Способ получения пенопласта
<»i876672
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15. 11 ° 79 (21) 2840018/23-05 с нрисоедииениехт заявки,%— (23) Приоритет
{5))h4. Кл.
С 08 .1 Э/10
С 08 L 25/06
3Ъоудоратвааьй комитет
СССР
Опубликовано 30. 10. 81. Бюллетень № 40
Дата онубликования описания 30. 10. 81 во делом изобретений и открытий (53 ) УД К 678. 664,,762-405. .8(088.8) В.С. Лебедева, А.И. Ларионов, В.Я. Гущин, P.С. Барштейн и В.Г. Горбунова (72) Авторы изобретения
1
Ордена Трудового Красного Знамени всесоюзный научноисследовательский институт синтетических емол и Научно-:, производственное объединение "Пластмассь14 (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА
Изобретение относится к получению полимерных материалов, в частности к получению пенопласта на основе термо» пластичных полимеров методами литья под давлением, экструзии или экструзионно-выдувным формованием, получаемого в виде листов, профилей, изделий, которые могут применяться в строительной промышленности, мебели, радиотехнике.
Известен способ получения композиции для вспененного, частично сшитого термопласта, который получают сплавлением смеси акрилонитрилбутадиенстирола, эпоксидного соединения и отвердителя для него при 177-204 С затем формуют таблетки и покрывают порошкообразным газообразователем (11.
При нанесении порошкообразного газообразователя на поверхность полимера трудно обеспечить постоянное содержание газообразователя в смеси, так как он осыпается с поверхности и соотношение компонентов изменяется
Известен также способ получения вспененного термспласта из таблеток полистирола, содержащих 7 вес.Ж бутана (21.
К недостатку способа относится то, что концентрация бутана постепенно уменьшается за счет диффузии его в воздух и соответственно может изменяться содержание бутана в композиции, а также повышенная горючесть композиций из-за содержания горючего газообразователя.
Известно получение пенопласта путем переработки гранул полимера, газообразователя и активатора разложе- . ния газообразователя Г31 .
Недостаток этого способа — необходимость изготовления двух видов гранул — газообраэователя и активатора, а также целесообразность применения
20 только для полимеров с низкой темпе" ратурой переработки.
Наиболее близок к предлагаемому способ получения пенопласта путем
876672
О НрО О (CHg} C О Я О C(CBg} C OCPs(9 2 1 1
О О О О
cp,о-p(CHAL;c f 0ñó,сн,ооя,он;о (он,};01 ос,н„ кольадипинатсебаци пата (ПАС-22) CPfgO C(CMg}g- $)OCHg(XgOCH CE)-О-C(CH ) -CjOC+g
I дибутилового эфира полипропиленгли- кольадипината (ППА-4) C+gO C(CEg)< Cf0 — CHg- CH О О(CHg} -О) ООфо смешения гранул термопластичного полимера и гаэообраэователя с последующим вспениванием при нагревании. Гранулы, содержащие газообразователь, разбавляются основным полимером в различном соотношении, например 1:10 или 1: 24 (,4 .
Полученный этим способом пенопласт имеет малые относительные удлинение при растяжении и ударную вязкость.
Цель изобретения — улучшение проч" костных характеристик пенопласта. ! где R - радикал гликоля, например
СН }СЬрОСЬ СН «(;Н СЙ»
Я t
I сн
r азообразователя с температурой разложения 140-210 С при следующем соото ношении компонентов, мас.ч:
Эмульсионный полистирол или его сополимер 100
Пластификатор 20-50
Газообразователь !0-З0 дибутилового эфира полидиэтиленглии газообразователя с температурой разложения 140-210ОС, например азо- ° дикарбонамида, порофор 4Х3-21), модифицированного роданидами металлов (порофор ЧХ3-21РТ), динитрозопентаметилентетрамина, п и -оксибис(бензолсульфонилгидраэида) .
Использование менее 5 мас.ч. газообразователя нецелесообразно, так как содержание газообраэователя в гранулах в этом случае большое и трудно обеспечить равномерное распределение газообразователя и основного полимера, а также получить пенопласт с равномерной плотностью.
Поставленная цель достигается тем, что s известном способе получения пенопласта, включающем смешение гранул ,термопластичного полимера и газообра l зователя с последующим вспениванием при нагревании, согласно изобретению используют в качестве газообразователя 5-20 мас.ч. на 100 мас.ч. термопластичного полимера гранул, полуIÎ ченных на основе эмульсионного полистирола или его сополимера, пластификатора общей формулы
В качестве термопластичного полимера могут быть использованы сополимеры стирола, например акрилонитрилбутадиенстирол (АБС), ударопрочный полистирол (УПС) и ПВХ. Газообразователь представляет собой гранулы эмульсионного полистирола или его сополимера, например АБС или метилметакрилатбутадиенстирола (МБС), полиэфирного пластификатора, например дибутилового эфира полидиэтиленгликольадипината (ПДЭА-4) Использование более 20 мас.ч. газообразователя также нецелесообразно (в гранулах содержится мало газообразователя, приходится приготавливать большие количества гранул газообразователя, что экономически нецелесооб50 разно) . Газообразователь содержит 20-50 мас.ч. пластификатора на
100 мас.ч. вмульсионного полистирола и его сополимера.
