-
Die
vorliegende Erfindung betrifft modifizierte offenzellige Schaumstoffe
mit einer Dichte im Bereich von 5 bis 1.000 kg/m3 und
einem mittleren Porendurchmesser im Bereich von 1 μm bis 1 mm,
enthaltend im Bereich von 1 bis 2.500 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht
des unmodifizierten offenzelligen Schaumstoffs, mindestens ein bei
Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges und/oder Carbonsäureestergruppenhaltiges
Polymerisat mit einem Molekulargewicht Mn im
Bereich von 1.000 bis 1.000.000 g/mol.
-
Weiterhin
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
erfindungsgemäßer modifizierter
offenzelliger Schaumstoffe und die Verwendung erfindungsgemäßer modifizierter
offenzelliger Schaumstoffe zur Herstellung von Putzmaterialien,
Filtern, Luftbefeuchtern, Wasserverteilern, Verpackungselementen, Schallschutzelementen
oder Gebäudeisolierungen.
-
Schaumstoffe,
speziell sogenannte offenzellige Schaumstoffe, finden Verwendungen
in zahlreichen Gebieten. Insbesondere offenzellige Schaumstoffe
aus synthetischen Materialien haben sich als vielseitig erwiesen.
Genannt seien beispielhaft Sitzkissen, Filtermaterialien, Klimaanlagen
und Automobilteile, weiterhin Putzmaterialien.
-
Bei
Putzmaterialien, die aus Schaumstoffen hergestellt werden, beobachtet
man, dass sie nach verhältnismäßig kurzer
Gebrauchszeit, beispielsweise nach etwa 10 Minuten, soweit zerstört sind,
dass keine Putzwirkung mehr erzielt werden kann. Hersteller von
Putzmaterialien wie beispielsweise Putzschwämmen empfehlen daher, Putzmaterialien
nach entsprechender und im Allgemeinen recht kurzer Gebrauchszeit,
beispielsweise 10 Minuten, zu entsorgen.
-
In
EP 0 922 563 wird gezeigt,
dass man Melaminharz-Schaumstoffe mit dünnen, reißfesten Deckschichten wie beispielsweise
Faservliese für
beispielsweise 2 Minuten bei Drücken
von 2 bis 5 bis 200 bar und Temperaturen im Bereich von 80 bis 250°C verpressen
kann. Man erhält
dimensionsstabile Bauteile.
-
In
US 6,608,118 wird vorgeschlagen,
Schaumstoffe aus Melamin unter Hitzeeinwirkung zu komprimieren,
um bessere mechanische Eigenschaften zu erlangen, beispielsweise
für 4 Minuten
bei 270°C
zu komprimieren.
-
In
EP 0 633 283 und
DE 100 11 388 wird empfohlen,
Melaminharzschaumstoffe zu verstärken,
indem man sie beispielsweise mit einer Silikonemulsion imprägniert.
Mit Silikonemulsion imprägnierte
Schaumstoffe sind jedoch nicht als Putzmaterialien zu gebrauchen,
sie hinterlassen beim Gebrauch Schlieren und ölige Oberflächen. In
DE 100 11 388 wird fernerhin empfohlen,
Melaminharzschaumstoffe mit monomeren Fluoralkylestern zu besprühen, um
sie ölabweisend
zu machen.
-
Die
technischen Eigenschaften der aus dem Stand der Technik bekannten
Schäume
bzw. Schaumstoffe lassen sich bezug auf Reinigungswirkung, Stabilität, und Wasser- bzw. Ölaufnahme
jedoch noch verbessern.
-
Es
bestand daher die Aufgabe, Schaumstoffe bereit zu stellen, welche
die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Materialien
vermeiden. Es bestand weiterhin die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung
neuer Schaumstoffe bereit zu stellen. Außerdem bestand die Aufgabe,
Verwendungen für
Schaumstoffe bereit zu stellen, und es bestand die Aufgabe, Verfahren
zur Verwendung von Schaumstoffen bereit zu stellen.
-
Demgemäß wurden
die eingangs definierten modifizierten Schaumstoffe gefunden, die
im Folgenden auch als erfindungsgemäße Schaumstoffe bezeichnet
werden.
-
Bei
erfindungsgemäßen modifizierten
Schaumstoffen handelt es sich um offenzellige Schaumstoffe, d.h.
um solche Schaumstoffe, in denen mindestens 50% aller Lamellen offen
sind, bevorzugt 60 bis 100% und besonders bevorzugt 65 bis 99,9%,
bestimmt nach DIN ISO 4590.
-
Bevorzugt
handelt es sich bei den erfindungsgemäßen modifizierten Schaumstoffen
um harte Schaumstoffe, das sind im Sinne der vorliegenden Erfindung
Schaumstoffe, die bei einer Stauchung von 40% eine Stauchhärte von
1 kPa oder mehr aufweisen, bestimmt nach DIN 53577.
-
Erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe haben eine Dichte im Bereich von 5 bis 1.000 kg/m3, bevorzugt 6 bis 500 kg/m3 und
besonders bevorzugt im Bereich von 7 bis 300 kg/m3.
-
Erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe weisen einen mittleren Porendurchmesser (Zahlenmittel)
im Bereich von 1 μm
bis 1 mm auf, bevorzugt 50 bis 500 μm, bestimmt durch Auswertung
mikroskopischer Aufnahmen an Schnitten.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen erfindungsgemäße modifizierte Schaumstoffe
eine BET-Oberfläche
im Bereich von 0,1 bis 50 m2/g auf, bevorzugt
0,5 bis 20 m2/g, bestimmt nach DIN 66131.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen erfindungsgemäße modifizierte Schaumstoffe
einen Schallabsorptionsgrad von über
50 % auf, bevorzugt mindestens 90 %, in speziellen Fällen bis
zu 100 %, gemessen nach DIN 52215 bei einer Frequenz von 2000 Hz
und einer Schichtdicke des betreffenden Schaumstoffs von 50 mm.
-
In
einer speziellen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen erfindungsgemäße modifizierte Schaumstoffe
einen Schallabsorptionsgrad von über
0,5 auf, in speziellen Fällen
bis zu 1, gemessen nach DIN 52212 bei einer Frequenz von 2000 Hz
und einer Schichtdicke des betreffenden Schaumstoffs von 40 mm.
-
Erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe enthalten vorzugsweise im Bereich von 1 bis 2.500 Gew.-%,
bevorzugt 20 bis 500 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des entsprechenden
unmodifizierten Schaumstoffs (a), mindestens ein bei Zimmertemperatur
festes Carboxylgruppen-haltiges und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges Polymerisat
(b) mit einem Molekulargewicht Mn im Bereich
von 1.000 bis 1.000.000, bevorzugt 1.500 bis 500.000 g/mol, besonders
bevorzugt 2.000 bis 200.000 g/mol und ganz besonders bevorzugt bis
50.000 g/mol.
-
Unter
bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisaten (b) sind in einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung solche Polymerisate zu verstehen, die einen Schmelzpunkt
von über
25°C aufweisen,
bevorzugt über
50°C, bestimmt
durch DSC.
-
Bei
Zimmertemperatur feste Carboxylgruppen-haltige und/oder Carbonsäureestergruppen-haltige
Polymerisate (b) können
Homopolymerisate oder Copolymerisate von ethylenisch ungesättigten
Mono- oder Dicarbonsäuren
sein.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei mindestens einem
bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) um ein Copolymerisat, das erhältlich ist durch Copolymerisation
von
- (A) Ethylen,
- (B) mindestens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure,
- (C) gegebenenfalls weiteren Comonomeren.
-
In
einer Ausführungsform
handelt es sich dabei um Copolymerisate, gewählt aus Styrol-Acrylnitril-C1-C10-Alkyl(meth)acrylat-Terpolymere,
-
Weitere
Comonomere (C) kann man beispielsweise wählen aus der Gruppe der C1-C10-Alkylester
von ethylenisch ungesättigten
Mono- und Dicarbonsäuren,
Vinyl-, Allyl und Methallylester von C1-C10-Alkylcarbonsäuren bzw. von Ameisensäure, vinylaromatischen
Verbindungen wie beispielsweise Styrol, Isobuten und
α-Olefinen
wie beispielsweise CH2=CH-n-C16H33,CH2=CH-n-C18H37, CH2=CH-n-C20H45
und CH2=CH-n-C22H45
sowie
Mischungen der vorstehend genannten Comonomeren.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei erfindungsgemäßen offenzelligen
modifizierten Schaumstoffen um solche auf Basis von synthetischem
organischen Schaumstoff, beispielsweise auf Basis von organischem
unmodifiziertem Schaumstoffen wie beispielsweise Schaumstoffen auf Basis
von Polyurethanschaumstoffen oder Aminoplastschaumstoffen, beispielsweise
aus Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, weiterhin Schaumstoffen auf Basis
von Phenol-Formaldehyd-Harzen und insbesondere Schaumstoffen auf
Basis von Polyurethanen oder Aminoplast-Formaldehyd-Harzen, insbesondere Melamin-Formaldehyd-Harzen,
wobei Schaumstoffe auf Basis von Polyurethanen im Rahmen der vorliegenden
Erfindung auch als Polyurethanschaumstoffe und Schaumstoffe auf
Basis von Melamin-Formaldehyd-Harzen
auch als Melamin-Schaumstoffe bezeichnet werden.
