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Verfahren zur Herstellung von geschäumten Zusammensetzungen aus Vinylchlorid- polymeren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Zusammensetzungen aus
Vinylchloridpolymeren.
Geschäumtes Polyvinylchlorid, auch als expandiertes Polyvinylchlorid oder zellförmiges Polyvinyl- chlorid bekannt, wird üblicherweise durch Schäumen eines Polyvinylchloridplastisols und Gelieren des
Schaumgefüges hergestellt. Zuerst wird ein Gas, wie z. B. Kohlendioxyd oder Stickstoff, unter Druck in ein Plastisol eingeblasen ; wenn der Druck nachlässt, expandiert das im Plastisol gelöste Gas, unter Bil- dung eines Vinylschwammes aus dem Plastisol. Gemäss einer andern Möglichkeit wird eine Verbindung, die bei Zimmertemperatur und bei atmosphärischem Druck gasförmig ist, im Plastisol bei einer Tempera- tur, bei welcher sie in flüssiger Form vorliegt, gelöst, wonach das Plastisol erhitzt und die Verbindung unter Bildung des Schaumes verdampft wird.
Gemäss einem zweiten Verfahren werden chemische Treibmittel dem Plastisol zugesetzt und sodann unter Bildung eines Gases, wie z. B. Stickstoff, zersetzt, wobei das Plastisol in einen Schaum übergeführt wird.
Ein weiteres Verfahren besteht darin, mechanisch Luft in ein vorgebildetes Plastisol nach einem Schäum- verfahren einzuschlagen. Dies erfolgt dadurch, dass man das Plastisol kräftigen Mischbedingungen unter- wirft, zu welchem Zweck man beispielsweise einen Homogenisator oder einen Turbinenmischer, wie z. B. einen 4-m-Oakes-Mischer, verwendet.
Bei den Methoden, bei welchen komprimiertes oder verflüssigtes Gas dem Plastisol zugesetzt wird, ist die Verwendung von oft teurem, in Flaschen abgefülltem Gas erforderlich, es müssen kostspielige
Kühlanlagen und/oder Hochdruckanlagen vorgesehen werden und man erhält nach diesen Verfahren
Schäume, welche vergleichsweise grosse, unregelmässige Poren, gewöhnlich von einer Breite von 1 mm und mehr, besitzen. Die Verwendung chemischer Treibmittel ist ebenfalls mit verschiedenen Nachteilen verbunden. Die Treibmittel sind teurer, der Schäumungsprozess schwierig zu kontrollieren, und es werden gewöhnlich Produkte mit schwankender Zellstruktur, Dichte und Stärke erhalten. Auch diese Schäume haben ziemlich unregelmässige Poren, deren Breite etwa 1 mm beträgt.
Die Methode der Schaumherstellung durch Einschlagen von Luft in ein Plastisol hat den Nachteil, dass sie schwierig zu kontrollieren ist und dass die gebildeten Schäume häufig dazu neigen, noch vor der Gelierung zusammenzufallen. Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Schäumen aus Vinylchloridpolymeren gefunden, bei welchem die Anwendung von teurem komprimierten oder verflüssigten Gas oder die Verwendung von teuren chemischen Treibmitteln nicht mehr erforderlich ist. Mit dem Verfahren können mikroporöse Schäume aus Vinylchloridpolymeren mit gleichmässiger Struktur und einer Dichte im Bereich von 0, 6 bis 1, 1 g/cm erhalten werden.
In diesen Schäumen haben im wesentlichen alle Zellen eine Grösse im Bereich von 5 bis 150 V., während Schäume, die sich von Vinylchloridpolymer-Pasten nach den bekannten Verfahren ableiten, im allgemeinen eine Zeilgrösse in der Grössenordnung von 0, 5 bis 12 mm aufweisen.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Zusammensetzungen aus Vinylchloridpolymeren, wobei eine Vinylchloridpolymerpaste in Form von Teilchen mit luftgefüllten Hohlräumen und ein Weichmacher für das Polymer in einer mindestens zu dessen Benetzung ausreichenden Menge einen Mischvorgang unterworfen wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Polymer und den Weichmacher gemeinsam mit einer zur Verhinderung der Agglomeration der in den Hohlräumen der Polymerteilchen eingeschlossenen Luftbläschen ausreichenden Menge eines kationischen oder anionischen oberflächenaktiven Mittels einem Mischvorgang unterwirft, der ausreicht, die Polymerteilchen mit dem Weichmacher zu überziehen und somit die Luft in den Hohlräumen einzuschliessen, der jedoch nicht ausreicht,
einen wesentlichen Zerfall der Teilchen zu bewirken. Die geschäumte oder expandierte Zusammensetzung kann sodann geliert werden.
