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    • 专利摘要:

    公开号:WO1987001710A1
    申请号:PCT/EP1986/000471
    申请日:1986-08-08
    公开日:1987-03-26
    发明作者:Jürgen GUDJONS；Klaus Wollmann；Gerhard Glink
    申请人:Erwin Behn Verpackungsbedarf Gmbh；
    IPC主号:C08J9-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffen
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ge schäumten Kunststoffen, bei dem eine Ausgangsmischung au monomeren, oligomeren oder poly eren Verbindungen "mit Vinyl gruppierung in Anwesenheit eines Treibmittels und eines Ka talysators polymerisiert und anschließend durch Bestrahlun geschäumt werden.
    [0003] Aus der DE-PS 31 24 980 ist ein Verfahren zur Herstellun von Gegenständen aus Polymethylmethacrylat bekannt, bei de in einer ersten Stufe ein Gemisch von Methylmethacrylatmono mer, bevorzugt flüssigem Treibmittel und Katalysator zu ei nem treibmittelhaltigen festen Körper polymerisiert wird Dieser wird in einer zweiten Stufe durch Erwärmen auf di Erweichungstemperatur des Kunststoffes, z.B. mittels Mikro wellenbestrahlung, geschäumt. Die so hergestellten Acrylat polymerisate sind jedoch nur sehr schwer mit Mikrowellen zu Schäumen zu bringen. In einem handelsüblichen Mikrowellen herd beginnt das bekannte Material erst nach etwa 30 Minute weich zu werden und ganz langsam zu blähen.
    [0004] In der GB-PS 1 348 552 wird eine Methode zur Herstellung von Schäumen beschrieben, bei der Vinylgruppen enthaltende Ver¬ bindungen in Anwesenheit eines Treibmittels, eines Katalysa¬ tors und zusätzlich eines Vernetzungsmittels polymerisiert werden. Die Polymerisate werden mittels Radiowellen von etwa 27 MHz geschäumt. Es wird besonders darauf hingewiesen, daß ein Vernetzungsmittel notwendig ist, um ein verschäumtes Ma¬ terial erhalten zu können. Verwendet man bei diesem Verfah¬ ren statt Radiowellen, Mikrowellenbestrahlung, so werden auch keine zuf iedenstellenden Ergebnisse erhalten. Verzich¬ tet man auf die Zugabe von Vernetzungsmitteln, so resultie¬ ren Produkte, die zu weich sind und keine stabilen Schäume darstellen.
    [0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Produkte ohne Zusatz von Vernetzungsmitteln in einer Zeitspanne von maximal 5 Minuten voll aufgeschäumt werden können.
    [0006] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgangsmischung aus mindestens drei Komponenten zusammenge¬ setzt wird, die aus einer Komponente A aus monomerem Methyl¬ methacrylat und/oder Styrol, gegebenenfalls mit einem Anteil an vorpolymerisiertem Methylmethacrylat und/oder Styrol, ei¬ ner Komponente B aus monomeren oder oligomeren, eine Vinyl- gruppierung und mikrowellenempfindliche Gruppen enthaltenden Verbindungen und einer Komponente C aus monomeren, oli¬ gomeren oder polymeren, mikrowellenempfindliche Gruppen ent¬ haltenden Verbindungen ohne Vinylgruppierung bestehen, wobei die Komponenten B und C mit Hydroxyl-, Thiol-, Alkylamino- mit 1 bis 6 C-Atomen, Amino- oder Carboxylgruppen substitu¬ iert sind, und daß das Verschäumen durch Mikrowellenbestrah- lung herbeigeführt wird. Bevorzugte Ausführungsformen de erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen bis 7 beschrieben.
    [0007] Erfindungsgemäß wird eine schnelle Schäumung in erster Linie dadurch erreicht, daß die Ausgangsmischung eine spe zielle Zusammensetzung aufweist. Die Mischungskomponente ist Methylmethacrylat und/oder Styrol. Diese Verbindunge können auch teilweise in präpolymerisierter Form vor¬ liegen. Die Menge der Komponente A in der Ausgangsmi¬ schung beträgt 50 bis 95 Gew. -% , vorzugsweise 70 bis 8 Gew.- , bezogen auf das Gesamtgewicht der Ausgangsmischung d.h. ohne Berücksichtigung der Anteile an Treibmittel, Kata lysator und Füll- oder Farbstoffe, die ebenfalls anwesend sein können. Die Mischungskomponenten B und C können monomere, oligomere oder polymere Verbindungen sein un enthalten Gruppen, die durch Mikrowellen gut anregbar sind. Solche Gruppen sind Hydroxyl-, Thiol-, Alkylamino- Amino- oder Carboxylgruppen. Bevorzugt werden Verbindunge mit Hydroxylgruppen eingesetzt. Ferner weist die Komponente B mindestens eine Vinylgruppierung auf während die Komponen C frei von Vinylgruppierungen ist. Wesentlich ist auch, da den Hauptanteil der Ausgangsmischung Methylmethacrylat und oder Styrol bildet. So beträgt die Menge der Komponente B i der Ausgangsβiischung 5 bis 50 Gew.-/., vorzugsweise 10 bis 2 Gevr . -% , bezogen auf das Gesamtgewicht der Ausgangsmischuπg Die Menge an Komponente C beläuft sich auf 1 bis 20 Gew.- . vorzugsweise 2 bis 7 Gew.- ., bezogen auf das Gesamtgewich der Ausgangsmischung.
