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Masse für Fussbodenbeläge
Die Erfindung betrifft Massen für Fussbodenbeläge und daraus hergestellte Fussbodenbeläge.
Die im Handel erhältlichen Fussbodenbeläge, beispielsweise Fussbodenplatten, werden in grossen Men- gen aus Massen hergestellt, die hauptsächlich aus Füllstoffen, Weichmachern und einem Vinylbindemittel, im allgemeinen Polyvinylchlorid oder einem Polyvinylchlorid/Polyvinylacetat-Mischpolymerisat, bestehen.
Bei der Herstellung solcher Massen werden Vinylpolymerisat, Füllstoff und Weichmacher gewöhnlich in einer Maschine, beispielsweise einem Banbury-Mischer, miteinander vermischt, zu Fellen der gewünschten
Dicke gewöhnlich auf einem Mahlwerk verarbeitet und dann kalandert und verpresst.
Im allgemeinen werden zwei Arten von Fussbodenbelägen hergestellt : erstens "halb-flexible" Massen.. die vorwiegend faserige Füllstoffe, beispielsweise Asbest, enthalten, und zweitens "flexible" Massen, die körnige oder Pigment-Füllstoffe enthalten. Die "halb-flexiblen" Massen herrschen auf dem Markt vor, weil sie wegen der guten Verträglichkeit der Vinylpolymerisate mit grossen Mengen an faserigen Füllstoffen mit verhältnismässig geringen Kosten hergestellt werden können. Sie enthalten im allgemeinen etwa 80-85% Füllstoffe und nur etwa 10-15% des teureren Vinylpolymerisats.
Die "flexiblen" Massen er- geben zwar ansprechendere und dauerhaftere Fussbodenbeläge, als sie mit den "halb-flexiblen" Massen erhalten werden, sind dafür aber auch wegen des geringen Aufnahmevermögens der Vinylpolymerisate für granulare und Pigment-Füllstoffe teurer als diese. Füllstoffe und Vinylbindemittel werden in diesem Fall gewöhnlich in etwa gleichen Gewichtsmengen verwendet, da das Einbringen grösserer Mengen an Füll- stoffen im allgemeinen, insbesondere hinsicntlich Flexibilität und Abnützbeständigkeit, zu schlechteren
Fussbodenplatten führt. Ein weiterer Nachteil der bisher zur Verfügung stehenden "flexiblen" Massen bestand darin, dass eine verhältnismässig grosse Menge an Weichmacher, gewöhnlich in der Grössenordnung von 10 bis 15% oder darüber, erforderlich war.
Dadurch werden nicht nur die Kosten des Produktes erhöht, sondern es ergeben sich weitere Schwierigkeiten, wie Fleckenbildung, da der Weichmacher leicht aus den Massen ausblutet.
Es ist schon vielfach versucht worden, diese Nachteile der "flexiblen" Vinylpolymerisat-Massen für Fussbodenbeläge zu überwinden, jedoch mit nur geringem oder gar keinem Erfolg. Beispielsweise wurde an Stelle von Polyvinylchlorid chloriertes Polyäthylen verwendet, wodurch jedoch die oben aufgezeigten Nachteile nicht überwunden wurden. Als Bindemittel wurde dabei nach dem Hochdruckverfahren erhaltenes chloriertes Polyäthylen von niedrigem Molekulargewicht verwendet. Die damit erhaltenen Massen erwiesen sich allgemein als ungeeignet und ermöglichten insbesondere nicht eine Erhöhung der Menge an Füllstoff.
Es wurde nun gefunden, dass bei Verwendung eines Gemisches eines chlorierten Polyäthylens mit hohem Molekulargewicht mit bestimmten Eigenschaften mit Vinylpolymerisaten von niedrigem Molekulargewicht als Bindemittel Massen für Fussbodenbeläge erhalten werden, die den mit den üblichen Vinylpolymerisaten erhaltenen deutlich überlegen sind und diesen gegenüber besondere Vorteile aufweisen.
Die Masse für Fussbodenbeläge gemäss der Erfindung, die ein Harzbindemittel auf der Grundlage eines Vinylharzes enthält ist dadurch gekennzeichnet, dass sie a) 100 Gew.-Teile eines Harzbindemittels mit einem Gehalt von etwa 40 bis 80 Gew.-% eines chlorierten Polyäthylens von hohem Molekulargewicht mit einem Chlorgehalt von etwa 40 bis 70 Gew.-%, das
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Viskosität (wie in der Beschreibung definiert) von etwa 0, 2 bis 1, 0, gemessen bei 100 C, und einer Dichte von etwa 1, 3 bis 1, 4, das aus Polyvinylchlorid, einem Polyvinylchlorid-Polyvinylacetat-Copolymer oder einer Mischung von Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat mit einem überwiegenden Gehalt von Polyvinylchlorid besteht, b) etwa 300-700 Gew.-Teile eines Füllstoffes und c) etwa 4-15%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse,
eines Weichmachers enthält.