-
Darunter
ist zu verstehen, dass man erfindungsgemäße Schaumstoffe aus offenzelligen
Schaumstoffen herstellt, die synthetische organische Materialien
umfassen, bevorzugt Polyurethanschaumstoffe oder Aminoplastschaumstoffe
und insbesondere Melamin-Schaumstoffe.
-
In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei erfindungsgemäßen offenzelligen
modifizierten Schaumstoffen um solche auf Basis von anorganischen
Materialien wie beispielsweise Metallen oder Glas, insbesondere
in Form von Glaswolle oder von Metallschaum.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung erfindungsgemäßer modifizierter
Schaumstoffe, im Folgenden auch erfindungsgemäßes Herstellverfahren genannt.
Das erfindungsgemäße Herstellverfahren
ist dadurch gekennzeichnet, dass man
- (a) offenzellige
Schaumstoffe mit einer Dichte im Bereich von 5 bis 500 kg/m3 und einem mittleren Porendurchmesser im
Bereich von 1 μm
bis 1 mm
- (b) mit mindestens einem bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat mit einem Molekulargewicht Mn im
Bereich von 1.000 bis 1.000.000 g/mol in geschmolzener, gelöster oder
dispergierter Form
kontaktiert.
-
Die
zur Ausübung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzten unmodifizierten offenzelligen Schaumstoffe (a) werden
im Rahmen der vorliegenden Erfindung ganz allgemein auch als unmodifizierte Schaumstoffe
(a) oder offenzellige Schaumstoffe (a) bezeichnet. Die zur Ausübung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzten unmodifizierten offenzelligen Schaumstoffe (a) werden
im Folgenden näher
beschrieben.
-
Zur
Ausübung
des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
geht man aus von offenzelligen Schaumstoffen (a), insbesondere von
Schaumstoffen, in denen mindestens 50% aller Lamellen offen sind,
bevorzugt 60 bis 100% und besonders bevorzugt 65 bis 99,9%, bestimmt
nach DIN ISO 4590.
-
Als
Ausgangsmaterial eingesetzte Schaumstoffe (a) sind vorzugsweise
harte Schaumstoffe, das sind im Sinne der vorliegenden Erfindung
Schaumstoffe, die bei einer Stauchung von 40% eine Stauchhärte von
1 kPa oder mehr aufweisen, bestimmt nach DIN 53577.
-
Als
Ausgangsmaterial eingesetzte Schaumstoffe (a) haben eine Dichte
im Bereich von 5 bis 500 kg/m3, bevorzugt
6 bis 300 kg/m3 und besonders bevorzugt
im Bereich von 7 bis 300 kg/m3.
-
Als
Ausgangsmaterial eingesetzte offenzellige Schaumstoffe (a) weisen
einen mittleren Porendurchmesser (Zahlenmittel) im Bereich von 1 μm bis 1 mm
auf, bevorzugt 50 bis 500 μm,
bestimmt durch Auswertung mikroskopischer Aufnahmen an Schnitten.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
als Ausgangsmaterial eingesetzte offenzellige Schaumstoffe (a) maximal
20, bevorzugt maximal 15 und besonders bevorzugt maximal 10 Poren
pro m2 aufweisen, die einen Durchmesser
im Bereich von bis zu 20 mm haben. Die übrigen Poren haben üblicherweise
einen geringeren Durchmesser.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen als Ausgangsmaterial eingesetzte
offenzellige Schaumstoffe (a) eine BET-Oberfläche im Bereich von 0,1 bis
50 m2/g auf, bevorzugt 0,5 bis 20 m2/g, bestimmt nach DIN 66131.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen als Ausgangsmaterial eingesetzte Schaumstoffe
(a) einen Schallabsorptionsgrad von über 50 % auf, gemessen nach
DIN 52215 bei einer Frequenz von 2000 Hz und einer Schichtdicke
des betreffenden Schaumstoffs (a) von 50 mm.
-
In
einer speziellen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen als Ausgangsmaterial eingesetzte
offenzellige Schaumstoffe (a) einen Schallabsorptionsgrad von über 0,5
auf, gemessen nach DIN 52212 bei einer Frequenz von 2000 Hz und
einer Schichtdicke des betreffenden Schaumstoffs (a) von 40 mm.
-
Als
Ausgangsmaterial eingesetzte offenzellige Schaumstoffe (a) können beliebige
geometrische Formen aufweisen, beispielsweise Platten, Kugeln, Zylinder,
Pulver, Würfel,
Flocken, Quader, Sattelkörper,
Stangen oder quadratische Säulen.
Die Größenabmessungen
von als Ausgangsmaterial eingesetzten Schaumstoffen (a) sind unkritisch.
In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geht man von offenzelligen Schaumstoffen
(a) aus synthetischem organischen Material aus, bevorzugt von Polyurethanschaumstoffen oder
von Melamin-Schaumstoffen.
-
Als
Ausgangsmaterial zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
besonders geeignete Polyurethanschaumstoffe sind als solche bekannt.
Ihre Herstellung gelingt beispielsweise durch Umsetzung von
- i) einem oder mehreren Polyisocyanaten, d.h.
Verbindungen mit zwei oder mehr Isocyanatgruppen,
- ii) mit einer oder mehreren Verbindungen mit mindestens zwei
Gruppen, die gegenüber
Isocyanat reaktiv sind, in Gegenwart von
- iii) einem oder mehreren Treibmitteln,
- iv) einem oder mehreren Startern
- v) und einem oder mehreren Katalysatoren sowie
- vi) sogenannten Zellöffnern.
-
Dabei
können
Starter iv) und Treibmittel iii) identisch sein.
-
Beispiele
für geeignete
Polyisocyanate i) sind an sich bekannte aliphatische, cycloaliphatische,
araliphatische und vorzugsweise aromatischen mehrwertigen Verbindungen
mit zwei oder mehr Isocyanatgruppen.
-
Im
einzelnen seien beispielhaft genannt:
C4-C12-Alkylendiisocyanate, vorzugsweise Hexamethylen-1,6-diisocyanat;
cycloaliphatische Diisocyanate, wie z.B. Cyclohexan-1,3- und Cyclohexan-1,4-diisocyanat
sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan
(Isophorondiisocyanat, IPDI),
vorzugsweise aromatische Di-
und Polyisocyanate, wie z.B. 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanat und
entsprechende Isomerengemische, 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat und entsprechende
Isomerengemische, Mischungen aus 4,4'- und 2,4'-Diphenylmethan-diisocyanaten, Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate,
Mischungen aus 4,4'-,
2,4'- und 2,2'-Diphenylmethan-diisocyanaten
und Polyphenyl-polymethylenpolyisocyanaten (Roh-MDI) und Mischungen
von Roh-MDI mit Toluylen-diisocyanaten. Polyisocyanate können einzeln
oder in Form von Mischungen eingesetzt werden.
-
Als
Beispiele für
ii) Verbindungen mit mindestens zwei Gruppen, die gegenüber Isocyanat
reaktiv sind, seien Di- und Polyole, insbesondere Polyetherpolyole
(Polyalkylen glykole), die nach an sich bekannten Methoden hergestellt
werden, beispielsweise durch Alkalimetallhydroxid-katalysierte Polymerisation
von einem oder mehreren Alkylenoxiden wie beispielsweise Ethylenoxid,
Propylenoxid oder Butylenoxid erhältlich sind.
-
Ganz
besonders bevorzugte Verbindungen ii) sind Ethylenglykol, Propylenglykol,
Butylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Diethylenglykol,
Dipropylenglykol, Triethylenglykol, Tripropylenglykol, Tetraethylenglykol,
Pentaethylenglykol, Hexaethylengykol.
-
Als
Treibmittel iii) sind geeignet: Wasser, inerte Gase, insbesondere
Kohlendioxid, und sogenannte physikalische Treibmittel. Bei physikalischen
Treibmitteln handelt es sich um gegenüber den Einsatzkomponenten
inerte Verbindungen, die zumeist bei Raumtemperatur flüssig sind
und bei den Bedingungen der Urethanreaktion verdampfen. Vorzugsweise
liegt der Siedepunkt dieser Verbindungen unter 110°C, insbesondere unter
80 °C. Zu
den physikalischen Treibmitteln zählen auch inerte Gase, die
in die Einsatzkomponenten i) und ii) eingebracht bzw. in ihnen gelöst werden,
beispielsweise Kohlendioxid, Stickstoff oder Edelgase.
-
Geeignete
bei Raumtemperatur flüssigen
Verbindungen werden zumeist ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend
Alkane und/oder Cycloalkane mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen,
Dialkylether, Ester, Ketone, Acetale, Fluoralkane mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
und Tetraalkylsilane mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette,
insbesondere Tetramethylsilan.