Увеличение содержания пластификатора более 50 мас.ч. делает невозможным измельчение жгута до гранул на режущем оборудовании гранулятора (жгут получается эластичным). Умень5 876 щенке содержания пластификатора менее
20 мас.ч, приводит к получению композиции для гранул газообразователя, обладающей недостаточной теку естью, чго затрудняет ее гранулирование. Содержание гаэообразователя в гранулах более 30 мас.ч. то же нецелесообразно(трудно достичь равномерного распределения гранул гаэообразователя и основного полимера при переработке), При уменьшении содержания газообразователя в грануле менее 10 мас.ч. получают пенопласт с высокой кажущейся плотностью, Гранулы газообразователя готовят путем смешения эмульсионного полистирола или его сополимера (100 мас,ч.), полиэфирного пластификатора (2050 мас.ч. ), газообраз ователя (10—
30 мас.ч.) в двухстадийном турбосмесителе и затем гранулируют на одношнековых или двухшнековых грануляторах прямоточного или тандемного типа при температурах )10-130 С. Гранулирование производят без разложения газообоазователя. Производительность гранулятора 15-20 кг/ч. Гранулы гаэообразователя диаметром 2-3 мм, содер.жащие полиэфирный пластификатор, отличаются повышенной текучестью, показатель текучести расплава (ПТР) прч
150 С составляет 2-150 г/10 мин.
Гранулы газообразователя обладают устойчивостью при хранении, срок хранения составляет не менее 5 лет, не происходит комкования гранул.
Согласно изобретению пенопласт получают путем смешения гранул термопластичного полимера (!00 мас.ч.) и газообразователя (5-20 мас.ч.) с последующим вспениванием при нагревании методом экструзии, экструзионио-выдувного формования или литья под давлением.
Полученный пеноппаст имеет следукирле свойства:
200-210
17-19
300-310
Кажущаяся плотность, кг/м
Предел прочности прч растяжении, кгс/см
Предел прочности при сжатии, кгс/см
Ударная вязкость, кгс/см
Относительное удлинение, 7
750-850
3 l-200
250-350
17-22
l O-78
672 Ь
П р и и е р i. Смешивают гранулы
АБС (100 мас.ч.) и газообразователя . (l4,4 мас.ч.) 1 полученного смешением порошкообразного МБС (100 мас.ч.)
3 ППА-4 (20 мас.ч.), порофора ЧХЗ-21 (10 мас.ч.) s двухстадийном турбосмесителе и гранулированием на тандемном грануляторе "Buss" при температуре 110-115 С. Пенопласт иэ смеси гра" а нул получают методом литья под давлением на литьевой машине марки Д-3231 при 180-230 С.
Свойства полученного пенопласта:
Кажущаяся плот>3 ность, кг/м а
760-830
Предел прочности при сжатии, кгс/см 300-305
Предел прочности при растяжении, Ю кгс/см
Ударная вязкость, Относительное удлинение, 7. 12-14
Пример 2. Смешивают гранулы
15 УПС (100 мас.ч.) и газообразователя (6, 3 мас. ч. ), полученного смешением порошкообразного МБС (100 мас. ч. ), GIlA-g (50 мас.ч.) и порофора ЧХЗ-21 (30 мас.ч.) в двухстадийном турбосмеЗр сителе и гранулированием в одношнеко
;вом экструдере типа "Schwabenthan" п ц
110-130 С. Пенопласт из смеси гранул получают методом литья под давлением на машине марки Д-3231 прн 180-230 С. б
Свойства полученного пенопласта:
Кажущаяся плотность, кг/ч 740-750
Предел прочности при сжатии, кгс/см
Предел прочности при растяжении, кгс/см
Я
140-150
Ударная вязкость, кгс/см
Ъ
4-4,5
Относительное удлинение, Х 8" 9
Пример 3. Смешивают гранулы
АБС (100 мас.ч.) и газообразователя (5,0 мас.ч.), полученного смешением порошкообраэного АБС (100 мас.ч.), sb
ПДЭА-4(20 мас.ч.) и порофора ЧХЗ-21 (30 мас.ч.) в двухстадийном турбосмесителе и гранулированием на одношнековом экструдере типа "Schwabenthan" при 110-130 С. Пенопласт иэ смеси гранул получают методом литья под давлением на машине Д-3231 при 180-23(PC.