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Die Massen für Fussbodenbeläge gemäss der Erfindung sind den bekannten Vinylpolymerisatmassen in wesentlichen Eigenschaften, wie Flexibilität, Zugfestigkeit, Deformationselastizität und Beständigkeit gegen Rissbildung, überlegen. Vom wirtschaftlichen Standpunkt weisen sie den unerwarteten Vorteil auf, dass sie die Verwendung beträchtlich grösserer Mengen an Füllstoffen und beträchtlich geringerer Mengen an Weichmachern möglich machen und dabei Fussbodenplatten ergeben, die denjenigen aus den Vinylpolymerisatmassen überlegen sind.
Die chlorhaltigen Massen der Erfindung eignen sich für die Herstellung der mehr gefragten ("premium") oder "flexiblen"Fussbodenplatten, die Pigmente oder granulare Füllstoffe enthalten.
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beträchtlich geringere Mengen an dem teureren Bindemittel erfordern, und sind trotzdem den bekannten Massen, die grössere Mengen an Vinylpolymerisaten erfordern, überlegen.
Die in den Massen der Erfindung verwendeten chlorierten Polyäthylene werden vorzugsweise durch zweistufige Chlorierung von hochmolekularem Niederdruckpolyäthylen hoher Dichte hergestellt. Die erste Stufe des Chlorierungsverfahrens besteht in einer Chlorierung eines festen, kristallinen, mikroporösen, im wesentlichen gesättigten Niederdruckpolyäthylens mit einem Molekulargewicht in dem Bereich von etwa 1 bis 5 Millionen in wässeriger Aufschlämmung bei einer Temperatur unter dem Kristallschmelzpunkt des Polymeren, bis wenigstens etwa 5% und vorzugsweise etwa 17% Chlor in das Polymere eingeführt sind.
In der zweiten Stufe wird die Chlorierung in der wässerigen Aufschlämmung bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt der Polymerenkristalle und unter dem Erweichungspunkt von deren chloriertem Aussenüberzug, im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 135 bis 145 C, fortgesetzt. Die Chlorierung der zweiten Stufe kann über dem Schmelzpunkt des kristallinen Polyäthylens erfolgen, bis die gewünschten 40-70% Chlor aufgenommen sind oder bis eine geringere Menge, beispielsweise 25-30%, an Chlor aufgenommen ist, wonach die Chlorierung bei niedrigerer Temperatur, beispielsweise 110-120 C, fortgesetzt wird, bis die gewünschten 40-70% Chlor aufgenommen sind.
Das als Ausgangsmaterial für die Herstellung des gemäss der Erfindung verwendeten chlorierten Poly- äthylens verwendete hochmolekulare Niederdruckpolyäthylen hoher Dichte kann durch Gasphasenpolymeri- sation eines wasserfreien, sauerstofffreien Äthylens über einem aus einer anorganischen Chromverbindung, Sauerstoff und einem aktiven Metallalkyl hergestellten Katalysator auf einem porösen zerbrechlichen Träger hergestellt werden, wie in der brit. Patentschrift Nr. 858, 674 beschrieben.
Das als Ausgangsmaterial für die Herstellung des gemäss der Erfindung verwendeten chlorierten Polyäthylens verwendete kristalline Polyäthylen hoher Dichte hat eine Dichte zwischen etwa 0, 935 und etwa 0, 985 und ein mittleres Molekulargewicht zwischen etwa 1, 0 Millionen und etwa 5, 0 Millionen, berechnet nach der Methode von P. S. Francis et al. aus der Viskosität einer Lösung von etwa 0, 05 bis 0, 1 g je 100 cm3 Lösung in Decalin nach der Gleichung : M = 6, 77 X 10-4M'', 67 worin [v ;] == intrinsic Viskosität
M = mittleres Molekulargewicht (J. Polymer Science, Bd. 31, Seiten 453-466, Sept. 1958).
Das nach dem oben beschriebenen Verfahren erhaltene chlorierte Polyäthylen mit 40-70% Chlorgehalt ist praktisch nicht kristallin und hat eine intrinsic Viskosität von etwa 1, 8 bis 5, 0 in o-Dichlorbenzol bei 100 C, wobei dasjenige Chlorpolyäthylen mit 50-55% Chlor eine intrinsic Viskosität zwischen etwa 3, 0 und 4, 5 hat. Die im folgenden angegebenen intrinsic Viskositäten sind alle an Lösungen in o-Dichlorbenzol bei 1000 C bestimmt. Die Glasübergangs- oder Spröd-Temperaturen der chlorierten Polyäthylene
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zugten Chlorpolyäthylene mit 50-55% Chlorgehalt Sprödtemperaturen in dem Bereich von etwa 35 bis etwa 75 C besitzen.
