DE1282951B - Herstellen von Schaumstoffen aus Oxymethylenpolymeren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057WW PATENTAMT IntCL:

C08g

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 39 b5- 37/02

Nummer: 1282 951

Aktenzeichen: P 12 82 951.5-43 (C 36250)

Anmeldetag: 29. Juni 1965

Auslegetag: 14. November 1968

Die verschiedensten Kunststoffe sind inzwischen in Form von Schaumstoffen verfügbar geworden. Einige dieser Produkte haben ein weiches, schwammartiges Gefüge und keine hohe physikalische Festigkeit, jedoch sind sie vorteilhaft als Polstermaterial und für andere Zwecke, bei denen Elastizität erforderlich ist. Andere Schaumstofftypen sind hart und finden hauptsächlich Anwendung als Material zur Wärme- oder Schallisolierung sowie zum Schutz von darin verpackten Gegenständen gegen Beschädigung. Die letztgenannten Produkte haben gewöhnlich keine sehr hohe Druckfestigkeit, und wenn sie zerdrückt werden, verlieren sie zum großen Teil ihre Isolier- oder Schutzfähigkeit.

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen aus Oxymethylencopolymeren, die in der Polymerkette zwischen 85 und 99,6 Molprozent Oxymethylengruppen und zwischen 0,4 und 15 Molprozent eingestreute andere Gruppen mit benachbarten C-Atomen enthalten und minde- ao stens teilweise nichtstabilisierte Oxymethylenendgruppen aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Polymere unter Druck zum Schmelzen erhitzt, anschließend den Druck erniedrigt und das aufgeschäumte Produkt kühlt.

Die Schaumstoffe werden aus Oxymethylencopolymeren hergestellt, unter deren Oxymethylengruppen, die den größeren Teil der Polymermoleküle bilden, andere Gruppen mit benachbarten C-Atomen verteilt sind, die Glieder in den Polymerketten bilden. Diese Polymeren können sehr vorteilhaft durch Copolymerisation von Trioxan mit 0,4 bis 15 Molprozent eines cyclischen Äthers mit benachbarten Kohlenstoffatomen im Molekül, z. B. mit Äthylenoxyd oder Dioxolan hergestellt werden. Diese Copolymeren haben eine höhere thermische Stabilität als die Homopolymeren. Die thermische Stabilität kann mit Hilfe von üblichen chemischen Stabilisatoren gesteigert werden.

Die Polymeren mit teilweise nicht stabilisierten Endgruppen werden in einem geschlossenen Gefäß zum Schmelzen erhitzt, wodurch Formaldehyd aus den endständigen Oxymethylengruppen gebildet wird. Dann wird der Druck so erniedrigt, daß das Polymere und der gasförmige Formaldehyd einen Schaum bilden, der dann zur Bildung des festen Schaumstoffs abgekühlt wird. Oxymethylenhomopolymeren werden unter der Einwirkung von Wärme, insbesondere in Gegenwart einer Base, leicht abgebaut, so daß der Schaumstoff mit Hilfe von Formaldehydgas gebildet werden kann, das durch Erhitzen eines von endstän-Herstellen von Schaumstoffen aus
Oxymethylenpolymeren

Anmelder:

Celanese Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,

Dr.-Ing. Th. Meyer

und Dr. J. F. Fues, Patentanwälte,

5000 Köln 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:
Roman Wasyl Kuchkuda, Clark, N. J.;
Francis Joseph Rielly, Cherry Hill, N. J.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 30. Juni 1964 (379 397)

digen Oxymethylengruppen befreiten Copolymeren mit einem Oxymethylenhomopolymeren und vorzugsweise mit einer Base gebildet wird, wobei die Base auch während des Erhitzens in situ entstehen kann.

Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Methode wird wie folgt gearbeitet: Das Polymere wird zunächst für eine Dauer von beispielsweise 30 bis Minuten auf eine Temperatur im Bereich von beispielsweise 230 bis 300° C unter einem Druck von wenigstens 5,25 atü erhitzt, wodurch starke Bildung von gasförmigem Formaldehyd stattfindet. Das Erhitzen wird vorzugsweise in inerter Atmosphäre, beispielsweise Stickstoff oder Argon, vorgenommen. Das teilweise abgebaute Polymere kann dann unter Normaldruck in eine Form übergeführt werden, so daß das frei gewordene Formaldehydgas bewirkt, daß das Polymere eine Schaumstruktur annimmt, worauf es gekühlt wird.