-
Als
Beispiele seien genannt: Propan, n-Butan, iso- und Cyclobutan ,
n-, iso- und Cyclopentan, Cyclohexan, Dimethylether, Methylethylether,
Methyl-tert.-butylether, Ameisensäuremethylester, Aceton sowie
fluorierte Alkane, die in der Troposphäre abgebaut werden können und
deshalb für
die Ozonschicht unschädlich sind,
wie Trifluormethan, Difluormethan, 1,1,1,3,3-Pentafluorbutan, 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan,
1,1,1,2-Tetrafluorethan, 1,1,1-Trifluor-2,2,2-trichlorethan, 1,1,2-Trifluor-1,2,2-trichlorethan,
Difluorethane und Heptafluorpropan. Die genannten physikalischen
Treibmittel können
allein oder in beliebigen Kombinationen untereinander eingesetzt
werden.
-
Der
Einsatz von Perfluoralkanen zur Erzeugung feiner Zellen ist aus
EP-A 0 351 614 bekannt.
-
Als
Starter iv) sind beispielsweise geeignet: Wasser, organische Dicarbonsäuren, aliphatische
und aromatische, gegebenenfalls N-mono-, N,N- und N,N'-dialkylsubstituierte
Diamine mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie z.B. gegebenenfalls
N-mono- und N,N-dialkylsubstituiertes Ethylendiamin, Diethylentriamin,
Triethylentetramin, 1,3-Propylendiamin, 1,3- bzw. 1,4-Butylendiamin,
1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- und 1,6-Hexamethylendiamin, Anilin, Phenylendiamine,
2,3-, 2,4-, 3,4- und 2,6-Toluylendiamin und 4,4'-, 2,4'- und 2,2'-Diamino-diphenylmethan.
-
Als
Katalysatoren v) sind die in der Polyurethanchemie bekannten Katalysatoren
geeignet, beispielsweise tertiäre
Amine, wie z.B. Triethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N-Methylmorpholin,
N,N'-Dimethylpiperazin,
2-(Dimethylaminoethoxy)-ethanol, Diazabicyclo-(2,2,2)-octan und ähnliche
sowie insbesondere organische Metallverbindungen wie Titansäureester,
Eisenverbindungen wie z.B. Eisen-(III)-acetylacetonat, Zinnverbindungen,
z.B. Zinndiacetat, Zinndioctoat, Zinndilaurat oder die Dialkylderivate
von Zinndialkylsalzen aliphatischer Carbonsäuren wie Dibutylzinndiacetat
und Dibutylzinndilaurat.
-
Als
Zellöffner
vi) sind beispielhaft polare Polyetherpolyole (Polyalkylenglykole)
zu nennen, das sind solche mit einem hohen Gehalt an Ethylenoxid
in der Kette, vorzugsweise von mindestens 50 Gew.-%. Diese wirken
durch Entmischung und Einfluss auf die Oberflächenspannung während der
Verschäumung
zellöffnend.
-
i)
bis vi) werden in den in der Polyurethanchemie üblichen Mengenverhältnissen
eingesetzt.
-
Als
Ausgangsmaterial zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
besonders geeignete Melamin-Schaumstoffe sind als solche bekannt.
Ihre Herstellung gelingt beispielsweise durch Verschäumung von
- vii) einem Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat,
das neben Formaldehyd weitere Carbonylverbindungen wie beispielsweise
Aldehyde einkondensiert enthalten können,
- viii) ein oder mehrere Treibmittel,
- ix) einen oder mehrere Emulgatoren,
- x) einen oder mehrere Härter.
-
Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate
vii) können
unmodifiziert sein, sie können
aber auch modifiziert sein, beispielsweise können bis zu 20 mol-% des Melamins
durch andere an sich bekannte Durolastbildner ersetzt sein, beispielsweise
alkylsubstituiertes Melamin, Harnstoff, Urethan, Carbonsäureamide,
Dicyandiamid, Guanidin, Sulfurylamid, Sulfonsäureamide, aliphatische Amine,
Phenol und Phenolderivate. Als weitere Carbonylverbindungen neben
Formaldehyd können
modifizierte Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate beispielsweise Acetaldehyd,
Trimethylolacetaldehy, Acrolein, Furfurol, Glyoxal, Phthaldialdehyd
und Terephthaldialdehyd einkondensiert enthalten.
-
Als
Treibmittel viii) kann man die gleichen Verbindungen einsetzen wie
unter iii) beschrieben.
-
Als
Emulgatoren ix) kann man übliche
nicht-ionogene, anionische, kationische oder betainische Tenside
einsetzen, insbesondere C12-C30-Alkylsulfonate,
bevorzugt C12-C18-Alkylsulfonate
und mehrfach ethoxylierte C10-C20-Alkylalkohole,
insbesondere der Formel R6-O(CH2-CH2-O)x-H, wobei R6 gewählt
wird aus C10-C20-Alkyl
und x beispielsweise eine ganze Zahl im Bereich von 5 bis 100 bedeuten
kann.
-
Als
Härter
x) kommen insbesondere saure Verbindungen in Frage, wie beispielsweise
anorganische Brønstedsäuren, z.B.
Schwefelsäure
oder Phosphorsäure,
organische Brønstedsäuren wie
beispielsweise Essigsäure
oder Ameisensäure,
Lewissäuren
und auch sogenannte latente Säuren.
-
Beispiele
für geeignete
Melamin-Schaumstoffe finden sich in EP-A 0 017 672.
-
Natürlich können als
Ausgangsmaterial eingesetzte Schaumstoffe (a) Additive und Zuschlagstoffe
enthalten, die in der Schaumstoffchemie üblich sind, beispielsweise
Antioxidantien, Flammschutzmittel, Füllstoffe, Farbmittel wie beispielsweise
Pigmente oder Farbstoffe und Biozide, beispielsweise
-
Weiterhin
geht man zur Ausübung
der vorliegenden Erfindung von mindestens einem bei Zimmertemperatur
festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen Polymerisat
(b) mit einem Molekulargewicht Mn im Bereich
von 1.000 bis 1.000.000 g/mol in geschmolzener oder vorzugsweise
gelöster
oder dispergierter Form aus, im Folgenden auch als bei Zimmertemperatur
festes Polymerisat (b) bezeichnet. Erfindungsgemäß eingesetztes bei Zimmertemperatur
festes Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen Polymerisat
(b) wird im Folgenden näher
beschrieben.
-
Vorstehend
charakterisierte offenzellige Schaumstoffe (a) kontaktiert man erfindungsgemäß mit mindestens
einem bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) mit einem Molekulargewicht Mn im
Bereich von 1.000 bis 1.000.000 g/mol, bevorzugt 1.500 bis 500.000
g/mol, besonders bevorzugt 2.000 bis 200.000 g/mol und ganz besonders
bevorzugt bis 50.000 g/mol in geschmolzener oder vorzugsweise gelöster oder
dispergierter Form.
-
Nach
dem erfindungsgemäßen Kontaktieren
enthalten erfindungsgemäß modifizierte
Schaumstoffe vorzugsweise im Bereich von 1 bis 2.500 Gew.-%, bevorzugt
10 bis 1.000 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des entsprechenden
unmodifizierten Schaumstoffs (a), mindestens ein filmbildendes Carboxylgruppen-haltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) mit einem Molekulargewicht Mn im
Bereich von 1.000 bis 1.000.000, bevorzugt 1.500 bis 500.000 g/mol,
besonders bevorzugt 2.000 bis 200.000 g/mol und ganz besonders bevorzugt
bis 50.000 g/mol.
-
Bei
erfindungsgemäß eingesetzten
bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppenhaltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisaten (b) handelt es sich um organische Polymerisate oder
Copolymerisate. Bei erfindungsgemäß eingesetzten bei Zimmertemperatur
festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen Polymerisaten
(b) kann es sich um Homopolymerisate oder Copolymerisate von ethylenisch
ungesättigten
Mono- oder Dicarbonsäuren
handeln.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei erfindungsgemäß eingesetzten
bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisaten (b) um organische Polymerisate, die von dem Material,
aus dem offenzelliger Schaumstoff (a) hergestellt ist, verschieden
sind.
-
Bei
erfindungsgemäß eingesetzten
bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppenhaltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisaten (b) kann es sich um Polymerisate mit einer Glasübergangstemperatur
Tg im Bereich von –50 bis 150°C, bevorzugt – 25 bis
120°C und
besonders bevorzugt – 20
bis 100°C
handeln.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei mindestens einem
bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) um ein Copolymerisat mindestens einer ethylenisch
ungesättigten
Carbonsäure,
gewählt
aus ethylenisch ungesättigten
Mono- und Dicarbonsäuren
und insbesondere um ein Copolymerisat von (Meth)acrylsäure.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei mindestens einem
bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) um ein Copolymerisat, das erhältlich ist durch Copolymerisation
von
- (A) Ethylen,
- (B) mindestens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure,
- (C) gegebenenfalls weiteren Comonomeren.
-
Besonders
bevorzugte bei Zimmertemperatur feste Carboxylgruppen-haltige und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltige
Polymerisate (b) seien im Folgenden näher beschrieben.
-
Besonders
bevorzugt handelt es sich bei bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigen und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) um Ethylencopolymerisate, welche als Comonomere
einpolymerisiert enthalten:
- (A) 60 bis 95 Gew.-%,
bevorzugt 65 bis 85 Gew.-% Ethylen und
- (B) 5 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 35 Gew.-% mindestens einer
ethylenisch ungesättigten
Carbonsäure
wobei
Angaben in Gew.-% auf gesamtes bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) bezogen sind.