Das chlorierte Polyäthylen mit 40-70% Chlorgehalt ist amorph oder praktisch nichtkristallin, d. h. es
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chemisch inert, d. h. es ist bei 20-250 C unlöslich in organischen Lösungsmitteln, wie Estern, Säuren und Alkoholen, hat Zugfesrigkeiten, bestimmt nach ASTM-Methode D 638-58 T (bei einer Zuggeschwindigkeit von 5 cm je min) von wenigstens etwa 387 kg/cm2, gewöhnlich zwischen 387 und 562 kgfcm2. Es hat Endzugfestigkeiten (true ultimate tensile strength, ASTM-Methode D 638-58 T), von wenigstens etwa 562 kg/cm, wobei die bevorzugten chlorierten Polyäthylene mit etwa 50-55% Chlorgehalt Endzugfestigkeiten von etwa 984 bis 1055 kgfcm2 besitzen.
Die Infrarotspektren haben charakteristische Absorp-
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3, 42-3, 5 IL, 3, 38-3, 48 IL, 6, 8-6, 9 ILInfrarotspektrometer Modell 21 unter Verwendung einer Natriumchloridoptik und eines,, 927 Programms" zur Festlegung von Spaltbreite und Auflösung erhalten werden. Die angegebenen Werte sind durch Messung der Intensität des durchgelassenen Lichtes bei verschiedenen Wellenlängen von 2 bis 20IL ermittelt. Chloriertes Polyäthylen von hohem Molekulargewicht mit nur etwa 40% Chlorgehalt kann zusammen mit den Vinylpolymerisaten von niederigem Molekulargewicht in den Bindemitteln der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Bei einem Chlorgehalt von weniger als etwa 40% werden Massen mit geringerer als der geforderten Formbeständigkeit erhalten.
Andererseits erfolgt die Chlorierung von Polyäthylen bis zu einem Chlorgehalt von über etwa 70% allgemein langsamer und unter grösseren Schwierigkeiten als bis zu nie-
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drigerem Chlorgehalt, und das erhaltene chlorierte Polyäthylen erfordert zudem die Verwendung grösserer
Mengen an Weichmacher, damit eine Masse mit der gewünschten überlegenen Flexibilität erhalten wird.
Vorzugsweise hat das chlorierte Polyäthylen von hohem Molekulargewicht einen Chlorgehalt von 48 bis
65% und insbesondere 50-55%.
Für die Massen der Erfindung geeignete Vinylpolymerisate sind beispielsweise Mischpolymerisate mit etwa 85% Vinylchlorid und 15% Vinylacetat.
Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn ein Vinylpolymeiisat von niedrigem Molekulargewicht verwendet wird, und Vinylchloridpolymerisate mit einer intrinsic Viskosität von etwa 0, 2 bis 0, 5 sind am meisten bevorzugt. Zufriedenstellende Ergebnisse können auch bei Verwendung von Gemischen des
Polyvinylchlorids von niederigem Molekulargewicht mit Polyvinylacetat erhalten werden, wobei wieder die Gemische mit höherem Gehalt an Polyvinylchlorid bevorzugt sind. Allgemein müssen die Massen wenigstens etwa 20 Gew.-% an demVinylpolymerisat von niedrigem Molekulargewicht enthalten, damit sie in der gewünschten Weise verarbeitet werden können.
Dagegen gehen bei einem Gehalt der Massen von mehr als etwa 60 Gew.-% an dem Vinylpolyme1Ísat die den Massen durch die Anwesenheit des chlorierten
Polyäthylens verliehenen vorteilhaften Eigenschaften schnell verloren. Die bevorzugten Bindemittel für die Massen gemäss der Erfindung sind diejenigen, die zwischen etwa 45 und 60% an dem chlorierten Poly- äthylen und etwa 40-55% an dem Vinylpolymerisat enthalten.
Die Mengen an Bindemittel und anderen Bestandteilen, wie Füllstoffen und Weichmachern, in den Massen der Erfindung können in ziemlich weiten Grenzen variieren. Vorzugsweise wird jedoch die hohe Aufnahmefähigkeit des chlorierten Polyäthylens für Füllstoffe ausgenützt, d. h. das Bindemittel wird vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als etwa 35 Gew.-% der Gesamtmasse verwendet, auch wenn "flexible" Massen hergestellt werden sollen.
Im Falle von "halb-flexibleD"Platten, die z. B. Asbest als Füllstoff enthalten, brauchen nur 10 Gew.-% oder weniger der Gesamtmasse aus dem Bindemittel zu bestehen, damit brauchbare Platten erhalten werden.
D. h. der Füllstoffgehalt der "halbflexiblen" Massen kann bis zu 85 Gew.-% oder darüber und das Verhältnis Füllstoff zu Bindemittel kann bis zu 7 : I betragen. Die "halb-flexiblen" Massen enthalten vorzugsweise etwa 1-23% Bindemittel und etwa 75-85% Füllstoffe, wobei das Verhältnis Füllstoff zu Bindemittel etwa 6, 5 ; 1-5 ; 1 beträgt.
