Способ получения пенопласта

Способ получения пенопласта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<»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).