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Der Ausdruck "Vinylchloridpolymerpaste"ist ein bekannter Begriff bei der Polymerisation von Vinylchlorid und bezeichnet ein Polymer oder Copolymer von Vinylchlorid in einer solchen physikalischen Form, dass es, wenn es normal in einem Weichmacher dispergiert wird, eine im wesentlichen stabile flüssige Dispersion bildet, welche eine nur geringe oder überhaupt keine Tendenz zur Sedimentation zeigt, und die beim Erhitzen zu einer zusammenhängenden, thermoplastischen Masse geliert. Die Dispersion wird häufig als Paste oder Plastisol bezeichnet.
Gewöhnlich sind die Polymerpasten Polymere in der Form von Teilchen mit relativ kleiner durchschnittlicher Teilchengrössz, jedoch einer ausgedehnten Verteilung der Teilchengrösse. Sie werden üblicherweise nach Emulsionspolymerisationsverfahren oder nach Granulatpolymerisationsverfahren erhalten. Bei einigen Verfahren ist die durchschnittliche Teilchengrösse und die Teilchengrössenverteilung des nach dem Trocknen des Latex erhaltenen Polymeren für die Verwendung als Polymerenpaste zufriedenstellend.
In andern Fällen jedoch, in welchen die Teilchengrösse des erhaltenen Polymeren zu gross ist, muss das Polymere nach dem Trocknen irgendeinem Zerkleinerungsverfahren unterworfen werden, um die Teil- chengrösse, ehe sie als Polymerenpaste verwendet werden können, auf den gewünschten Wert herabzusetzen.
Die getrockneten Polymerenteilchen liegen gewöhnlich in Form von Cenosphären oder lose agglomerierten Gruppen von Cenosphären vor. Cenosphären sind Teilchen von im wesentlichen kugeliger oder kugelähnlicher Form mit einem nach aussen offenen inneren Hohlraum. Sie enthalten folglich luftgefüllte Hohlräume. Für das erfindungsgemässe Verfahren werden die Pasten von Polymeren bevorzugt, welche keinem Zerkleinerungsverfahren unterzogen wurden, da sie im wesentlichen aus Teilchen in der Form von Cenosphären oder Agglomeraten von Cenosphären bestehen.
Obgleich auch eine Polymerenpaste, bei deren Herstellung eine Zerkleinerung vorgenommen wurde, verwendet werden kann, ist es offensichtlich, dass diese nicht so viele Teilchen mit luftgefüllten Hohlräumen enthalten kann, wie ein nicht zerkleinertes Polymeres, weil während des Zerkleinerungsvorganges einige der Cenosphären zerstört wurden. Es ist auch möglich, dass einige Pasten von Vinylchloridpolymeren nicht in Form von Cenosphären oder Agglomeraten hievon vorliegen, sondern andere Formen besitzen, die ebenfalls luftgefüllte Hohlräume aufweisen. Solche Polymerpasten können ebenfalls beim erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden.
Das Vinylchloridpolymere kann ein Homopolymeres des Vinylchlorids oder ein Copolymeres von Vinylchlorid mit einem Gehalt von bis zu 25 Gew.-% eines andern copolymerisierbaren Materials sein.
Geeignete copolymerisierbare Monomere, welche allein oder in Kombination verwendet werden können, sind beispielsweise Vinylester, wie Vinylacetat und Vinylpropionat, Acrylester, wie Methylacrylat und Äthylacrylat, und Vinylidenchlorid.