In den "flexiblen" oder pigmentgefüllten Fussbodenmassen braucht das Bindemittel nur etwa 12 Gew.-% der Gesamtmasse auszumachen. D. h. der Füllstoffgehalt kann bis zu etwa 82 und das Verhältnis Füllstoff zu Bindemittel etwa 6, 5 : 1 betragen. Bevorzugte "flexible" Massen enthalten etwa 15-22% Bindemittel, wobei der Füllstoffgehalt in dem Bereich von etwa 70% bis etwa 78% und das Verhältnis Füllstoff zu Bindemittel in dem Bereich von etwa 5 ; 1 bis 3, 5 : 1 liegt. Die am meisten bevorzugten "fle- xiblen"oder pigmentgefüllten Massen enthalten etwa 15-18% Bindemittel und etwa 72-78% Füllstoff, wobei das Verhältnis Füllstoff zu Bindemittel in dem Bereich von etwa 5 : 1 bis 4 : 1 liegt.
Die in den Massen der Erfindung verwendete Menge an Weichmacher hängt weitgehend von der Menge und der Eigenflexibilität des verwendeten Bindemittels ab. Die Massen zeigen ausgezeichnete Flexibilität bei den höheren Verhältnissen von Füllstoff zu Bindemittel, und bei Vorliegen dieser Verhältnisse können beträchtlich geringere Verhältnisse von Weichmacher zu Bindemittel angewandt werden, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen als bei den bekannten Massen, die als Bindemittel vorwiegend Polyvinylchlorid enthalten. D. h. der Gehalt an Weichmacher kann nur 4 Gew.-% betragen und liegt vorzugsweise in dem Bereich von etwa 4 bis 8 Gew.-% der Gesamtmasse für die Herstellung von Fussbodenbelägen, obwohl der Weichmacher gewünschtenfalls in einer Menge bis zu etwa 15 Gew.-% verwendet werden kann.
Platten mit hervorragender Flexibilität können auch bei den höheren Füllstoffgehalten von bis zu etwa 70-75% bei einem Verhältnis von 1 Teil Weichmacher oder weniger zu 3 Teilen Bindemittel erhalten werden, während bei den bekannten, Polyvinylchlorid als Bindemittel enthaltenden Massen beträchtlich höhere Verhältnisse von Weichmacher zu Bindemittel, beispielsweise etwa 1 : 1 oder wenigstens 1 : 2, erforderlich sind, um Massen mit einigermassen ausreichender Flexibilität für die Herstellung von Fussbodenplatten zu erhalten. Auch bei solchen Verhältnissen sind aber die Vinylchlorid enthaltenden Massen in
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Von den üblichen Weichmachern, die verwendet werden können, werden vorzugsweise die Ester und die epoxydierten trocknenden Öle verwendet. Die am meisten bevorzugten Ester sind die monomeren Ester von Säuren, wie Phosphorsäure, Phthalsäure, Adipinsäure und Sebazinsäure. Die für die Herstellung der monomeren Ester geeigneten Alkohole haben im allgemeinen etwa 4-16 und gewöhnlich 4-12 Kohlenstoffatome. Beispiele für solche Weichmacher sind Tricresylphosphat, Dioctylphthalat, 2-Äthylhexyl- phthalat, Di-isodecylphthalat, Butylcyclohexylphthalat, Dicyclohexylphthalat, Dicaprylphthalat, Dioctyladipat und Dibutylsebacat. Ein bevorzugtes, in den Massen der Erfindung verwendbares epoxydiertes trocknendes Öl ist epoxydiertes Soyabohnenöl.
Geeignete Füllstoffe sind sowohl Pigmentfüllstoffe als auch faserige Füllstoffe. Beispiele für Pigmentfüllstoffe sind die Tone, Calciumcarbonat, Baryte, Asbest, Talkum, Calciumsulfat, Siliciumdioxyd und Glimmer, und Pigmente, wie Titandioxyd, Russ, Phthalocyaningrün oder-blau und Chromgelb. Gewünschtenfalls können auch gröbere Füllstoffe, wie pulverisierter Marmor oder Kalk verwendet werden. Geeignete faserige Füllstoffe sind Asbest, Kork und Holzmehl. Gewünscntenfalls können auch verschiedene Kombinationen von Pigmenten, grobkörnigen und faserigen Füllstoffen verwendet werden.
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Auch Stabilisatoren können in den Massen der Erfindung verwendet werden, um das chlorierte Poly- äthylen von hohem Molekulargewicht gegen eine mögliche Zersetzung, beispielsweise durch die bei der Verarbeitung angewandte Wärme, zu schützen. Geeignete Stabilisatoren sind die üblicherweise für die Herstellung von Vinylpolymerisat-und-mischpolymerisatmassen für die Herstellung von Platten verwendeten, wie beispielsweise organische Komplexe und/oder Salze von Blei, Zinn, Barium, Cadmium, Zink oder Natrium. Die üblichen geringen Mengen an solchen Stabilisatoren, beispielsweise 2-10 Teile je 100 Teile chloriertes Polyäthylen von hohem Molekulargewicht, sind ausreichend.
Die Erfindung soll im folgenden an Hand von Beispielen näher erläutert werden. Teile beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.
