Способ получения пенопласта

и 876672 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 30, 10, 81, Бюллетень40 Дата онубликования описания 30. 10. 81 во делам изобретений и отхрытнй(72) Авторы изобретения еОрдена Трудового 1(расного Знамени всесоюзный научнОисследовательский институт синтетических емол йНаучнр;.,производственное объединение "Пластмассь 1 ф(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 117-204 С затем формуют таблетки и покрывают порошкообразным газообразователем ЩПри 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 получениявспененного термспласта из таблетокполистирола, содержащих 7 вес.Ж бутана 121,К недостатку способа относитсято, чтоконцентрация бутана постепенно уменьшается за счет диффузии егов воздух и соответственно может изменяться содержание бутана в композиции, а также повышенная горючестькомпозиций из-за содержания горючегогазообразователя.Известно получение пенопласта путем переработки гранул полимера, газообразователя и активатора разложе-,ния газообразователя 31,Недостаток этого способа - необходимость изготовления двух видов гра"нул - газообраэователя и активатора,а также целесообразность применения2 Отолько для полимеров с низкой темпе"ратурой переработки.Наиболее близок к предлагаемомуспособ получения пенопласта путем876672 смешения гранул термопластичного полимера и гаэообраэователя с последующим вспениванием при нагревании . Гранулы, содержащие газообразователь, разбавляются основным полимером в 5 различном соотношении, например 1:10 или 1:24 43Полученный этим способом пенопласт имеет малые относительные удлинение при растяжении и ударную вязкость. 1 ОЦель изобретения - улучшение проч" костных характеристик пенопласта. СН 90- С-(СН)-С О-Я-О-С(СНЙ)-СОЦв, 9 11 Ф4О О О О 20 25 с 1 н,о-с(сн,)-аоу,сн,осн,сн;ос(сн,);с 1 осд,кольадипинатсебаципата (ПАС) САВО С(СХ) ЯОСНр(БрОСНСНу О С(СНр) С.ОСФКр1дибутилового эфира полипропиленгли- кольадипината (ППА)СфноС(СНр)1 СО СН-СН-О С(СНя)-СОСД 9 Использование более 20 мас.ч, га зообразователя также нецелесообразно(в гранулах содержится мало газообразователя, приходится приготавливатьбольшие количества гранул газообразователя, что экономически нецелесообразно) . Газообразователь содержит20-50 мас.ч. пластификатора на100 мас.ч. вмульсионного полистиролаи его сополимера.Увеличение содержания пластификатора более 50 мас,ч. делает невозможным измельчение жгута до гранулна режущем оборудовании гранулятора(жгут получается эластичным). Уменьгде Й - радикал гликоля, например -СН)СЬ ОСЬ СН - -СН-СНф ФСН тазообразователя с температурой раз" ложения 140-210 С при следующем соотоношении компонентов, мас.ч:Эмульсионный полистирол или егосополимер 100Пластификатор 20-50Газообразователь 10-30 дибутилового эфира полидиэтиленглии газообразователя с температурой разложения 140-210 ОС, например азо-дикарбонамида,порофор 4 Х 3-21), модифицированного роданидами металлов (порофор ЧХ 3-21 РТ), динитрозопентаметилентетрамина, п и -оксибис(бензолсульфонилгидраэида) .Использование менее 5 мас.ч. газообразователя нецелесообразно, так как содержание газообраэователя в гранулах в этом случае большое и труд" но обеспечить равномерное распределение газообразователя и основного полимера, а также получить пенопласт с равномерной плотностью. 4Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения пенопласта, включающем смешение гранул ,термопластичного полимера и газообразователя с последующим вспениванием при нагревании, согласно изобретению используют в качестве газообразователя 5-20 мас,ч, на 100 мас.ч, термопластичного полимера гранул, полученных 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)5 876шение содержания пластификатора менее20 мас,ч, приводит к получению композиции для гранул газообразователя,обладающей недостаточной текудестью,чго затрудняет ее гранулирование.Содержание гаэообразователя в гранулах более 30 мас.ч. то же нецелесообразно(трудно достичь равномерногораспределения гранул гаэообразователяи основного полимера при переработке), 1При уменьшении содержания газообразователя в грануле менее О мас.ч. получают пенопласт с высокой кажущейсяплотностью,Гранулы газообразователя готовятпутем смешения эмульсионного полистирола или его сополимера (00 мас,ч.),полиэфирного пластификатора (2050 мас.