-
Bevorzugt
handelt es sich bei mindestens einer ethylenisch ungesättigten
Carbonsäure
um eine Carbonsäure
der allgemeinen Formel I
-
Dabei
sind in Formel 1 die Reste wie folgt definiert:
R1 gewählt aus
Wasserstoff und
C1-C10-Alkyl,
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl,
tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl,
iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl,
n-Decyl; besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl;
R2 gewählt aus
Wasserstoff,
C1-C10-Alkyl,
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl,
tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl,
iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl,
n-Decyl; besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl,
iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl;
COOH, COOCH3,
COOC2H5,
-
Ganz
besonders bevorzugt ist R2 Wasserstoff und
R1 Wasserstoff oder Methyl.
-
Erfindungsgemäß als bei
bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) eingesetzte Ethylencopolymerisate können bis
zu 40 Gew.-%, bevorzugt bis zu 35 Gew.-%, bezogen jeweils auf die
Summe aus Ethylen und einpolymerisierter bzw. einpolymerisierten
ethylenisch ungesättigten
ethylenisch ungesättigten
Carbonsäure(n)
eines oder mehrerer weiterer Comonomere (C) einpolymerisiert enthalten,
beispielsweise
- – Vinyl-, Allyl und Methallylester
von C1-C10-Alkylcarbonsäuren bzw.
von Ameisensäure,
beispielsweise Vinylformiat, Vinylpropionat und insbesondere Vinylacetat,
- – einen
oder mehrere ethylenisch ungesättigte
Carbonsäureester,
bevorzugt der Formel II
R3 gewählt aus
C1-C10-Alkyl, wie
Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl,
tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl,
iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl,
n-Decyl; besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl,
iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl.
R4 gewählt aus
Wasserstoff,
C1-C10-Alkyl,
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl,
tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl,
iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl,
n-Decyl; besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl;
R5 gewählt aus
Wasserstoff,
C1-C10-Alkyl,
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl,
tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl,
iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl; besonders
bevorzugt C1-C4-Alkyl
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl
und tert.-Butyl; - – COOCH3,
COOC2H5,
weiterhin
- – vinylaromatische
Verbindungen wie beispielsweise α-Methylstyrol
und insbesondere Styrol,
- – Isobuten
und
- – α-Olefinen
wie beispielsweise CH2=CH-n-C16H33,CH2=CH-n-C18H37, CH2=CH-n-C20H41 und CH2=CH-n-C22H45
-
Ganz
besonders bevorzugt ist in Formel II R5 Wasserstoff
und R4 Wasserstoff oder Methyl.
-
Ganz
besonders bevorzugt ist in Formel II R5 Wasserstoff
und R4 Wasserstoff oder Methyl und R3 gewählt
aus Methyl, Ethyl, n-Butyl und 2-Ethylhexyl.
-
Vorstehend
beschriebene Ethylencopolymerisate von Ethylen und mindestens einer
ethylenisch ungesättigten
Carbonsäure
kann man vorteilhaft durch radikalisch initiierte Copolymerisation
unter Hochdruckbedingungen herstellen, beispielsweise in gerührten Hochdruckautoklaven
oder in Hochdruckrohrreaktoren. Die Herstellung in gerührten Hochdruckautoklaven
ist bevorzugt. Gerührte
Hochdruckautoklaven sind an sich bekannt, eine Beschreibung findet
man in Ullmann's
Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Auflage, Stichworte: Waxes,
Bd. A 28, S. 146 ff., Verlag Chemie Weinheim, Basel, Cambridge,
New York, Tokyo, 1996. Bei ihnen verhält sich überwiegend das Verhältnis Länge/Durchmesser
in Intervallen von 5:1 bis 30:1, bevorzugt 10:1 bis 20:1. Die gleichfalls
anwendbaren Hochdruckrohrreaktoren findet man ebenfalls in Ullmann's Encyclopedia of Industrial
Chemistry, 5. Auflage, Stichworte: Waxes, Bd. A 28, S. 146 ff.,
Verlag Chemie Weinheim, Basel, Cambridge, New York, Tokyo, 1996.
-
Geeignete
Druckbedingungen für
die Polymerisation sind 500 bis 4000 bar, bevorzugt 1500 bis 2500 bar.
Die Reaktionstemperaturen liegen im Bereich von 170 bis 300°C, bevorzugt
im Bereich von 200 bis 280°C.
-
Die
Copolymerisation kann man in Gegenwart eines Reglers durchführen. Als
Regler verwendet man beispielsweise Wasserstoff oder einen aliphatischen
Aldehyd oder ein aliphatisches Keton der allgemeinen Formel IV
oder Mischungen derselben.
-
Dabei
sind die Reste R6 und R7 gleich
oder verschieden und ausgewählt
aus
- – Wasserstoff;
- – C1-C6-Alkyl wie Methyl,
Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl,
iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl; C3-C12-Cycloalkyl wie Cyclopropyl, Cyclobutyl,
Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl,
Cycloundecyl und Cyclododecyl; bevorzugt sind Cyclopentyl, Cyclohexyl
und Cycloheptyl.
-
In
einer besonderen Ausführungsform
sind die Reste R6 und R7 miteinander
unter Bildung eines 4- bis 13-gliedrigen Rings kovalent verbunden.
So können
R6 und R7 beispielsweise
gemeinsam sein: -(CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6, -(CH2)7-, -CH(CH3)-CH2-CH2-CH(CH3)- oder -CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-.
-
Andere
gut geeignete Regler sind alkylaromatische Verbindungen, beispielsweise
Toluol, Ethylbenzol oder ein oder mehrere Isomere des Xylols. Bevorzugt
verzichtet man auf den Einsatz von Aldehyden und Ketonen der allgemeinen
Formel III als Regler. Besonders bevorzugt dosiert man keine weiteren
Regler mit Ausnahme der sogenannten Phlegmatisierer, die zur besseren
Handhabbarkeit organischen Peroxiden beigefügt werden können und ebenfalls die Funktion
eines Molekulargewichtsreglers haben können.
-
Als
Starter für
die radikalische Polymerisation können die üblichen Radikalstarter wie
beispielsweise organische Peroxide, Sauerstoff oder Azoverbindungen
eingesetzt werden. Auch Mischungen mehrerer Radikalstarter sind
geeignet.
-
Geeignete
Peroxide, ausgewählt
aus den kommerziell erhältlichen
Substanzen, sind beispielsweise
- – Didekanoylperoxid,
2,5-Dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexan, tert.-A-mylperoxy-2-ethylhexanoat,
Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxydiethylacetat,
tert.-Butylperoxydiethylisobutyrat, 1,4-Di(tert.-butylperoxycarbonyl)-cyclohexan
als Isomerengemisch, tert.-Butylperisononanoat 1,1-Di-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan,
1,1-Di(tert.-butylperoxy)-cyclohexan, tert.-Amylperoxypivalat, Methyl-isobutylketonperoxid,
tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,2-Di-tert.-butylperox)butan
oder tert.-Butylperoxacetat;
- – tert.-Butylperoxybenzoat,
Di-tert.-amylperoxid, Dicumylperoxid, die isomeren Di(tert.-butylperoxyisopropyl)benzole,
2,5-Dimethyl-2,5-di-tert.-butylperoxyhexan, tert.-Butylcumylperoxid,
2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)-hex-3-in, Di-tert.-butylperoxid, 1,3-Diisopropylbenzolmonohydroperoxid,
Cumolhydroperoxid oder tert.-Butylhydroperoxid; oder
- – dimere
oder trimere Ketonperoxide der allgemeinen Formel IV a bis IV c.
-
-
Dabei
sind die Reste R8 bis R13 gleich
oder verschieden und ausgewählt
aus
- – C1-C8-Alkyl wie Methyl,
Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, sec.-Butyl, iso-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, sec.-Pentyl, iso-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl; bevorzugt
lineares C1-C6-Alkyl
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, besonders
bevorzugt lineares C1-C4-Alkyl
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl oder n-Butyl, ganz besonders bevorzugt
ist Ethyl;
- – C6-C14-Aryl wie Phenyl,
1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 1-Anthryl, 2-Anthryl, 9-Anthryl, 1-Phenanthryl,
2-Phenanthryl, 3-Phenanthryl, 4-Phenanthryl und 9-Phenanthryl, bevorzugt
Phenyl, 1-Naphthyl und 2-Naphthyl, besonders bevorzugt Phenyl.
-
Peroxide
der allgemeinen Formeln IV a bis IV c sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
sind aus EP-A 0 813 550 bekannt.
-
Als
Peroxide sind Di-tert.-butylperoxid, tert.-Butylperoxypivalat, tert.-Butylperoxyisononanoat
oder Dibenzoylperoxid oder Gemische derselben besonders geeignet.
Als Azoverbindung sei Azobisisobutyronitril („AIBN") beispielhaft genannt. Radikalstarter
werden in für
Polymerisationen üblichen
Mengen dosiert.
