184678. lajstromszámú szabadalom • Habosítható poli(vinil-klorid) alapú gyanta-kompozíciók
1 184 678 2 Ez azért szükséges, hogy a kapott gyantahab kitűnő lángállóságú legyen, nagy legyen a mechanikai szilárdsága és egyéb, a vinil-kloridra jellemző tulajdonságai jók legyenek. A vinil-kloriddal kopolimerizálható etilén kettős kötést tartalmazó monomerek jól ismertek, mint például vinil-észterek — mint vinil-acetát és vinil-propionát —, vinilidén-balogenidek — mint vinilidén-klorid és vinilidén-lluorid —, vinil-kloridtól eltérő vinil-halogenidek — mint vinil-fluorid — akrilsav és akril-észterek — mint etil-akrilát —, metakrilsav és metakrilsav-észterek — mint metil-metakrilát-, akril-nitril, metakril-nitril, maleinsav, maleinsav-észterek, maleinsavanhidrid, fumársav, fumársav-észterek és olefinek — mint etilén és propilén —. A fent megjelölt komonomerek közül különösen előnyös a vinil-acetát. A vinil-kloridból és vinil-acetátból álló kopolimer nemcsak alkalmas a habosítószerrel történő impregnálásra, hanem lényegesen alacsony az olvadt állapotban mért viszkozitása, mely biztosítja az egyenletes habosodást és így még finomabb és egyenletesebb cellaszerkezetű gyantahabok keletkeznek. Ahhoz, hogy ezt a kedvező hatást a kopolimer alkalmazásával elérjük, a kopolimergyanta vinil-acetát tartalma legalább 3 súly%. A vinil-acetát tartalom felső határa természetesen a lángállóságot és a mechanikai tulajdonságokat figyelembe véve meghatározott 40 súly%. A találmány szerinti gyantakompozícióban alkalmazott poli(vinil-klorid)-gyanták fő jellemzői az átlagos polimerizáció fok és a pórustérfogat. Az átlagos polimerizáció fok — melyet könnyen meghatározhatunk a gyanta oldatban mért viszkozitásából — előnyösen legfeljebb 2000, mivel az ennél nagyobb polimerizáció fokú poli(vinil-kloridj-gyanta olvadt állapotban mért viszkozitása rendkívül nagy és kicsi a zselizálódásra való hajlama, ezért még nagy mennyiségű habosítószerrel impregnált gyanták esetén is csak nehezen állíthatók elő belőlük nagy expanziójú gyantahabok. Az átlagos polimerizáció fok alsó határát a gyantából előállított gyantahabok mechanikai tulajdonságai határozzák meg. 300 alatti átlagos polimerizáció fokú poli(vinil-klorid)-gyantákból törékeny, mechanikai szempontból gyenge gyantahabok állíthatók elő. A találmány szerinti kompozícióban alkalmazott poli(vinil-klorid)-gyanta másik lényeges tulajdonsága a pórustérfogat, mely célszerűen nem haladja meg a 0,20 ml/g gyanta, előnyösen a 0,10 ml/g gyanta értéket. Ez a pórustérfogatérték a poli(vinil-klorid)-gyanták általában szokásos 0,25 ml/g vagy ennél nagyobb pórustérfogatához viszonyítva rendkívül kicsi. Ebben az esetben a gyanta vinil-klorid homopolimer. A pórustérfogatot higany-nyomásos poroziméterrel határozzuk meg. A nyomást 1 kg/cm2 értékről 100 kg/cm2 értékre növeljük és úgy a higany bepréselődik a mintegy 30 /un vagy annál kisebb pórusátmérőjű gyantarészecskékbe. A pórustérfogatnak fenti korlátozása nagyon lényeges, mivel nagyobb pórustérfogatú poli(viniI-klorid)-gyanta esetén a habosítószer szétoszlása nemcsk a habosítószerrel impregnált gyantakompozíció tárolása során, hanem az alakító folyamatok során is bekövetkezik, így csak nehezen állíthatók elő nagy exponziójú habosított testek. A fenti követelményket kielégítő poli(vinil-klorid)-gyanták előállíthatok vinil-klorid monomernek vagy főként vinil-klorid monomert tartalmazó monomer-keveréknek