Im erfindungsgemässen Verfahren kann jeder für Vinylchloridpolymere geeignete Weichmacher verwendet werden. Beispiele hiefür sind Esterweichmacher, wie Adipate, Sebacate, Azelate, Phosphate und isomere Phthalate, weiters die durch Kondensation eines Epihalogenhydrins mit einer zweibasischen Verbindung gebildeten Epoxyweichmacher (wie z. B. die Reaktionsprodukte mit niedrigem Molekulargewicht der Umsetzung von Epihalogenhydrin mit Diphenylolpropan), sowie Polyester, wie beispielsweise die, welche durch Polykondensation von Propylenglykol und Adipinsäure erhalten werden.
Die physikalische Form der nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Schaumprodukte nach deren Gelierung hängt ab,
1. von den Eigenschaften der Polymerpaste,
2. von der Wahl des Weichmachers und
3. von den Gelierungsbedingungen.
Da der Schaum durch Einhüllen der die luftgefüllten Hohlräume enthaltenden Polymerteilchen in einen Weichmacher und Einschluss der Luft im resultierenden Plastisol gebildet wird, ist es offensichtlich, dass die Zellgrösse des Schaumes von der Grösse der luftgefüllten Hohlräume in den Polymerteilchen abhängt. Wenn beispielsweise die Polymerpastenteilchen Cenosphären oder Agglomerate von Cenosphären darstellen, so ist es die Grösse der Cenosphären und ihrer Agglomerate, welche die Zellgrösse des resultierenden Schaumes bestimmt.
Die Wahl des Weichmachers beeinflusst die physikalische Form des Schaumes, u. zw. aus folgendem Grunde : Wenn die Dispersion des Polymeren im Weichmacher zwecks Gelierung erhitzt wird, bewirkt die Temperaturerhöhung, dass die in der Dispersion eingeschlossenen Luftbläschen expandieren, so dass der Druck innerhalb der Dispersion ein Gleichgewicht mit dem Druck über der Dispersion erreichen kann.
Die Expansion erfolgt jedoch nicht augenblicklich und erfordert Zeit, weshalb die endgültige Grösse der Zellen von der zur Gelierung der Dispersion bei der gewählten Temperatur erforderlichen Zeit abhängt.
Die zur Gelierung der Dispersion erforderliche Zeit hängt von der Wahl des Weichmachers ab. Demnach hat bei einer gegebenen Temperatur für die Gelierungsstufe der aus einer Dispersion mit hoher Gelierungsgeschwindigkeit gebildete (und demnach nur eine kurze Gelierungszeit erfordernde) Schaum im allgemeinen kleinere Zellen, als ein Schaum der aus einer Dispersion mit niedrigerer Gelierungsgeschwindigkeit gebildet wurde. Die Kontrolle der endgültigen Zellengrösse durch den Weichmacher wird in der Folge erläutert.
Trixylylphosphat ist ein Weichmacher, welcher eine Dispersion mit einer mittleren Gelierungsgeschwin- digkeit ergibt. Es wurde gefunden, dass das gelierte Schaumprodukt kleine Zellen hat, d. h. dass deren mittlere Grösse etwa 50 (0, 05 mm) beträgt. Dibutylphthalat ergibt Dispersion mit einer sehr schnellen
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Gelierungsgeschwindigkeit und die gewonnenen gelierten Schaumprodukte haben sehr kleine Zellen, d. h. von einer durchschnittlichen Grösse von etwa 10 bis 20 [1.. Das Gemisch der Phthalsäureester von Alko- holen mit 7-9 Kohlenstoffatomen ergibt eine Dispersion mit relativ langsamer Gelierungsgeschwindigkeit und das gelierte Schaumprodukt hat verhältnismässig grosse Zellen, die eine Durchschnittsgrösse von etwa
125 (JL haben.
Um mikroporöse expandierte Vinylchloridpolymerzusammensetzungen mit kleinen Zellen zu erhalten, ist es demnach im allgemeinen vorzuziehen, einen Weichmacher zu verwenden, welcher eine
Dispersion mit hoher Gelierungsgeschwindigkeit ergibt. Gegebenenfalls können geeignete Gelierungs- eigenschaften durch Verwendung von Weichmachergemischen erzielt werden.
