Haltbare, thermoplastische, thixotrope Kumnstharzkomposition
Die Erfindung betrifft eine haltbare, thermoplastische, thixotrope Kunstharzkomposition, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Vinylchlorid Polymerisat und einen Weichmacher enthält. Infolge ihrer Thixotropie wird diese Komposition durch ihre Konsistenz unter statischen Bedingungen am Durchlaufen durch enge Öffnungen verhindert, läuft jedoch bei Vorhandensein grosser Scherkräfte, wie sie beim Rakeln auftreten, in und durch solche Öffnungen, so dass sie sich dann auf einem darunterliegenden Gewebe absetzen kann und auf diesem ihre ursprüngliche Konsistenz wieder erlangt.
Die Ablagerungen des Harzes auf dem Gewebe entsprechen hinsichtlich Form, Grösse und Anzahl den Öffnungen der Auftrage-Vorrichtung, die beispielsweise ein perforierter Metallzylinder sein kann; sie versehen das Gewebe mit einem erhabenen Punktmuster, wodurch die Scheuerfestigkeit wesentlich verbessert wird.
Es wurde ermittelt, welche Eigenschaften eine solche Komposition besitzen muss, damit sie am besten auf das Gewebe aufgetragen werden kann.
Durch entsprechende Tests konnte festgestellt werden, dass eine dilatante Komposition hierfür ungeeignet wäre. (Als dilatant gilt ein kolloidales System, wenn seine Viskosität bei steigender Schergeschwindigkeit zunimmt, so dass sich seine Teile bei Bewegung eher zu einer festen Masse zusammenlagern als ohne Bewegung; Dllatanz, auch Rheopexie genannt, ist also das Gegenteil von Thixotropie.) Unter der Einwirkung der Scherspannung eines perforierten Zylinders und eines Abstreifmessers, mit deren Hilfe die Komposition durch die Löcher des Zylinders hin- durchgepresst wird, würde eine dilatante Komposition glatt durch die Löcher hindurchfliessen und in das Gewebe eindringen, ohne auf diesem erhabene Punkte oder Konturen zu hinterlassen.
Eine Komposition, die den angegebenen Erfordernissen entspricht, kann man durch Kombination zweier thermoplastischer Harze erhalten, die im Handel unter der Bezeichnung Geon Nr. 121 und Geon Nr. 126 erhältlich sind. Geon Nr. 121 ist ein Vinylchlorid-Polymerisat, dessen Partikeldurchmesser im Bereich von 0,2 bis 2,0 Mikron liegen, und zwar vorwiegend (das heisst zu 95 O/o) im engeren Bereich von 0,25 bis 1,2 Mikron, wobei der überwiegende Teilchendurchmesser 0,45 Mikron beträgt. Geon Nr. 126 ist ein Vinylchlorid-Polymerisat, dessen Partikeldurchmesser im Bereich von 0,05 bis 1,0 Mikron liegen, und zwar vorwiegend im engeren Bereich von 0,2 bis 0,8 Mikron, mit einem überwiegenden Teilchendurchmesser von 0,25 Mikron.
Obwohl Geon Nr. 121 für sich dilatant ist, kann es mit dem thixotropen Geon Nr. 126 vermengt werden. Das resultierende Gemisch bleibt dabei thixotrop, sofern Geon Nr. 126 in genügender Menge vorhanden ist, um den Verlust der thixotropen Eigenschaften des Gemisches zu verhindern.
Im allgemeinen muss die thixotrope Komponente 25 bis 100 O/o der gesamten Harzmenge betragen.
Beispiel 1 Vinylchlorid-Polymerisat - kg Geon Nr. 121 (Markenprodukt) 18,144 Vinylchlorid-Polymerisat Geon Nr. 126 (Markenprodukt) 18,144 Flexol-Weichmacher CC-55 (Markenprodukt) Di-(2-äthylhexyl) -hexahydrophthalat 9,0719 Flexol-Wleichmacher 4GO (Markenprodukt) Polyäthylenglykol-di-(2-äthylhexoat) 7,2575 kg Stabilisator SN komplexes Strontiumsalz 0,544 200/0 RussDi & persion - Witcoblack (Markenprodukt) in Flexol-Weich macher CC-55 0,544 Weisses Mineralöl - Bayol-85 (Marken produkt) 1,8144 Sithylcellulose in Lösungsmitteln klar gelöst 2,2680 Leitungswasser 9,
0719
Diese Komposition ergibt harte Punkte.
