<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von festem, flexiblem, flammhemmendem Schaum durch Aufschäumen, Gelieren, Trocknen und Härten von Latexmischungen, die halogen- und carboxylgruppenhaltige Diencopolymerisat-Latices enthalten und einen flammhemmenden Zusatz aus hydratisiertem Aluminiumoxyd aufweisen.
Es ist bereits bekannt, flammhemmende Kautschukmischungen aus polymeren Latices herzustellen. Bekannte Vorschläge sehen die Verwendung von Mischungen von Diencopolymeren mit Polyvinylchloridharzen vor, wie auch die Verwendung spezieller anorganischer Füllstoffe. Bei der Herstellung von Schäumen ist die zusätzliche Verwendung von Mischungen aus Schaumstabilisatoren und Härtungsbeschleunigern bekannt. Nach den bekannten Verfahren war es jedoch im allgemeinen nicht möglich, Schäume aus kautschukartigen Mischun-
EMI1.1
tungen oder Teppichunterlagen haben und gleichzeitig noch in hohem Masse flammhemmend wirken.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von festem, flexiblem flammhemmendem Schaum durch Aufschäumen, Gelieren, Trocknen und Härten einer Latexmischung. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung verwendet wird aus a) einem Latex eines emulsionspolymerisierten elastomeren Copolymerisates aus 30 bis 70 Gew. %, vor- zugsweise 40 bis 70 Gew.-) eines aliphatischen konjugierten Diens, 30 bis 70 Gew.-o, vorzugsweise
30 bis 45 Gew.. eines halogenhaltigen äthylenisch ungesättigten aliphatischen Monomeren und 0, 05 bis 10 Gew. do mit dem Dien copolymerisierbare ungesättigte Monocarbonsäuren oder Dicarbonsäure- halbester bzw.
deren Mischungen untereinander oder mit ungesättigten Dicarbonsäuren, b) einer schaumstabilisierenden Mischung aus einem wärmegelierenden Verdickungsmittel auf Cellulose- basis und einem harzartigen, mit den Carboxylgruppen reaktionsfähigen Härtungsmittel, c) einem flammhemmenden Zusatz aus wenigstens 100 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen Latextrocken- substanz eines mindestens 2 Mol Wasser/Mol Al 2O aufweisenden hydratisierten Aluminiumoxyds.
Es wurde ferner gefunden, dass nach dem erfindungsgemässen Verfahren Formkörper aus Schaumgummi mit guten Schaumeigenschaften und ausgezeichneten flammhemmenden Eigenschaften hergestellt werden können.
Die erfindungsgemäss zu erhaltenden halogen-und carboxylgruppenhaltigen Latices oder wässerigen Copolymerisationsdispersionen werden in an sich bekannter Weise durch Emulsionspolymerisation entsprechender Monomerenmischungen in saurem oder neutralem wässerigem System hergestellt, welches geeignete Emulgatoren enthält.
Für das erfindungsgemässe Verfahren einsetzbare copolymerisierbare Mono- und Dicarbonsäuren sowie Dicarbonsäurehalbester sind beispielsweise ungesättigte Monocarbonsäuren wie Acrylsäure und substituierte Acryl-
EMI1.2
spielsweise verwendet werden : Fumarsäure, Maleinsäure, Mono- und Dichlormaleinsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure, Itaconsäure, Äthylmaleinsäure, Methylitaconsäure, Muconsäure, Hydromuconsäure, Glutacon-
EMI1.3
die Dimeren von Methacrylsäure.
Unter Dicarbonsäurehalbestern sind die Halbester von z. B. Fumarsäure, Maleinsäure, Glutaconsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure, zu verstehen, wobei Fumarsäure, Maleinsäure und Itaconsäuren für die Herstellung der Halbester bevorzugt werden. Zur Veresterung von wenigstens einer der Carboxylgruppen in der Dicarbonsäure, werden gesättigte und ungesättigte Alkohole mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Die bevorzugten Dicarbonsäurehalbester haben die allgemeine Formel
EMI1.4
Hierin ist X der Säurerest einer zweibasischen Säure mit 4 bis 8 und vorzugsweise 4 oder 5 Kohlenstoffatomen.
R'steht für Alkyl, Aryl, Alkylaryl, Aralkyl, cycloaliphatische Gruppen oder deren halogen-, acyloxyoder alkoxy substituierte Derivate mit l bis 15 Kohlenstoffatomen. Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen sind bevorzugte Reste, wobei R'an jeder der Carboxylgruppen des Säurerestes substituiert sein kann.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
:Methoxypropyl.
Es wurde ferner gefunden, dass zweckmässig bestimmte carboxylgruppenhaltige Monomeren verwendet werden, um zu brauchbaren Latexschaumstrukturen zu gelangen.