Vorzugsweise wird ein Weichmacher vermieden, der dilatante Eigenschaften besitzt, weil er während der Mischstufe gebildete Kunststoffkörper ausreichen kann, die Scherbedingungen bis zu einem Grad zu erhöhen, bei welchem die Polymerenteilchen gebrochen werden, was zu einer Zerstörung der Teilchen mit luftgefüllten Hohlräumen und einer Reduktion der schaumbildenden Eigenschaften der Dispersion führt.
Die Temperatur für die Gelierungsstufe soll so gewählt werden, dass sie den bekannten Gelierungs- eigenschaften des Plastisols entspricht. Im allgemeinen muss jedoch bedacht werden, dass die Tendenz der Luftbläschen, zu expandieren und somit die Zellgrösse des resultierenden Schaumes zu vergrössern, mit der Erhöhung der Temperatur, welcher die Dispersion während der Gelierungsstufe ausgesetzt wird, ansteigt.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, dass es zur Erzielung einer geschäumten Dispersion mit kleiner Zellgrösse nach dem erfindungsgemässen Verfahren zweckmässig ist, eine Polymerpaste, welche Teilchen mit kleinen luftgefüllten Hohlräumen besitzt, und einen Weichmacher, der mit dem Polymer eine Dispersion mit einer hohen Gelierungsgeschwindigkeit ergibt, zu verwenden und für die Gelierungsstufe eine Temperatur anzuwenden, welche eine Kombination einer geringen Expansionstendenz der Luftbläschen mit einer raschen Gelierungszeit gewährleistet.
Bei der Bildung des Plastisols muss die Menge an verwendetem Weichmacher zumindest ausreichen, das Polymere zu benetzen. Im allgemeinen wurde gefunden, dass bei Kombination von Vinylchloridhomopolymeren mit den meisten Weichmachern eine vollständige Benetzung mit nicht weniger als 40 Gew.Teilen Weichmacher pro 100 Gew.-Teile Polymeren stattfindet, obgleich bei einigen besonderen Polymeren oder besonderen Weichmachern auch etwas geringere Mengen ausreichend sein können. Im erfindungsgemässen Verfahren kann jede über dieser Minimalmenge liegende Menge an Weichmacher angewendet werden. Bei Erhöhung der Weichmachermenge wird jedoch der resultierende gelierte Schaum weich und mechanisch geschwächt. Es ist deshalb im allgemeinen vorzuziehen, nicht mehr als etwa 200 Gew.Teile Weichmacher pro 100 Gew.-Teile des Polymers anzuwenden.
Ein geeigneter Bereich umfasst 60 bis 130 Gew.-Teile, wobei die Produkte des unteren Endes des Bereiches für Anwendungszwecke, bei denen weniger biegsame Materialien gewünscht werden (z. B. bei der Herstellung von Schuhsohlen), geeignet sind und die Produkte des oberen Endes des Bereiches für weiche Materialien, bei denen die mechanische Festigkeit nicht so wesentlich ist (z. B. bei der Herstellung von zellförmigem Lederstoff und weichem Spielzeug), verwendet werden können.
Weiters neigt bei der höheren Konzentration des Weichmachers das geschäumte Produkt dazu, einen grösseren Anteil offener Blasen zu enthalten und ist als Überzug für Gewebe geeignet, um ein "atmendes" Material zu ergeben, welches einen Luftdurchgang ermöglicht und für das Auge noch oberflächlich homogen ist.
Im erfindungsgemässen Verfahren kann jedes kationische oder anionische oberflächenaktive Mittel verwendet werden. Beispiele anionischer oberflächenaktiver Mittel sind die Alkalimetallsalze von Alkylsulfaten oder Alkarylsulfonaten, wie Natriumlaurylsulfat, Natriumdodecylbenzolsulfonat und Natrium- isopropylnaphthalinsulfonat ; Metallsalze von Estern der Sulfocarboxylsäuren, Metallsalze sulfonierter Glyceride und Metallsalze von sulfoniertem Erdöl. Beispiele kationischer oberflächenaktiver Mittel sind organische quaternäre Ammoniumsalze, bei denen langkettige Kohlenwasserstoffgruppen an das Stickstoffatom gebunden sind, wie z. B. Cetylpyridiniumchlorid, Oleamidoäthyldiäthylammoniumchlorid, Cetyltrimethylbenzylammoniumbromidund Stearylamidopropyl-ss-hydroxyäthyldimethylammoniumnitrat.
