделия, которые могут быть успешно использованы в различных областях техники, например, их можно применять в качестве изоляторов от звука, тепла, холода.

П р и м ер 1. 94 вес. ч. третбутилового эфира акриловой кислоты, 4 вес. ч. метилового

25 .гО

65 эфира акриловой кислоты, 2 вес. ч. винилсульфоновой кислоты полимеризуют при 55 — 60 С в присутствии 3 всс. ч. парафинсульфопокислого натрия, О,о вес. ч. продукта реакции этиленоксида со спермацетовым маслом, О,б вес. ч. персульфата калия, растворенного в 150 вес.ч. воды. Значение р1-1 дисперсии 1,05.

Полученный таким образом эмульсионный полимер высушивают в течение 5 час при 30 С в камере с циркуляцией воздуха до содержания воды 1 /о, Затем полимер нагревают 15 мин до 100 С и получают пенопласт с удельным весом 0,04 г/см .

II р и м ер 2. 89 вес. ч. третбутилового эфира акриловой кислоты, б вес. ч. винилсульфоновой кислоты и 5 вес. ч. метилового эфира акриловой кислоты полимеризуют при 59 С в присутствии 4 вес. ч. продукта реакции этиленоксида с октилфенолом, 0,5 вес. ч. винилсульфонокислого натрия, О,б вес. ч, персульфата калия в 150 вес. ч. воды. Значение рН дисперсии 1,95. Полученный полимер высушивают аналогично примеру 1 (остаток воды

0,5%), нагревают до 80" С и через 7 мин получают пенопласт с удельным весом 0,02 г/см .

П р и м ер 3. К 10 вес. ч. полученного по примеру 2 в эмульсии полимера добавляют

40 вес. ч. эмульсионного полимера, состоящего из 91 вес. ч. винилиденхлорида и 9 вес. ч, метилового эфира акриловой кислоты, доводят рН до 1,3 разбавленной серной кислотой, затем смесь высушивают до содержания влаги 1,5О/о.

11олученную смесь нагревают до 100 "С в течение 12 мин. Получают пенопласт с удельным весом 0,027 г/см .

П р и и е р 4. К 100 вес. ч. полученного по примеру 2 эмульсионного полимера добавляют

1,5 вес. ч. полученного в эмульсии полимера из 2 вес. ч. винилпирролидона и 1 вес. ч. винилпропионата, значение рН доводят до 0,2 толуолсульфоновой кислотой, затем высушивают до остаточного количества влаги 0,7 /о инагревают до 100 С.

П р и м ер 5. К 100 вес. ч. полученного по примеру 2 эмульсионного полимера добавляют 20 вес. ч. 15 >o-ного водного раствора поливинилметилового эфира, рН доводят до 0,5 разбавленной серной кислотой, высушивают при 50 С до содержания влаги 2,0 /О. Полученный материал вспенивают при облучении

ИК-лучами. Получают пенопласт с удельным весом 0,01 г/см .

П р и м ер б. Значение рН 100 вес. ч. сополимера, состоящего из 93 вес. ч. третбутилового эфира акриловой кислоты, 4 вес. ч. и-бутилового эфира акриловой кислоты и 3 вес. ч. метилового эфира акриловой кислоты в водной дисперсии, доводят до О,б водным раствором фосфорной кислоты и оксиэтилированным спиртом жирного ряда. Смесь высушивают до остатка влаги Зо/о, затем нагревают 5 мин при

120 С. Получают пенопласт с тонкоячеистой структурой.

Пример 7. Аналогично примеру 6, значение рН дисперсии сополимера, состоящего из,361573

Составитель Н. Просторова

Редактор Л. Ушакова Техред T. Миронова Корректоры: О. Тюрина и T. Медведева

Заказ 394/17 Изд. М 32 Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

90 вес. ч. третбутилового эфира метакриловой кислоты, 4 вес. ч. этилового эфира акриловой кислоты и 6 вес. ч. акриловой кислоты, доводят до 1,5. Затем высушивают до содержания влаги 2о/о и нагревают до 130 С. Получают тонкоячеистый пенопласт.

Пример 8. Аналогично примеру 6, 100 вес. ч. дисперсии (40%-ной) сополимера, состоящего из 95 вес. ч. третбутилового эфира акриловой кислоты и 5 вес. ч. акрилонитрила, смешивают сначала с 10 вес. ч. этиленгликоля, затем высушивают. С целью вспенивания нагревают до 140 С.

Пример 9. Подвергают эмульсионной полимеризации 80 вес. ч. третбутилового эфира акриловой кислоты и 20 вес. ч. третбутилового эфира .малеиновой кислоты. Полученную дисперсию доводят до рН 1,5 при помощи фосфорной кислоты и сушат до содержания воды

2,8о/о. Полимеризаты нагревают 7 мин до

120 С. Получают пенопласты с особенно тонкоячеистой структурой.

Пример 10. 92 вес. ч. третбутилового эфира акриловой кислоты, 4 вес. ч. метилового эфира акриловой кислоты, 4 вес. ч. стиролсульфоновой кислоты в присутствии 3 вес. ч. парафинсульфонокислого натрия, 0,5 вес. ч. продукта реакции окиси этилена и спермацетового масла и 0,6 .вес ч. персульфата калия растворяют в 150 вес. ч. воды. Раствор полимеризуют при температуре 55 — 60 С, перемешивая.

Получают дисперсию полимеризата с рН 1,6.

Пробу полученной дисперсии наносят на стеклянную плиту и сушат 5 час при 30 С в камерной сушилке с циркуляцией воздуха.

Высушенный эмульсионный полимер имеет остаток воды 1,5%, его нагревают 15 мин. до

100 С так, что получают пенопласт с удель5 ным весом 0,05 г/смз.

Пример 11. Высушенный, аналогично примеру 1, полимер дробят, получая частицы диаметром около 2 мм. Металлическую перфорированную форму наполняют на /, объема

10 этими частицами. Затем нагревают горячим воздухом до температуры примерно 150 С так, что частицы вспениваются и взаимно спекаются, 15 Предмет изобретения

1. Способ получения пенопластов путем нагревания полимеров на основе третбутиловых эфиров ненасыщенных кислот, содержащих

20 3 — 4 атома углерода, или сополимеров на основе указанных эфиров с ненасыщенными соединениями, отличающийся тем, что, с целью получения пенопластов с тонкоячеистой структурой, значение рН водных систем полимеров

25 доводят до 2,0 — 0,1, выпаривают воду и нагревают до температуры, выше температуры разложения исходных полимеров.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходного сополимера применяют

30 сополимер указанных эфиров с ненасыщенной кислотой, имеющей константу диссоциации более 10 — 4, содержащий 0,1 — 20 вес. /о, предпочтительно 0,5 — 6 вес. /о ненасыщенной кислоты.