DE2608925A1

DE2608925A1 - Treibmittelkonzentrat

Info

Publication number: DE2608925A1
Application number: DE19762608925
Authority: DE
Inventors: Peter Gebauer; Karl Guenter Sturm
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1976-03-04
Filing date: 1976-03-04
Publication date: 1977-09-08
Also published as: US4278769A; BE852104A; JPS52115873A; FR2343017A1; NL7702295A; IL51588A0; IL51588A; SE7702380L; ES456475A1; GB1570320A

Description

; Gegenstand der Erfindung ist ein Treibmittelkonzentrat auf der ! Basis eines chemischen Treibmittels und eines thermoplastischen . .iunststoffs als Trägerstoff. Weiterer Gegenstand der Erfindung ; ist die Verwendung von Treibmittelkonzentraten als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung von Strukturschaum-. formteilen aus hochmolekularen Polyalkylenterephthalaten.

: Es sind verschiedene Verfahren zur Einarbeitung chemischer

i Treibmittel in den zu ver schäumend en thermoplastischen Kunststoff bekannt. So kann beispielsweise das zumeist pulverförmige • Treibmittel in der erforderlichen Konzentration, in der Regel ■ je nach Wirksamkeit des eingesetzten Treibmittels 0,1 bis 5,0 ; Gew,#, auf das Kunststoffgranulat aufgepudert werden. Dieses Verfahren wird zwar in der Praxis vielfach noch angewendet, weist jedoch einige entscheidende Nachteile auf. Während des Misehvorgangs entsteht eine zum Teil erhebliche Staubentwicklung. Dieser Staub führt zu einer Verschmutzung der Mischaggregate und der Umgebung und ist außerdem zum Teil gesundheitsschädlich. Weiterhin kann es besonders bei größeren Zusatz-

709836/0349

•V

mengen zu Entaischungserscheinungen kosnnen. Durch den daraus u.U.

^; resultierenden, schwankenden Treibmittelgehalt ist eine gleichmäßige Qualität der aus derartigen Mischungen hergestellten Fertigteile nicht gegeben. Bei Förderprozessen kommt es außerdem zu Ablagerungen und Treibmittelverlusten. Eine pneumatische Förderung über längere Strecken ist fast ganz ausgeschlossen. Während der Verarbeitung kann es bei Verwendung von pulverförmigen, chemischen Treibmitteln zu Entmischungen und Ablagerungen im Vorratsbehälter der Verarbeitungsmaschine kommen, wodurch Qualitätsschwankungen entstehen. Im Materialeinzugsbereich der Verarbeitungsmaschinen können bei pulverförmigen xreibiaitteln nach Überschreiten der Zersetzungstemperatur des Treibmittels Treibgasverluste durch Entweichen über die Einfüllöffnung auftreten, wodurch die Treibgasausbeute ganz erheblich eingeschränkt wird.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde auch schon vorgesehen

" (vgl. z.B. DT-OS 2 434 085), das Treibmittelpulver direkt in den zu ver schäumend en Kunststoff einzuarbeiten. Das zum Einsatz ; kommende Treibmittel wird bei diesem Verfahren in einer zum

. Polymeren in einem festen Verhältnis stehenden Menge auf geeigneten Maschinen zunächst in die Schmelze des Polymeren eingearbeitet und ist integrierter Bestandteil der hergestellten Granulate. Während der Verarbeitung zu Strukturformteilen wird das im Granulat enthaltene Treibmittel aktiviert und ermöglicht die Ausbildung des Strukturschaumgefüges. Bei diesem Treibmitteleinarbeitungsverfahren ist von großem Nachteil, daß bei der Herstellung des treibmittelhaltigen Granulates bereits eine teilweise Zersetzung des Treibmittels eintritt, da die zur Erzielung

709836/0349

einer homogenen Schmelze notwendige Verarbeitungstemperatur 3e nach dem eingesetzten Treibmittel bereits so nahe an dessen

' Zersetzüngstemperatur liegt, daß das Treibmittel "bereits vor der eigentlichen Verarbeitung zu Strukturschaumteilen Gas abgibt und daher in seiner weiteren Wirksamkeit stark eingeschränkt ist. Die Folge sind Dichte Schwankungen im Struktur-

^: schaumgefiige. In vielen Fällen ist der durch die vorzeitigen

■ Gasverluste reduzierte Blähdruck für eine einwandfreie Struk-

! turschaumausbildung nicht mehr ausreichend. Ein weiterer Mangel dieses Verfahrens liegt darin, daß derartige treibmittelhaltige

: Kunststoffe eine größere Lagerhaltung bedingen, da Chargen mit unterschiedlichen Treibmittelgehalten bereitgestellt werden

: müssen, die dem I¹Ii eßverhal ten des zu ver schäumend en Kunst- = stoffs und den Abmessungen der herzustellenden Formteile ange-

: paßt sind.

I Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man auch schon das Treibmit-

: tel in ein unter seiner Zersetzungstemperatur in plastischem Zu-

■ stand zu verarbeitendes Polymeres in konzentrierter Form einge-

■ arbeitet und die Mischung in dem erforderlichen Verhältnis mit i dem zu verschäumenden Kunststoff verschnitten. Dadurch werden

: die bei der Handhabung pulverförmiger Treibmittel auftretenden Nachteile vermieden. Die Bereitstellung bzw. Lagerhaltung mehrerer Chargen mit unterschiedlichen Treibmittelgehalten ist nicht erforderlich, da die gewünschten Treibmittelgehalte unmittelbar vor dem eigentlichen Verschäumungsvorgang durch Variierung der Mischungsverhältnisse des Treibmittelkonzentrates

■ mit dem su verschäumenden Polymeren an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden können. .. ■

709836/0349

¹ freibmittelkonzentrate auf der Grundlage von Polystyrol und : Polyolefinen sind bekannt. Diese Treibmittelkonzentrate haben . aber den Mangel, daß sie zur' Herstellung von Strukturschaum-

i Formteilen aus hochmolekularen Polyalkylenterephthalaten nicht i geeignet sind. Bei Verwendung derartiger Treibmittelkonzentrate ; in Verbindung mit Polyalkylenterephthalaten werden Formteile . mit verminderten physikalischen, mechanischen und thermischen

^; Eigenschaftswerten erhalten. Aus diesem Grunde war man bisher

! darauf angewiesen, bei der Herstellung von Strukturschaumformteilen aus Polyalkylenterephthalaten die obengenannten mit Nach-

j teilen behafteten Verfahren zur Treibmitteleinarbeitung anzu-

i wenden.

j Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, verschäumbare Treibmittelkonzentrate zur Verfügung zu stellen, bei denen die geschilderten Nachteile beim Verschäumen von insbesondere Polyalkylenterephthalaten nach den Verfahren der formge-

ί benden Aufschäumung zu Strukturschaum-IOrmteilen nicht mehr

ι auftreten.

j Es wurde nun gefunden, daß die aufgezeigten Mängel beseitigt

■ werden, wenn man als Trägerstoff für das chemische Treibmittel einen gesättigten Polyester oder Copolyester mit einem Kristal-

^: litschmelzpunkt zwischen 14O°C und 22O⁰C und mit einer reduzierten Viskosität von 0,4 dl/g bis 1,6 dl/g einsetzt.