Im allgemeinen wird bevorzugt, ein oberflächenaktives Mittel zu verwenden, welches derselben Klasse angehört, wie das während der Herstellung des Polymeren verwendete. Wenn demnach das Polymere nach einem Verfahren, in welchem ein anionisches oberflächenaktives Mittel verwendet wurde, hergestellt wurde, so wird mit diesem Polymeren beim erfindungsgemässen Verfahren vorzugsweise ein anionisches oberflächenaktives Mittel verwendet. Wenn jedoch diese bevorzugte Massnahme nicht anwendbar ist, so wird wegen der guten Wärmestabilität der resultierenden Zusammensetzungen vorzugsweise ein anionisches oberflächenaktives Mittel, insbesondere Metallsalze sulfonierter Erdölfraktionen verwendet.
Die Anwesenheit des oberflächenaktiven Mittels beim erfindungsgemässen Verfahren verhindert die Bildung grosser Blasen eingeschlossener Luft in der Dispersion, welche sodann aus der Dispersion entweichen könnten. Wenn kein oberflächenaktives Mittel vorhanden wäre, würden die in den Polymerenteilchen eingeschlossenen kleinen Luftbläschen dazu neigen, zusammenzulaufen und als grössere Bläschen zu entweichen. Um diesen Luftverlust zu unterbinden, ist es gewöhnlich erforderlich, mindestens 2 Gew.Teile des oberflächenaktiven Mittels pro 100 Gew.-Teile des Polymeren zu verwenden (obgleich es möglich sein kann, dass bei einigen Mitteln eine geringere Menge ausreicht).
Das oberflächenaktive Mittel
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ist besonders wirksam, wenn es in Mengen von 4 bis 6 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des Polymeren angewendet wird. Bei der Verwendung von Mengen von mehr als etwa 8 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile
Polymer liegt eine sehr geringe weitere Steigerung der Wirksamkeit des Mittels vor, und die Anwesenheit grösserer Mengen einiger oberflächenaktiven Mittel kann eine nachteilige Wirkung auf andere Eigenschaften des Schaumes, wie z. B. auf dessen Farbe, haben.
Wenn Pasten von Polymeren und Weichmachern in der üblichen Weise hergestellt werden, wird im allgemeinen in den Anfangsstufen nur ein Teil des Weichmachers dem Polymeren zugesetzt, und es wer- den die Bestandteile Mischbedingungen unterworfen, welche eine starke Scherwirkung umfassen, um vor dem Zusatz des restlichen Weichmachers das in der Technik bekannte "Dickgemisch" zu erhalten. Die
Bildung des "Dickgemisches"gewährleistet die optimalen Bedingungen zur Erzielung der Desintegration der Polymerteilchen. Dieses Verfahren wird im allgemeinen dann angewendet, wenn ein Plastisol eines
Vinylchloridpolymers hergestellt wird, in welches in einer späteren Stufe zur Bildung eines Schaumes
Luft eingeschlagen wird.
Beim erfindungsgemässen Verfahren muss die Mischwirkung ausreichen, ein Be- netzen des Polymeren, d. h. ein Überziehen der Polymerteilchen (zusammen mit der in ihren Hohlräumen eingeschlossenen Luft) zu gewährleisten, die Mischwirkung darf jedoch nicht so stark sein, dass eine wesent- liche Desintegration der Teilchen und ein dadurch bedingtes nachfolgendes Zusammenfallen des Schaumes stattfindet. Um letzteres zu vermeiden, soll nur leicht gemischt werden, und es sollen vorzugsweise alle
Bestandteile vor dem Beginn des Mischens vorliegen, obgleich gegebenenfalls auch das Polymer dem Ge- misch aus Weichmacher und oberflächenaktivem Mittel während des Mischvorganges zugegeben werden kann.