ч,), газообразователя (10 -30 мас,ч,) в двухстадийном турбосмесителе и затем гранулируют на одношнековых или двухшнековых грануляторах прямоточного или тандемного типапри температурах 110-130 оС, 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 1,ПТР) прч150 С составляет 2-150 г/10 мин.Гранулы газообразователя обладаютустойчивостью при хранении, срок хранения составляет не менее 5 лет, непроисходит комкования гранул,Согласно изобретению пенопласт получают путем смешения гранул термопластичного полимера (00 мас.ч.) игазообразователя (5-20 мас.ч.) с последующим вспениванием при нагреванииметодом экструзии, экструзионио-выдувного формования или литья под давлением,Полученный пеноппаст имеет следуюцдае свойства: 200-210 17-19(14,4 мас.ч.) полученного смешениемпорошкообразного МБС (100 мас.ч.)у ППА(20 мас.ч,), порофора ЧХЗ(10 мас.ч.) в двухстадийном турбосмесителе и гранулированием на тандемном грануляторе "Вцзэ" при температуре 110-115 С. Пенопласт иэ смеси гра"е нул получают методом литья под давлением на литьевой машине марки Д,1при 180-230 С.Свойства полученного пенопласта:Кажущаяся плот 1% ность кг/ма760-830Предел прочностипри сжатии, кгс/см 300-305Предел прочностипри растяжении,Ю кгс/смУдарная вязкость,Относительное удлинение, 7 12-14П р и м е р 2. Смешивают гранулыИ УПС (100 мас.ч.) и газообразователя(6, 3 мас.ч.), полученного смешениемпорошкообразного МБС (100 мас,ч,),ППА(50 мас,ч.) и порофора ЧХЗ(30 мас,ч.) в двухстадийном турбосмеЗр сителе и гранулированием в одношнеко;вом экструдере типа "5 сЬдаЬеп 11 ил" йри110-130 С, Пенопласт из смеси гранулполучают методом литья под давлениемна машине марки Дпрн 180-230 С.б35Свойства полученного пенопласта:Кажущаяся плотность,кг/ч 740 750Предел прочносту присжатии, кгс/смПредел прочности прирастяжении, кгс/смЯ140-150Ударная вязкость,кгс/смЪ4-4, 5Относительное удлинение, Х 8" 9П р и м е р 3. Смешивают гранулыАБС (100 мас.ч.) и газообразователя(5,0 мас.ч.), полученного смешениемпорошкообраэного АБС (100 мас.ч.),МПДЭА(20 мас.ч.) и порофора ЧХЗ(30 мас.ч.) в двухстадийном турбосмесителе и гранулированием на одношнековом экструдере типа "5 сЬиаЬепФап"при 110-130 фС. Пенопласт иэ смесигранул получают методом литья под давлением на машине Дпри 180-23 ЧфС.Свойства пенопласта:Кажущаяся плотность,кг/м 730-810150-1685 Пенопласт имеет следующие свойства Кажущаяся плотность,кг/м 73 г Предел прочности пирастяжении, кгс/смвдоль экструзиипоперек экструзииОтносительное удлинение,:вдоль экструзии 10-14попередк экструзии 4-7Готовое изделие имеет качественнуюповерхность, что связано с улучшениемформуемости композиций,П р и м е р 5, Смешивают гранулыЛБС (100 мас.ч,) и газообразователя(5,2 мас.ч.), полученного смешениемпорошкообразного ГБС (100 мас.ч.),ППЛ(20 мас.ч,)и порофора ЧХЗ(30 мас.ч.) в двухстадийном турбосмесителе и гранулированием на одно.шнковом экструдере типа "5 сЬиаЬепС 1 ап" при 110-130 оС. Пенопласт из смеси гранул получают методом экструзиина одношнековом экструдере типа"ЬсЬгаЬепЬап" при 188-225 С. Готовыйлист имеет более качественную поверхность, чем в случае отсутствия пласти"фикатора, производительность увеличивается на 15-20с 20-22 до 2325 кг/ч. 180-200 160-185 Предел прочности присжатии, кгс/см320-328Предел прочности ирастяжении, кгс/смУдарная вязкость,кгс/см20-22Относительое удлинение, % 2-13,5При получении пенопласта методомлитья под давлением облегчается запол- Мнение форм сложной конфигурации, чтосвязано с уменьшением времени эаполНЕНгЯ ФОРМЫ РаСПЛаВОМ ПРИ ВПРЫСКЕ,П р и м е р 4. Смешиваот гранулыЛБС (00 мас.ч.) и газообразователя 3(20 мас,ч.), полученного смешениемпорошкообразгого АБС (100 мас.ч.),ПЛС(20 мас,ч.) и порофора ЧХЗ(15 мас,ч.) в двухстадийном турбосмеситедле и гранупированием на одношне. 10ковом зкструдере типа "5 сйиаЬепСГап" .ри 10-30 С. 1 енопласт изсмеси гранул получают методом экструзионцо-выдувного Формования на выдувном агрегате марки ЛВв виде цилиндрического флакона при 88-220 С,о740-815 Пенопласт имеет следующие свойства:Кажутаяся плотность,кг/м3710-750Предел прочности прирастяжении кгс/смвдоль экструзии 190-210погерек экструзии 175-185Отостельное удлинение,.вдо.ь экструзии 2-16поперек экструзии 6-8П р и м е р 6. Смешивают гранулыАБС (100 мас.ч.) и газообразователя(5,2 мас.ч,), полученного смешениемэмульсионного полистирола (100 иас.ч.),ППЛ(20 мас,ч.) и порофора динитроэопентаметилентетрамина (30 мас.