Die erfindungsgemäßen Polyester bzw. Copolyester weisen Glasübergangstemperaturen zwischen -20 und+50°C, bevorzugt -10 bis +20⁰C, auf. Die Glasttbergangstemperaturen werden nach DIN 53445

709836/0349

als Maximum des logarithmischen Dekrements der mecha Dämpfung nach der Torsionsschwingungsanalyse gemessen. Die Höhe des logarithmischen Dekrements der mechanischen Dämpfung liegt im Bereich von 0,2 bis 1,3. Die Kristallitschmelspunkte werden als Schmelzmaximum nach der Differentialthermoanalysenmethode gemessen. Bei der Differentialthermoanalysenmethode wurde das . Differential-Scanning-Calorimeter DSC-1 der Firma Perkin-Elmer verwendet, wobei eine Aufheizgeschwindigkeit von 16°C/Min. angewendet wurde.

Die reduzierte Viskosität^₁₆₁₃ wird in 1-gewichtsprozentiger : Lösung in einer Mischung aus 60 Gewichtsteilen Phenol und 40 ^: Gewichtsteilen 1,1,2,2-Tetrachloräthan bei 25⁰C gemessen und nach folgender Formel berechnet:

t_T

red = !it

Pai/g

wobei ti, die Auslauf zeit der lösung, tLm die Auslauf zeit des Lösungsmittels und c die Konzentration in g/100 ml bedeuten.

ErfindungsgemäB bevorzugt werden solche Polyester oder Copolyester mit Kristallit schmelzpunkt en von 160 bis 200⁰C. Die bevorzugte reduzierte Viskosität ist 0,7 dl/g bis 1,0 dl/g.

Die erfindungsgemäß als Trägerstoff für das Treibmittel eingesetzten Polyester und Copolyester leiten sich bezüglich der Säurekomponente ganz oder zu mehr als 50 Mol "f» von der Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten ab. Als Co-Säuren werden, auffüllend auf 100 Mol fo, eine oder mehrere andere aromatische und/oder gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren

709836/0349

mit 2 "bis 12 σ-Atomen zwischen des funktionell en (Suppen oder deren polyesterbildenden Derivate verwendet. Bezüglich der Diolkomponente leiten sich die Polyester bzw. Copolyester von einem oder mehreren gesättigten aliphatischen Glykolen mit 2 bis 12 C-Atomen her. ;

Geeignete Co-Säuren sind z.B. Sebazinsäure, Azelainsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Isophthalsäure oder Cyclohexand!carbonsäure oder deren polyesterbildenden Derivate. Sofern als Dicarbonsäure bei den Copolyestern nur die Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivate eingesetzt werden, werden als Diolkomponente wenigstens zwei Diole verwendet. Die Co-Säuren werden - zusammen mit Terephthalsäure - bevorzugt

in Mengen von 10 bis 40 Mol $> eingesetzt. _.

Als Co-Säuren werden bevorzugt Isophthalsäure und/oder Adipinsäure, ggf. deren Dial.cyiester eingesetzt. Sie können ggf. ganz oder teilweise durch wenigstens eine aliphatische gesättigte Dicarbonsäure oder deren polyesterbildendes Derivat ersetzt sein, wie z.B. Sebazinsäure, Azelainsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure oder Cyclohexandicarbonsäure oder dgl., bevorzugt Azelain- oder Sebazinsäure oder deren Gemische.

Als polyesterbildende Derivate der Dicarbonsäuren kommen in erster Linie die Mono- oder Dialkylester, insbesondere die Dimethylester infrage.
Als geeignete Diole bzw. Co-Diole seien z.B. genannt:

Äthylenglykol, Propandiol-1,2, Propandiol-1,3, Butandiol-1,3, Butandiöl-1,4, Pentandiol-1,5, Neopentylglykol, Hexandiol-1,6, Octandiol-1,3, Cyclohexandimethanol und dgl. oder Gemische der Einzelkomponenten. Butandiol-1,4 wird als Diol bzw. Co-Diol fiir

709836/0349 ORIGINAL INSPECTED

die Copolyester erfindungsgemäß bevorzugt. !

Bei einer "bevorzugten Ausführungsform der als Träger stoff eingesetzten Copolyester leiten sich diese bezüglich der Säurekomponente von 90 bis 60 Mol # Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten, vorzugsweise deren Dialkylester, insbeson- ^! dere deren Dimethylester»und 10 bis 40 Mol # einer oder mehrerer

der obengenannten Co-Säuren her. Als Diolkomponente wird bei diesem bevorzugt eingesetzten Copolyester Butandiol-1,4 eingesetzt. Gegebenenfalls können bis zu 10 Mol fo des Butandiol-1,4 durch ein anderes oder durch mehrere andere Diole mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen ersetzt sein. Geeignete Co-Diole sind z.B. Äthylenglykol oder Propandiol-1,2 oder Propandiol-1,3 oder Butandiol-1,3 oder Pentandiol-1,5 oder Keopentylglykol oder Hexandiol-1,6 oder Octandiol-1,6 oder Cyclohexandimethanol oder Gemische der Einzelkompjnenten. Als Co-Diol für Butandiol wird bevorzugt Äthylenglykol oder Hexandiol-1,6 eingesetzt.

Bei Verwendung von Butandiol-1,4 als alleinige Diolkomponente haben sich solche Copolyester als besonders geeignet erwiesen, die sich bezüglich der Säurekomponente von 85 bis 60 Mol % Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten und von 15 bis 40 Mol $> Isophthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten herleiten. Dabei kann die Isophthalsäure ganz oder teilweise duroh eine aliphatische Dicarbonsäure, wie Azelainsäure und/oder Adipinsäure und/oder Sebacinsäure, vorzugsweise durch Adipinsäure ersetzt sein.

Erfindungsgemäß eignen sich auch solche Copolyester, die sich bezüglich der Säurekomponente von 80 bis 70 Mol % Terephthal-

709836/0349

säure oder deren polyesterbildenden Derivaten, 20 bis 30 Mol $ einer oder mehrerer anderer aromatischer und/oder einer oder mehrerer aliphati3cher gesättigter Co-Säuren mit 2 bis 12 C-Atomen zwischen den beiden funktionellen Gruppen und bezüglich der Diolkomponente von Äthylenglykol herleiten, wobei gegebenenfalls bis zu 10 Mol 76 des Ithylenglykols durch ein oder mehrere Diole mit 3 bis 12 O-Atomen ersetzt sind. j

Als für den erfindungsgemäßen Zweck besonders gut geeigneter Trägerstoff sei ein Copolyester hervorgehoben, der sich bezüglich der Säurekomponente zu 65 bis 75 Mol $6 von der Terephthalsäure bzw. deren Dimethylester und zu 35 bis 25 Mol $> von der Adipinsäure sowie bez^figlicL der Diolkomponente von Butandiol-1,4 herleitet.

Geeignet im Sinne der Erfindung sind außer Copolyesternauch spezielle Polyester, sofern sie die im Anspruch 1 festgehaltenen Kriterien aufweisen. Als geeigneter Polyester sei z.B. ein solcher genannt, der sich bezüglich der Säurekomponente von der Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten, vorzugsweise deren Dimethylester und bezüglich der Diolkomponente von Hexandiol-1,6 herleitet..