Die Anwesenheit der Gesamtmenge des Weichmachers und der Gesamtmenge des oberflächen- aktiven Stoffes während der gesamten Mischperiode verhindert die Bildung eines bei der normalen Her- stellung einer Polymeren/Weichmacherpaste anfallenden "Dickgemisches". Es ist jedoch zulässig, eine geringe Menge an Weichmacher und an oberflächenaktivem Stoff gegebenenfalls vom Anfangsgemisch zurückzuhalten, so lange diese Mengen nicht so gross sind, dass ein "Dickgemisch" gebildet wird.
Bei dieser Stufe sind Mischer, welche eine milde Rührwirkung liefern, geeignet, beispielsweise niedertourige Planetenmischer und Schaufelrührer. Homogenisatoren und hochtourige Turbinenmischer, wie z. B. der 4-m Oakes-Mischer, können nicht verwendet werden, da sie auf das Plastisol eine so grosse Schwer- wirkung ausüben, dass die Polymerteilchen aufgebrochen und die Cenosphären zerstört werden, wodurch das Zusammenfallen des Schaumes verursacht wird.
Die Rührgeschwindigkeit hängt von der Art des gewählten Rührers, der Art des verwendeten Kessels und der Viskosität der Dispersion des Polymers im Weichmacher ab und kann durch einen einfachen Versuch bestimmt werden. Wird zu langsam gerührt, so ist die Vermischung unwirksam, was durch die ungenügende Benetzung und Dispergierung des Polymers festgestellt werden kann. Wenn hingegen zu stark gerührt wird, so zerfallen die Luftzellen, was sich in der Bildung grosser Blasen und im Zusammenfallen der erhaltenen Zellstruktur zeigt.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren geschäumten Dispersionen sind billig, da sie nicht die Anwesenheit teurer Treibmittel oder die Anwendung kostspieliger Einrichtungen erfordern. Beim Gelieren ergeben die Dispersionen Produkte, welche eine im wesentlichen einheitliche Struktur mit sehr kleinen Zellen aufweisen. Die Dispersion wird nach dem Schäumen mit oder ohne Vornahme einer intermediären Foimungsstufe geliert. Wie bereits ausgeführt wurde, wird durch die Temperatur der Gelierungsstufe die endgültige Zellgrösse des Schaumes gesteuert ; höhere Temperaturen führen normalerweise zu grösseren Zellgrössen.
Die Gelierungstemperatur hängt gewöhnlich bis zu einem gewissen Ausm2ss von der Art des Weichmachers im Plastisol ab, gewöhnlich ist es jedoch vorzuziehen, eine Temperatur von unter 200 C anzuwenden, da oberhalb dieser Temperatur die Schäume dazu neigen, zusammenzufallen. Bei einigen Schäumen kann auch schon bei Temperaturen unter 200 C ein Zusammenfallen eintreten, und im allgem inen wird in dieser Stufe vorzugsweise eine Temperatur im Bereich von150 bis 1700 C angewendet.
Vor dem Gelieren können die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Schäume jeder Aufbereitungsmassnahme unterworfen werden, die üblicherweise bei Polymerpasten vorgenommen werden, es muss jedoch darauf geachtet werden, dass gewährleistet ist, dass die geschäumte Dispersion nicht so starken Scherkräften ausgesetzt wird, die zu einer Zerstörung der die luftgefüllten Hohlräume enthaltenden Teilchen oder einer Agglomeration der Luftzellen und zu einem Verlust an eingeschlossener Luft während des Aufbereitungsvorganges führen könnten. Die Dispersionen können für Beschichtung-, Hohlguss-, Tauch- oder Formverfahren verwendet werden, wobei jedem dieser Verfahren eine Gelierung bei einer geeigneten Temperatur angeschlossen ist.
Zur Erzeugung der mikrozellularen Schäume ist es zweckmässig, die Temperatur so niedrig zu halten,. als mit einer annehmbaren Gelierungszeit vereinbar ist. Gewöhnlich soll eine Temperatur von weniger als 180 C angewendet werden.