Besonders bevorzugte Monomeren für die Herstellung vcn Schäumen sind Acrylsäure und Monomethylitaconat. Es können aber auch Mischungen von carboxylierten Monomeren für den Copolymerisat-Latex verwendet werden. Im allgemeinen müssen mindestens 50 Gew.-'der carboxylgruppenhaltigen Monomeren der zu polymerisierenden monomeren Mischung vom Monocarbonsäuretyp sein. Beispiele besonders geeigneter Verschnitte sind Acrylsäure mit entweder Itaconsäure oder Fumarsäure und Monomethylitaconat vermischt mit entweder Fumarsäure oder Itaconsäure. Eine bevorzugte Mischung ist Monomethylitaconat mit Fumarsäure.
Geeignete aliphatische konjugierte Diene für das Copolymerisat des erfindungsgemässen Verfahrens sind die
EMI2.2
kettigen konjugierten Hexadiene. Diene mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen werden bevorzugt. Diene mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen haben besonders vorteilhafte Reaktionsgescb-Jindigkeiten und Polymerisations- charakteristiken und Butadien-1,3 wird insbesondere bevorzugt.
Geeignete halogenhaltige, äthylenisch ungesättigte aliphatische Monomeren für das Copolymerisat des erfindungsgemässen Verfahrens sind Vinylidenchlorid und Trichloräthylen.
Vinylidenchlorid wird bevorzugt, weil es leichter copolymerisiert und auch zur Bildung mehr kautschukartiger Copolymeren neigt.
Das in dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von flammhemmendem Schaum verwendete elastomere Copolymerisat besteht aus 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew. Jlo aliphatisches konjugiertes Dien, 30 bis 45 Gew.-lo eines halogenhaltigen, äthylenisch ungesättigten aliphatischen Monomeren und 0, 5 bis 10 Gew.-lo, vorzugsweise l bis 5 Gew.-lo mit dem Dien copolymerisierbare ungesättigte Monocarbonsäuren oder Dicarbonsäurehalbester bzw. deren Mischungen untereinander oder mit ungesättigten Dicarbonsäuren. Das halogenhaltige, äthylenisch ungesättigte Monomere ist die kritische Komponente des Copolymerisats und muss in Mengen von 30 bis 45 Gew.-lo anwesend sein.
Zur Herstellung von flammhemmendem Schaum beträgt der Anteil des halogenhaltigen Monomeren im Copolymerisat etwa 32,5 bis 40 Gew. do und der Gehalt des carboxy1haltigen Monomeren vorzugsweise weniger als 10%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-o.
Ein besonders wirkungsvolles Copolymerisat des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung von flammhemmendem Schaum besteht aus 60 Gew... Butadien, 37,5 Gew. do Vinylidenchlorid und 2,5 Gew. Jlo Acryl- säure.
Die Polymerisation wirdinansich bekannter Weise vorteilhaft durch Emulgierung der Monomeren in saurem wässerigem Medium unter Verwendung von Emulgatoren ausgeführt.
Geeignete Emulgatoren sind Äther und Ester von Polyglycolen mit aliphatischen Säuren, die 10 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen, Alkylsulfate mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkarylpolyäthersulfate oder sulfatisierte Monoglyceride und ähnliche an sich bekannte Emulgatoren. Besonders wirkungsvolle Emulgatoren sind die Alkalimetallsalze von Alkylsulfaten. Das Polymerisationssystem kann auch noch kleine Mengen an sich bekannter Stabilisatoren enthalten.
Die Polymerisationsreaktion wird üblicherweise durch Zusatz von freie Radikale bildende Startmittel eingeleitet, wie Alkalipersulfate, Percarbonate, Perborate ; Organische Peroxyde, wie Benzoylperoxyd, Acetylperoxyd ; Alkylperoxyde, wie Di-tert.-butylperoxyde ; Organische Hydroperoxyde, wie Diisopropylbenzolhydroperoxyd. Zur Initiierung können auch Redox-Systeme verwendet werden.
EMI2.3
auf das Gewicht der Gesamtmonomeren, verwendet.
Die monomeren Reaktionsmischungen können auch noch kleine Mengen, beispielsweise 0, 5 bis 2 Teile pro 100 Teile der Monomeren-Charge an Sulfhydrylgruppenhaltigen Verbindungen enthalten, die als Modifizierer in der Syntheselatexherstellung bekannt sind. Beispielsweise Alkylmercaptanemit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen, wie n-Dodecv1mercaptan. handelsübliche gemischte tertiäre Mercaptane mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen.