Die Herstellung der erfindungsgemäß als Trägerstoff für das Treibmittel eingesetzten Polyester bzw. Copolyester ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Sie können auf an sich bejkannte Weise, z.B. analog der Herstellung.-von Polyäthylentereph-

thalat,hergestellt werden.

j Beispielsweise werden in einem mit Rührer versehenen Druckgefäß Dimethylterephthalat und Dimethylisophthalat in dem obenangegebenen Molverhältnis mit überschüssigem Butandiol-1,4 in

709836/0 3 49

Gegenwart eines Umesterungskatalysators, z.B. Tetra-n-Butyltitanat und ggf. Zinkacetatdihydrat urageestert. Bei einer Innentemperatur von etwa 150 big 22O⁰C wird das Methanol abdestilliert, vorzugsweise unter Normaldruck, und anschließend die Co-Säure, z.B. Sebacinsäure, zugegeben. Zur Veresterung der Sebacinsäure wird die Temperatur auf 250⁰C gesteigert und das Reaktionsgemisch etwa 2 Stunden bei dieser Temperatur belassen. Die Tollständigkeit der Veresterung wird durch Messen der Menge des überdestillierten Reaktionswassers kontrolliert. Nach Einspülung von Triphenylphosphit mit etwas Diol (zwecks Inhibierung des Umesterungskatalysators) wird evakuiert und die Innentemperatur auf 26O⁰C gesteigert. Innerhalb einer Stunde wird nunmehr die Innentemperatur auf 270⁰C erhöht und sogleich der Druck auf weniger als 1 Torr verringert. Nach 3 bis 4 Stunden Rühren unter den letztgenannten Bedingungen wird das Vakuum durch Einleiten von Stickstoff gebrochen, der erhaltene Copolyester durch das Bodenventil ausgetragen und granuliert.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate erfolgt in der Weise, daß der zur Anwendung kommende, als Granulat oder Pulver vorliegende, als Trägerstoff verwendete gesättigte Polyester oder Copolyester mit dem chemischen Treibmittel, z.B. einem pulverförmigen chemischen Treibmittel, und gegebenenfalls weiteren Zusätzen zunächst bei Raumtemperatur innig vermischt wird. Diese Mischung wird, anschließend in einem Extruder oder Kneter über die Schmelzphase des Polyesters bzw. Copolyesters homogenisiert und durch eine Düse ausgetragen. Der als Trägerstoff eingesetzte Polyester bzw. Copolyester und das Treibmittel können auch mittels geeigneter Dosiervorrichtungen im erforderlichen Verhältnis getrennt voneinander in

709836/Q3A9

die zur Homogenisierung vorgesehene Vorrichtung eingeführt werden. Gegebenenfalls kann auch das Treibmittel dem bereits : als Schmelze Torliegenden Trägerstoff zugegeben werden. Das Zerkleinern der erstarrten Konzentratmischung zu einer für die spätere Verarbeitung erforderlichen Granulatgröße erfolgt auf bekannte Weise, z.B. sofort nach dem Austrag aus der Düse nach : ausreichender Abkühlung mittels Granulatoren oder Mühlen oder ; auch zu einem späteren Zeitpunkt. Grundsätzlich kann die Korn-I größe und die Kornform des Treibmittelkonzentrat-Granulates be-

! liebig gewählt werden, jedoch ist es zur Vermeidung von Ent-

; mischungen zweckmäßig, Porm und Größe des Treibmittelkonzentrates auf diejenige des zu ver schäumend en Polyalkylentereph-

' thalates abzustimmen.

Als Treibmittelkonzentrat werden erfindungsgemäß solche einge- : setzt, die einen Treibmittelgehalt von 1 bis 5o Gew.#, vorzugs-' weise 2 bis 30 Gew.^, insbesondere 5 bis 20 Gew.# aufweisen.

; Als Treibmittel werden erfindungsgemäß chemische Treibmittel ; eingesetzt. Kennzeichen der .chemischen Treibmittel ist ihre ^; spontane Zersetzung oberhalb einer für die jeweilige Verbindung charakteristischen Temperatur, der sogenannten Anspringtempera- ; tür. Die Anspringtemperatur hängt vom chemischen Aufbau des verwendeten Treibmittels ab. Die Auswahl des Treibmittels für das erfindungsgemäße Treibmittelkonzentrat richtet sich hauptsächlich nach der Schmelz- bzw. Verarbeitüngstemperatur des Trägerstoffs, d.h. die Treibmittel dürfen bei der Konzentratherstellung nicht aktiviert werden. Ferner muß das Treibmittel sowohl mit dem Trägerstoff als auch mit dem zu ver schäumend en

709836/0349

Kunststoff "verträglich sein und eine ausreichende Wirksamkeit "besitzen.

Geeignete Treibmittel für die Verschäumung thermoplastischer Kunststoffe sind z.B. die zersetzbare Gruppen enthaltenden Azoverbindungen, Hydrazine, Semicarbazide, Triazole, Tetrazole und ^-Nitrosoverbindungen (vgl. H. Hurnik, "Treibmittel für Kunststoff schäume", Kunststoffe 62, 1972, Heft 10, Seiten 687 - 689).

■Die erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate eignen sich erfindungsgemäß besonders gut als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung von Scrukturschaumformteilen aus hochmolekularen Polyalkylenterephthalat en, wie z.B. Polyäthylentereph-

thalat, Poly-(1,3-propylen)-terephthalat und insbesondere PoIy-

ι (1,4-butylen)-terephthalat. Für die Herstellung von Struktur- ^: schaumformteilen mit guten mechanischen, physikalischen und I thermischen Eigenschaften setzt man im allgemeinen Polyalkylen-¹ terephthalate mit reduzierten Viskositäten von etwa 0, 7 bis 2., : ein. Polytetramethylenterephthalat wird *>ei hohen Anforderungen

an die mechanischen Eigenschaften im allgemeinen mit reduzier-¹ ten Viskositäten von 0,7 bis 2,0, vorzugsweise 0,8 bis 1,6 zu Struktur schaumformteilen verarbeitet. Bei geringeren Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften können Polyalkylenterephthalate mit niedrigeren reduzierten-"Viskositäten eingesetzt werden, z.B. 0,4 bis 0,7.

709836/0349

- vt-

Die Herstellung der zu ver schäumend en hochmolekularen linearen Polyalkylenterephthalate ist nicht Gegenstand der Erfindung. Sie können auf an sich bekannte Weise, beispielsweise wie oben beschrieben hergestellt werden. Gegebenenfalls wird die Schmelzkondensation, beispielsweise bei der Herstellung hochmolekularer Polytetraniethylenterephthalate» bei reduzierten Viskositäten von 0,9 bis 1,0 abgebrochen und die weitere Kondensation in der Pestphase vorgenommen (vgl. z.B. DT-OS 2 315 272). PUr die Verschäumung von Polyalkylenterephthalaten, filr die die erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate bevorzugt eingesetzt werden, eignen sich grundsätzlich alle flir die Verschäumung von thermoplastischen Kunststeffen geeigneten chemischen Stoffe, sofern sie während der Konzentratherstellung nicht aktiviert worden und sofern sie mit den zu verschäumenden Polyalkylenterephthalaten und mit dem eingesetzten Treibmittel-Trägerstoff verträglich sind.

PUr den erfindungsgemäßen Zweck eignen sich Treibmittel mit Zersetzungstemperaturen im Bereich von 150 bis 260⁰C, vorzugsweise 200 bis 260⁰C, wobei die Kombination Treibmittel/Trägerstoff so aufeinander abgestimmt wird, daß das Treibmittel während der Konzentratherstellung nicht aktiviert wird. Als Treibmittel mit Zersetzungstemperaturen von 200 bis 260⁰C seien z.B. genannt:

i :

I Trihydrazinotriazin, p-Toluylensulfonylsemicarbazid, 4,4-'-Oxy- j bis(benzolsulfonylsemicarbazid), Barium-azodicarboxylat, verschiedene Tetrazole und Hydrazinderivate.