-
Zahlreiche
kommerziell erhältliche
organische Peroxide werden mit sogenannten Phlegmatisierern versetzt,
bevor sie verkauft werden, um sie besser handhabbar zu machen. Als
Phlegmatisierer sind beispielsweise Weißöl oder Kohlenwasserstoffe wie
insbesondere Isododekan geeignet. Unter den Bedingungen der radikalischen
Hochdruckpolymerisation können
derartige Phlegmatisierer eine molekulargewichtsregelnde Wirkung
haben. Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll unter dem Einsatz
von Molekulargewichtsreglern der zusätzliche Einsatz weiterer Molekulargewichtsregler über den
Einsatz der Phlegmatisierer hinaus verstanden werden.
-
Das
Mengenverhältnis
der Comonomere Ethylen und ethylenisch ungesättigte Carbonsäure(n) bei
der Dosierung entspricht üblicherweise
nicht genau dem Verhältnis
der Einheiten in erfindungsgemäß eingesetztem
Copolymerisat mindestens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure als
bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppenhaltiges und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b), weil ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren im
Allgemeinen leichter eingebaut werden als Ethylen.
-
Die
Comonomere werden üblicherweise
gemeinsam oder getrennt dosiert.
-
Die
Comonomere können
in einem Kompressor auf den Polymerisationsdruck komprimiert werden.
In einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Monomeren zunächst
mit Hilfe einer Pumpe auf einen erhöhten Druck von beispielsweise
150 bis 400 bar, bevorzugt 200 bis 300 bar und insbesondere 250
bar gebracht und danach mit einem Kompressor auf den eigentlichen
Polymerisationsdruck.
-
Die
Copolymerisation kann wahlweise in Abwesenheit und in Anwesenheit
von Lösemitteln
durchgeführt
werden, wobei Mineralöle,
Weißöl und andere
Lösungsmittel,
die während
der Polymerisation im Reaktor zugegen sind und zum Phlegmatisieren
des oder der Radikalstarter verwendet wurden, im Sinne der vorliegenden
Erfindung nicht als Lösemittel
gelten.
-
In
einer Ausführungsform
führt man
die Copolymerisation in Abwesenheit von Lösemitteln durch.
-
Natürlich ist
es auch möglich,
erfindungsgemäß eingesetztes
Copolymerisat mindestens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure als
bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) so herzustellen, dass man zunächst Ethylen mit mindestens einem
ethylenisch ungesättigten
Carbonsäureester
der allgemeinen Formel II zu copolymerisieren und anschließend die
Estergruppen in einer polymeranalogen Umsetzung zu verseifen, beispielsweise
mit Kalilauge oder Natronlauge.
-
Andere
gut geeignete bei Zimmertemperatur feste Carboxylgruppen-haltige
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltige
Polymerisate sind beispielsweise gewählt aus
Styrol-Acrylnitril-C1-C10-Alkyl(meth)acrylat-Terpolymere,
Styrol-Butadien-n-Butylacrylat-Terpolymere,
Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymeriste,
vorzugsweise alternierende Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, die
partiell oder vollständig
hydrolysiert sein können,
(Meth)acrylsäure-α-Olefin-Copolymere,
wobei α-Olefine
wie oben stehend definiert sind,
Poly(meth)acrylsäure, Polymethyl(meth)acrylat.
-
Erfindungsgemäß kontaktiert
man offenzelligem Schaum (a) mit bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b), wobei bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) in geschmolzener oder vorzugs weise gelöster oder
dispergierter, insbesondere emulgierter Form vorliegen kann. Insbesondere
dann, wenn es sich bei bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppenhaltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) um ein Copolymerisat einer ethylenisch ungesättigten
Carbonsäure
handelt, ist es bevorzugt, bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) in gelöster
oder dispergierter, insbesondere emulgierter Form einzusetzen. Besonders
bevorzugt setzt man bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) in Wasser gelöst
oder dispergiert, insbesondere in Wasser emulgiert ein.
-
Das
Kontaktieren kann man beispielsweise bewerkstelligen durch Eintauchen
von offenzelligem Schaum (a) in bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b), durch Tränken
von offenzelligem Schaum (a) mit bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigem
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem
Polymerisat (b), durch vorzugsweise vollständiges Besprühen von
offenzelligem Schaum (a) mit bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b), oder durch Aufkalandrieren von bei Zimmertemperatur
festem Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen Polymerisat
(b) auf offenzelligen Schaum (a).
-
Wenn
man bei Zimmertemperatur festes Polymerisat (b) in Wasser gelöst oder
dispergiert einsetzt, kann man es in Form von wässrigen Formulierungen einsetzen,
die bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) enthalten.
-
Erfindungsgemäß eingesetzte
wässrige
Formulierungen, die bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) enthalten, enthalten vorzugsweise 0,05 bis 40 Gew.-%,
bevorzugt 10 bis 35 Gew.-% eines oder mehrerer bei Zimmertemperatur
festen Polymerisate (b), vorzugsweise in vollständig oder partiell neutralisierter
Form.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthalten erfindungsgemäß eingesetzte
wässrige
Formulierungen, die bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppenhaltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) enthalten, zum Zweck der partiellen oder vollständigen Neutralisation üblicherweise
eine oder mehrere basisch wirkende Substanzen, beispielsweise Hydroxide
und/oder Carbonate und/oder Hydrogencarbonate von Alkalimetallen,
Ammoniak, organische Amine wie beispielsweise Triethylamin, Diethylamin,
Ethylamin, Trimethylamin, Dimethylamin, Methylamin, Ethanolamin,
Diethanolamin, Triethanolamin, Methyldiethanolamin, n-Butyldiethanolamin,
N,N-Dimethylethanolamin. Bevorzugt enthalten erfindungsgemäß eingesetzte
wässrige
Formulierungen, die bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) enthalten, so viel basisch wirkende Substanz bzw.
basisch wirkende Substanzen, dass mindestens ein Viertel, bevorzugt
mindestens die Hälfte
der Carboxylgruppen des oder der bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisate (b) neutralisiert sind. Basisch wirkende Substanzen
kann man erfindungsgemäß eingesetzten
Formulierungen beispielsweise während
der Dispergierung oder dem Auflösen
von bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppenhaltigem und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltigem
Polymerisat (b) zusetzen.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthalten erfindungsgemäß eingesetzte
wässrige
Formulierungen, die bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppenhaltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) enthalten, so viel basisch wirkende Substanz bzw.
basisch wirkende Substanzen, dass die Carboxylgruppen des oder der
bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisate (b) quantitativ neutralisiert sind.
-
Erfindungsgemäß eingesetzte
wässrige
Formulierungen, die bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) enthalten, weisen üblicherweise einen basischen
pH-Wert auf, bestimmt beispielsweise nach DIN 19268. Bevorzugt sind
pH-Werte von 7,5 bis 14, besonders bevorzugt von 8 bis 10 und ganz
besonders bevorzugt von 8,5 bis 10.
-
Wünscht man
bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) in Lösung
einzusetzen, so kommen als Lösungsmittel
neben Wasser auch organische Lösungsmittel
in Betracht. Geeignete organische Lösungsmittel sind beispielsweise
aromatische
Kohlenwasserstoffe wie Toluol, ortho-Xylol, meta-Xylol, para-Xylol,
Ethylbenzol;
aliphatische Kohlenwasserstoffe wie n-Dodekan,
Isododekan (2,2,4,6,6-Pentamethylheptan), n-Tetradekan, n-Hexadekan,
n-Octadekan und Isomeren, einzeln oder im Gemisch, der vorstehend
genannten aliphatischen Kohlenwasserstoffe, inbesondere das als
Solvent-Naphtha im Handel befindliche Gemisch von verschiedenen C12-C18-Kohlenwasserstoffen;
Ether,
insbesondere cyclische Ether wie beispielsweise Tetrahydrofuran
(THF) und 1,4-Dioxan,
Gemische der vorstehend genannten aliphatischen
oder aromatischen Kohlenwasserstoffe mit 0,1 bis 10 Gew.-% Alkoholen
oder Ethern wie beispielsweise n-Hexanol, n-Octanol, n-Pentanol,
Tetrahydrofuran oder 1,4-Dioxan,
chlorierte Kohlenwasserstoffe
wie beispielsweise Chlorbenzol, ortho-Dichlorbenzol, meta-Dichlorbenzol.
-
Geeignete
Konzentrationen von bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppenhaltigem
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem
Polymerisat (b) in Lösungsmittel
bzw. Gemisch von Lösungsmitteln
sind beispielsweise 0,001 bis 75 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 28 Gew.-%.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man im Anschluss an das Kontaktieren
(a) und (b) aufeinander einwirken lassen, beispielsweise über einen
Zeitraum im Bereich von 1 Sekunde bis 24 Stunden, bevorzugt 5 Sekunden
bis 10 Stunden und besonders bevorzugt 10 Sekunden bis 6 Stunden.
-
In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
kontaktiert man offenzelligen Schaumstoff (a) und bei Zimmertemperatur
festes Carboxylgruppenhaltiges und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges Polymerisat
(b) bei Temperaturen im Bereich von 0°C bis 250°C, bevorzugt 5°C bis 190°C und besonders
bevorzugt 10 bis 165°C.
-
In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
kontaktiert man offenzelligen Schaumstoff (a) und bei Zimmertemperatur
festes Carboxylgruppenhaltiges und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges Polymerisat
(b) zunächst
bei Temperaturen im Bereich von 00°C bis 50°C und ändert danach die Temperatur,
beispielsweise erwärmt
man auf Temperaturen im Bereich von 60°C bis 250°C, bevorzugt von 65°C bis 180°C.