Thiophenol, - oder ss-Thionaphtho1. Die Polymerisation kann bei Temperaturen zwischen 0 und IOOOC, vorzugsweise zwischen 60 und 800C durchgeführt werden, wobei 8ff1/o oder mehr Umsatz erzielt wird.
Übliche, die Reaktion vorzeitig stoppende Mittel, wie Hydrochinon, Natriumsulfid, Tetramethylthiuramdisulfid oder Natriumdimethyldithiocarbamat, können dem Polymerisationssystem zur Kontrolle der Umsetzung zugesetzt werden. Die Polymerisationsreaktions kann durch die Verwendung von Keimlatex begünstigt werden, d. h. durch eine kleine Menge vorgebildeten Latex mit dem gewünschten Monomerverhältnis. Der Keimlatex wird der Monomerenmischung vor der Polymerisation zugesetzt.
<Desc/Clms Page number 3>
Das Copolymerisat in Form eines synthetischen Latex wird dann in üblicher Weise neutralisiert oder alkalisch eingestellt, beispielsweise wird mit Ammoniumhydroxyd ein PH-Wert von 8, 0 bis 9,5, vorzugsweise von 9,0 bis 9,5 eingestellt.
Erfindungsgemäss wird der Latex mit einer schaumstabilisierenden Mischung aus einem wärmegelierenden Zusatz und einem Härtungsmittel versetzt. Besonders geeignete wärmegelierende Mittel sind Cellulosederivate
EMI3.1
zusätze wie Natriumlaurylsulfat und Antioxydantien.
Die einen Teil der schaumstabilisierenden Mischung bildenden Härter sind Melaminharze, Harnstoffharze, Melaminformaldehydkondensate (beispielsweise Methylolmelaminkondensate), Hamstofformaldehydkonden- sate, alkylierte Melaminformaldehydkondensate und Harnstofformaldehydkondensate (beispielsweise methy- lierte Melaminformaldehydkondensate), bestimmte flüssige Epoxyharze, weitere Aminoformaldehydkondensate, wie Kondensationsprodukte von Äthylendiamin und Formaldehyd, Hexamethylendiaminformaldehydkonden- sate.
Die Härter werden oft in einer "wasserdispergierbaren Form" verwendet, d. h. in Wasser emulgiert oder gelöst oder in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel aufgelöst. Kondensate von Trimethylolmelamin oder Methylolmelamin und deren Mischungen sind besonders wirkungsvolle Härtungsmittel und werden daher bevorzugt. Die schaumstabilisierende Mischung wird üblicherweise in Mengen von 5 bis 15 Gew.-Teilen bezogen auf Latextrockensubstanz in derSchaummischung, verwendet. Das Verhältnis zwischen wärmegelierendem Verdickungsmittel und Härter in der Mischung kann zwischen etwa 1 : 20 bis 1 : 40 variieren. Das bevorzugte Mischungsverhältnis beträgt etwa 1 : 30.
Als flammhemmender Zusatz wird ein hydratisiertes Aluminiumoxyd verwendet, das wenigstens 2 Mol Wasser/Mol Aluminiumoxyd enthält. Vorzugsweise wird ein frisch gefälltes Aluminiumhydroxyd mit 3 Mol Wasser eingesetzt (AL,O03. 3HzO).
Die erforderliche Menge des hydratisierten Aluminiumoxyds hängt von dem Halogengehalt des synthetischen Copolymerisat-Latex ab. Im allgemeinen ist eine grössere Menge hydratisierten Aluminiumoxyds erforderlich, wenn der Anteil des halogenhaltigen Monomeren im Copolymerisat reduziert wird. Mengen zwischen wenigstens 100 und 500 Gew.-Teilen hydratisierten Aluminiumoxyds pro 100 Gew.-Teilen Latextrockensubstanz werden verwendet. Üblicherweise sind für eine flammhemmende Wirkung nicht mehr als 400 Gew.-Teile notwendig.
EMI3.2
Wirkung notwendig. Beträgt beispielsweise der Vinylidenchloridanteil in dem Copolymerisat-Latex etwa 30 Gew.-, so sind 150 oder mehr Gew.-Teile hydratisiertes Aluminiumoxyd für einen flammhemmenden Schaum erforderlich.
Enthalten die Latexmischungen die andern aufgeführten Härter, so müssen höhere Mengen hydratisiertenAluminiumoxyds eingesetzt werden, beispielsweise etwa 200 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Latextrockensubstanz.
Die Menge des zugesetzten hydratisierten Aluminiumoxyds ist daher ein einfaches Mittel zur Kontrolle der flammhemmenden Wirkung. Beispielsweise kann die flammhemmende Wirkung eher durch Zusatz grösserer Mengen hydratisiertenAluminiumoxyds während der Compoundierung erzielt werden als durch Herstellung eines höher halogenierten Copolymeren.