709836/0349

j ι

! Bei der Auswahl des chemischen Treibmittels spielt auch das angewendete Verschäuiaungsverfahren eine gewisse Rolle, weshalb I
ι man zweckmäßig solche Treibmittel verwendet, die dem jeweiligen

J Yerschäumungsverfahren angepaßt sind.

So werden beispielsweise für die Yerschäumung der erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzten Polyalkylenterephthalate unter Verwendung der erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate mittels konventioneller Spritzgießmaschinen, z.3. Schneckenkolbenspritzgießmaschinen, die auch für die Herstellung spritzgegossener, kompakter Formteile eingesetzt werden, bevorzugt solche Treibmittel eingesetzt, deren ATctivierungs- bzw. Zersetzungstempera-

j tür unterhalb, bevorzugt yenig unterhalb der für Polyalkylenterephthalat-IOrmmassen erforderlichen Yerarbeitungstemperatur liegen. Unter der Verarbeitungstemperatur wird hier die Masse-

! temperatur verstanden, die sich bei Anwendung eines speziell der zu verschäumend en Kombination Polyalkyienterephthalat-Treibmittelkonzentrat angepaßten Temperaturprogramms einstellt. Beispielsweise arbeitet man bei der Versehäumung von Polytetramethylenterephthalat (Schmelzpunkt 225 C) mit einem Temperaturprogramm, bei welchem die Temperatur von der Einzugszone bis zur Düse ansteigt, z.B. Zone 1 (Einzugszone): 23O⁰C, Zone 2:

j 250⁰C, Zone 3 (Zylinderausgang): 270⁰C, Düse: 280⁰C. ^Mt

j diesem Temperaturprogramm stellt sich eine mittlere Massetempe-

j ratur von ca. 260⁰C ein. .; I

j In diesem Falle wird bevorzugt ein Treibmittel mit Aktivierungs-

temperaturen im Bereich zwischen >als 230 bis 25CC, Vorzugs- [ weise 240 bis 250⁰C eingesetzt. \

709836/0349

Die gleichen Treibmittel können aher auch mit gutem Erfolg hei der Yerschäumung anderer Polyalkylenterephthalate, "beispielsweise hei Polyäthylenterephthalat (Schmelzpunkt 260⁰C) eingesetzt werden, hei dessen Verarheitung zweckmäßig ein Temperaturprogramm gewählt wird, hei dem sich eine Massetemperatur von ca. 280⁰C einstellt. (Z.B. Zone 1: 25O°C, Zone 2: 270°C, Zone 3: 285⁰C, Düse: 295⁰C)

Die "bevorzugt hei der Yer schäumung von hochmolekularem Polyäthylenterephthalat und inshesonöere Polytetramethylenterephthalat eingesetzten Treihmittel sind ^.-Phenyltetrazol sowie 5-Phthalimidotetrazol.

Grundsätzlich können aher auch andere Treibmittel verwendet wer- . den, soweit sie sowohl die obengenannten Forderungen hinsieht- ^;

lieh der Verträglichkeit als auch hinsichtlich der Hichtakti-

i vierung hei der Eonzentratherstellung erfüllen, gleichzeitig \ auch eine gute Schaumbildung nach den verschiedenen Verfahren zur Herstellung von Strukturschaum-Pormteilen gewährleisten. Die erfindungsgemäßen Treihmittelkonzentrate können als treihgasH ahgehende Komponente hei allen Verfahren zur Herstellung von Strukturschaum-Pormteilen aus Polyalkylenterephthalat-Pormmassen eingesetzt werden. Ihre Herstellung ist sowohl auf flir die Herstellung von Kompakt-iOrmteilen vorgesehenen -Spritzgießmaschinen und Extrudern als auch auf speziell auf die Yerarheitung von treihmittelhaltigen Thermoplasten ahgestimmten Spezialvorrichtungen möglich. Die Spritzgieß- und Extrusionsverarheitung sowie

709836/03A3

das Formschäumen von treibmittelhaltigen Thermoplasten ist in der Literatur ausführlich "beschrieben worden (vgl. Integral- ; schaumstoffe, Piechota/Röhr, Carl Hanser-Verlag 1975, S. 91 bis

H2.) j

Die erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate werden bevorzugt j

eingesetzt bei der Herstellung von'Strukturschaum-Formteilen nach dem TSG-Verfahren (Thermoplast-Schaumspritz-Gießen),welches ^au£ den Seiten 94 "bis 125 der genannten Literatur stelle beschrieben wird. Sie können als treibgasabgebende Komponente sowohl ;

bei der Herstellung von spezifisch schweren Teiler alf auch von

i spezifisch leichten Teilen eingesetzt \tferden.

Unter Strukturschaum-Formtdilen werden solche verstanden, die eine nahezu kompakte Außenhaut und einen geschäumten Kern aufweisen. Derartige Strukturschaum-Formteile entstehen dadurch, daß hei Überschreiten der Zersetzungstemperatur des chemischen ι

Treibmittels die gasförmigen Abspaltungen - in der Regel handelt ■

es sich dabei um Stickstoff - zunächst unter D^uck in der Kunst- '-. stoffschmelze in Lösung gehalten werden, und dann während des Formgebungsvorganges durch den Expansionsdruck die Kunststoffschmelze auseinandertreiben und gegen die Formwandung pressen.

Bei der Herstellung der Strukturschaum-Formteile aus Polyalkylenterephthalat-Formmassen unter Verwendung der erfindungsgenäßen Treibmittelkonzentrate geht man so vor, daß das Polyalkylenterephthalat-Granulat und das Treibmittelkonzentrat-Granulat in

709836/0349

geeigneten Mischvorrichtungen miteinander vermischt werden. Das Mengenverhältnis richtet sich nach der für das herzustellende Formteil notwendigen Treibmittelmenge und nach der Wirksamkeit des eingesetzten Treibmittels.Im allgemeinen wird das Treibmittelkonzentrat in einer solchen Menge zugesetzt,daß der Treibmittelgehalt der Gesamtmischung 0,1 bis etwa 5,0 3-uw.^ beträgt.Ent- · sprechend der Konzentration des Treibmittels in dem Konzentrat werden im allgemeinen 1 bis 50 Gew.^, vorzugsweise 2 bis 30 Gew.^, insbesondere 5 bis 20 Gew.Jo an Treibmittelkonzentrat dem zu verschäumenden Kunststoff zugesetzt, bezogen auf die Gesamtmischung. Mach dem Mischvorgang wird die Mischung dem Materialvorratsbehälter der Verarbeitungsmaschine zugeführt und zu Struktur- '. schaum-Formteilen verarbeitet.

Mittels der erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate können gefüllte und/oder verstärkte und/oder flammgeschützte, gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, wie z.B. Lichtstabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente, Nukleierungsmittel, wie z.B. Talkum, oder ■ Porenregler, wie z.B. feinteilige Metallpulver enthaltende Strukturschaumformteile aus Polyalkylenterephthalaten, vorzugsweise aus Polytetramethylenterephthalat hergestellt werden.

Verstärkerstoffe sind z.B. Glaspulver, Glaskugeln, Glasfasern, Asbestfasern und dergleichen, die ggf. mi"t geeigneten Schlichten bzw. Haftverraittlern behandelt sind (vgl. z.B. DT-OS 2 426 656).

709836/0349

Als Verstärkerstoffe werden bevorzugt Glasfasern verwendet, zweckmäßig in einer solchen Menge, daß der Glasfasergehalt des ausgeschäumten Formteils 2 bis 60 Gew.$, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.$£ beträgt.