-
In
einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
kontaktiert man offenzelligen Schaumstoff (a) und bei Zimmertemperatur
festes Carboxylgruppen-haltiges und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges Polymerisat
(b) zunächst
bei Temperaturen im Bereich von 0°C
bis 120°C
und ändert danach
die Temperatur, beispielsweise erwärmt man auf Temperaturen im
Bereich von 30°C
bis 250°C,
bevorzugt von 125°C
bis 200°C.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wählt man
Lösungsmittel und
Temperaturführung
so, dass die meisten Strukturparameter von als Ausgangsmaterial
eingesetztem offenzelligen Schaumstoff (a) nicht wesentlich verändert werden.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wählt
man die Mengen der Einsatzstoffe offenzelligen Schaumstoff (a),
bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppen-haltiges und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) und gegebenenfalls Zuschlagstoffe (c) so, dass erfindungsgemäßes Produkt eine
deutlich höhere
Dichte hat als der betreffende als Einstoff eingesetzte offenzellige
Schaumstoff (a).
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung arbeitet man zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
bei Atmosphärendruck.
In einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung arbeitet man zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
unter erhöhtem
Druck, beispielsweise bei Drücken
im Bereich von 1,1 bar bis 10 bar. In einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung arbeitet man zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
unter erniedrigtem Druck, beispielsweise bei Drücken im Bereich von 0,1 mbar
bis 900 mbar, bevorzugt bis 100 mbar.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kontaktiert man offenzelligen Schaumstoff
(a) mit bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigem und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltigem Polymerisat
(b) so, dass bei Zimmertemperatur festes Polymerisat (b) möglichst
gleichmäßig in allen
Dimensionen über
offenzelligen Schaumstoff (a) verteilt wird. Geeignete Methoden
sind Methoden mit einem Auftragswirkungsgrad. Beispielhaft seien
genannt: vollständiges
Tränken,
Tauchen, Fluten, Trommeln, Aufspritzen wie z.B. Druckluftspritzen,
Airless-Spritzen, weiterhin Hochrotationszerstäubung, Beschichten, Aufrakeln, Aufkalandrieren,
Bestreichen, Aufrollen, Aufwischen, Walzen.
-
In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kontaktiert man offenzelligen Schaumstoff
(a) mit bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigem und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltigem
Polymerisat (b) so, dass man eine ungleichmäßige Verteilung von bei Zimmertemperatur
festem Carboxylgruppen-haltigem und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem Polymerisat
(b) auf offenzelligem Schaumstoff (a) bewirkt. So kann man in einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beispielsweise offenzelligen Schaumstoff
(a) mit bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigem und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltigem
Polymerisat (b) ungleichmäßig besprühen und
anschließendes
Einwirken lassen. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann man offenzelligen Schaumstoff (a) unvollständig mit
bei Zimmertemperatur festem Polymerisat (b) tränken. In einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man einen Teil von offenzelligem
Schaumstoff (a) einmal und einen anderen Teil von offenzelligem
Schaumstoff (a) mindestens zweimal mit bei Zimmertemperatur festem
Carboxylgruppen-haltigem und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem Polymerisat
(b) kontaktieren. In einer anderen Ausführungsform tränkt man
offenzelligen Schaumstoff (a) und spült die oberste Schicht mit
beispielsweise Wasser wieder sauber. Anschließend lässt man einwirken. Dadurch
beschichtet man offenzelligen Schaumstoff (a) im Kern; die äußere Oberfläche bleibt
unbeschichtet.
-
Wenn
man offenzelligen Schaumstoff (a) mit bei Zimmertemperatur festem
Carboxylgruppen-haltigem und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem Polymerisat
(b) so kontaktiert, dass man eine ungleichmäßige Verteilung von bei Zimmertemperatur
festem Carboxylgruppen-haltigem und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem Polymerisat
(b) auf offenzelligem Schaumstoff (a) bewirkt hat, so erreicht man
beispielsweise durch aufeinander einwirken lassen über einen
Zeitraum von 2 Minuten oder mehr, dass nicht nur die äußerste Schicht
von offenzelligem Schaumstoff (a) mit bei Zimmertemperatur festem
Carboxylgruppen-haltigem und/oder Carbonsäureestergruppenhaltigem Polymerisat
(b) kontaktiert wird.
-
Wenn
man offenzelligen Schaumstoff (a) mit bei Zimmertemperatur festem
Carboxylgruppen-haltigem und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem Polymerisat
(b) so kontaktiert, dass man eine ungleichmäßige Verteilung von bei Zimmertemperatur
festem Carboxylgruppen-haltigem und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem Polymerisat
(b) auf offenzelligem Schaumstoff (a) bewirkt hat, so kann erfindungsgemäß modifizierter
Schaumstoff über
seinen Querschnitt uneinheitliche mechanische Eigenschaften aufweisen.
So ist es beispielsweise möglich,
dass erfindungsgemäß an den
Stellen, an denen er mit größeren Anteilen
an mindestens einem bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) kontaktiert worden ist, härter ist als an den Stellen,
an denen er mit weniger bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) kontaktiert worden ist.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man im Anschluss an das Kontaktieren spülen, beispielsweise
mit einem oder mehreren Lösungsmitteln
und bevorzugt mit Wasser.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man im Anschluss an das Kontaktieren
und gegebenenfalls das Spülen
trocknen, beispielsweise mechanisch durch z. B. Auswringen oder
Kalandrieren, insbesondere durch Abquetschen durch zwei Rollen,
oder thermisch, beispielsweise in Mikrowellenöfen, Heißluftgebläsen oder in Trockenschränken, insbesondere
Vakuumtrockenschränken,
wobei man Trockenschränke
beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von 25 bis 10°C unter dem
Erweichungspunkt bzw. dem Schmelzpunkt von bei Zimmertemperatur
festem Carboxylgruppen-haltigem und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem Polymerisat
(b) betreiben kann. Unter Vakuum kann man im Zusammenhang mit Vakuumtrockenschränken einen
Druck beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 850 mbar verstehen.
-
Die
Zeit, die man für
gewünschtenfalls
durchgeführte
Trockenschritte aufwendet, gehören
definitionsgemäß nicht
zur Einwirkzeit im Sinne der vorliegenden Erfindung.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man thermisches Trocknen bewerkstelligen
durch Erwärmen
auf Temperaturen im Bereich von 20°C bis 150°C, beispielsweise über einen
Zeitraum von 10 Sekunden bis 20 Stunden. Bevorzugt erwärmt man
auf eine Temperatur, die mindestens 20°C über der Glasübergangstemperatur
von bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigem und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltigem
Polymerisat (b) liegt, bevorzugt auf eine Temperatur, die mindestens
30°C über der Glasübergangstemperatur
von eingesetztem bei Zimmertemperatur festem Polymerisat (b) liegt.
Vorzugsweise erwärmt
man auf eine Temperatur, die unter dem Schmelz- bzw. Tropfpunkt
von eingesetztem bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigem
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem
Polymerisat (b) liegt, beispielsweise mindestens 5°C unter dem
Schmelz- bzw. Tropfpunkt von eingesetztem bei Zimmertemperatur festem
Carboxylgruppen-haltigem und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem Polymerisat
(b).
-
Hat
man eine Mischung von mindestens zwei verschiedenen bei Zimmertemperatur
festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen Polymerisaten
(b) eingesetzt und wünscht
man thermisch zu trocknen, so erwärmt man auf eine Temperatur,
die mindestens 20°C,
bevorzugt mindestens 30°C über der
Glasübergangstemperatur
von demjenigen bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppenhaltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) liegt, das die höhere
Glasübergangstemperatur
aufweist. Hat man eine Mischung von mindestens zwei verschiedenen
bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisaten (b) eingesetzt und wünscht man thermisch zu trocknen,
so erwärmt
man vorzugsweise auf eine Temperatur, die unter dem Schmelz- bzw. Tropfpunkt
von sämtlichen
eingesetzten bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisaten (b) liegt, beispielsweise mindestens 5°C unter dem Schmelz-
bzw. Tropfpunkt von demjenigen bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b), das den niedrigsten Schmelz- bzw. Tropfpunkt aufweist.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man mindestens einen offenzelligen Schaumstoff
(a) nicht nur mit mindestens einem bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b), sondern auch mit mindestens einem Zuschlagstoff
(c) kontaktieren, gevrählt
aus Bioziden, wie beispielsweise Silberpartikeln oder monomeren
oder polymeren organischen Bioziden wie beispielsweise Phenoxyethanol,
Phenoxypropanol, Glyoxal, Thiadiazine, 2,4-Dichlorbenzylalkohole
und bevorzugt Isothiazolon-Derivate wie beispielsweise MIT (2-Methyl-3(2H)-isothiazolon),
CMIT (5-Chlor-2-methyl-3(2H)-isothiazolon), CIT (5-Chlor--3(2H)-isothiazolon),
BIT (1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on), weiterhin Copo lymere von N,N-Di-C1-C10-Alkyl-ω-amino-C2-C4-alkyl(meth)acrylat,
insbesondere Copolymere von Ethylen mit N,N-Di-Methyl-2-aminoethyl(meth)acrylat,
-
Festkörper, z.