Der Dispersion können alle normalen Zusätze, wie z. B. Stabilisatoren, Pigmente, Farbstoffe, Schmiermittel, Formtrennmittel und Füllstoffe, zugesetzt werden. Weiters können bis zu 40 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der Polymerpaste an Vinylchloridpolymeren von anderer als der als Pastenpolymeren bekannten Art der geschäumten Dispersion zugesetzt werden, um deren Viskosität zu reduzieren. Dies ist beispielsweise dann zweckmässig, wenn die Dispersion in einem Schuhsohlen-Formverfahren verwendet werden soll.
Falls solche Polymere zugesetzt werden, so ist es zweckmässig, jene nach einem Gra-
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nulat-Polymerisationsverfahren hergestellten, zu verwenden, weil sie den nötigen Viskositätsabiall zeigen und dabei die Gelierungseigenschaften nur gering, wenn überhaupt, beeinträchtigen und nur geringe oder keine Neigung zeigen, sich abzusetzen.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten geschäumten Dispersionen sind während einiger Zeit nach ihrer Bildung stabil, sie fallen jedoch nach längeren Stehzeiten zusammen, weshalb es zweckmässig ist, sie möglichst sofort und zumindest innerhalb 4 h nach ihrer Herstellung zu verwenden.
Die nicht gelierten, geschäumten Dispersionen können ohne Agglomerieren gelagert werden, wenn man sie in einem Behälter kontinuierlich mit einer solchen Geschwindigkeit rührt, dass im wesentlichen kein weiteres Gas in der Dispersion eingeschlossen wird und dass entweder die in der Paste enthaltenen Polymerenteilchen vor einer Agglomeration geschützt oder jedwede gebildeten Agglomerate bei ihrem Entstehen aufgebrochen werden.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann die nicht gelierte Dispersion lange Zeit ohne Verschlechterung gelagert werden, solange mit dem Rühren nicht aufgehört wird. Wird das Rühren unterbrochen, so besteht die Neigung der Agglomeratbildung, wodurch eingeschlossene Luft entweicht. Wird kurze Zeit später wieder mit dem Rühren begonnen, so kann immer noch eine geschäumte Dispersion erhalten werden, das gelierte Schaumendprodukt hat jedoch möglicherweise eine grössere Dichte und eine weniger gleichmässige Struktur, als wenn kontinuierlich gerührt worden wäre.
Wenn die geschäumte Dispersion aus dem Rührbehälter, welcher zweckmässigerweise ein Trichter ist, auf die Geliervorrichtung übertragen wird, so soll die Zuführungsleitung od. dgl. so kurz als möglich gehalten und so stromlinienförmig als möglich ausgebildet sein, um die Scherbeanspruchung so weit als möglich zu reduzieren. Weiters ist es zweckmässig, die Zuführungsleitung, wenn sie nicht verwendet wird, von nicht gelierter Paste zu reinigen oder die letztere kontinuierlich im Kreislauf in den Trichter zurückzuführen.
Zur Förderung der Paste durch die Zuführungsleitung können verschiedene Methoden angewendet werden ; diese Massnahme soll jedoch derart erfolgen, dass die Paste einem Minimum an Scherbeanspruchung unterworfen wird. Geeignete Pumpmittel sind komprimierte Gase oder mechanische Pumpen, die keine wesentliche Scherwirkung ausüben. Beispiele solcher Pumpen sind Schneckenpumpen und Kreiselpumpen, wie sie den mit der Förderung von Flüssigkeiten und Pasten befassten Arbeitskräften vertraut sind.
Die erfindungsgemässen Produkte sind dimensionsstabile Schäume, welche alle die üblicherweise bei Vinylprodukten auftretenden guten Eigenschaften besitzen. Die geschäumten Dispersionen können vor dem Gelieren, beispielsweise zwecks Herstellung von hauptsächlich zur Verwendung innerhalb der Wohnung vorgesehenen Schuhsohlen, durch Eingiessen in eine Form, oder, beispielsweise zur Herstellung von weichen Spielwaren, durch Tauchen oder durch Hohlguss geformt werden.