Überraschenderweise bewirkt ein Glasfaserzusatz eine besonders gleichmäßige, feinzellige Porenstruktur und eine gleichmäßige optisch einwandfreie Oberfläche der ausgeschäumten Formteile.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird daher vorgeschlagen, die erfindungsgemäßen (Dreibmittelkonzentrate als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung glasfaserverstärkter, ggf. flammgeschützter Strukturschaumformteile aus Polyalkylenterephthalat, insbesondere Polytetramethylenterephthalat, zu verwenden.

Ggf. können die obengenannten Zusatzstoffe, insbesondere die Nukleierungsmittel, Porenregler, Farbstoffe, Pigmente, Lichtsta-: bilisatoren und dgl. in dem erfindungsgemäß eingesetzten Treib- !

i mittelkonzentrat oder in dem zu verschäumenden Polyalkylente- ·

i rephthalat in der erforderlichen Menge enthalten sein.

Grundsätzlich können die Zusatzstoffe aber auch in Form von Farbstoffkonzentraten, Füll- oder Verstärkerstoffkonzentraten, Stabilisatorkonzentraten, Flammschutzmittelkonzentraten, ITukleierungs- und Porenreglerkonzentraten und dgl. mit dem 5reibmittelkonzentrat und dem zu verschäumenden Polyalkylene reph-

709836/0349

thalat in dem erforderlichen Mengenverhältnis gemischt und dieses Granulatgemisch in die Verschäumungsvorrichtung eingeführt werden. Als Trägerstoffe ftir die Zusätze eignen sich solche Thermoplaste, die sowohl mit dem Treibmittelkonzentrat-Träger als auch mit dem zu ver schäumend en Polyalkylenterephthalat verträglich sind. Vorzugsweise wird fiir die Zusätze der gleiche Trägerstoff eingesetzt, der auch für das Treibmitteikonzentrat

i verwendet wird. ■ j

Als Flammschutzmittel eignen sich halogenhaltige, insbesondere bromhaltige Verbindungen, deren flammhemmende Wirkung gegebenenfalls durch Zusätze von Synergisten, z.B. aus der 5. Gruppe des Periodensystems, beispielsweise Antimontrioxid, verbessert werden kann.

Bevorzugt werden solche Flammschutzmittel eingesetzt, deren Schmelzpunkte oberhalb der Verarbeitungstemperatur der als Trägerstoff für das Flammschutzmittelkonzentrat verwendeten Thermoplasten liegen. Genannt seien z.B. Oktabromdiphenyl, Dekabromdiphenyl, Dekabromdiphenyläther, vernetztes Polytetrabromxylylenglykolbisacrylat und dergleichen.

Flammschutzmittelkonsentrate mit einem Gehalt yon mehr als 50 Gew.#, vorzugsweise 70 bis 90 Gew.# Flammschutzmittel werden bevorzugt. '.'

Die Flammschutzmittelkonzentrate können analog wie die Treib- ^;

mittelkonzentrate hergestellt werden. Beispielsweise wird ein Gemisch aus 29 Gew.Teilen Antimontrioxid, 58 Gew.Teilen Okta- ι

709836/0349

bromdiphenyl und 13 Gew.Teilen eines geeigneten Thermoplasten, hergestellt z.B. aus 30 Gew.Teilen Adipinsäure, 70 Gew.Teilen Terephthalsäure und But and i öl-1, 4·, in einem Doppelschnecken-

extruder homogenisiert, der im vorderen Teil eine Kompressionszone besitzt. An der Düse tritt ein fester Strang aus, der unmittelbar an der Düse als "Kopfgranulat" zu Granulatkörpern der gewünschten Größe geschnitten werden kann. ;

j Die Flammschutzmittelkonzentrate werden dem zu verschäumenden Polyalkylenterephthalat oder dem zu verschäumenden Gemisch zweckmäßig in einer solchen Menge zugesetzt, daß die Gesamtmischung etwa 4 bis 10 Gew.$ Halogen, vorzugsweise Br, enthält. Z.B. j werden 17 Gew.Teile des obengenannten Plammschutzmittelkonzentrats auf der Basis von Oktabromdiphenyl, Antimontrioxid und '. Copolyester mit 83 Gew.Teilen PTMT/Treibmittelkonzentrat-Gemisch ^: (Gewichtsverhältnis 19 '· 1» Treibmittelgehalt des Konzentrates ! 10 Gew.$) vermischt und anschließend verschäumt. Analog kann '■ man bei der Herstellung glasfaserverstärkter flammgeschützter Strukturschaumformteile vorgehen.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrate wird die Verarbeitung von Polyalkylenterephthalaten zu Strukturschaum-Formteilen wesentlich vereinfacht und verbessert. Die bei der Direktzugabe von pulverförmigen Treibmitteln entstehenden Hachteile werden vermieden, und auch die bei der Verarbeitung von treibmittelhaltigem Polyalkylenterephthalat-Granulat auftretenden Nachteile werden beseitigt. Gegenüber den bisher bekannten Treibmittelkonzentraten bestehen eindeutige

709836/0349

Vorteile. Aufgrund ihrer Verträglichkeit mit den zu verschäumenden Polyalkylenterephthalat-Formmassen gelingt es, Formteile mit guten physikalischen, mechanischen und thermischen Eigenschaftswerten herzustellen. j

I Mit den erfindungsgemäß als Trägerstoff eingesetzten Polyestern bzw. Copolyestern werden Trägerstoffe zur Verfugung gestellt,
die für die Verschäumung von insbesondere Polyalkylenterephthalat-Formmassen besonders gut geeignet sind. Aufgrund des guten

Fließverhaltens der zu verschäumenden Mischung ist es möglich,

Formteile komplizierter Formgestaltung mit optisch einvand-

i freien und glatten Oberflächen herzustellen. !

Besonders vorteilhaft ist, daß die Zykluszeit bei der Formge- ■

i "bung der Polyalkylenterephthalat-Formmassen, insbesondere bei

der Verarbeitung mittels Schneckenkolbenspritzgußmaschinen, '

"beispielsweise nach dem TSG-Verfahren, zu Strukturschaum-Form- ι teilen, praktisch nicht verlängert wird. Als weiterer Vorteil ^; ist anzuführen, daß die thermische Stabilität des erschmolzenen Trägerstoffs bei den für hochmolekulare lineare Polyalkylen-

terephthalate notwendigen hohen Verarheitungstemperaturen ge- i geben ist. Eine Verfärbung der Polyalkylenterephthalat-Form- ί massen durch thermische Zersetzung des Trägerstoffs wird hier- j durch vermieden.

709836/0349

- 2*1 -

Vergleichsbeispiel 1 · %(t'

Zylinderförmiges Polytetrametfcylenterephthalat-Stranggranulat, das mit 30 Gew.^ Glasfasern verstärkt war, und welches bei einer reduzierten Viskosität des Polymeren von 1,0 dl/g ein spez. Gewicht von 1,52 g/cm und ein Schüttgewicht von 660 g/l aufwies, wurde mit 0,5 Gew.^ pulverförmigern 5-Phenyl-tetrazol,welches als chemisches Treibmittel eingesetzt wurde,in einem langsam laufenan Mischer (Bauart Papenmeier) vermischt. In der Anfangsphase des Mischvorganges trat eine starke Staubentwicklung auf. Der Zeitraum bis zu einer gleichmäßigen Verteilung des Treibmittelpulvers betrug 5 Min. Diese Mischung wurde in ein Vorratsgefäß aus .stahlblech entleert und in den Aufgabetrichter einer Kompakt-Spritzgußmaschine gegeben. Die Mischwandung und das Vorratsgefäß wiesen nach dem Entleeren starke Treibmittelpulverrückstände auf.

