Способ получения пенопласта Советский патент 1979 года по МПК C08J9/04 

1

Изобретение относится к получению пенопластов на основе поливинилхлорида, используемых в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, быту.

Известен способ получения пенопласта путем вспенивания и отверждения смеси, содержащей поливинилхлорид, временные пластификаторы - изоцианаты или метилметакрилат и другие целевые добавки.

Эти пластификаторы полимеризуются во время вспенивания смеси под действием воды (при применении изоцианата) или при помощи инициаторов радикальной полимеризации 1.

Однако при использовании метилметакрилата за счет выделяющейся теплоты реакции трудно достичь хорошего, равномерного вспенивания.

Пластификатор быстро полимеризуется, и пластифицирующее действие, которое необходимо для хорошего вспенивания, быстро теряется.

Ближайшим по технической сущности к изобретению является способ получения пенопласта путем смешения поливинилхлорида, временного пластификатора, вспенивающего агента и других целевых добавок.

вспенивания композиции и отверждения пенопласта.

В качестве временного пластификатора используют растворитель, например толуол 2.

По такому способу по окончании вспенивания растворитель надо удалять выпариванием. Эта стадия является трудоемкой, и удаляемые растворители загрязняют окружающую среду. Кроме того, во время нагрева сильно меняется цвет получаемого пенопласта.

Цель изобретения - уменьшение изменения цвета получаемого пенопласта и предотвращение загрязнения окружающей среды.

Это достигается тем, что в способе получения пенопласта путем смешения поливинилхлорида, временного пластификатора,

вспенивающего агента и других целевых добавок, вспенивания композиции и отверждения пенопласта в качестве временного пластификатора используют 10-50% от веса поливинилхлорида низших алкиловых

эфиров акриловой и/или метакриловой кислоты и/или диаллилфталата и проводят его полимеризацию ионизирующим облучением

с дозой 2-15 Мрад после вспенивания композиции.

Для предотвращения преждевременной полимеризации временного пластификатора в исходную смесь вводят гидрохинон.

Б качестве низших алкиловых эфиров используют, например, метакрилат, этилакрилат, бутилакрилат, метилметакрилат, бутилметакрилат, алкилгексилакрилат.

В зависимости от желаемых свойств получаемого в конце концов пенопласта выбирают и применяют временные пластификаторы.

Так, например, объемный вес и вязкость пенопласта можно варьировать. Получаемые по предлагаемому способу пенопласты следует считать легкими пенопластами, имеющими объемный вес ниже 200 кг/м. Можно также получать пенопласты с объемным весом 50-100 кг/м.

Поливинилхлорид, смешанный с пластификатором и химическими или физическими вспенивающими агентами, Б некоторых случаях также с наполнителями, пигментами и стабилизаторами, перерабатывают по известным способам в пресс-формах, порщневых формах, экструдерах или машинах для литья под давлением и после этого вспенивают. По окончании вспенивания полимеризуют находящийся в пенопласте временный пластификатор путем воздействия ионизирующего облучения.

В качестве ионизирующего облучения можно использовать ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи, у-пучи, р-частицы или пучки лучей сильно ускоренных электронов. Предпочтительно применяют электронные лучи, имеющие энергию 400-2000 кэВ. Доза лучей составляет 3-15 Мрад.

Вид вспенивающего агента не играет роли при таком способе. Можно использовать как физические вспенивающие агенты, например азот, фреон, пентан, так и химические вспенивающие агенты, например азодикарбонамид, карбонаты аммония, гидрогенкарбонаты 1целочных металлов, сульфогидразиды.

Пример 1. 100 вес. ч. ПВХ (поливинилхлорида) перемещивают с 10 вес. ч. СаСОз, 5 вес. ч. диталя (двухосновного фталата свинца), 20 вес. ч. гидрогенкарбоната аммония и 30 вес. ч. метилметакрилата. Эту массу нагревают в пресс-форме под давлением 250 кг/см до 160°С и выдерживают в течение 30 мин при этой температуре. После этого охлаждают и заготовку вынимают из формы. Вспенивание заготовки проводят в сущильном щкафу примерно при 100°С до тех пор, пока не достигнут плотности 70 кг/м. Это изделие из пенопласта затем обрабатывают ускоренными электронами со средней энергией в 400 кэВ (интенсивность облучения 1-3 Мрад/с). При этом метилметакрилат полимеризуется. Готовое

изделие из пенопласта является вязкоэластичным и имеет объемный вес 70 кг/м.