Beispiel 2 kg Vinylchlorid-Polymerisat - Geon Nr. 121 13,608 Vinylchlorid-Polymerisat - Geon Nr. 126 9,0719 Flexol-Weichmacher DOP
Di-(2-äthylhexyl)-phthalat 22,226 Stabilisator A-5
Diglycidyläther des Diphenylpropans 0,226 Äthylcellulose, klar gelöst in Lösungsmitteln 2,2680 Farbdispersion 1,586 Leitungswasser 11,340 Motoren-Schmieröl 0,198
Die mit diesem Gemisch entstehenden klebrigen Harzpunkte können auch mit Geon 126 allein erhalten werden. Weichmacher und die andern Bestandteile sind jedoch mitzuverwenden.
Beispiel 3 kg Vinylchlorid-Polymerisat - Geon Nr. 121 18,144 Vinylchlorid-Polymerisat - Geon Nr. 126 18,144 Flexol-Weichmacher CC-55
Di-(2-äthylhexyl)-hexahydrophthalat 9,0719 Flexol-Weichmacher 4GO
Polyäthylenglykol-di-(2-äthylhexoat) 8,6183 Äthylcellulose, klar gelöst in Lösungsmitteln 2,2680 Stabilisator A-5
Diglycidyläther des Diphenylpropans 0,368 Leitungswasser 4,308 Motoren-Schmieröl 0,340
Farbdispersion bis zur gewünschten Nuance.
Das in den Beispielen genannte Mineralöl oder Motoren-Schmieröl soll ein Ankleben der Harzmasse an den perforierten Zylindern verhindern.
Das Leitungswasser, das die Zwischenflächenspannung zu verändern scheint und dadurch ebenso wie das Ö1 die Ablösung der Mischung vom Zylinder erleichtert, kann zur Aufrechterhaltung der Thixotropie verwendet werden. Während des Trocknens und Erhärtens der Harzpunkte wird der aus dem Wasser entstehende Dampf die Harzpunkte quellen.
In gewissen Fällen ist dies zur Verringerung der Reibung und Erhöhung der Scheuerfestigkeit sehr erwünscht.
Die Durchmesser des überwiegenden Teils der Partikel von Geon 126 variieren innerhalb des verhältnismässig eng begrenzten Bereiches von 0,2 bis 0,8 Mikron; der überwiegende Partikeldurchmesser ist mit 0,25 Mikron verhältnismässig klein. Diese Kombination von kleinem Streubereich und vorwiegend kleinem Partikeldurchmesser ist offenbar für die Thixotropie förderlich, so dass man thixotrope Mischungen herstellen kann, die ausser einer gewissen Menge Weichmacher nur Geon 126 enthalten. Derartige Kompositionen lassen nach dem Auftragen und Trocknen einen ziemlich weichen und klebrigen Punkt entstehen. Will man härtere, nichtklebende Punkte, so muss man Geon 121 , dessen überwiegender Partikeldurchmesser mit 0,45 Mikron etwas geringer ist, zumischen.
Das erlaubt das Verhältnis zwischen Kunstharz- und Weichmachermenge zu vergrössern, um harte Punkte zu erzielen.
Die in Frage kommenden Vinylchlorid-Polymerisate gehören zu den sogenannten Dispersionsharzen, das heisst sie können in Weichmachern unter Bildung von Plastisolen dispergiert werden. Sie können auch Organosole bilden, wenn sie mit Verdünnungsmitteln wie Kohlenwasserstoffen oder andern organischen Lösungsmitteln wie Ketone usw. zusammengebracht werden. Es können beispielsweise folgende Dispersionsharze, die im Handel unter den nachstehenden Bezeichnungen erhältlich sind, Anwendung finden.
Geon 121 - B. F. Goodrich Company Geon 126 - B. F. Goodrich Company Opolon 410 - Monsanto Chemical Company Vinylite QYNV - Bakelite Company Pliovic AO
Goodyear Tire and Rubber Company
Das beim Ansetzen der oben genannten Mischungen gegebenenfalls verwendete Wasser fungiert nicht als Verdünnungsmittel, sondern vielmehr zur Förderung der Thixotropie und zur Erzielung einer bestimmen Fliessgrenze. So ist beispielsweise eine nur aus Geon 121 und der erforderlichen Weichmachermenge bestehende Mischung dilatant und setzt sich daher nicht in der gewünschten Weise als erhabener Harzpunkt auf Geweben oder ähnlichen porösen Unterlagen ab. Fügt man jedoch Wasser hinzu, so wird sie thixotrop und gleichzeitig dicker.
Im Gegensatz zu neon 121 ergibt das Geon 126 in Gegenwart eines Weichmachers mit oder ohne Wasser eine thixotrope Mischung.