Ferner können auch andere Füllstoffe, wie Calciumsilikat und Carbonate, gegebenenfalls auch zusammen mit dem hydratisierten Aluminiumhydroxyd, verwendet werden. Darüber hinaus können andere flammhemmende Zusätze zugegeben werden, wie Antimontrioxyd und nicht flüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie chlorierte Paraffine.
Nach dem Compoundieren wird die Latexmischung in an sich bekannter Weise aufgeschäumt, ausgegossen oder in anderer Weise als Schicht auf einem Substrat abgelegt, beispielsweise auf einem fortlaufenden Plastikgewebe oder auf einem faserigen Trägermaterial. Der Schaum kann auf dem Substrat haften oder von diesem über eine Trennschicht als Formkörper abgenommen werden.
Der Schaum wird kontinuierlich geliert, getrocknet und gehärtet in z. B. Öfen bei Temperaturen von etwa 38 bis 77 C während weniger Minuten bis zu einer Stunde oder mehr. Die Temperatur hängt von dem verwendeten Substrat ebenso wie von der Mischung aus wärmegelierendem Mittel und Härter ab.
Beispiel l : Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung eines Copolymerlatex durch Emulsions-
EMI3.3
denden Substanz (0, 03 Teile Äthylendiamintetraessigsäure) und einem anionischen Dispergierungsmittel (0, 5 Teile einer polymerisierten Alkylnaphthalinsulfonsäure) wurde zusammen mit 3 Teilen eines keimbildenden Latex in den Reaktor eingebracht (Copolymere von Butadien-1, 3, Vinylidenchlorid und Acrylsäure, hergestellt aus einer Monomerenmischung von 60 Teilen Butadien, 37,5 Teilen Vinylidenchlorid und 2,5 Teilen Acrylsäure).
<Desc/Clms Page number 4>
Sodann wurde ein Modifizierungsmittel (0, 2 Teile eines tertiären Dodecylmercaptans) in den Reaktor gegeben und im Anschluss daran 37, 5 Teile Vinylidenchlorid, 2,5 Teile Acrylsäure und 60 Teile flüssigen Butadiens. Der Reaktorinhalt wurde dann auf 550C aufgeheizt und 0. 07 Teile Kaliumpersulfat zugesetzt. Bei 17 bis 225o Umsatz wurden 0,25 Teile eines Emulgators (z. B. Natriumlaurylsulfat) zusammen mit 0,025 Teilen
EMI4.1
9, 5 eingestellt und 0,2 Teile Tetranatriumpyrophosphat zugesetzt. Die nicht reagierten Monomeren und etwas Wasser wurden dann im Vakuum abgedampft und ein Latex mit einem Feststoffgehalt von etwa 5 o erhalten.
Nach der Destillation wurde weiteres Ammoniumhydroxyd zugesetzt, um den Latex bei einem PH-Wert von 8,5 bis 9,0 weiter zu stabilisieren.
Dieser Latex wird mit A bezeichnet.
Beispiel 2 : In diesem Beispiel wird ein schwer entfiammbarer Schaum aus dem in Beispiel 1 hergestellt. Zu Beginn wird Latex durch Zusatz von Ammoniumhydroxyd auf einen pH-Wert von 9, 0 bis 9,5 gebracht und dann eine Mischung mit den folgenden Anteilen hergestellt :
EMI4.2
<tb>
<tb> Anteile <SEP> % <SEP> Feststoff <SEP> eingesetzte <SEP> Menge,
<tb> in <SEP> Teilen <SEP>
<tb> (trocken)
<tb> Latex <SEP> ABD/VC/AS <SEP> 55 <SEP> - <SEP> 56 <SEP> 100 <SEP>
<tb> Natriumlaurylsulfat <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 20
<tb> Siliconöl <SEP> 100,0 <SEP> 1, <SEP> 00
<tb> Alkyliertes <SEP> Phenolantioxydans <SEP> 40,0 <SEP> 1, <SEP> 00
<tb> Hydratisiertes
<tb> Aluminiumoxyd
<tb> (Al2, <SEP> 0'30) <SEP> 100,0 <SEP> 150,0
<tb> Propylenglycolcelluloseäther <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP>
<tb> Methyliertes <SEP> Trimethylolmelaminkondensat <SEP> 80,0 <SEP> 5,
<SEP> 00
<tb> Methylolmelaminkondensat <SEP> 50,0 <SEP> 2,50
<tb>
Der Reststoffgehalt dieser Mischung betrug ungefähr 72go.