B. abrasive Materialien wie beispielsweise Sand, Silikate mit einem
mittleren Partikeldurchmesser (Zahlenmittel) im Bereich von 1 μm bis 1 mm,
oder kolloidale Kieselsäure,
ein
oder mehrere Tenside, die anionisch, kationisch oder nicht-ionisch
sein können,
gelösten
Materialien als Bestandteile von bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigem
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigem
Polymerisat (b),
Aktivkohle,
Farbmitteln wie beispielsweise
Farbstoffen oder Pigmenten,
Riechstoffen wie beispielsweise
Parfüm,
Geruchsfänger, beispielsweise
Cyclodextrine, und
Mikrokapseln, gefüllt mit mindestens einem Wirkstoff
wie beispielsweise Pflegeöl,
einem oder mehreren Bioziden, Parfüm, Geruchsfänger, wobei Mikrokapseln im
Sinne der vorliegenden Erfindung beispielsweise sphärische innen
hohle Teilchen mit einem mittleren Außendurchmesser im Bereich von
1 bis 100 μm
sein können, die
beispielsweise aus Melamin-Formaldehydharz oder aus Polymethylmethacrylat
aufgebaut sein können.
-
Dazu
kann man beispielsweise so vorgehen, dass man mindestens einen offenzelligen
Schaumstoff (a) in verschiedenen Arbeitsgängen oder vorzugsweise gleichzeitig
mit mindestens einem bei Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) und mit mindestens einem Zuschlagstoff (c) kontaktiert.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man erfindungsgemäß eingesetzter
wässriger
Formulierung, die bei Zimmertemperatur festes Carboxylgruppenhaltiges
und/oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) enthält,
einen oder mehrere Zuschlagstoffe (c) zusetzen, beispielsweise in Anteilen
von 0 bis insgesamt 50 Gew.-%, bezogen auf (b), bevorzugt 0,001
bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 bis 25 Gew.-%, ganz besonders
bevorzugt 0,1 bis 20 Gew.-%.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind erfindungsgemäße modifizierte Schaumstoffe
bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte Schaumstoffe im wesentlichen offenzellige Schaumstoffe,
d.h. solche Schaumstoffe, in denen mindestens 50% aller Lamellen
offen sind, bevorzugt 60 bis 100% und besonders bevorzugt 65 bis
99,8%, bestimmt nach DIN ISO 4590.
-
Erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Schaumstoffe zeichnen sich durch insgesamt vorteilhafte Eigenschaften
aus. Sie zeigen verbesserte Putzleistung bzw. Reinigungswirkung,
gute Hyd rolysebeständigkeit,
verbesserte Säurebeständigkeit,
gute Schallabsorption und sind – beispielsweise
wenn man sie zur Herstellung von Putzmaterialien verwendet – besonders
haltbar. Sie verschmutzen sehr langsam. Eventuell verschmutzte erfindungsgemäße Schaumstoffe lassen
sich leicht zerstörungsfrei
reinigen. Weiterhin zeichnen sich erfindungsgemäß modifizierte Schaumstoffe
bzw. erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe durch hohe Beständigkeit
gegen Oxidantien, insbesondere gasförmige Oxidantien wie beispielsweise
Ozon und Sauerstoff aus.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man erfindungsgemäße modifizierte Schaumstoffe
so herstellen, dass man unmodifizierten offenzelligen Schaumstoff
(a) nicht nur mit mindestens einem Carboxylgruppen-haltigen oder
Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b) behandelt und gegebenenfalls mit mindestens einem
Zuschlagstoff (c), sondern zusätzlich
mit mindestens einem Vernetzer (d). Bevorzugte Vernetzer (d) werden
gewählt
aus Metallalkoholaten und mehrwertigen Epoxiden.
-
Als
Metallalkoholat sind ein oder mehrere Alkoholate von mehrwertigen
Metallen bevorzugt, bevorzugt von zwei- oder dreiwertigen Metallen,
besonders bevorzugt von dreiwertigen Metallen. Als zweiwertige Metalle seinen
beispielsweise genannt: Zn2+, Ca2+, Mg2+, Cu2+. Als dreiwertige Metalle seien beispielsweise
Fe3+, Cr3+, Ti3+, V3+ und ganz
besonders bevorzugt Al3+ genannt.
-
Als
Metallalkoholat kann man gemischte Alkoholate einsetzen wie beispielsweise
gemischte Ethanolate/Methanolate oder auch Mischungen von verschiedenen
Alkoholaten wie beispielsweise Mischungen von Ethanolaten und Methanolaten
oder Ethanolaten und Isopropylaten. Vorzugsweise setzt man jedoch
reine Alkoholate ein.
-
Als
Metallalkoholat kann man Metallalkanolate einsetzen wie beispielsweise
Metallmethanolate, Metallethanolate, Isopropylate, Metall-tert.-butylate,
außerdem
Metallphenolate und insbesondere Metallenolate. Vorzugsweise sind
Metallalkoholate von solchen Alkoholen abgeleitet, die einen Siedepunkt
bei Zimmertemperatur von bis zu 150°C aufweisen. Ganz besonders
bevorzugt sind Enolate der allgemeinen Formel III
wobei die Variablen wie folgt
definiert sind:
M
+n ist ein Kation
eines n-wertigen Metalls, beispielsweise Na
+,
K
+, bevorzugt Ca
2+,
Mg
2+, Fe
3+, Cr
3+, Ti
3+, V
3+ und ganz besonders bevorzugt Al
3+,
n ist eine ganze Zahl im Bereich
von 1 bis 4, bevorzugt 2 bis 3 und ganz besonders bevorzugt 3,
R
15 Wasserstoff oder Methyl,
R
14, R
16 verschieden
oder vorzugsweise gleich und gewählt
aus C
1-C
4-Alkyl
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl,
insbesondere Methyl;
Phenyl,
C
1-C
6-Alkoxy wie Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy,
iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy,
sec.-Butoxy, tert.-Butoxy, n-Pentoxy, iso-Pentoxy, n-Hexoxy und
iso-Hexoxy, bevorzugt
Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy und n-Butoxy und besonders bevorzugt
Ethoxy.
-
Ganz
besonders bevorzugt sind R14 und R16 gleich und Methyl.
-
Bevorzugt
setzt man Vernetzer (d) und insbesondere Metallalkoholat in einem
oder mehreren Lösungsmitteln
ein. Als Lösungsmittel
für Vernetzer
(d) sind insbesondere aprotische organische Lösungsmittel geeignet. Besonders
gut geeignet sind cyclische und nicht-cyclische Ether, beispielsweise
Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan, Tetrahydropyran, Diisopropylether,
Di-n-Butylether und Mischungen der vorstehend genannten Lösungsmittel,
ganz besonders Tetrahydrofuran.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung setzt man im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%
Metallalkoholat ein, bezogen auf Carboxylgruppen-haltiges oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b), bevorzugt 2 bis 5 Gew.-%.
-
In
einer speziellen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man so vorgehen, dass man Metallalkoholat
und Carboxylgruppen-haltiges Polymerisat (b) in solchen Mengen einsetzt,
dass das Molverhältnis
von COOH-Gruppen aus Carboxylgruppen-haltigem Polymerisat (b)zu
Metallkation im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 6 beträgt.
-
In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mischt man zunächst Carboxylgruppen-haltiges
oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) mit Metallalkoholat und versetzt anschließend mit
einem oder mehreren der oben genannten Lösungsmitteln, wobei die Mengenverhältnisse
wie oben genannt sein können.
-
Anschließend verdampft
man das oder die Lösungsmittel
langsam, beispielsweise bei Zimmertemperatur oder bei leicht erhöhter Temperatur
wie beispielsweise 30 oder 35°C.
Während
das oder die Lösungsmittel
verdampfen, bildet sich ein homogen aussehender Film aus.
-
Um
die Verdampfung zu erleichtern, kann man unter vermindertem Druck
arbeiten, beispielsweise bei Drücken
im Bereich von 100 bis 990 mbar.
-
Erfindungsgemäß behandelt
man den Verdampfungsrückstand
anschließend
thermisch.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man den Verdampfungsrückstand
5 bis 48 Stunden, bevorzugt 12 bis 36 Stunden bei einer Temperatur
im Bereich von 45 bis 130°C,
bevorzugt 60 bis 120°C
lagern.
-
In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann man den Verdampfungsrückstand stufenweise
erwärmen.
So kann man beispielsweise zunächst
auf 70 bis 90°C
erwärmen,
anschließend
lagert man für
1 bis 5 Stunden bei 70 bis 90°C,
und danach erwärmt
man auf 110 bis 130° und
lagert weitere 1 bis 5 Stunden.
-
Es
wird vermutet, ohne dass einer bestimmten Theorie der Vorzug gegeben
werden soll, dass sich mindestens zwei Säurereste, die zu verschiedenen
Molekülen
von Carboxylgruppen-haltigem Polymerisat (b) gehören, in deprotonierter Form
an ein mehrwertiges Metallkation anlagern.
-
In
einer anderen Ausführungsform
vermischt man Carboxylgruppen-haltiges oder Carbonsäureestergruppen-haltiges
Polymerisat (b) mit einem oder mehreren mehrwertigen Epoxiden und
mindestens einem Lösungsmittel,
die wie oben stehend gewählt
sein können.