Beispiel 1 : Es wurde eine Masse für Fussbodenplatten mit hohem Füllstoffgehalt mit einem Verhältnis von 5 Gew.-Teilen Füllstoff zu 1 Gew.-Teil Bindemittel aus 75% chloriertem Polyäthylen von hohem Molekulargewicht und 25% Polyvinylchlorid von niedrigem Molekulargewicht hergestellt.
Das chlorierte Polyäthylen von hohem Molekulargewicht hatte einen Chlorgehalt von 55% und eine intrinsic Viskosität von etwa 3, 6 und war unter Verwendung eines kristallinen Niederdruckpolyäthylens hoher Dichte mit einem Molekulargewicht von etwa 2, 7 Millionen nach dem Verfahren der brit. Patentschrift Nr. 950, 374 (Beispiele 1 und 2) durch zweistufige Chlorierung in wässeriger Suspension hergestellt, wobei die Chlorierung in der ersten Stufe bis zu einem Chlorgehalt von etwa 17% bei einer Temperatur unter etwa 100 C und in der zweiten Stufe bis zu einem Chlorgehalt von 55% bei einer Temperatur von etwa 138 bis 145 0 C erfolgte. Das verwendete Polyäthylen war nach dem Verfahren der brit. Patentschrift Nr. 858, 674 (Beispiel 6) hergestellt.
Das verwendete Polyvinylchlorid hatte eine intrinsic Viskosität von etwa 0, 3, eine Dichte von etwa 1, 40, eine Elongation von 10%, eine Zugfestigkeit von etwa 492 kg/cm2 und eine Endzugfestigkeit von etwa 526 kg/cm2.
Die Gesamtmasse hatte die folgende Zusammensetzung :
Tabelle I :
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<tb>
<tb> Bestandteile <SEP> Gew.-Teile
<tb> Bindemittel <SEP> 100
<tb> Weichmacher <SEP> : <SEP> Diäthylhexylphthalat........... <SEP> 35
<tb> Weichmacher <SEP> :"Paraplex"G-62 <SEP> 5
<tb> Stabilisator <SEP> :"Temex"5-C <SEP> 3
<tb> Gleitmittel <SEP> :"AC"PE-617 <SEP> 2
<tb> Gleitmittel <SEP> : <SEP> Stearinsäure................... <SEP> 1
<tb> FüllstoS' <SEP> : <SEP> Caiciumcarboaat <SEP> Atomite"......... <SEP> 350
<tb> Füllstoff: <SEP> #Snobrite"-Ton <SEP> .................. <SEP> 150
<tb> Füllstoff <SEP> :
<SEP> Titandioxyd <SEP> (TiOs)................ <SEP> 20
<tb> Insgesamt... <SEP> 666
<tb> Gesamtfüllstoffmenge <SEP> 78, <SEP> 1% <SEP>
<tb> Gesamtmenge <SEP> Bindemittel <SEP> plus <SEP> Weichmacher.. <SEP> 21, <SEP> 9% <SEP>
<tb>
."Paraplex"G-62 ist ein aus einem epoxydierten Soyabohnenöl bestehender Weichmacher der Rohm and Haas Corporation. "Ternex" 5-C ist ein aus organischen Barium-Zinkverbindungen bestehender Stabilisator der National Lead Corporation. AC"PE-617 ist ein von der Allied Chemical Corporation hergestelltes Gleitmittel aus Polyäthylenwachs. "Atomite"ist ein Calciumcarbonat-Füllstoff der Thompson-Weinman Corporation."Snobrite"-Ton ist ein Kaolin-Füllstoff der Thompson-Weinman Corporation.
2, 27 kg der Masse von Tabelle I wurden in einem Banbury-Mischer Modell Nr. B etwa 5 min bis zu einer Sinktemperatur (drop temperature) von etwa 160 C verarbeitet. Dann wurden auf einem Zweiwalzen-Mahlwerk bei einer Walzentemperatur von 149 C Felle hergestellt und zu Fussbodenplatten von 22, 9 X 22, 9 x0, 32 cm verpresst. Bei der Verarbeitung der Masse auf dem Banbury-Mischer und dem Walz-
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bury-Mischer erforderlichen Energie in Kilowatt bestimmt. Energien unter 12 kW (Spitze) und weniger als 8 kW beim Absinken (at drop) zeigen an, dass eine Masse ausreichende Plastizität besitzt, um mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet zu werden.
Die mechanischen Eigenschaften der aus der Masse hergestellten Fussbodenplatten wurde nach den für Kunststoffussbodenplatten in Interim Federal Specification L-T-751 (GSA-FSS) 18. März 1952 beschriebenen Normen und Verfahren und nach den ASTM-Normen und -Verfahren für solche Materialien bestimmt. Die erhaltenen Werte sind in Tabelle II zusammengestellt.