Die Latexmischung wurde sodann in einem Planetenmischer zu einem feuchten Schaum mit einem Raumgewicht von 25 g/60 ml geschäumt, sodann in 5, 4 mm Dicke auf einen ganz mit Polypropylen getufteten Teppichrücken aufgebracht. Der überzogene Teppich wurde dann in einem Geer-Ofen während 20 min bei 143 C behandelt und der Schaum geliert, getrocknet und gehärtet.
Der resultierende Schaumrücken hatte folgende physikalische Eigenschaften :
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
<tb>
<tb> (1) <SEP> Dicke <SEP> : <SEP> 5,4 <SEP> mm
<tb> (2) <SEP> Flächengewicht <SEP> : <SEP> 1,44 <SEP> kg/O, <SEP> 836 <SEP> m2
<tb> (3) <SEP> Haftfestigkeit <SEP> in <SEP> kp <SEP> pro
<tb> 5 <SEP> cm <SEP> Streifenbreite <SEP> : <SEP> l, <SEP> 814 <SEP> kp
<tb> (4) <SEP> Kompressionswiderstand <SEP> : <SEP> 4,26 <SEP> kg/6, <SEP> 45 <SEP> cm2 <SEP>
<tb> (5) <SEP> Bleibende <SEP> Verformung <SEP> : <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 0/0
<tb>
EMI5.2
oxyds anstatt 150 Teile verwendet wurden.
Der Schaum hatte die folgenden Eigenschaften :
EMI5.3
<tb>
<tb> (1) <SEP> Dicke <SEP> : <SEP> 5,4 <SEP> mm
<tb> (2) <SEP> Flächengewicht <SEP> : <SEP> l, <SEP> 46 <SEP> kg/O, <SEP> 836 <SEP> m2
<tb> (3) <SEP> Haftfestigkeit <SEP> in <SEP> kp <SEP> pro
<tb> 5 <SEP> cm <SEP> Streifenbreite <SEP> : <SEP> 2, <SEP> 45 <SEP> kp
<tb> (4) <SEP> Kompressionswiderstand <SEP> : <SEP> 4,31 <SEP> kg/6, <SEP> 45 <SEP> cm2 <SEP>
<tb> (5) <SEP> Bleibende <SEP> Verformung <SEP> : <SEP> 4,3 <SEP> %
<tb>
Es zeigt sich, dass die physikalischen Eigenschaften dieses Schaumes und des in Beispiel 2 hergestellten wesentlich über diejenigen von handelsüblichen Teppichunterlagen hoher Dichte hinausgehen.
Beispiel 4 : Proben des in den Beispielen und 3 hergestellten Schaumes wurden auf ihre Entflamm-
EMI5.4
verzüglich selbst.
Beispiel 5 : Bei gleichem Vorgehen wie oben und unter Verwendung eines in Beispiel l hergestellten Latex wurden zahlreiche Schaumplatten hergestellt, in denen das hydratisierte Aluminiumoxyd durch Weisspigmente, wie Calciumcarbonat oder Silikat, ersetzt wurde. Beim Rest dieser Probe wurde festgestellt, dass der Schaum sich an der Bunsenbrennerflamme entzündet und auch nach Entfernung der Brennerflamme weiterbrennt.
Beispiel 6: Entsprechend der in Beispiel 1 mitgeteilten Arbeitsweise wurden zahlreiche Latices aus nachstehenden Monomerenmischungen hergestellt :
EMI5.5
<tb>
<tb> Monomerenanteile <SEP> in <SEP> Gew.. <SEP> I1/o <SEP>
<tb> Latex <SEP> Butadien <SEP> Vinylidenchlorid <SEP> Acrylsäure <SEP> Trichlor-
<tb> äthylen
<tb> B <SEP> 50 <SEP> 46, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> - <SEP>
<tb> C <SEP> 40 <SEP> 57, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP>
<tb> D <SEP> 55 <SEP> 42,5 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> - <SEP>
<tb> E <SEP> 60 <SEP> 27, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 10
<tb>
Vonden obengenannten Latices wurden Schäume unter Anwendung gleicher Mischungs- und Schaumtechnik hergestellt, ferner unter Verwendung der gleichen, in Beispiel 2 erwähnten Mengen hydratisierten Aluminiumoxyds und Melaminkondensates.
Es wurde festgestellt, dass alle Schäume schwer entflammbar waren. Die aus den Latices B und C hergestellten Schäume zeigten jedoch keine einwandfreien Eigenschaften wie schlechte Farben, schlechte Zellstruktur, geringe Haftfestigkeit, hohe bleibende Verformung und niedrigen Kompressionswiderstand. Diese Schäume sind daher ohne wirtschaftlichen Wert.
