Способ получения пенопластов

361573 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ -=К ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Распу 611 кЗависимый от патента. С 08 47/ явлено 28.Х 11.1970 ( 1604096/23-5)иоритет ЗО.Х 11.1969,Р 1965588.0, Ф Комитет по делам изобретений и открытий ор Совете Иииистров СССРДК 678.744.,32:62-405,8 (088,8) Опубликовано 07,ХП.1972, Бюллетень1за 1973 Дата опубликования описания 1.111,1973 Авторызобретен Иностранцы ольф Гэт, Бернхард Шмитт и Дитер(Федеративная Республика Германи Иностранная фирма БАСФ АГБлум Заявитель мании) ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ сидо до ния щен- ЗО Изобретение касается получения пенопластов из полимеров, содержащих в качестве боковых групп сложные эфиры третичных спиртов.Известен способ получения пенопластов пу тем нагревания полимеров на основе третбутиловых эфиров ненасыщенных кислот, содержащих 3 - 4 атома углерода до температуры, выше температуры разложения полимеров (например 150 - 160 С). При этом происходит от щепление изобутилена. Недостатками этого способа являются, .во-первых, высокая температура, при которой происходит отщепление изобутилена, и, во-вторых, по этому способу получают пенопласты с крупноячеистой струк турой.Целью изобретения является получение пенопластов с тонкоячеистой структурой путем нагревания до более низких температур, по сравнению с температурами по известному спо О собу, водных систем полимеров на основе третбутиловых эфиров ненасыщенных кислот, "одержащих 3 - 4 атома углерода, или сополимеров на основе указанных эфиров ненасыщенных соединений. 25Эта цель достигается тем, что в водных стемах полимеров значение рН доводят 2,0 - 0,1, выпаривают воду и нагревают температуры, выше температуры разложе исходных полимеров. В качестве ненасы ных карбоновых кислот, содержащих 3 - 4 атома углерода, используют акриловую, метакриловую или малеиновую кислоты.В качестве ненасыщенных соединений, образующих с третбутиловыми эфирами ненасыщенных кислот сополимеры, используют акриловые или метакриловые эфиры спиртов, содержащих 1 - 9 атомов углерода, виниловые сложные эфиры, винилхлорид, винилиденхлорид, стирол, бутадиен и другие.Особенно выгодно, согласно изобретению, рименять в качестве ненасыщенных соединеий для получения сополимеров с эфирами ретбутиловых эфиров ненасыщенных кислот 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-метакрилокси-пропил- (или-этил) -сульфоновую, 3 - акрилокси-пропил- (или-этил) - сульфонову 10 Винилфосфорную кислоту и другие,Полимеры получают путем бисерной или эмульсионной полимеризации, Эти полимеры обрабатывают в водной системе, под которой понимают растворы и, предпочтительно, дисперсии.Согласно изобретенполимеров преимущестсначала при температразложения 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 жепри повышенном давлении, например под прессом, В последнем случае с самого начала получают соответственно гладкую или тисненнуюповерхность, в зависимости от плиты пресса,В случае нормального давления поверхность несовсем гладкая, в случае пониженного давления особенно быстро отводятся образующиесяв процессе вспенивания рабочие газы.Температура разложения третбутиловыхэфиров ненасыщенных кислот или их сополимеров с ненасыщенной кислотой, т, е. температура, при которой происходит расщеплениеэфиров на кислоты карбоновые и олефины, зависит от разных факторов. В водной системеона зависит, например, от величины рН. Поэтому водные системы полимеров до сушкии процесса разложения доводят до рН 2,0 -0,1, преимущественно работают при величинерН 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 течение30 мин. Низкого значения рН достигают добавлением серной, фосфорной, бензолсульфоновой кислот или соединений, отщепляющихкислоты.Температура и время нагрева зависят также от используемого полимера, а иногда и добавок. Наиболее целесообразная температура70 - 170 С, преимущественно 100 - 140 С,а время нагрева колеблется от 30 сек до30 мин, преимущественно от 2 до 15 мин,С целью придания пенопластам определенных свойств, например повышения водостойкости, хладостойкости, морозостойкости, можнополимеры, используемые согласно изобретению, комбинировать с другими полимерами.Для этого в водные системы полимеров или сополимеров, применяемые по изобретению, вводят другие эмульсии, растворы или водныедисперсии, затем процесс осуществляют с помощью этой смеси,Другой метод заключается в том, что в водные дисперсии полимеров добавляют другиеполимеры в виде порошков. Это целесообразнотогда, когда трудно получить другие полимерыв виде дисперсии,На основе получаемых, согласно изобретению, пенопластов можно изготовить ячеистыеизделия, 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, метилового5 10 15 20 25 БО 35 40 45 50 55 60 65 эфира акриловой кислоты, 2 вес. ч, винилсульфоновой кислоты полимеризуют при 55 - 60 С в присутствии 3 всс. ч. парафинсульфопокислого натрия, 0,5 вес, ч. продукта реакции этиленоксида со спермацетовым маслом, О,б вес. ч.персульфата калия, растворенного в 150 вес.ч, воды. Значение р 1-1 дисперсии 1,05.Полученный таким образом эмульсионныйполимер высушивают в течение 5 час при 30 С в камере с циркуляцией воздуха до содержания воды 1/о, Затем полимер нагревают 15 иин до 100 С и получают пенопласт с удельным весом 0,04 г/см.П р и м е р 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/сл.При мер 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 1,5/о.11 олученную смесь нагревают до 100"С в течение 12 лия, 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 и нагревают до 100 С.П р и м ер 5. К 100 вес. ч. полученного по примеру 2 эмульсионного полимера добавляют 20 вес. ч. 15"/,-ного водного раствора поливинилметилового эфира, рН доводят до 0,5 разбавленной серной кислотой, высушивают при 50 С до содержания влаги 2,0%. 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 3/о, затем нагревают 5 мин при 120 С. Получают пенопласт с тонкоячеистой структурой.П р и м е р 7. Аналогично примеру 6, значение рН дисперсии сополимера, состоящего изЗаказ 394/17 Изд. Ме 32 Тираж 404 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, 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 2 о/о и нагревают до 130 С, Получают тонкоячеистый пенопласт.П р и м е р 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.П р и м е р 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 2,8 о/о, Полимеризаты нагревают 7 мин до 120 С. Получают пенопласты с особенно тонкоячеистой структурой.П р и м е р 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 удель ным весом 0,05 г/смз.П р и м е р 11. Высушенный, аналогичнопримеру 1, полимер дробят, получая частицы диаметром около 2 мм. Металлическую перфорированную форму наполняют на /, объема 10 этими частицами. Затем нагревают горячимвоздухом 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, чтов качестве исходного сополимера применяют 30 сополимер указанных эфиров с ненасыщеннойкислотой, имеющей константу диссоциации более 10 - 4, содержащий 0,1 - 20 вес. /о, предпочтительно 0,5 - 6 вес, % ненасыщенной кислоты.