Свойства пенопласта:
Кажущаяся плотность, кг/м 730-810
876672
Предел прочности при сжатии, кгс/см 320-328
Предел прочности при растяжении, кгс/см " 150-168
Ударная вязкость, 5 кгс/см
Относительное удлинение, Х 12-13,5
При получении пенопласта методом литья под давлением облегчается запол- te нение форм сложной конфигурации, что связано с уменьшением времени заполнения формы расплавом при впрыске.
1I р и м е р 4. Смешивают гранулы
ЛБС (!00 мас.ч.) и газообразователя 1З (20 мас.ч.), полученного смешением порошкообразного АБС (100 мас.ч.)1
IIAC 22 (20 мас.ч.) и порофора ЧХЗ-21 (15 мас.ч.) в двухстадийном турбосмесителе и гранулированием на одношне- фф ковом экструдере типа "Schwabenthan" при 110-130 С. Пенопласт из смеси гранул получают методом экструзионно-выдувного формования на выдувном ".ãðåãaòå марки AB-9 в виде цилин- 13 дрического флакона при !88-220 С, о
20-22
Пенопласт имеет следующие свойства
180-200
160-185
Кажущаяся плотность, кг/м 736-750
Предел прочности п)зи растяжении, кгс/см вдоль экструзии поперек экструзии И
Относительное удлинение, 7: вдоль экструзии 10-14 поперек экструзии 4-7
Готовое изделие имеет качественную поверхность, что связано с улучшением формуемости композиций.
Пример 5. Смешивают гранулы
АБС (100 мас.ч.) и гаэообразователя (5,2 мас.ч.), полученного смешением порошкообразного ГБС (100 мас ° ч.), IIIIA-4 (20 мас.ч.)и порофора ЧХЗ-21 (30 мас.ч.) в двухстадийном турбосмесителе и гранулированием на одношн ковом экструдере типа "Schwaben
than" при )10-130оС. Пенопласт из смеси гранул получают методом экструзии на одношнековом экструдере типа
"Schwabenthan" при 188-225 С. Готовый лист имеет более качественную поверхность, чем в случае отсутствия пласти" фикатора, производительность увеличивается на 15-20 „ с 20-22 до 2325 кг/ч.
740-815
Пенопласт имеет следующие свойства:
Кажут!аяся плотность
1 кг/м 710-750
Предел прочности при растяжении кгс/см ; вдоль экструзии 190-210 поперек экструзии 175-185
Отн<:снтельное удлинение, 7. вдоль экструзии 12 †поперек экструзии 6-8
Пример 6. Смешивают гранулы
АБС (100 мас.ч.) и газообразователя (5,2 мас.ч.), полученного смешением эмульсионного полистирола (100 мас.ч.), ППЛ-4 (20 мас.ч.) и порофора дииитроэопентаметилентетрамина (30 мас.ч.) в двухстадийном трубосмесителе и гранулированием на одношнековом экструдере тип "Schwabenthan",при 110-130 С.
Пенопласт из смеси гранул получают методом литья под давлением на машине марки Д-3231 при 1$0-230 С.
Полученный пенопласт имеет следующие свойства:
Кажущаяся плотность, кг/м
Предел прочности при сжатии, кгс/см 325-337
Предел прочности И и растяжении, кгс/см 1 58-175
Ударная вязкость, кгс/см 17,5-18,5
Относительное удлинение, X )1,5-12,7
Пример 7. Смешивают гранулы
АБС (100 мас.ч.) и газообразователя (12,5 мас.ч.): полученного смешением порошкообразного ЛБС (100 мас.ч.)
ППА-4 (20 мас.ч.) и порофора п,п -оксибис(бензолсульфонилгидразида) (30 мас.ч.) в двухстадийном турбосмесителе и гранулированием на одношнековом экструдере типа "Schwabenthan" при 110-130 С.
Пенопласт из смеси гранул получают методом экструзии на одношнековом экструдере при 188 225 С.
Полученный пенопласт имеет следующие свойства:
Кажущаяся плотность, Kr/мР 740" 753
Предел прочности при растяжении, кгс/см 31-34,4
Относительное удлинение при разрыве, 7. 73-78
Пример 9. (прототип).
a) Смешивают гранулы АБС (100 мас.ч, и газообразователя (10,$ мас.ч.), 2 10 полученного смешением порошкообраэного АБС (100 мас,ч.) и порофора
ЧХЗ-21 (10 мас.ч.) в турбосмесителе и гранулированием на тандемных грануляторах прн 140"150 С, производитель" ность гранулятора 7-8 кг/ч.