    [0008] Als Komponente B werden vorzugsweise Hydroxyalkylacrylate oder -methacrylate und/oder Hydroxyalkene verwendet. Besond geeignet sind Hydroxyethylacrylat , Hydroxyethylmethacrylat Hydroxybutylacrylat, Hydroxybutyl ethacrylat und Allylalko hol. Als Komponente C werden z.B. hydroxylgruppenhaltige Si likone, Polyester, d.h. Polyole, Melaminharz- oder Harn stoffvorkondensate eingesetzt. Besonders gute Ergebniss werden mit Silikonen erzielt. Gut geeignet sind auch Bisphe nol A, Nonylphenol, Decanol und Perfluoralkohol.
    [0009] Die zur Polymerisation von Monomeren mit Vinylgruppen, z.B. Acrylaten, einsetzbaren Treibmittel und Katalysatoren sin bekannt. Es können feste Treibmittel verwendet werden, di sich bei Temperaturerhöhung zersetzen und dabei di blähenden Gase freisetzen. Vorzugsweise werden flüssig Treibmittel verwendet, die einen Siedepunkt von maxima 100°C, vorzugsweise 50°C, aufweisen, bei Temperaturerhöhung des Materials verdampfen und dabei das Material aufblähen. Die Produkte enthalten 5 bis 60 Gevt. -% , vorzugsweise 40 bis 50 Gew . -% Treibmittel, bezogen auf die gesamten restliche Anteile im Reaktionsgemisch. Vorzugsweise wird Frigen 1 sowie eine Mischung aus Frigen 11 und Frigen 114 verwendet .
    [0010] Als Polymerisationsinitiator kann insbesondere ein übliche Peroxidkatalysator verwendet werden, der beim Erwärmen wirk sam wird. Wenn zum Zwecke der Polymerisation die Reaktions mischung auf eine Temperatur über der Verdampfungstemperatu des Treibmittels erwärmt werden muß, kann das Polymerisiere unter Druck vorgenommen werden ,* um ein vorzeitiges Freiwer den des Treibmittels zu verhindern. Vorzugsweise wird al Polymerisationskatalysator ein Fotoinitiator verwendet welcher es ermöglicht, das Gemisch bei niedriger Temperatur insbesondere etwa bei Raumtemperatur, durch Belichten mi einer auf einen für Acrylat-Monomer bekannten Fotoinitiator abgestimmten Strahlung, z.B. UV-Licht einer Wellenlänge vo 350 nm, zu polymerisieren. Die Polymerisation kann durc Ein- und Ausschalten der Strahlenguellen oder durch eine externe Kühlung so gesteuert werden, daß die Temperatur in der zu poly erisierenden Masse im Verlauf der exothermen Polymerisationsreaktion nicht über einen bestimmten Wert steigt, der unterhalb der Verdampfungstemperatur des flüs¬ sigen Treibmittels liegt.
    [0011] Weiter können in der Ausgangsmischung Füllstoffe und/ode Farbstoffe vorgesehen werden, die je nach Einsatzgebiet de geschäumten Produkts ausgewählt werden können.
    [0012] Ein bereits polymerisiertes, treibmi telhaltiges Produk kann als Zwischenprodukt gelagert werden, falls es nicht gleich in die zweite Verfahrensstufe zugeführt wird in welcher es durch Mikrowellenbestrahlung von etwa 2000 bi 3000 MHz geschäumt wird.
    [0013] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Aufschäumun der Produkte mittels Mikrowellen in maximal 5 Minuten. Ei Großteil der Produkte werden schon nach 2 Minuten voll auf geschäumt. Durch Zugabe von ήichtsubstituierten monomeren oder vorpolymeren Vinylverbindungen in die Ausgangsmischung d.h. Methylmethacrylat und/oder Styrol, werden somit schnellschäumende Produkte erhalten, die zusätzlich auch gu ausgebildete Poren aufweisen. Die erfindungsgemäß geschäum ten Polymere können auch transparent und in Form von Bah nen, Platten, Formkörpern und Mehrschichtkörpern mit Schaumstoffkern ausgebildet sein.
