DE2507274A1 - Laminate aus polyaethylenschaum mit anisotroper porenstruktur - Google Patents

Laminate aus polyaethylenschaum mit anisotroper porenstruktur

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DE2507274A1 DE19752507274 DE2507274A DE2507274A1 DE 2507274 A1 DE2507274 A1 DE 2507274A1 DE 19752507274 DE19752507274 DE 19752507274 DE 2507274 A DE2507274 A DE 2507274A DE 2507274 A1 DE2507274 A1 DE 2507274A1
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Description

Bayer Aktiengesellschaft
Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen
509 Leverkusen. Bayerwerk Str/Ra 1 g, pebi
Laminate aus Polyäthylenschaum mit anisotroper
Porenstruktur
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Laminaten aus vernetzten Polyäthylenschaumbahnen, von denen wenigstens eine eine anisotrope Porenstruktur aufweist.
Es ist bekannt, daß vernetzte Polyäthylenschäume durch peroxidische Vernetzung hergestellt werden können, indem eine Mischung aus Polyäthylen, Peroxid und einem chemischen Treibmittel kontinuierlich zu einer Platte extrudiert wird, diese Platte in einem Ofen vernetzt und dann beim Erreichen der zur Aktivierung des Treibmittels erforderlichen Temperatur verschäumt wird (DOS 1 69k I30, US-PS 3 098 83I). Auf diese Weise erhält man Schäume mit geschlossener Zellen- und Porenstruktur. Sie haben ein .gleichmäßiges Raumgewicht innerhalb der Dicke der Schaumbahn. Das Raumgewicht dieser Schäume wird durch den Gehalt an Treibmitteln gesteuert. Ferner ist bekannt, daß man Schäume verschiedenen Raumgewichts miteinander heiß verschweißen kann und so sandwich artige Schaumlaminate erhält, die in konkreten Schichten übereinander unterschiedliche Raumgewich-r te aufweisen. Allerdings zeigen diese Laminate keine Anisotropie in der Porenstruktur und haben aufgrund anschließender Verschweißung der einzelnen Schichten eine dünne Kompaktschicht zwischen diesen. Diese Kompaktschichten haben den Nachteil, daß sie das Raumgewicht des Laminates erhöhen und damit den Wärmeisοlationswert verschlechtern. Zudem entstehen durch das Anschmelzen der Oberfläche Materialverluste.
Le A 16 242 - 1 -
S03837/0784
Überraschenderweise gelang es, diese Nachteile zu vermeiden und obendrein Schaumbahnen mit besseren mechanischen Eigenschaften herzustellen, wenn man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Laminaten aus vernetzten Polyäthylenschäumen, die in wenigstens einer inneren Schicht eine anisotrope Porenstruktur aufweisen, arbeitet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man wenigstens 3 Polyäthylenplatten, die gleiche Mengen Peroxid als Vernetzungsmittel und unterschiedliche Mengen eines chemischen Treibmittels enthalten, so zu einem Mehrschichtengebilde anordnet, daß die beiden Deckschichten von den Platten mit geringerem Treibmittelgehalt gebildet werden, und das .Gebilde, vorzugsweise in einem Durchlaufofen, erhitzt, wobei die einzelnen Platten vernetzt und gleichzeitig miteinander zu einem Laminat verschweißt werden, das anschließend durch Temperaturerhöhung auf l8o-22o°C verschäumt wird.
Unerwarteterweise zeigen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Schäume in den leichteren inneren Schichten senkrecht zur Bahn verstreckte Zellen, d.h. eine anisotrope Porenstruktur. Sie sind steifer und haben eine höhere Druckfestigkeit als die durch Heißlamination einzelnen Polyäthylenschaumschichten erhaltenen Laminate.
Schematisch kann die Struktur der erfindungsgemäß hergestellten Laminate aus J5 Polyäthylenschäumen der Darstellung 1 entnommen werden.
In der Mittelschicht erkennt man die anisotropen Zellen, die senkrecht zu den flächigen Dimensionen langgestreckt sind. Diese Anisotropie ist umso stärker ausgeprägt, je größer die Raumgewichtsunterschiede zwischen den Deckschichten und der Mittelschicht sind. Verringert man den Treibmittelgehalt in der Deckschicht auf O, so lassen sich Schäume herstellen, die gezielt kompakte Deckschichten mit einem anisotropen Schaumkern aufweisen.
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Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß über ein Mehrfachplattenwerkzeug Platten aus Polyäthylen extrudiert werden, die in jeder Schicht zur Vernetzung gleichen Peroxidgehalt besitzen, aber verschiedene Treibmittelgehalte aufweisen. Die Treibmittelgehalte der Deckschichten, die vorzugsweise gleich sind, sind immer geringer als die der inneren Schichten.