Bei der Herstellung der in den Beispielen genannten Kompositionen kann wie folgt vorgegangen werden:
In einen Mischer mit Wechselbehälter gibt man Weichmacher, Stabilisator und Farbstoff zu. Man fügt Geon 121 und 126 zu und rührt bis zum Verschwinden jeglicher Klumpen. Man fügt die klare Sithylcellulose zu, dann das Leitungswasser und das Öl. Nach Zugabe aller Bestandteile wird so lange gerührt, bis eine gute Wasser-in-Öl-Emulsion entsteht. Diese Komposition ist gebrauchsfertig.
Folgende Beispiele zeigen die Verwendung von Geon 126 ohne Wasserzusatz:
Beispiel 4 kg Vinylchlorid-Polymerisat - Geon 126 45,359 Flexol-Weichmacher A-26
Di-(2-äthylhexyl)-adipinat 36,287 Stabilisator A-5
Diglycidyläther des Diphenylpropans 0,9071 Schmieröl Farbdispersion bis zur gewünschten Nuance 0,4535
Es resultieren klebrige Punkte.
Beispiel 5 kg Vinylchlorid-Polymerisat - Geon 121 22,680 Vinylchlorid-Polymerisat - Geon 126in 22,680 Flexol-Weichmacher A-26 -
Di-2-äthylhexyl)-adipinat 22,680 Stabilisator A-5
Diglycidyläther des Diphenylpropans 0,9071 Schmieröl Farbdispersion bis zur gewünschten Nuance 0,4535
Es resultieren harte Punkte.
Die in den Beispielen 4 und 5 erläuterten Kompositionen können folgendermassen hergestellt werden:
Man gibt in einen Mischer mit Wechselbehälter die Weichmacher und Stabilisatoren. Dann wird das Geon -Harz bzw. werden die Geon -Harze ein gerührt, anschliessend die Farbdispersion und das Öl.
Man lässt die erhaltene Mischung durch eine 3-Walzen mühle laufen, bis alle Klumpen verschwinden.
Die den Gegenstand dieses Patentes bildende
Komposition ist haltbar, so dass sie als solche in den .Handel gebracht werden kann.
Durable, thermoplastic, thixotropic resin composition
The invention relates to a durable, thermoplastic, thixotropic synthetic resin composition which is characterized in that it contains a vinyl chloride polymer and a plasticizer. As a result of its thixotropy, this composition is prevented by its consistency from passing through narrow openings under static conditions, but runs into and through such openings in the presence of large shear forces, such as those occurring during doctoring, so that it can then settle on an underlying tissue and on this regained its original consistency.
The deposits of the resin on the fabric correspond in terms of shape, size and number to the openings of the application device, which can be a perforated metal cylinder, for example; they provide the fabric with a raised dot pattern, which significantly improves the abrasion resistance.
It was determined what properties such a composition must have so that it can be best applied to the fabric.
Appropriate tests have shown that a dilatant composition would be unsuitable for this. (A colloidal system is considered to be dilatant if its viscosity increases with increasing shear rate, so that its parts are more likely to stick together to form a solid mass when in motion than without movement; dllatance, also known as rheopexy, is therefore the opposite of thixotropy.) the shear stress of a perforated cylinder and a doctor blade, with the help of which the composition is pressed through the holes of the cylinder, a dilatant composition would flow smoothly through the holes and penetrate the tissue without leaving raised points or contours on it.
A composition which meets the stated requirements can be obtained by combining two thermoplastic resins commercially available under the names Geon No. 121 and Geon No. 126. Geon No. 121 is a vinyl chloride polymer with a particle diameter in the range from 0.2 to 2.0 microns, mainly (i.e. 95%) in the narrower range from 0.25 to 1.2 microns, the predominant particle diameter being 0.45 microns. Geon # 126 is a vinyl chloride polymer with particle diameters in the range of 0.05 to 1.0 microns, predominantly in the narrower range 0.2 to 0.8 microns, with a predominant particle diameter of 0.25 microns .
Although Geon No. 121 is dilatant in itself, it can be mixed with the thixotropic Geon No. 126. The resulting mixture remains thixotropic provided that Geon No. 126 is present in sufficient quantity to prevent the loss of the thixotropic properties of the mixture.
In general, the thixotropic component must be 25 to 100% of the total amount of resin.
Example 1 Vinyl chloride polymer - kg Geon No. 121 (branded product) 18.144 Vinyl chloride polymer Geon No. 126 (branded product) 18.144 Flexol plasticizer CC-55 (branded product) di- (2-ethylhexyl) hexahydrophthalate 9.0719 Flexol softener 4GO (branded product) polyethylene glycol di- (2-ethylhexoate) 7.2575 kg stabilizer SN complex strontium salt 0.544 200/0 RussDi & persion - Witcoblack (branded product) in Flexol plasticizer CC-55 0.544 White mineral oil - Bayol-85 (brands product) 1.8144 sithyl cellulose dissolved in clear solvents 2.2680 tap water 9,
0719
This composition gives hard points.