Man kann mit den Schäumen Gewebe überziehen, um Gegenstände zu erhalten, welche einen angenehm weichen Griff haben und "atmen", weswegen sie sich besonders zur Herstellung von Kleidung und Polsterwaren eignen, oder sie können auf Filme oder Flächengebilde, wie z. B. Lederstoff, aufgebracht werden, um einen weichen Untergrund zu ergeben. Die gelierten Schäume können weiters als Auspolsterungsmaterial und als Stosshemmungsüberzüge in Fahrzeugen und zu verschiedenen andern Zwecken verwendet werden, bei denen die Kombination von Nachgiebigkeit, weicher Griff, Beständigkeit gegen Fett und verschiedenartigste Chemikalien (einschliesslich saurer und alkalischer Art) und gute Wetterfestigkeit, erwünscht wird.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten mikrozellförmigen Schäume eignen sich besonders zur Herstellung beschichteter Gewebe und von Lederkleidung, wobei ein leichtes, aber trotzdem homogen aussehendes Produkt erhalten wird. Das homogene Aussehen der mikrocellularen Schäume macht diese besonders attraktiv auf andern Gebieten, wo Produkte mit geringerer Dichte erforderlich sind.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, in denen alle Teile auf das Gewicht bezogen sind, näher erläutert.
Beispiel 1 : 45 Teile des Gemisches der Phthalate von Alkylalkoholen mit 7-9 Kohlenstoffatomen (Weichmacher A) und 20 Teile Dibutylphthalat (Weichmacher B) werden mit 5 Teilen Calcium-Dodecylbenzolsulfonat vermischt. Das Gemisch wird zusammen mit 90 Teilen Corvic"P 65/49, einer Polyvinylchloridpaste bestehend aus nicht miteinander verbundenen Cenosphären und Agglomeraten von Ceno- sphären, 10 Teilen "Corvic" D 55j3, ein feinkörniges Polyvinylchloridpolymeres als Viskositätssenkungsmittel, 2 Teilen Calciumstearat und 1 Teil Äthylpalmitat in einen Hobart CE 100-Planetenmischer mit einem Kessel von 28 cm Durchmesser eingebracht. Das Gemisch wird 10 min bei Zimmertemperatur unter Anwendung einer Schaufelgeschwindigkeit von 60/120 UpM mässig gerührt.
Ein Teil des so erhaltenen Schaumes wird auf einer Nova"NPI 60-Maschine unter Anwendung einer Gelierungstemperatur von 160 C geformt, wobei eine weiche, elastische, einheitlich mikrozellför- mige Schuhsohle mit einer Zellgrösse von 30 bis 50 ut und einer Dichte von 0, 7 g/cm3 erhalten wird.
Beispiel 2 : Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise wird ein Schaum aus der folgenden Zusammensetzung hergestellt :
EMI5.1
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EMI6.1
EMI6.2
bei 160 C wird ein Tuch mit einem elastischen Schaumüberzug von einer Zellgrösse von 30 bis 50 [L erhalten. Auf Grund der teilweise offenen Zellstruktur ist das Tuch "atmend" und ermöglicht den Durchtritt von Luft.
Der Überzug wird unter Anwendung üblicher Einrichtungen bei nur teilweisem Verlust an Durchlässigkeit geprägt.
Beispiel 3 : Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise wird ein Schaum aus der folgenden Zusammensetzung hergestellt :
EMI6.3
EMI6.4
65/49....................................PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von geschäumten Zusammensetzungen aus Vinylchloridpolymeren, wobei eine Vinylchloridpolymerpaste in Form von Teilchen mit luftgefüllten Hohlräumen und ein Weichmacher für das Polymer in einer mindestens zu dessen Benetzung ausreichenden Menge einem Mischvorgang unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass man das Polymer und den Weichmacher gemeinsam mit einer zur Verhinderung der Agglomeration der in den Hohlräumen der Polymerteilchen eingeschlossenen Luftbläschen ausreichenden Menge eines kationischen oder anionischen oberflächenaktiven Mittels einem Mischvorgang unterwirft, der ausreicht, die Polymerteilchen mit dem Weichmacher zu überziehen und somit die Luft in den Hohlräumen einzuschliessen, der jedoch nicht ausreicht,
einen Zerfall der Teilchen zu bewirken.