ч.)в двухстадийном трубосмесителе и гранулированием на одношнековом экструдеретип "ЬсйиаЪепСЬап",при 110-130 С,Пенопласт из смеси гранул получаютметодом литья под давлением на машине марки Дпри 180-230 С.Полученный пенопласт имеет следуюцие свойства:Кажугаяся плотность,кг/мПредел прочности присжатии, кгс/см 325-337Предел прочности Иирастяжении, кгс/см 158-175Ударная вязкость,кгс/см 17,5-18,5Относительное удлинение, % 11,5-12,7П р и м е р 7. Смешивают гранулыЛБС (100 мас.ч.) и газообразователя(12,5 мас.ч.) полученного смешениемпорошкообразного ЛБС (100 мас.ч.),ППА(20 мас.ч.) и порофора п,п -оксибис(бензолсульфонилгидразида)(30 мас.ч.) в двухетадийном турбосмесителе и гранулированием на одношнековом экструдере типа "5 сЬиаЬепСйап" при 110-130 С.Пенопласт из смеси гранул получаютметодом экструзии на одношнековомэкструдере при 188-225 С.оПолученный пенопласт имеет следующие свойства:Кажущаяся плотность,кг/м 740-753Предел прочности пирастяжении, кгс/см 31-34,4Относительное удлинениепри разрыве,. 73-78П р и м е р 9, (прототип).а) Смешивают гранулы ЛБС (100 мас.ч,и газообразователя (10,8 мас,ч.),9 87667полученного смешением порошкообраз"ного АБС (100 мас,ч.) н порофораЧХЗ(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 получаютметодом литья под давлением на машинеарки Дпри 180-230 ОС,Пенопласт имеет следующие фиэикомеханические показатели:Кажущаяся плотность,кг/м 750-850Предел прочности присжатии, кгс/см 270-360эПредел прочности прирастяжении, кгс/см 150-210Ударная вязкость,кгс/см 10-6Относительное удлине- Мние, % 5-9б) Смешивают гранулы УПС (00 мас.ч.)и газообразователя (10,8 мас.ч.),Сравнительная таблица прочн 2 1 Ополученного смешением порошкообраэного АБС (100 мас,ч,) и порофораЧХЗ(10 мас.ч.) в турбосмесителеи гранулированием на тандемных грануляторах при 140"150 С, производитель"ность гранулятора 7-8 кг/ч. Пенопласт получают из смеси гранулметодом литья под давлением на машине 6 марки Дпри 180-230 С. ва Кажущаяся плотность,кг/иПредел прочности присжатии кгс/смПредел прочности прирастяжении, кгс/смОтносительное удлине.ние, %Ударная вязкость,кгс/смостных свойств 750-850 280-290 135-140 2-4 3,5-4,0 Ударная При- Кажущаясямер, плотность,кг/и) Предел прочности при сжатиикгс/см Предел прочности при растяжении, кгс/с Относи- тельное вязкостькгс/см удлине ние % 1 2- 19 200-2 0-83 300-305 300-310 320-328 12-1 4-4,-9 40-150 740-750 0-22 2-13,5 0-168 730-8 180-200160-185190-210 10-1 730-7 4-7"12-16 710-750 75-185 61,5-12,7 7,5-18 8-175 5-33 740-81 170-183 10, 8-14, 55,3-7, 0 10-760 57-165 1-34,4 738 740-7539 а) 750-850 50-2 270-36 280-29 135-14 б) 750-85тотип) 5-4,0 ненни при разрыв%Прочность прн растяжении и доль экструзии.ф То же, поперек экструзии. Пенопласт имеет следующие свойстТираж 533 Подпи сно е ВНИИПИ ГосударственКого комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 11457 Филиал ППП "Патент", г. 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 к - радикал гликоля, например-СНСНОСЧСН или С 1 -КСКси газообраэователя с тем-пературой разложения 140-210 С прн следующем соотношении компонентов, мас.ч,Эмульсионный полистиролили его сополимерПластификаторГаэообразователь 12Изготовление пенопласта предлагаемым способом позволяет более оперативно решить вопрос о расширении выпуска вспененных термопластов для ме бели, радиотехнической промышленностии т.д что приведет к экономии дереваи полимерного сырья, а также позволяетшироко использовать для получения гранул газообраэователя парк имеющегося 1 О оборудования, в частности одношнековые, двушнековые грануляторы прямоточного типа. Способ получения пенопласта путемсмешения гранул термопластичного поли"мера и газообразователя с последую щим вспениванием при нагревании,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения прочностных характеристик пенопласта, в качестве газообразователя используют 5"20 мас.ч. на 2 100 мас.ч. термопластичного полимерагранул, полученных на основе эмульсионного полистирола или его сопо-.лимера, пластификатора обшей формулы Источники информации,принятые во внимание при экспертизе335 1. Заявка ФРГ Р 2200431,кл. С 08 1 9/06, опублик. 1976.2. Английский патент Р 1034120,кл, В 5 А, бпублик. 1966,3. Авторское свидетельство СССР4 О В 41381,7, кл, С 03 1 47/10, 1972,4. Мос 1. Р 1 азс 1 сз, 1968, 45, Р 9,р, 88-90 (прототип).