Пример 2. Используют композицию следующего состава, вес. ч.:

ПВХ100

СаСОз10

ММА (метилметакрилат) 20 Этиленгликоль диметакрилат или бутилакрилат10

Карбонат свинца7

()НСОз20

Гидрохинон0,08

Обработку проводят по примеру 1. Вместо электронов для отверждения применяют источник Y-лучей. Доза 8 Мрад.

Плотность пенопласта равна 85 кг/м в случае применения этиленгликольдиметакрилата. При использовании бутилакрилата плотность составляет 50 кг/м.

Пример 3. Используют композицию следующего состава, вес. ч.:

ПВХ100

СаСОз10

Этилметакрилат15

Диаллилфталат10

Карбонат свинца5

Состав загружают в пресс-форму с добавлением газообразного азота до достижения в пресс-форме давления 20 атм. Затем форму нагревают при давлении 250 кг/см до 150°С и 30 мин выдерживают при этой температуре. По охлаждении заготовку вынимают из пресс-формы и вспенивают при 120°С.

Пенопласт затем облучают электронами (750 кВ, 25 мА) с достижением затвердевания.

Доза составляет 15 Мрад. Плотность пенопласта 80 кг/м.

Пример 4. Используют композицию следующего состава, вес. ч.:

ПВХ100

СаСОз5

Карбонат свинца6

Диаллилфталат50

Порофор АДС/М45

Жидкую пасту погружают в форму и нагревают под давлением 250 кг/см до 160°С и при этой температуре выдерживают в течение 30 мин. После охлаждения заготовку вспенивают при 100°С и затем облучают электронами. Доза составляет 15 Мрад. Физические свойства пенопласта. Плотность,

Прочность на сжатие (стандарт ФРГ 53421), КГС/СМ2 И Теплопроводность (стандарт

ФРГ 52612), ккал/м-ч.°С 0,035 Удельное сопротивление.

Ом-см 1015

Теплостойкость по Вика, °С 100 Пример 5. Используют композицию следующего состава, вес. ч.:

ПВХ100

СаСОз10

Карбонат свинца3

Стеарат свинца1

ММА50

Гидрохинон0,1

Обработку проводят по примеру 4. Физические свойства. Плотность,

Прочность на сжатие (стандарт

ФРГ 53421), кгс/см 6,5

Темнература по Вика, °С82

Предел прочности на сдвиг

(стандарт ФРГ 53427 Е)8,0

Пример 6. Для сравнения готовят два образца пенонласта с использованием в качестве вспенивающего агента газообразного азота.

Используют композицию следующего состава, вес. ч.:

ПВХ100

СаСОз10

Карбонат свинца3

Стеарат свинца1

Пигмент1

ММА35

Гидрохинон0,1

После выемки из формы образец 1 облучали электронами, затем в целях вспенивания нагревали до 110°С. В отличие от этого образец 2 сначала всненивали при 110°С и затем облучали электронами. В обоих случаях доза составила 10 Мрад. Образец 1 не показывал после облучения явлений вспенивания. Его плотность 250 кг/м в то время как образец 2 имеет плотность 60 кг/мз.

Неожиданно при нагревании после облучения ПВХ меняет цвет, что может привести к браку. Изменение цвета объясняют образованием сопряженных двойных связей, т. е. отщеплением соляной кислоты. В соответствии с этим ухудшаются и свойства таких продуктов. Образование сопряженных двойных связей вызвано устойчивыми радикалами, содержащимися в ПВХ после облучения.

Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа предотвращается загрязнение окружающей среды, получаемые пенопласты после облучения практически не изменяют цвета и имеют хорощие физикомеханические свойства.

Формула изобретения

1.Способ получения пенопласта путем смещения поливинилхлорида, временного пластификатора, вспенивающего агента и других целевых добавок, вспенивания композиции и отверждения пенопласта, отличающийся тем, что, с целью уменьщения изменения цвета конечного продукта и предотвращения загрязнения окружающей среды, в качестве временного пластификатора используют 10-50% от веса поливинилхлорида низших алкиловых эфиров акриловой и/или метакриловой кислоты и/или диаллилфталата и проводят его полимеризацию ионизирующим облучением с дозой 2-15 Мрад после вспенивания композиции.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в исходную смесь вводят гидрохинон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Benning С. I., Plastic Foams, Wiley- Interscience, 1969, с. 112 и 115.

2.Патент Финляндии № 42247, кл. 39a 27/00, опублик. 1970.