    [0014] Die Erfindung wird anhand nachfolgender Beispiele näher er läutert.
    [0015] Beispiel _
    [0016] 4 Teile Me thyl methacryl at , 0 , 8 Teile Hyd roxybutyl acryl at 0 , 1 5 Teile Bisphenol A, 0 , 03 Teile UV-Po lymerisationsstarte und 2,5 Teile Treibmittel (Frigen 11) werden unter Beachtung der Temperatur gemischt und anschließend unter Kühlung bei 18°C fotopolymerisiert.
    [0017] Das resultierende, treibmittelhaltige Polymerisat wird dann durch Erwärmen mittels Hochfrequenz, in einem handelsübli¬ chen Mikrowellenherd (2450 MHz, 720 W Ausgangsleistung) ge¬ schäumt. Der Schäu ungsprozeß war schon nach einer Minute zu Ende.
    [0018] Beispiel 2_
    [0019] Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, wobei jedcch 4 Teile Methylmethacrylat, 0,55 Teile Hydroxybutylacrylat, 0,45 Teile Silikon, 0,05 Teile Nonylphenol, 0,03 Teile UV- Polymerisationsstarter und 2,5 Teile Treibmittel (Frigen 11) verwendet werden. Das Polymerisat war nach etwa 2 Minuten voll aufgeschäumt.
    [0020] Beispiel _3_
    [0021] Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, wobei jedoch 2,5 Teile Methylmethacrylat, 1 Teil Styrol, 1 Teil Hydroxy- butylmethacrylat, 0,25 Teile Nonylphenol, 0,25 Teile Bisphe¬ nol Ä, 0,07 Teile UV-Polymerisationsstarter und 2,5 Teile Treibmittel verwendet werden. Die Dauer des Schäumungspro- zesses mittels Mikrowellenbestrahlung lag unter 2 Minuten.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Verfahren zur Herstellung von geschäumten Kunststoffen, bei dem eine Ausgangsmischung aus monomeren, oligomeren oder po- lymeren Verbindungen mit Vinylgruppierung in Anwesenheit ei¬ nes Treibmittels und eines Katalysators polymerisiert und anschließend durch Bestrahlung geschäumt wird, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Ausgangsmischung aus mindestens drei Komponenten zusammengesetzt wird, die aus einer Komponente aus monomerem Methylmethacrylat und/oder Styrol, gegebenen¬ falls mit einem Anteil an vorpolymerisiertem Methylmethacry lat und/oder Styrol, einer Komponente B aus monomeren oder oligomeren, Vinylgruppierung und mikrowellenempfindliche Gruppen enthaltenden Verbindungen und einer Komponente C aus monomeren, oligomeren oder polymeren, mikrowellen¬ empfindliche Gruppen enthaltenden Verbindungen ohne Vinyl¬ gruppierung bestehen, wobei die Komponenten B und C mi Hydroxyl-, Thiol-, Alkylamino- mit 1 bis 6 C-Atomen, Amino- oder Carboxylgruppen substituiert sind, und daß die Schäu mung durch Mikrowellenbestrahlung herbeigeführt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß al Komponente B Hydroxyalkylacrylate oder -methacrylate und/ oder Hydroxyalkene, vorzugsweise Hydroxyethylacrylat, Hydr oxyethylmethacrylat, Hydroxybutylacrylat , Hydroxybutylmeth- acrylat und/oder Allylalkohol verwendet werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Komponente B in der Ausgangsmischung 5 bis 50 Gew.- ., vorzugsweise 10 bis 25 Gew.- ., bezogen auf das Gesamtgewicht der Ausgangsmischung, beträgt.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß als Komponente C Bisphenol A, Nonylphenol, De- canol, Perfluoralkohol , Hydroxylgruppen enthaltende Siliko¬ ne, Polyole, Melaminharzvorkondensate und/oder Harnstoff¬ vorkondensate verwendet werden.
    5.. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Menge der Komponente C in der Ausgangsmi¬ schung 1 bis 20 Gew.- ., vorzugsweise 2 bis 7 Gew.-/.. bezo¬ gen auf das Gesamtgewicht der Ausgangsmiεchung, beträgt.
    '6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Menge der Komponente A in der Ausgangsmi¬ schung 50 bis 95 Gew. -% , vorzugsweise 70 bis 80 Gew.- ., bezogen auf das Gesamtgewicht der Ausgangsmischung, beträgt.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Polymerisation in Gegenwart von Füll¬ stoffen und/oder Farbstoffen durchgeführt wird.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    法律状态:
    1987-03-26| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1987-03-26| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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