Tabelle II :
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<tb>
<tb> Verarbeitung <SEP> Energie
<tb> Banbury
<tb> kW <SEP> (Spitze) <SEP> 10, <SEP> 7 <SEP>
<tb> kW <SEP> (beim <SEP> Absinken) <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
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EMI5.1
<tb>
<tb> Eigenschaften <SEP> Werte
<tb> McBurney <SEP> Indentation
<tb> 1 <SEP> min <SEP> bei <SEP> 23 C <SEP> .................... <SEP> 0,39 <SEP> mm
<tb> Härte, <SEP> Shore <SEP> D.......................... <SEP> 70
<tb> Formbeständigkeit <SEP> nach <SEP> 6 <SEP> h <SEP> bei <SEP> 82 <SEP> 0 <SEP> C.....
<SEP> 0, <SEP> 075 <SEP> cm/Linearmeter
<tb> Flexibilität <SEP> - <SEP> 180 <SEP> Biegung <SEP> um <SEP> 2, <SEP> 54 <SEP> cm- <SEP>
<tb> Mandrel <SEP> bestanden
<tb>
Die ermittelten und in Tabelle II zusammengestellten Werte zeigen, dass die Masse den Anforderungen an die Plastizität für eine Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit mehr als genügt, wobei die BanburyEnergie mit 10, 7 kW (Spitze) und 7, 0 kW (beim Absinken) gut innerhalb der Norm von 12 bzw. 8 kW liegt. Die mechanischen Eigenschaften der Masse waren ausgezeichnet, wie sich aus den Prüfungen nach ASTM und Interim Federal Standard Specifications ergab. Die Messung der Formbeständigkeit der erwärmten Masse ergab den aussergewöhnlich niedrigen Wert von 0, 75 cm/Linearmeter.
Beispiel 2 : Eine zweite Masse für Fussbodenplatten mit hohem Füllstoffgehalt wurde mit einem Bindemittel aus gleichen Teilen des gleichen chlorierten Polyäthylens mit hohem Molekulargewicht und des Polyvinylchlorids mit niederigem Molekulargewicht wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei das Verhältnis Füllstoff zu Bindemittel in der Masse etwa 4, 7 : 1 betrug. Die Zusammensetzung der Masse ist in Tabelle III angegeben.
Tabelle III :
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<tb>
<tb> Bestandteile <SEP> Gew.-Teile
<tb> Bindemittel <SEP> 100 <SEP>
<tb> Weichmacher: <SEP> Diäthylhexylphthalat <SEP> ........ <SEP> 35
<tb> Weichmacher <SEP> :"Paraplex"G-62 <SEP> 5
<tb> Stabilisator <SEP> : <SEP> Temex"5-C................... <SEP> 3
<tb> Gleitmittel: <SEP> #AC" <SEP> PE-617 <SEP> ............... <SEP> 2
<tb> Gleitmittel <SEP> : <SEP> Stearinsäure...................... <SEP> 2
<tb> Füllstoff <SEP> : <SEP> Atomite"......................... <SEP> 300
<tb> Füllstoff <SEP> : <SEP> Snobrite"-Ton.................... <SEP> 150
<tb> Füllstoff <SEP> :
<SEP> Titandioxyd <SEP> (tri0,) <SEP> 20
<tb> Insgesamt... <SEP> 617
<tb> Füllstoff <SEP> insgesamt <SEP> 76, <SEP> 1% <SEP>
<tb> Bindemittel <SEP> plus <SEP> Weichmacher <SEP> 22, <SEP> 7% <SEP>
<tb>
Das Verfahlen zur Herstellung von pressgeformten Fussbodenplatten ist das gleiche wie in Beispiel 1, wobei bei der Verarbeitung auf dem Banbury wieder keine Rippenbildung, Zähigkeit oder Trockenheit beobachtet wurde. Banbury-Energie und mechanische Eigenschaften der Masse sind in Tabelle IV zusammengestellt.
Tabelle IV :
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<tb>
<tb> Verarbeitung <SEP> Energie
<tb> Banbury
<tb> kW <SEP> (Spitze) <SEP> 9, <SEP> 0 <SEP>
<tb> kW <SEP> (beim <SEP> Absinken) <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Eigenschaften <SEP> Werte
<tb> Mc-Burney <SEP> Indentation
<tb> 1 <SEP> min <SEP> bei <SEP> 23 <SEP> <SEP> C......................... <SEP> 0, <SEP> 52 <SEP> mm <SEP>
<tb> Härte, <SEP> Shore <SEP> D.......................... <SEP> 58
<tb> Formbeständigkeit <SEP> nach <SEP> 6 <SEP> h <SEP> bei <SEP> 82 <SEP> C..... <SEP> 0, <SEP> 050 <SEP> cm/Linearmeter <SEP>
<tb> Flexibilität180 <SEP> Biegung <SEP> um <SEP> 2, <SEP> 54 <SEP> cm- <SEP>
<tb> Mandrel <SEP> bestanden
<tb>
Diese Werte zeigen, dass die Masse dieses Beispiels den Anforderungen an die Plastizität für eine Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit mehr als genügt.
Besonders gut sind die Banbury-Energiewerte von 9, 0 kW (Spitze) und 5, 0 kW (beim Absinken). Die mechanischen Eigenschaften der Masse für Fussbodenplatten sind ausgezeichnet. Das gilt insbesondere für die überraschend hohe Aufnahmefähigkeit für Füllstoffe.