Als Spritzgußmaschine wurde eine Sehneckenkolbenmaschine, Bauart Krauss-Maffei, Typ 150-600, mit einem Schneckendurchmesser D von 40 mm und einer Schneckenlänge von 20 D eingesetzt. Bei

Zylinder temperatur en (Einzug > Düse) von 230, 250, 270, 280⁰G,

woraus eine Massetemperatur von 260⁰C resultierte, und einer Formtemperatur von 50⁰C wurden Strukturschaumplatten der Abmessung 210 χ HO χ 10 mm gespritzt. Die Kühlzeit bis zum Entformen der Platten betrug 150 see. Nach der Verarbeitung waren im Materialaufgabetrichter der Spritzgußmaschine starke Treibmittelrückstände festzustellen, im Trichter kam es während der Verarbeitung z.S. zu Entmischungserscheinungen, was sich durch Ablösen des Treibmittels vom Polytetramethylenterephthalat-Granulat äußerte. Das spez. Gewicht der Platten lag bei 1,05 g/cm . Die mechanischen Eigenschaften der Vergleichsbeispiele 1 bis 3

709836/0349

und Beispiel 1 sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Beurteilung

der Qualitätsmerkmale folgt in Tabelle 1. i

Vergleichsbeispiel 2 j

ι Auf einem Einschneckenextruder, Bauart Reifenhäuser, Typ R 30 mit einem Schneckendurchmesser D von 30 mm,und einer Schneckenlänge von 20 D, wurde ein Gemisch aus 69,5 Gew.# unverstärktem Polytetrametbylenterephthalat-Granulat, 30 Gew.$ 6 mm Kurzglasfasern und 0,5 Gew.% 5-Phenyl-tetrazol über die Schmelzphase aufgeschlossen und homogenisiert, durch eine 4 mm Runddüse als Strang ausgetragen und zu zylinderförmigem Granulat verkleinert. Die Extruder-Zylindertemperaturen lagen bei 220⁰C bis 24O⁰C, die Schneckendrehzahl betrug 90 U/min. Das Schüttgewicht des Granulates betrug 480 g/l, die reduzierte Viskosität des PTMT betrug 1,0 dl/g. Im Vergleich zu dem Granulat aus Vergleichsbeispiel 1 war das-Schüttgewicht um 180 g/l reduziert.Ursache für diesmUnterschied war eine während der Granulatherstellung aufgetretene Teilzersetzung des Treibmittels, welche trotz der bereits relativ niedrig eingestellten Zylindertemperaturen nicht zu vermeiden war. Bei versuchsweise niedriger eingestellten Zylindertemperaturen kühlte die Schmelze unter den Schmelzpunkt von 225⁰C ab und verfestigte sich, so daß keine Extrusion mehr möglich war. Durch diese Vorzersetzung wurde die im Granulat enthaltene, wirksame Treibmittelmenge herabgesetzt, dadurch wurde die Wirksamkeit beim Aufschäumen eingeschränkt. Das Granulat wurde unter den gleichen Bedingungen,wie in Ver-

igleichsbeispiel 1 beschrieben, zu 10 mm dicken Strukturschaumplatten verspritzt. Das spez. Gewicht der Platten lag bei 1,1

709836/0349

Vergleichsbeismel 5 ,

!Das gleiche glasfaserverstärkte Polytetramethylenterephthalat-Granulat,wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben,wurde mit einem

handelsüblichen,granulatförmigen Treibmittelkonsentrat auf Polystyrolbasis, welches 20 Gew.% eines chemischen Treibmittels enthält, in einem langsam laufenden Mischer im Verhältnis 39 : 1 gemischt, so daß die Endkonzentration des Treibmittels in der Gesamtmischung 0,5 Gew.jS betrug. Diese Mischung wurde wie in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 beschrieben, au 10 mm dicken j Struktur schaumplatten mit einem spez. Gewicht von 1,0 g/cm ver-ί

spritzt. Die Kühlzeit mußte hier auf 200 see. erhöht werden, da die Platten bei kürzeren Kühlzeiten noch keine ausreichende Formbeständigkeit aufwiesen und Nachbläherscheinungen auftraten. Während der Verarbeitung kam es zu einer unangenehmen Geruchsent- ;

I wicklung im Materialaufgabetrichter und an der Düse der Spritz- ■■ gußmaschine· Die Platten wiesen eine rauhe, unterschiedlich ge-¹ färbte und mit starken Schlieren durchsetzte Oberfläche auf. Diese Erscheinungen wiesen auf eine Unverträglichkeit des Konzentratträgers mit Polytetramethylenterephthalat hin.

Beispiel 1

Ein granulatfcrmiger, kristalliner Copolyester auf der Basis von 70 Mol $ Terephthalsäure, 30 Mol j6 Adipinsäure und Butandiol-1,4, welcher eine reduzierte Viskosität von 0,81 dl/g, ein jSchmelzmaximum nach' dem Verfahren der Differential-Thermo-Analyse (DTA) von 183⁰C und ein maximales logarithmisches Dämp- ^! fungsdekrement von 0,55 bei einer Glasübergangstemperatur T von -1⁰C (ermittelt im Torsionssehwingungsversuch nach DIU

709836/0349

53445) aufwies, wurde unter Zugabe von 10 Gew.?S pulver for mi gern 5-Phenyl-tetrazol auf dem im Vergleichsbeispiel 2 beschriebenen Einschneckenextruder zu dem erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrat verarbeitet. Die Materialzugabe in den Aufgabetrichter des _; Extruders erfolgte in der Weise, daß Copolyester und Treibmittel

mittels separater Do si er band waagen im Verhältnis 90 : 10 zugegeben wurden. Diese Komponenten wurden bei einer Massetemperatur von 195⁰C und einer Schneckendrehzahl von 30 U/min über die i Schmelzphase homogenisiert, durch eine 4 mm Runddüse als Strang ausgetragen, über ein luftgekühltes Transportband abgekühlt und in einem Granulator zu Stranggranulat granuliert.

Das Schüttgewicht des Granulates betrug 600 g/l. Das Ausgangsschüttgewicht des als Konzentratträger eingesetzten Copolyester Granulats betrug ebenfalls 600 g/l. Eine VOrscbäumung des Konzentrat-Granulats durch Teilzersetzung des Treibmittels hat nicht stattgefunden, da die Massetemperatur während der Konzentratherstellung weit unter der Schmelz- bzw. Zersetzungstemperatur des eingesetzten Treibmittels gehalten werden konnte. Das auf diese Weise hergestellte Treibmittelkonzentrat wurde mit dem glasfaserverstärkten Polytetramethylenterephthalat-

I Granulat aus den Vergleichsbeispielen 1 und 3 im Gewichtsver- \

hältnis 19 : 1 (Endkonzentration des Treibmittels in der Gesamt-

mischung 0,5 Gew.$) in einem langsam laufenden Mischer (s. Vergleichsbeispiel 1) gemischt. Bereits nach einer Mischzeit von 1,5 Min. wurde eine homogene Durchmischung erreicht. Im Mischer , entstanden keinerlei Rückstände.
Diese Mischung wurde unter den in den Vergleichsbeispielen 1-3

709836/Ü349

16 U B y 2~5 [

genannten Bedingungen in der gleichen Spritzgußaaschine zu 10 ; mm dicken Struktur schaumplat ten verspritzt, die Kiihlzeit von
150 see. konnte beibehalten werden. Das spez. Gewicht der Platten betrug 1,0 g/cnr . \

Die Platten wiesen im Gegensatz zu den Platten aus den Vergleichs-

beispielen 1-3 eine besonders glatte und gleichmäßige Oberfläche auf, Strukturen waren kaum erkennbar, die Eigenfarbe war
nicht verändert und entsprach im Farbton den Platten aus den j Vergleichsbeispielen 1 und 2. |

Bei einer gegenüber den Yergleichsbeispielen 1 und 2 identischen
Av.sgangsmenge von 0,5 Gew.50 des gleichen Treibmittels war bei

dem erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrat eine deutlich höhere
Wirksamkeit festzustellen. Während mit diesem Konzentrat bei der

Herstellung der Platten auf der eingesetzten Kompakt-Spritzguß- .