Example 2 kg of vinyl chloride polymer - Geon No. 121 13.608 Vinyl chloride polymer - Geon No. 126 9.0719 Flexol plasticizer DOP
Di (2-ethylhexyl) phthalate 22,226 Stabilizer A-5
Diglycidyl ether of diphenylpropane 0.226 Ethyl cellulose, clearly dissolved in solvents 2.2680 Color dispersion 1.586 Tap water 11.340 Engine lubricating oil 0.198
The sticky resin dots created with this mixture can also be obtained with Geon 126 alone. However, plasticizers and the other ingredients should also be used.
Example 3 kg of vinyl chloride polymer - Geon No. 121 18.144 Vinyl chloride polymer - Geon No. 126 18.144 Flexol plasticizer CC-55
Di (2-ethylhexyl) -hexahydrophthalate 9.0719 Flexol plasticizer 4GO
Polyethylene glycol di- (2-ethylhexoate) 8.6183 ethyl cellulose, clearly dissolved in solvents 2.2680 Stabilizer A-5
Diphenylpropane diglycidyl ether 0.368 Tap water 4.308 Motor oil 0.340
Color dispersion down to the desired shade.
The mineral oil or engine lubricating oil mentioned in the examples is intended to prevent the resin compound from sticking to the perforated cylinders.
The tap water, which appears to change the interfacial tension and thereby, like the oil, facilitates the detachment of the mixture from the cylinder, can be used to maintain the thixotropy. During the drying and hardening of the resin points, the steam generated from the water will swell the resin points.
In certain cases this is very desirable in order to reduce friction and increase abrasion resistance.
The diameters of the majority of the particles in Geon 126 vary within the relatively narrow range of 0.2 to 0.8 microns; the predominant particle diameter is relatively small at 0.25 microns. This combination of a small scatter range and a predominantly small particle diameter is evidently beneficial for thixotropy, so that thixotropic mixtures can be produced which only contain Geon 126 apart from a certain amount of plasticizer. Such compositions leave a rather soft and sticky point after application and drying. If you want harder, non-adhesive points, you have to add Geon 121, the predominant particle diameter of which is slightly smaller at 0.45 microns.
This allows the ratio between the amount of resin and plasticizer to be increased in order to achieve hard points.
The vinyl chloride polymers in question belong to the so-called dispersion resins, which means that they can be dispersed in plasticizers with the formation of plastisols. They can also form organosols when they are brought together with diluents such as hydrocarbons or other organic solvents such as ketones, etc. For example, the following dispersion resins, which are commercially available under the names below, can be used.
Geon 121 - B.F. Goodrich Company Geon 126 - B.F. Goodrich Company Opolon 410 - Monsanto Chemical Company Vinylite QYNV - Bakelite Company Pliovic AO
Goodyear Tire and Rubber Company
Any water used when preparing the above-mentioned mixtures does not act as a diluent, but rather to promote thixotropy and to achieve a specific flow limit. For example, a mixture consisting only of Geon 121 and the required amount of plasticizer is dilatant and therefore does not settle in the desired manner as a raised resin point on fabrics or similar porous substrates. However, if you add water, it becomes thixotropic and at the same time thicker.
In contrast to neon 121, the Geon 126 produces a thixotropic mixture in the presence of a plasticizer with or without water.
The following can be used to produce the compositions mentioned in the examples:
The plasticizer, stabilizer and dye are added to a mixer with a swap body. Add Geon 121 and 126 and stir until any lumps disappear. The clear sithyl cellulose is added, then the tap water and the oil. After adding all the ingredients, stir until a good water-in-oil emulsion is formed. This composition is ready to use.
The following examples show the use of Geon 126 without the addition of water:
Example 4 kg of vinyl chloride polymer - Geon 126 45.359 Flexol plasticizer A-26
Di (2-ethylhexyl) adipate 36,287 Stabilizer A-5
Diphenylpropane diglycidyl ether 0.9071 Lubricating oil Color dispersion up to the desired shade 0.4535
Sticky spots result.
Example 5 kg vinyl chloride polymer - Geon 121 22.680 vinyl chloride polymer - Geon 126in 22.680 Flexol plasticizer A-26 -
Di-2-ethylhexyl) adipate 22,680 Stabilizer A-5
Diphenylpropane diglycidyl ether 0.9071 Lubricating oil Color dispersion up to the desired shade 0.4535
Hard points result.
The compositions explained in Examples 4 and 5 can be prepared as follows:
The plasticizers and stabilizers are placed in a mixer with a swap body. Then the Geon resin or the Geon resins are stirred in, followed by the color dispersion and the oil.
The mixture obtained is run through a 3-roll mill until all lumps disappear.
The subject of this patent
Composition is durable so that it can be put on the market as such.