<Desc/Clms Page number 6>
Die aus den Latices D und E hergestellten Schäume zeigten jedoch ausgezeichnete Schaumcharakteristiken und schwere Entflammbarkeit ähnlich den aus dem Latex des Beispiel 1 hergestellten Schäumen.
EMI6.1
7 : Zur Veranschaulichung der kritischen Mengen des halogenhaltigen, äthylenisch ungesättig- wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme folgender Monomerengehalte (in Gew. -10) :
EMI6.2
<tb>
<tb> Latex <SEP> Butadien <SEP> Vinylidenchlorid <SEP> Acrylsäüre <SEP>
<tb> F <SEP> 65% <SEP> 32,5% <SEP> 2, <SEP> 5% <SEP>
<tb> G <SEP> 70% <SEP> 27, <SEP> 5% <SEP> 2, <SEP> 5%
<tb>
Von den oben genannten Latices F und G wurden Mischungen hergestellt und diese entsprechend der Arbeitsweise in Beispiel2 aufgeschäumt, ebenfalls unter Verwendung von 150 Teilen hydratisierten Aluminium- oxyds.
Die Schäume wurden in 12,7 mm Dicke auf einen Juterücken aufgegossen, geliert, getrocknet und während 30 min im Ofen bei 1630C gehärtet. Die resultierenden Schäume wurden zur Ermittlung ihrer Entflammbarkeit in die Flamme eines Bunsenbrenners gebracht. Die Schaumbeispiele des Latex F verschmorten anfänglich, waren aber bei Entfernung der Brennerflamme selbsterlöschend. Im Gegensatz dazu entzündeten sich die aus dem Latex G hergestellten Schaumproben in der Brennerflamme und brannten auch nach Entfernung der Flamme 10 oder mehr Sekunden weiter. Obwohl bei diesen Schäumen die Flamme eventuell erlischt, haben diese dennoch nicht die für die Erfindung erforderliche schwere Entflammbarkeit.
Beispiel 8 : Es wurde ein Latex aus einem Copolymerisat von 60 Teilen Butadien, 37,5 Teilen Styrol, 2,5 Teilen Acrylsäure unter Verwendung der Polymerisationstechnik und des Ansatzes des Beispiels 1 hergestellt, jedoch mit 37,5 Teilen Styrol anstatt Vinylidenchlorid. Dieser Latex (Latex H) wurde zu einer Mischung verarbeitet und unter Verwendung der Mischungskomponenten und der Arbeitsweise des Beispiels 2 Schaumtafeln hergestellt. Der Schaum zeigte keinerlei Widerstand gegen Entflammung, beispielsweise entzündete sich die Schaumplatte in der Flamme des Bunsenbrenners und brannte auch nach Entfernung des Brenners weiter.
Beispiel 9 : Unter Verwendung des Emulsionspolymerisationsverfahrens und des Ansatzes des Beispiels 1 wurden weitere Latices hergestellt, in denen die Acrylsäure ganz oder teilweise durch andere carboxylhaltige Monomeren oder deren Mischungen ersetzt wurde. Die resultierenden Latices wurden zur Mischung verarbeitet und in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise zu einem feuchten Schaum aufgeschäumt. Der feuchte Schaum wurde in 12,7 mm dicker Schicht auf einen Juterücken gegossen, geliert, getrocknet und während 30 min in einem Ofen bei 1630C gehärtet. Die Schaumplatten wurden sodann zur Ermittlung ihrer Schaumeigenschaften und ihrer Entflammbarkeit entsprechend der Arbeitsweise in den Beispielen 2,4 und 7 untersucht.
In Tabelle I sind die Monomerenmischungen zur Herstellung der Latices in Gew.. I1Jo angegeben. Dabei werden folgende Kurzbezeichnungen für die Monomeren verwendet :
EMI6.3
<tb>
<tb> BD <SEP> Butadien-1, <SEP> 3
<tb> VC <SEP> Vinylidenchlorid
<tb> AS <SEP> Acrylsäure
<tb> IS <SEP> Itaconsäure
<tb> MAS <SEP> Methacrylsäure
<tb> MMI <SEP> Monomethylitaconat
<tb> FS <SEP> Fumarsäure
<tb>
Tabelle I
EMI6.4
EMI6.5
<tb>
<tb> Latex <SEP> 1 <SEP> J <SEP> K <SEP> L <SEP> M <SEP> N <SEP> 0 <SEP> P
<tb> BD <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60
<tb> VC <SEP> 37,5 <SEP> 37,5 <SEP> 37,5 <SEP> 37,5 <SEP> 37,5 <SEP> 37,5 <SEP> 38,0 <SEP> 38,0
<tb> AS--1, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb> MAS <SEP> 2, <SEP> 5
<tb> Mimi-2, <SEP> 5--1, <SEP> 5 <SEP> 1,
<SEP> 5 <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb> IS--1, <SEP> 0--1, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP>
<tb> FS---1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0--2, <SEP> 0
<tb>
<Desc/Clms Page number 7>
Beim Flammtest wurde festgestellt, dass alle Schäume schwer entflammbar und selbst verlöschend waren.