•z i

maschine ein· minimales spez. Gewicht von 0,8 g/cm erreicht ! (das minimale spez. Gewicht ist dann erreicht, wenn die Form bei ' der minimal möglichen Massedosierung gerade noch ausgefüllt wird) werden konnte, war bei gleicher Maschineneinstellung und Materialdosierung mit Massen gemäß den Vergleichsbeispielen 1 und 2 keine

ausreichende Formausfüllung zu erreichen. Die minimal erreichbare.

Dichte lag mit Massen gemäß Vergleichsbeispiel 1 bei 0,95 g/cnr ^!

■2 I und mit Massen gemäß Vergleichsbeispiel 2 bei 1,05 g/cm . Durch '

den festliegenden Treibmittelgehalt der Formmasse aus Vergleichs-

beispiel 2 war es nicht möglich, durch Erhöhung des Treibmittel-

gehaltes niedrigere Dichten zu erreichen.
;Im Gegensatz zu den Vergleichsbeispielen 1-3 entstand durch

ι I

I die Verwendung des erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrates eine

besonders feinzellige und gleichmäßige Porenstruktur. Damit wird

709836/0 3 49

•χ ;

die durch den Glasfaserzusatz bereits hervorgerufene Nukleieruii=^- wirkung wirksam unterstützt. ■ '.

Beispiel 2

Aus glasfaserverstärktem Polytetramethylenterephthalat gemäß Vergleichsbeispiel 1 und dem Copolyester-Treibmittelkonzentrat gemäß Beispiel 1 wurde eine Mischung im Verhältnis 19:1 in einem üblichen Zementmischer hergestellt. Der Mischer konnte im Gegensatz zur Einmischung pulverförmiger Treibmittel während des Mischvorganges geöffnet bleiben, so daß eine ständige Eontrolle des Mischvorganges möglich war. Der Mischvorgang konnte nach 2 Min. beendet werden.

Diese Mischung wurde auf einer Thermoplast-Schaum-Spritzgußmaschine (TSG-Maschine) Bauart Schloemann-Siemag, Typ Structomat ST 6000-170, mit einem 4-fach Plattenwerkzeug zu Platten mit Wanddicken von 6-10 mm verarbeitet. Der Schneckendurchmesser D der Plastifiziereinheit betrug 80 mm, die Schneckenlänge 20 D. Der Transferkolben hatte einen Durchmesser von 130 mm, der Transferkolbenhub betrug 500 mm. Das Gesamtgewicht der Platten betrug 1,5 kg bei einem spez. Gewicht τοηΊ,Ο g/cm . Die Heizbandtemperaturen am Schneckenzylinder betrugen (Einzug—^Umlenkung) 200 - 260 -260⁰C, die Heizbandtemperatur des ümlenkstutzens war auf 240⁰C eingestellt, die beiden Regelzonen des Transferzylinders hatten eine Regeltemperatur von 24O⁰C. Die Temperatur des Düsenheizbandes betrug 25O⁰C. Aus diesem Temperaturprogramm resultierte eine Massetemperatur von 255⁰C. Die Schneckendrehzahl während der Plastifizierung betrug 50 U/Min, der während

der Plastifizierung aufgebrachte Staudruck lag bei 30 kp/cm . Der vom Kolben des TransferZylinders aufgebrachte Spritsdruck

709836/0349

lag bei 185 kp/cm , die Einspritzzeit betrug 3,5 sec. Die Werkzeugtemperatur wurde mit einem Temperiergerät auf 40 C gehalten,

die Kühlzeit betrug 120 see.

Mit dem erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrat war eine staub- und geruchsfreie, rückstandslose Verarbeitung möglich. Die Strukturschaumplatten wiesen eine glatte, gleichmäßige Oberfläche mit der Eigenfarbe der eingesetzten Formmasse auf. Auf dieser Maschine konnte aufgrund der guten Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Treibmittelkonzentrates bei einer Einspritzzeit von 1 see. eine minimale Formteildichte von 0,75 g/enr⁵ bei einwandfreier Formausfüllung erreicht werden, was einorDichtereduzierung von ca. 51 % entspricht.

Beispiel 3

Unverstärktes Polytetramethylenterephthalat-Granulat mit einer reduzierten Viskosität von 1,3 dl/g und einem spez. Gewicht von

⁹Z

1>31 g/cnr wurde mit dem Treibmittelkonzentrat aus Beispiel 1 im Verhältnis 19:1 gemischt. Als Mischgerät diente ein quadratischer Weißblechkanister, der von Hand mit taumelnden Drehbewegungen gemischt wurde. Wegen der leichten Mischbarkeit des I Treibmittelkonzentrats war bereits nach 20 Umdrehungen eine ausreichende Durchmischung erreicht. Diese Mischung wurde auf der \ im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Kompakt-Spritzgußmas chine ! unter den hier angegebenen Bedingungen zu-10 mm dicken Struktur- ; schaumplatten verarbeitet. Das spez. Gewicht der Platten lag bei ■

: 0,85 g/cm , was einer Dichtereduzierung von 35 $ entsprach. Die j

ίOberflächen der Platten waren glatt und gleichmäßig, die Eigenfarbe des eingesetzten Granulates war nicht verändert.

709836/0349

Beispiel 4 .3>

Mit 30 Gew.$ Glasfasern verstärktes Polytetramethylenterephthalat-Granulat, welches eine reduzierte Viskosität von 1,5 dl/g
aufwies, wurde wie in Beispiel 3 beschrieben, mit dem Treibmittelkonzentrat aus Beispiel 1 gemischt und unter den im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Bedingungen zu 10 mm dicken Strukturschaumplatten verarbeitet. Während bei Verwendung pulverförmiger Treibmittel gemäS Vergleichsbeispiel 1 wegen der aufgrund
der hohen Schmelzviskosität schlechten Fließfähigkoit der Schmelze nur Platten mit rauher und unansehnlicher Oberfläche hergestellt werden können, wiesen die Platten vergleichsweise glatte

Oberflächen auf. . \

Beispiel 5

Mit 33 Gew.$ Glasfasern verstärktes, flammfest ausgerüstetes

Polyäthylenterephthalat-Granulat (71anmschutzmittel:10 Gew.$ |

vernetztes Polytetrabromxylylenglykolbisacrylat, 4 Gew.$ Anti- : montrioxyd) 'yiurde im Verhältnis 19 J 1 nach der im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Methode mit dem Treibmittelkonzentrat

nach Beispiel !gemischt. Das spez. Gewicht betrug 1,73 g/cm ,

ι Diese Mischung wurde wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, zu

10 mm dicken Strukturschaumplatten verspritzt. Die Heizbandtemperatur en (Einzug >Düse) hatten Einstellwerte von 250-270-285-

295⁰O. Daraus resultierte eine Massetemperatur von 280⁰C. Die j

;· i

Werkzeugtemperatur betrug 120 C, die Kühlseit 220 see. Bei einem .

spez. Gewicht von 1,04 g/cm lag die Dichtereduzierung bei 40 '-/>, \

Die Oberflächen der Platten wiesen nur eine leichte Struktur auf_ri

709836/0349

Tabelle 1

Yergleichsbeisp. Vergleichsbeisp. 2

Vergleichsbeisp.3 Beispiel 1

Formteiloberfläche

Eigenfarbe Porenstruktur Treibmittelwirksamkeit Kühlzeit in see.