Beispiele 3 und 4 : Zwei Massen für Fussbodenplatten mit hohem Füllstoffgehalt wurden unter Verwendung eines Bindemittels aus vorwiegend chloriertem Polyäthylen von hohem Molekulargewicht und einer geringeren Menge an einem Vinylchlorid/Vinylacetat-Mischpolymerisat hergestellt, um die Verwendbarkeit eines Bindemittels aus chloriertem Polyäthylen und Vinylmischpolymerisat in Massen für Fussbodenplatten von guter Plastizität, die sich für hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten eignen, zu zeigen.
Diese beiden Massen werden im folgenden als Masse "A" und "B" bezeichnet. In der Masse "A" bestand das Bindemittel aus 75% chloriertem Polyäthylen von hohem Molekulargewicht und 2S% des Vinylmischpolymerisats, während das Bindemittel in der Masse "B" aus 65% chloriertem Polyäthylen von hohem Molekulargewicht und 35% Vinylmischpolymerisat bestand.
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Für Vergleichszwecke wurden zwei weitere Massen für Fussbodenbeläge #C" und #D" hergestellt.
Das Bindemittel in der Masse "C" bestand im wesentlichen aus dem chlorierten Polyäthylen von hohem
Molekulargewicht, während das Bindemittel in der Masse "D" im wesentlichen aus dem Vinylmischpoly- merisat bestand. Das für die Herstellung der Massen #A", #B" und #C" verwendete chlorierte Polyäthylen i von hohem Molekulargewicht hatte einen Chlorgehalt von 54 Gew.-% und eine intrinsic Viskosität von etwa 3,') und war aus einem kristallinen Niederdruckpolyäthylen hoher Dichte miteinem Molekulargewicht von 2, 7 Millionen durch Chlorieren des Polyäthylens in fein verteilter Form mit gasförmigem Chlor in
Gegenwart eines inerten Gases bei einer Temperatur von etwa 73 C nach dem Verfahren derUSA-Patent- anmeldung Serial Nr. 819106 hergestellt.
Das in den Massen "A", "B" und "D" verwendete Vinylmischpolymerisat enthielt 85% Vinylchlorid und 15% Vinylacetat und hatte eine Dichte von etwa 1, 36, eine intrinsic Viskosität von etwa 0, 3-, eine Zug- festigkeit von etwa 492 kg/cm und eine Endzugfestigkeit von etwa 562 kgfcm2. Es war das von der Bakelite
Division der Union Carbide Chemical Corporation als "VYHH" auf den Markt gebrachte Mischpolymeii- sat, das ein gewöhnlich für die Herstellung von Massen für Fussbodenbeläge verwendetes Bindemittel ist.
Bei allen vier Massen betrug das Verhältnis von Füllstoff zu Bindemittel etwa 4 : 1 und die Zusammen- setzung der Massen war wie in Tabelle V angegeben.
Tabelle V :
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<tb>
<tb> Bestandteile <SEP> Gew.-Teile
<tb> Bindemittel <SEP> 100
<tb> Weichmacher <SEP> : <SEP> Dioctylphthalat................ <SEP> 25 <SEP>
<tb> Weichmacher: <SEP> Butylbenzylphthalat.......... <SEP> 25
<tb> Weichmacher: <SEP> #Paraplex" <SEP> G-62........... <SEP> 5
<tb> Stabilisator: <SEP> #Temex" <SEP> 3 <SEP> ................. <SEP> 3
<tb> Stabilisator: <SEP> CS-137 <SEP> ............ <SEP> 2
<tb> Gleitmittel <SEP> : <SEP> Stearamid <SEP> .................. <SEP> 1
<tb> Pigment <SEP> Grün <SEP> B <SEP> 1 <SEP>
<tb> Füllstoff: <SEP> #Atomite" <SEP> .................... <SEP> 190
<tb> Füllstoff <SEP> : <SEP> "Snobrite"-Ton <SEP> 190 <SEP>
<tb> Füllstoff <SEP> :
<SEP> Titandioxyd <SEP> (TiO.) <SEP> 20
<tb> Insgesamt... <SEP> 562
<tb> Gesamtmenge <SEP> an <SEP> Füllstoff <SEP> 71, <SEP> 3% <SEP>
<tb> Bindemittel <SEP> plus <SEP> Weichmacher................ <SEP> 28, <SEP> 7% <SEP>
<tb>
"Temex" 3 ist die Bezeichnung der National Lead Corporation für einen Barium-Zink-Stabilisator.
CS-137 ist ein von der National Lead Corporation hergestellter organischer Barium-Nat'ium-Stabilisator. "Pigment Grün B"ist ein von der Kentucky Colour and Chemical Corporation hergestelltes grünes organisches Pigment.