Bei Ermittlung der physikalischen Schaumeigenschaften zeigte der Latex J, der nur Monomethylitaconat enthielt, ausgezeichnete Schaumeigenschaften, hingegen zeigten die Latices, die nur Methacrylsäure, Fumarsäure oder Itaconsäure enthielten (z. B. Latices 1, 0 und P) grobe Kornstrukturen mit geringer Schaumhöhe oder vollständigem Zusammenbruch des Schaumes. Die Latices K, L, M und N, die Mischungen von Acrylsäure oder Itaconsäure enthielten, gaben Schäume guter Qualität.
Die Schäume aus Acrylsäuremischungen waren weniger elastisch als die aus Mischungen von Monomethylitaconat.
Beispiel 10: Beispiel2 wurde wiederholt, jedochwurdenhierinverschiedene Verdickungsmittel an Stelle des Propylenglycoleelluloseäthers verwendet (auch als Hydroxypropoxymethoxycellulose bezeichnet). Die folgende Tabelle zeigt, dass bestimmte Cellulosederivate einschliesslich Methoxycellulose, Hydroxypropoxycellulose und Hydroxypropoxymethoxy-CelIu10se als wärmegelierende Mittel für die Schäume der Erfindung geeignet sind. Hingegen führen manche Typen von Verdickungsmitteln und/oder Gelierungsmitteln zu einem vollständigen Zusammenbruch des Schaumes.
Tabelle Il
EMI7.1
<tb>
<tb> Zur <SEP> Herstellung <SEP> von <SEP> Schäumen <SEP> Vollständigen <SEP> Zusammenbruch
<tb> geeignete <SEP> Stoffe <SEP> des <SEP> Schaumes <SEP> bewirkende <SEP> Stoffe
<tb> Gruppe <SEP> I <SEP> (bevorzugt) <SEP> Gruppe <SEP> IV
<tb> Hydroxypropoxymethoxy- <SEP> Hydroxyäthoxycellulosen
<tb> cellulose <SEP> Natriumcarboxmethoxycelluiose
<tb> Gruppe <SEP> II <SEP> Kokosnussfettsäureamide
<tb> Methoxycellulose <SEP> und <SEP> andere <SEP> Polysaccharide
<tb> Hydroxpropoxymethoxy- <SEP> Natriumpolyacrylate
<tb> cellulosen <SEP> Polyacrylamide
<tb> Polyvinylalkohol
<tb> Gruppe <SEP> III <SEP> Hydroxypropoxycellulosen <SEP> und <SEP> Polyvinylmethyläther
<tb> noch <SEP> andere <SEP> Hydroxypropoxy- <SEP> Natriumalginate
<tb> methoxycellulosen <SEP> Ammoniumcaseinate
<tb>
Es wurde weiterhin gefunden,
dass die wärmegelierenden Stoffe der Gruppe I zu einem stabilen und gleichförmigen Schaum fuhren. Diese Stoffe werden daher denjenigen der Gruppen II und III vorgezogen.
Beispiel 11 : Es wurde Beispiel 2 wiederholt und hierin in gleichen und verschiedenen Mengen die spezielle Mischung des Aldehyd-Melamin-Kondensates durch verschiedene wärmehärtbare Harze ersetzt, wie Harnstoff-, Melamin- und Phenolformaldehydharze, Phenolharz, N-Methylolacrylamid und Polyamidepichlorhydrincopolymeren. In diesem Versuch wurde gefunden, dass bestimmte wasserlösliche, reaktive, vernetzend wirkende Harze zur Herstellung von Schäumen besser geeignet sind. Speziell Melaminformaldehydharze geben annehmbare Schaumstrukturen, ferner modifizierte Harnstofformaldehydharze und Trimethylolphenolkondensate. Die Melaminformaldehydharze erlauben beim Gelieren eine bessere Kontrolle und bewirken eine gleichmässigere Schaumstruktur und werden daher für die Herstellung schwerentflammbaren Schaumes bevorzugt.
EMI7.2
waren.
Darüber hinaus wurde gefunden, dass nicht alle hydratisierten Aluminiumoxyde als flammverzögernde Zusätze wirken und dass für die Wirksamkeit das hydratisierte Aluminiumoxyd wenigstens etwa 2 Mol Wasser pro MolAluminiumoxyd enthalten muss. Der wirkungsvollste und daher bevorzugte Zusatz ist daher das Aluminiumoxydtrihydrat (Al2O. 3H O).