Пенопласт получают из смеси гранул методом литья под давлением на машине марки Д-3231 при 180-230 С. ва
Кажущаяся плотность, кг/и
Предел прочности при сжатии кгс/см
Предел прочности при растяжении, кгс/см
Относительное удлине.-. ние, %
Ударная вязкость, кгс/см остных свойств
750-850
280-290
135-140
2-4
3,5-4,0
Предел прочности при сжа тии, кгс/см
Ударная вязкость, кгс/см
Пример, Предел проч- Относиности при рас- тельное тяжении,. к гс/см удлине1 ние %
Кажущаяся плотность, кг/и
1 2-14
17-19
200-210
140-150
150-168
180-200
3 +
160-185
190-210"
175-185
158-175
170-183
157-165
31-34,4
I50-210
760-830
740-750
730-810
730-750
300-305
300-310
320-328
4-4, 5
12-13,5 20-22
10-14
4-7
12-16
6-8
710-750
ll,5-12,7 17,5-18,5
325-337
740-815
710-760
10, 8-14, 5
5, 3-7, 0
73-78
8 740-753
10-16
5-9
270-360
280-290
9 а) 750-850 б) 750-850 тотнп) 135-140
3,5-4,0
2-4
Прочность при растяжении и удлинении при разрыве вдоль экструзии.
То же, поперек экструзии.
9 87667 полученного смешением порошкообраз" ного АБС (100 мас,ч.) н порофора
ЧХЗ-21 (10 мас.ч.) в турбосмесителе . и гранулированием на тандемньх грану" ляторах при 140-150 С, производительность гранулятора 7-8 кг/ч.
Пенопласт из смеси гранул получают методом литья под давлением на машине арки Д-3231 при 180-230ОС.
Пенопласт имеет следующие физикомеханические показатели: Кажущаяся плотность, кг/м 750-850
Предел прочности при сжатии, кгс/см 270-360 1%
Предел прочности при растяжении, кгс/см 150-210
Ударная вязкость, кгс/см 10-16
Относительное удлнне- М ние, % 5-9 б) Смешивают гранулы УПС (100мас ч.) и газообразователя (10,8 мас.ч.), Сравнительная таблица прочн
Пенопласт имеет следующие свойст876672
Формула изобретения
С Í 0-С-(СН 4— CQO- -0-С (СИ )- CJOY. Н
4 Н и 11 <4
0 110 0
20-50
10-30
Составитель Т. Ларина
Редактор Н. Бушаева Техред Ж. Кастелевич Корректор У. Пономаренко
Тираж 533 Подпи сно е
ВНИИПИ Государствейцого комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 11457
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Как видно иэ таблицы, из сопоставления прочностных свойств пенопласта, полученного согласно примерам 1-8, со свойствами прототипа (пример 9) следует, что по прочностным свойствам пенопласт не уотупает прототипу, а по относительному удлинению при разрыве и ударной вязкости его превосходит, что улучшает эксплуатационные свойства вспененного материала.
Физико-механические показатели пенопласта, полученного предлагаемым способом, находятся на уровне пенопластов на основе известного способа, превосходя их по относительному удлинению и ударной вязкости, что улучшает условия эксплуатации материала.
Получение пенопласта из гранул термопластичного полимера и газообразователя методом экструзии позволяет получить более качественную поверхность и одновременною увеличение производительности оборудования (при переработке методом литья под давлением облегчается заполнение форм сложной конфигурации). где R — радикал гликоля, например
-СН СН OCH ÑÍ- или СМ, -$H
СКс и газообраэователя с тем- пературой разложения 140-210 С при следующем соотношении компонентов, мас.ч.
Эмульсионный полистирол или его сополимер
Пластификатор
Гаэообразователь
12
Изготовление пенопласта предлагаемым способом позволяет более оперативно решить вопрос о расширении выпуска вспененных термопластов для меS бели, радиотехнической промышленности и т.д,, что приведет к экономии дерева и полимерного сырья, а также позволяет широко использовать для получения гранул газообраэователя парк имеющегося
10 оборудования, в частности одношнековые, двушнековые грануляторы прямоточного типа.
Способ получения пенопласта путем смешения гранул термопластичного поли" мера и газообразователя с последую20 щим вспениванием при нагревании, отличающийся тем, что, с целью улучшения прочностных характеристик пенопласта, в качестве газообразователя используют 5- 20 мас.ч. на
2S 100 мас.ч. термопластичного полимера гранул, полученных на основе эмульсионного полистирола или его сопо-. лимера, пластификатора обшей формулы
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
З$ l. Заявка ФРГ 1» 2200431, кл. С 08 J 9/06, опублик. 1976.
2. Английский патент Р 1034)20 кл. В 5 А, опублик. 1966.
3. Авторское свидетельство СССР
ЕО Р 41381,7, кл. С 03 F 47/10, 1972.
4. Иос). Plastics, 1968, 45, h» 9, р, 88-90 (прототип).