Die Plastizität aller Massen wurde bestimmt, indem eine 1 g-Probe der Masse in der Form von Grana-
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worfen wurde. Die Plastizität der Massen #A", #B" und #C" wurde in Prozent der Fläche der aus diesen Massen gebildeten Scheibe, bezogen auf die als 100 genommene Fläche aus der Vergleichsmasse "D" be- stimmt. Ausserdem wurden die Massen getrennt auf einem üblichen Gummi-Mahlwerk. 5-10 min lang bei einer Walzentemperatur von etwa 1470 C verarbeitet, und Felle aus jeder der Massen wurden zu Platten von 0, 32 cm Dicke verpresst. Ein Streifen von 2, 5 x 15, 2 cm aus jeder Platte wurde einer Biegung um 1800 nach dem Mandrel-Test unterworfen, und der Mandrel-Wert bei Rissbildung oder Brechen des Streifens wurde aufgezeichnet.
Die Mandrel-Biegeprüfung erfolgte nach Interim Federal Specification L-T-751 (GSA-FSS) 18. Mälz 1952, die fordert, dass eine Fussbodenbelagmasse um einen 2, 54 cm-Dorn gebogen wird. Auch die Verformungselastizität wurde für jede der Massen bei 23 C nach 1 min bestimmt.
Die erhaltenen Werte sind in Tabelle VI zusammengestellt, wobei für die "Mandrel-Biegeprüfung" "b" bestanden und "a" ausgefallen bedeutet.
Tabelle VI :
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<tb>
<tb> Masse <SEP> Eigenschaften <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D
<tb> Plastizität, <SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> die <SEP> Masse <SEP> "D" <SEP> 99 <SEP> 107 <SEP> 79, <SEP> 6 <SEP> 100
<tb> McBurney <SEP> Verformungselastizität <SEP> bei <SEP> 230 <SEP> C <SEP> nach <SEP> 1 <SEP> min, <SEP> %.. <SEP> 60 <SEP> 63, <SEP> 6 <SEP> 66, <SEP> 8 <SEP> 45
<tb> Mandrel-Biegeprüfung <SEP> an <SEP> 2, <SEP> 54 <SEP> cm-Dorn.................... <SEP> b <SEP> b <SEP> b <SEP> a
<tb>
Tabelle VI zeigt, dass die Verwendung eines Bindemittels, das vorwiegend chloriertes Polyäthylen von hohem Molekulargewicht und nur 25 bzw.
35% an einem Viny1cWorid/Vinylacetat-Mischpolymerisat enthält, in einer für die Herstellung von Fussbodenplatten bestimmten Masse (Massen "A" und "B") eine Masse ergibt, die etwa die gleiche oder eine grössere Plastizität hat wie die Masse "D", in der das Bindemittel im wesentlichen aus dem Vinylpolymerisat allein besteht. Die Massen "A" und "B" hatten auch eine gute Verformungselastizität, wie die Werte für die McBurney Verformungselastizität (60% bzw.
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Auch verhalten sich bei der Biegeprüfung nur die Massen "A", B"und"C"nicht, aber die Masse "D" posutiv.
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Die Plastizität der Massen "A" und "B" bei einem Niveau (level) gleich dem der Masse "D" oder dar- über ergab sich aus ihrer Fähigkeit, auf einem Gummiwalzwerk verarbeitet zu werden, ohne Zähigkeit oder Trockenheit aufzuweisen. Die beiden Massen "A" und "B" zeigten aber nicht nur eine hohe Ver- formungselastizität und Flexibiltät, sondern stellten auch Fussbodenplattenmassen von hohem Füllstoff- ;
gehalt dar, deren Eigenschaften gleich denen bekannter, Polyvinylchlorid und Vinylmischpolymerisate ent- haltenden Massen mit niedrigerem Füllstoffgehalt bzw. diesen in vieler Hinsicht beträchtlich überlegen waren, und den Massen "D" mit Mischpolymerisat als Bindemittel und hohem Füllstoffgehalt, die schlechte
Fussbodenplatten ergaben, wie die Werte der Verformungselastizität und das Ausfallen bei der Mandrel-
Prüfung zeigten, weit überlegen waren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Masse für Fussbodenbeläge, die ein Harzbindemittel auf der Grundlage eines Vinylharzes enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie a) 100 Gew.-Teile eines Harzbindemittels mit einem Gehalt von etwa 40 bis 80 Gew.-% eines chlo- rierten Polyäthylens von hohem Molekulargewicht mit einem Chlorgehalt von etwa 40 bis 70 Gew.-%, das durch Chlorieren eines kristallinen Niederdruckpolyäthens von hoher Dichte mit einem Molekular- gewicht (wie in der Beschreibung definiert) von etwa 1 bis 5 Millionen und einer Dichte von 0, 935 bis
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und einer Dichte von etwa 1, 3 bis 1, 4, das aus Polyvinylchlorid, einem Polyvinylchlorid-PolyvinylacetatCopolymer oder einer Mischung von Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat mit einem überwiegenden Gehalt von Polyvinylchlorid besteht ;
b) etwa 300-700 Gew.-Teile eines Füllstoffes und c) etwa 4-15%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, eines Weichmachers enthält.