Beispiel 13 : Beispiel 2 wurde wiederholt und das hydratisierte Aluminiumoxyd durch Mischungen von Weisspigmenten ersetzt, z. B. Calciumcarbonat und hydratisiertes Aluminiumoxyd. Die nach dem Bunsenbrennertest des Beispiels 4 geprüften Plattenproben zeigten, dass die Mischungen wenigstens 100 Teile hydratisiertes Aluminiumoxyd auf 100 Teile Latexfeststoff enthalten müssen, um die notwendige schwere Entflamm-
<Desc/Clms Page number 8>
barkeit herbeizuführen und um beispielsweise selbst erlöschend zu sein.
Beispiel 14 : Dieses Beispiel gibt die Ergebnisse eines Flammsprüh-Tunneltests wieder. Der Latex- schaum wurde gemäss den Beispielen 1 und 2 hergestellt, jedoch wurde der Schaum auf einen Juterücken gegossen.
Der Test wurde gemäss den Vorschriften ASTM E 84-61 ausgeführt.
In einem derartigen Test wird das Verhalten eines Materials im Vergleich zum Verhalten von Asbestzementplatten und Fussböden aus Roteiche unter gleichen Feuerbedingungen geprüft. Die Ergebnisse werden in den Begriffen ausgedrückt : Flammausbreitung, Brennbarkeit und Rauchentwicklung während eines 10-minütigen Aussetzens. Sie werden zahlenmässig ausgedrückt in Asbestzementplatte gleich Null und Roteichenfussboden gleich Hundert.
Es wurden drei Stücke eines flexiblen geschäumtenLatex verwendet in den Abmessungen 53,3 x 360,7 cm, 53,3 x 8 cm und 53,3 x 91,4 cm. Jedes Stück hatte einen Juteträgerrücken. Ferner hatte jedes ein Flächengewicht von 1, 5 kg/0, 836 mZ. Die Gesamtdicke mass 1, 6 bis 6,3 mm.
Vier an den Enden aneinandergelegte Abschnitte von 53,3 x 193 cm ergaben eine komplette Probe von 53, 3 cm X 7,7 m.
Auf dem Juterücken des Schaumes wurde ein Kleber mit einem Zahnspachtel aufgetragen und gut in den Rücken eingearbeitet. Der Juterücken wurde dann auf die rauhe Seite der Asbestzementplatte aufgelegt und mit
EMI8.1
Die Bezugswerte und Ofenbedingungen wurden in einem 10-Minutentest mit einer Asbestplatte ermittelt.
Dies ergab den Null-Wert für die Flammausbreitung, die Entflammbarkeit und die Rauchdichte. Der Bezugspunkt 100 wurde unter Verwendung von Roteichendielen eingestellt. Die Entzündung durch die Brenner trat in 42 sec nach dem Start ein, und die Flamme erreichte in 5 3/4 min das Ende der Probe.
Die auf einer nichtbrennbaren Unterlage angebrachte Testprobe wurde nach dem Standardprozess ermittelt, nämlich mit der Schaumseite zur Flamme gerichtet.
EMI8.2
<tb>
<tb>
Bewertungstabelle
<tb> Testprobe <SEP> Flamm- <SEP> Beitrags- <SEP> Rauch- <SEP>
<tb> aus-faktor <SEP> der <SEP> dichtebreitung <SEP> Brennbarkeit <SEP> faktor
<tb> Asbestzementplatte <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> Roteichendiele <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Flammhemmende
<tb> Latexschaum <SEP> 29 <SEP> 13 <SEP> 20
<tb>
46 sec nach Testbeginn trat fleckenweise Entzündung ein. Es wurde kein Nachbrennen nach Löschen der Brenner am Ende des 10-Minutentestes beobachtet. Eine Begutachtung ergab, dass der Schaum zwar intakt, aber auf einer Strecke von 2,10 m verkohlt und 3 mm tief auf 3 m verschmort war, bis 3,30 m Schrumpf risse zeigte, bis 4,20 m gespalten und auf der Oberfläche bis 4,50 m verschmort war. Die Oberfläche schien bis 5, 40 m beschädigt. Jedoch war der Juterücken noch bis auf einer Länge von 2 m in Ordnung.
Für das nach ASTM E 84 getestete Schaumlatexmaterial mit Juterücken ist folgendes festzustellen : es hat eine niedrige Flammausbreitungsgeschwindigkeit, einen niedrigen Brennbarkeitsfaktor und es entwickelt nur 1/5 so viel Rauch wie Roteichendielen.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.