Das Vermischen des Polyäthylens mit den Vernetzungs- und Treibmitteln bzw. deren Konzentraten in Polyäthylen erfolgt im Extruder mit anschließender Formgebung bei Temperaturen unter dem Zersetzungspunkt des Peroxids. Die mittlere Verweilzeit im Extruder beträgt ca. 5 Minuten, so daß eine Vernetzung der zu verschäumenden Mischungen in diesem Stadium im wesentlichen unterbleibt.
Das gleiche Ergebnis wird auch erreicht, wenn man die einzelnen Schichten separat.extrudiert, übereinander legt und in einem Heißluftofen aufheizt. Während des Aufheizens verschweißen die einzelnen Lagen zu einer kompakten mehrschichtigen Platte, die gleichzeitig vernetzt und nach Erreichen der Zersetzungstemperatur des chemischen Treibmittels aufschäumt.
In der Regel erfolgt die eigentliche Vernetzung bei Temperaturen ab l6o C und die Verschäumungsvorgänge bei Temperaturen von I90 bis 25o°C.
Geeignete Polyäthylene für die erfindungsgemäße Laminatherstellung sind Niederdruck- (d~>0.94 - 0,97 g/cm-5) und Hochdruckpolyäthylene. (d~0.91 bis etwa 0,94 g/cm·5), vorzugsweise Hochdruckpolyäthylene.
Als Peroxidde für die Vernetzung kommen organische Peroxide wie Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-butylperoxy)-hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di- (tert. -butylperoxy)-hexin, tert. -Butylhydro;-peroxid, Cumyl-tert.-butylperoxid, Di-tert.-butylperoxid, Bis-/~tert.-butyl-peroxi-isopropyl__7-benzol in Präge, vorzugsweise Dicumylperoxid.
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Die Peroxide werden in Mengen von 0,3 bis 1,5 Gewichtsprozente, bezogen auf Gesamtmischung, eingesetzt, wodurch vorzugsweise eine Vernetzung von 25 - 8o % erzielt wird.
Als chemische Treibmittel eignen sich vorzugsweise solche, die sich bei Temperaturen oberhalb l9o°C zersetzen. Bevorzugt werden Azodicarbonamid, Disulfohydrazid, N,N1-Dinitrosopentamethyltetramin in Mengen von 2,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich und diskontinuierlich durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäßen Laminate aus Polyäthylenschaum können in der Autoindustrie, vorzugsweise zur Herstellung von Autohimmeln oder Wandverkleidungen in Wohnwagen verwendet werden.
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Beispiel It S
Mit Hilfe eines Extruders, der mit einem Mehrplattenwerkzeug verbunden ist, werden kontinuierlich drei aufeinander liegende Platten extrudiert, von denen die beiden äußeren Platten aus 94,2 Gewichtsprozenten Polyäthylen, 5 Gewichtsprozenten Azodicarbonamid und 0,8 Gewichtsprozenten Dicumylperoxid und die mittlere Platte aus 84,2 Gewichtsprozenten Polyäthylen, 15 Gewichtsprozenten Azodicarbonamid und 0,8 Gewichtsprozenten Dicumylperoxid bestehen. Dieses kompakte Mehrschichtengebilde wird in einen Heißluftofen eingefahren, zunächst auf l6o°C und anschließend auf 2o5°C erhitzt. Man erhält dadurch ein Laminat aus Polyäthylenschaum, das in den beiden äußeren Schichten eine Dichte von 90 kg/nr bei isotroper Porenstruktur und in der Mittelschicht eine Dichte von J>o kg/nr bei anisotroper Porenstruktur aufweist.
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Claims (1)

  1. Patentanspruch: b
    Verfahren zur Herstellung von Laminaten aus vernetzten Polyäthylenschäumen, die in wenigstens einer inneren Schicht eine anisotrope Porenstruktur aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens 3 Polyäthylenplatten, die gleiche Mengen Peroxid als Vernetzungsmittel und unterschiedliche Mengen eines chemischen Treibmittels enthalten, so zu einem Mehrschichtengebilde anordnet, daß die beiden Deckschichten von den Platten mit geringerem Treibmittelgehalt gebildet werden, und das Gebilde, vorzugsweise in einem Durchlaufofen, erhitzt, wobei die einzelnen Platten vernetzt und gleichzeitig miteinander zu einem Laminat verschweißt werden, das anschließend durch Temperaturerhöhung auf l8o-22o°C verschäumt wird.
    Le A 16 242 - 6 -
    609837/0784
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