Beurteilungsmaßstäbe

1 2 2

150

Formteiloberfläche Eigenfarbe

1 = glatt,Struktur kaum erkennbar 1=unverändert

2 = mäßig, Struktur deutlich

' sichtbar

3 = schlecht,starke Strukturlinien

2=verändert

2-3

3
150

2-3

- 2

200

1 1 1 1 150

Porenstruktur

1=feinzellig,gleichmäßig

2=f einzellig,unregelmäßig

3=z.T. grobzellig u.
Lunkerbildung

Treibmlttelwlrksamkelt

1=sehr gut,hohe Ausbeute

2=befriedigend,reduzierte Ausbeute

3= schlecht, niedrige Ausbeute

OC) CD

r-o cn

O CD OO CaJ

	Prüfvorschrift¹^	Tabelle 2	Vergleichs beispiel 1	■	12 .	Vergleichs beispiel 2	Vergleichs- "beispiel 3	Beispiel
	-	Dimension	1,05	10		1,0	1,0
spez. Gewicht	DIN 53430	g/cm³	54		52	45	54
Reißfestigkeit	DIH 53430	N/mm²	1,8	1,5	1,2	2,0
Reißdehnung	DIN 53430	*	42	40	38	44
Zug-E-Modul	DIN 53423	N/mm²	91	88	82	90
Biegefestigkeit	DIN 53423	N/mm²	36	35	30	³⁷ ,
Biege-E-Modul	DIN 53453	N/mm²
Schlagzähigkeit		kJ/m²	14	8	20* '
+23⁰O			• 10	5	17
-4O⁰O

Die Prüfungen erfolgten in Anlehnung an die. angegebenen DIN-Normen« Die DIN-Normen haben Gtiltigkeit ftir Kompaktteile und schreiben eine Probendicke von 4 mm vor. Die angegebenen Werte wurden an Proben ermittelt, welche aua 10 mm dicken Strukturschaumplatten entnommen wurden.

O OD CX) K)

Claims

Patentansprüche

(T) Treibmittelkonzentrat auf der Basis eines chemischen Treibmittels und eines thermoplastischen Kunststoffs als Trägerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff ein gesättigter Polyester und/oder Copolyester mit einem Kristal-Iitschmelzpunkt zwischen 140⁰C und 220°C, vorzugsweise 160 bis 200⁰C, und mit einer reduzierten Viskosität von 0,4 dl/g bis 1,6 dl/g, vorzugsweise 0,7 dl/g bis 1,0 dl/g ist.

2. Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- : net, daß sich die Polyester und Copolyester bezüglich ihrer • Säurekomponente ganz oder zu mehr als 50 Mol 5& von der ; Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten, j wobei gegebenenfalls, auffüllend auf 100 Mol ?S, eine oder j mehrere andere aromatische und/oder gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 C-Atomen zwischen den funktioneilen Gruppen oder deren polyesterbildenden Derivate als C-o-Säuren mitverwendet werden, und "bezüglich der Diolkomponente von einem oder mehreren aliphatischen Glykolen mit 2 bis 12 C-Atomen herleiten.

3.Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polyester und Copolyester bezüglich der Diol-bzw. Co-Diolkomponente von Ithylenglykol und/ oder Propandiol-1,2 und/oder Propandiol-1,3 und/oder Butandiol-1,3 und/oder Butandiol-1,4 und/oder Pentandiol-1,5 und/ oder Heopentylglykol und/oder Hezandiol-1,6 und/oder Octandiol-1,8 und/oder Cyclohexandimethanol herleiten.

70983 6/0349

ORIGINAL INSPECTED

4- Treibmittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 his 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Copolyester bezüglich der Co-Saure von der Isophthalsäure und/oder Sebazinsäure und/oder Azelainsäure und/oder Bernsteinsäure und/oder Glutarsäure und/oder Adipinsäure und/oder Cyc1ohexandicarbonsäure oder deren polyesterTbildenden Derivaten herleiten.

5· Treibmittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß sich die Copolyester bezüglich ihrer Säurekomponente von 90 bis 60 Mol $ Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten und 10 bis 40 Mol $ einer oder mehrerer Cc-Säuren herleiten.

6. Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Copolyester bezüglich der Diolkomponente von Butandiol-1,4 herleiten, wobei gegebenenfalls bis zu 10 Mol $ des Butandiol-1,4 durch ein oder mehrere andere Diole mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, ersetzt sind.

7. Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Copolyester bezüglich ihrer Säurekomponente von 65 bis 75 Mol # Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten und bezüglich der Co-Säurekomponente von der Adipinsäure und bezüglich der Diolkomponente von Butandiol-1,4 herleiten.

8. Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Copolyester bezüglich der Säurekomponente von

709836/0349

bis 60 Mol $ Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten und 15 his 40 Mol i» Isophthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten und "bezüglich der Diolkomponente von Butandiol-1,4 herleiten.

9. Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isophthalsäure ganz oder teilweise durch Azelain- und/oder Adipin- und/oder Sebacinsäure ersetzt ist.

10. Treibmittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5", dadurch gekennzeichnet, daß sich die Copolyester bezüglich der Säurekomponente von 80 bis 70 Mol % Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten, 20 bis 30 Mol ?» einer oder mehrerer anderer aromatischer und/oder einer oder mehrerer aliphatischer gesättigter Co-Säuren mit 2 bis 12 C-Atomen zwischen den beiden Carboxylgruppen und bezüglich der Diolkomponente von Äthylenglykol herleiten, wobei ggf. bis zu 10 Mol $> des Äthylenglykols durch ein oder mehrere Diöle mit 3 bis 12 C-Atomen ersetzt sind.

11. Treibmittelkonzentrat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polyester bezüglich der Diolkomponente von Hexandiol-1,6 und bezüglich der Säurekomponente von der Terephthalsäure herleiten.

709836/0349

- Treibmittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 "bis 11, gekennzeichnet durch einen Treibmittelgehalt von 1 bis Sew.#, vorzugsweise 2 bis 30 Gew.ji, insbesondere 5 bis Gew. ^.

13. Treibmittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel 5-Phenyltetrazol oder 5-Phthalimidotetrazol ist.

14. Treibmittelkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Treibmittel Zersetzungstemperaturen im Bereich von 150 bis 260⁰G, vorzugsweise 200 bis 260⁰G aufweisen.

15. Terwendung der Treibmittelkonzentrate nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung von Strukturschaumformteilen aus hochmolekularen Polyalkylenterephthalaten, insbesondere Polytetramethylenterephthalat .

16. Terwendung von Treibmittelkonzentraten nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung von gefüllten und/oder verstärkten und/oder flammgeschützten, gegebenenfalls weitere * Zusatzstoffe ent-

j haltenden Strukturschaumformteilen aus Polyalkylentereph- ! thalaten, vorzugsweise aus Polytetramethylenterephthalat.

709836/034S

17. Verwendung von Treibmittelkonzentraten nach Anspruch 16
als treibgasabgebende Komponente bei der Herstellung glasfaserverstärkter, gegebenenfalls flammgeschützter Strukturschaumformteile aus Polytetramethylenterephthalat.

Dr.He/Sz

709836/0349