Üblicherweise erfolgt die Herstellung von Schaumstoffen aus thermoplastischen Kunststoffen durch Aufschäumen der Schmelze dieser Kunststoffe mit einem Gas und anschließendes Abkühlen der aufgeschäumten Masse, wobei als Gase in erster Linie Kohlendioxyd, Stickstoff und Edelgase, bei ausrei-

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chender Verträglichkeit mit den aufzuschäumenden Kunststoffen aber auch Halogenkohlenwasserstoffe und Halogenkohlenstoffe Verwendung finden. Außerdem können zum Aufschäumen organische Azoverbindungen, Nitrosoverbindungen, Azide oder Hydrazide verwendet werden. Erfindungsgemäß werden dagegen Oxymethyleneopolymere, die in der Polymerkette zwischen den Oxymethylengruppen andere Gruppen mit benachbarten Kohlenstoffatomen eingestreut enthalten, durch den aus der Polymerschmelze frei gewordenen gasförmigen Formaldehyd aufgeschäumt.

Es war für den Fachmann, dem ja geläufig ist, daß Oxymethylenhomopolymeren beim Erhitzen sehr ■ leicht Formaldehyd abspalten, nicht vorauszusehen, daß es gelingen könnte, Copolymeren auf dieser Basis aufzuschäumen; denn es ist ihm ebenso geläufig, daß die beim Homopolymeren einmal in Gang gekommene Zersetzung der Schmelze unter Freiwerden des Formaldehyds nur mit sehr großen Schwierigkeiten wieder zum Stillstand zu bringen ist, so daß er auf Grund seines Fachwissens auf diesem Gebiet durch einfache Überlegungen gar nicht auf den Gedanken kommen konnte, daß es gerade bei Copolymeren möglich sein würde, den beim Schmelzen frei werdenden Formaldehyd zum Aufschäumen dieser Copolymeren zu verwenden. Dies war tatsächlich ein überraschendes. Ergebnis des Verfahrens gemäß der Erfindung. Dieses Ergebnis könnte .nachträglich gegebenenfalls dadurch erklärt werden, daß die zwisehen den Oxymethylengruppen eingestreuten ande- «. ren Gruppen mit benachbarten Kohlenstoffatomen nur eine selektive Zersetzung im-Copolymeren erlauben, indem nur die endständigen Oxymethylengruppen unter Freisetzen von-Formaldehyd abgespalten werden und die weitere Zersetzung dann unterbunden wird. Überraschenderweise reicht aber gerade diese Menge Formaldehyd, der in der Schmelze in gasförmigem Zustand vorliegt, aus, um das sich nicht weiter zersetzende Copolymere aufzuschäumen und beim Abkühlen einen neuen Schaumstoff auf der Basis von Oxymethylencopolymeren zu liefern, der sich durch Zähigkeit und Druckfestigkeit auszeichnet.

Beispiel

Ein Oxymethylencopolymeres wird verwendet, das nicht durch Entfernung der endständigen Oxymethylengruppen stabilisiert worden ist. Dieses Material wird in eine Form gegeben, wobei ein Formdruck von etwa 35 kg/cm² und eine Temperatur von etwa 230° C angewendet werden. Unter diesen Bedingungen erfolgt ein teilweiser Abbau des Polymeren durch Entfernung seiner verhältnismäßig instabilen endständigen Oxymethylengruppen, bis C-C-Bindungen in den Polymerketten erreicht sind. Hierbei wird gasförmiger Formaldehyd frei, der als Treibmittel dient. Nach der Abkühlung der Form wird das Polymere entnommen. Es hat eine aus geschlossenen Zellen bestehende Schaumstruktur..
. Die nach den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Schaumstoffe eignen sich als Wärme- und Schallisoliermaterialien, zur Herstellung der verschiedensten Gegenstände, beispielsweise von Leichtsitzen, Armlehnen "und Stoßdämpfern, selbstschmierenden Leichtlagern und gepreßten Spielzeugen, sowie in der Elektrotechnik für dielektrische Zwecke, beispielsweise als Einbettmassen und Distanzhalter für Leitungen* . -. " . ' ' ■

Claims (1)

1. Patentanspruch: ,

   Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen aus Oxymethylencopolymeren, die in der PbIymerkette zwischen 85 und 99,6 Molprozent Oxymethylengruppen und zwischen 0,4 und 15 MoI-. prozent. eingestreute andere Gruppen mit benachbarten C-Atomen enthalten und mindestens teil- - weise nichtstabilisierte' Oxymethylenendgruppen aufweisen, dadurch gekennzeichnet^ daß man'das Polymere: unter Diaie^zuiniiSjßhinel,¹! " zen erhitzt, anschließend den Druck erniedrigt und das aufgeschäumte Produkt kühlt.

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