szuszpendálőszert is tartalmazó vizes közegben a monomerfázisban oldódó szabad-gyökös polimerizációs iniciátor jelenlétében végzett szuszpenziós polimerizációjával. A fenti poli(vinil-klorid)-gyanta impregnálására alkalmazott illékony habosítószer — mint már említettük — valamilyen szénhidrogén vagy valamilyen halogénezett szénhidrogén, melynek forráspontja legfeljebb 90 °C, előnyösen legfeljebb 70 °C. Ha a habosítószer forráspontja 90 °C-nál magasabb, úgy a már egyszer expandált gyantahab állás közben észrevehetően zsugorodik és így a habosított test cellaszerkezete nem lesz elég finom és egységes. A találmány szerinti kompozícióban alkalmazható szénhidrogén vagy halogénezett szénhidrogén típusú habosítószerek például a következők lehetnek: propán, bután, i-bután, pentán, neopentán, n-hexán, n-heptán, metil-klorid, metilén-klorid, kloroform, széntetraklorid, etilidén-klorid, etilidén-fluorid, triklór-etilén, 1,2-diklór-etán, triklórfluor-metán, diklór-difluor-metán, klór-trifluor-metán, bróm-trifluor-metán, tetra-fluor-metán, diklórfluor-metán, klór-difluor-metán, trifluor-metán, triklór-trifluor-etán, diklór-tetrafluor-etán, dibróm-tetrafluor-etán, klór-pentafluor-etán, hexafluor-etán, l-klór-l,l-difluor-etán. A felsorolt illékony habosítószereket természetesen alkalmazhatjuk egymással kombinálva is. Az illékony habosítószemek a poli(vinil-klorid)-gyanta impregnálására alkalmazott mennyisége attól függ, hogy milyen expanziójú gyantahabot kívánunk előállítani. Nem lehet egyértelműen kijelenteni, hogy nagy expanziójú habok előállításához nagy mennyiségű anyaggal való impregnálás szükséges és kis expanziójú hab előállításához 3 súly% vagy annál kevesebb mennyiségű habosítószerrel történő impregnálás megfelelő. A habosítószer mennyisége a legtöbb esetben 1—30 súly%, és ezzel a mennyiséggel megfelelő expanziójú habok állíthatók elő. A poli(vinil-klorid)-gyantának az illékony habosítószerrel történő impregnálását egymással való érintkeztetéssel hajtjuk végre. Poralakú poli(vinil-klorid)-gyanta alkalmazása esetén a gyantát csak összekeverjük a habosítószerrel, mely abszorbeálódik a gyanta részecskékben. Ha a habosítószer szobahőmérsékleten és atmoszférikus nyomáson gázhalmazállapotú, úgy a poli(vinil-klorid)-gyantát, vizet és diszpergálószert nyomás alatt álló, keverővei felszerelt edénybe — például autoklávba — viszszük és a gyanta-porból a vizes közegben szuszpenziót készítünk, majd nyomás latt bevezetjük a habosítószert a szuszpenzióba és az elegyet a hőmérsékletnek 30— —90 °C-ra történő emelése közben 3—20 órán keresztül keverjük. Amikor az edényben beáll az abszorpciós egyensúly, a reakcióelegyet lehűtjük szobahőmérsékletre, a habosítószert abszorbeált gyantát kivesszük az edényből, megfelelő módszerrel — például centrifugálással történő elválasztással — dehidratáljuk és viszonylag alacsony hőmérsékleten — 50 °C-on van ennél alacsonyabb hőmérsékleten — levegő átáramoltatással szárítjuk és így kapjuk a kívánt, habosítószerrel impregnált poli(vinil-klorid)-gyantát. Az illékony habosítószerrel fentiek szerint impregnált gyantakompozíciót ismert eljárásokkal — mint fröccsöntés, extrudálás, sajtolás — fémformákban alakíthatjuk a kívánt formájú habosított gyantákká. A fémformában egyidejűleg játszódik le a gyanta zselizálódása és a zselizált gyantának a habosítószer elpárolgása révén keletkező 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