-
Als
mehrwertige Epoxide sind beispielsweise dendrimere Epoxide mit mindestens
zwei Epoxidgruppen denkbar, weiterhin hyperverzweigte Polymere mit
mindestens zwei Epoxidgruppen, wobei sich sogenannte hyperverzweigte
Polymere von Dendrimeren durch ihre molekulare Uneinheitlichkeit
unterscheiden, siehe beispielsweise Nachrichten aus Chemie, Technik
und Laboratorium, 2002, 50, 1218.
-
Als
mehrwertige Epoxide sind insbesondere mehrwertige Epoxide der allgemeinen
Formel VI geeignet:
in denen A wie folgt gewählt werden
kann:
C
1-C
20-Alkylen,
unsubstituiert oder substituiert mit einer oder mehreren C
1-C
4-Alkylgruppen, einer
oder mehrerer C
6-C
14-Arylgruppen,
einer oder mehreren OH-Gruppen,
die mit C
1-C
6-Alkanol
oder Glycidylalkohol verethert sein können, wobei ein oder mehrere
nicht-benachbarte C-Atome auch durch Sauerstoff ersetzt sein können; bevorzugt
sind -CH
2-, -CH
2-CH
2-, -(CH
2)
3-, -(CH
2)
4-, -(CH
2)
5-, -(CH
2)
6-, -(CH
2)
10-, -(CH
2)
20-,
-CH(CH
3)-,
-CH(C
2H
5)-, -CH(C
6H
5)-, -CH(OH)-,
-[CH(OH)]
2-, -CH(OCH
3)-,
-CH(OC
2H
5)-, -CH(O-Gylcidyl)-;
-O-(CH
2)
2-O-, -O-(CH
2)
4-O-, -[O-(CH
2)
2]
2-O-,
-[O-(CH
2)
2]
3-O-, -[O-(CH
2)
2]
4-O-, C
4-C
10-Cycloalkylen,
beispielsweise cis- oder trans-1,3-Cyclobutylen, cis- oder trans-1,3-Cyclopentylen,
cis- oder trans-1,4-Cyclohexylen,
C
6-C
14-Arylen, beispielsweise meta-Phenylen,
para-Phenylen, 4,4'-Bipenylen
Stickstoff, substituiert
mit C
1-C
10-Alkyl
wie beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl,
iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl,
1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl,
n-Octyl, 2-Ethylhexyl, n-Nonyl, n-Decyl; besonders bevorzugt C
1-C
4-Alkyl wie Methyl,
Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und
tert.-Butyl, insbesondere Methyl;
Stickstoff, substituiert
mit C
6-C
14-Aryl,
das seinerseits substituiert sein kann mit einer oder mehreren C
1-C
4-Alkylgruppen,
einer oder mehrerer C
6-C
14-Arylgruppen, einer
oder mehreren OH-Gruppen, die die mit C
1-C
6-Alkanol oder Glycidylalkohol verethert
sein können.
-
Besonders
bevorzugt eingesetzte mehrwertige Epoxide entsprechen den Formeln
VI a bis VI h
-
Zur
Herstellung von Materialien zur Stofftrennung gibt man beispielsweise
mehrwertiges Epoxid und Ethylencopolymer in solchen Mengen zusammen,
dass das Molverhältnis
von COOH-Gruppen aus Ethylencopolymer zu Epoxidgruppen im Bereich
von 100:1 bis 1:1 liegt, bevorzugt 30:1 bis 10:1.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung löst
man Carboxylgruppenhaltiges oder Carbonsäureestergruppen-haltiges Polymerisat
(b) und mehrwertiges Epoxid in mindestens einem Lösungsmittel,
vorzugsweise THF. Man lässt
das oder die Lösungsmittel
verdampfen. Man behandelt anschließend thermisch bei Temperaturen
im Bereich von 70 bis 150°C,
bevorzugt von 90 bis 120°C,
und erhält
eine spezielle Ausführungsform
von erfindungsgemäßem modifiziertem
Schaumstoff.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
von erfindungsgemäßen modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen bzw. von erfindungsgemäß modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen zur Herstellung von
Putzmaterialien
wie beispielsweise Putzschwämmen,
Bürsten,
Reinigungstüchern
oder Putzgranulat,
Filtern wie beispielsweise Luftfiltern,
Teichfiltern, Aquarienfiltern, Wasserfiltern, oder auch als Matrix
für keramische
Filter,
Luftbefeuchtern, Wasserverteilern,
Verpackungselementen,
insbesondere für
schlag- oder wasserempfindliche Güter,
Schallschutzelementen,
Gebäudeisolierungen,
insbesondere Dachisolierungen und Wandisolierungen.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung von Putzmaterialien unter Verwendung von erfindungsgemäßen modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen bzw. von erfindungsgemäß modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zu Herstellung von Filtern unter Verwendung
von erfindungsgemäßen modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen bzw. von erfindungsgemäß modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Luftbefeuchtern
unter Verwendung von erfindungsgemäßen modifizierten offenzelligen
Schaumstoffen bzw. von erfindungsgemäß modifizierten offenzelligen
Schaumstoffen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist ein Verfahren zur Herstellung von Wasserverteilern unter Verwendung
von erfindungsgemäßen modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen bzw. von erfindungsgemäß modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungselementen
unter Verwendung von erfindungsgemäßen modifizierten offenzelligen
Schaumstoffen bzw. von erfindungsgemäß modifizierten offenzelligen
Schaumstoffen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist ein Verfahren zur Herstellung von Schallschutzelementen unter
Verwendung von erfindungsgemäßen modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen bzw. von erfindungsgemäß modifizierten
offenzelligen Schaumstoffen. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Gebäudeisolierungen
unter Verwendung von erfindungsgemäßen modifizierten offenzelligen
Schaumstoffen bzw. von erfindungsgemäß modifizierten offenzelligen
Schaumstoffen.
-
Wünscht man
erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe zur Herstellung von Filtern zu verwenden, so sind Schlauchfilter
und Martices von keramischen Filtern bevorzugt. Wünscht man
erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe zur Herstellung von Automobilteilen zu verwenden, sind
insbesondere Belüftungseinheiten
bevorzugt.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Putzmaterialien,
Filter, Luftbefeuchter, Wasserverteiler, Verpackungselemente, Schallschutzelemente
und Ge bäudeisolierungen,
hergestellt unter Verwendung von bzw. enthaltend erfindungsgemäße modifizierte
offenzellige Schaumstoffen bzw. erfindungsgemäß modifizierte offenzellige
Schaumstoffe.
-
Man
kann erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe beispielsweise mechanisch mit anderen Materialien verbinden,
beispielsweise mit Stielen, Grundkörpern für beispielsweise Besen und
Bürsten,
mit Textilien, Leder, Polyurethan oder Holz.
-
Die
Erfindung wird durch Arbeitsbeispiele erläutert.
-
Arbeitsbeispiele
-
I. Herstellung eines bei
Zimmertemperatur festen Carboxylgruppen-haltigen und/oder Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b.1) in dispergierter Form
-
I.1. Herstellung eines
bei Zimmertemperatur festen Copolymerisats von Methacrylsäure
-
In
einem Hochdruckautoklaven, wie er in der Literatur beschrieben ist
(M. Buback et al., Chem. Ing. Tech. 1994, 66, 510), wurden Ethylen
und Methacrylsäure
copolymerisiert. Dazu wurde Ethylen (12,3 kg/h) unter dem Reaktionsdruck
von 1700 bar in den Autoklaven eingespeist. Getrennt davon wurden
1,04 l/h Methacrylsäure
zunächst
auf einen Zwischendruck von 260 bar verdichtet und anschließend unter
dem Reaktionsdruck von 1700 bar eingespeist. Getrennt davon wurde
2 l/h einer Initiatorlösung,
bestehend aus tert.-Amylperoxypivalat (0,13 mol·l–1 in
Isododekan), unter dem Reaktionsdruck von 1700 bar in den Autoklaven
eingespeist. Die Reaktionstemperatur betrug 220°C. Man erhielt 3,4 kg/h Ethylencopolymer
(b.1) mit den folgenden Eigenschaften: 26,2 Gew.-% Methacrylsäure, 73,8
Gew.-% Ethylen, Schmelzbereich 75 – 85°C, gemessen nach DIN 51007,
p 0,9613 g/cm3, MFI 10,5 g/10 min, gemessen
bei 120°C
und einer Belastung von 325 g nach DIN 53735, Säurezahl 170,5 mg KOH/g (bestimmt
nach ES ISO 3682).
-
Der
Gehalt an Ethylen und Methacrylsäure
im Ethylencopolymerwachs wurde NMR-spektroskopisch bzw. durch Titration
(Säurezahl)
bestimmt. Die Säurezahl
des Ethylencopolymerwachses wurde titrimetrisch nach DIN 53402 bestimmt.
Der KOH-Verbrauch
korrespondiert mit dem Methacrylsäure-Gehalt im Ethylencopolymerwachs.
-
I.2. Herstellung einer
wässrigen
Dispersion von bei Zimmertemperatur festem Carboxylgruppen-haltigen und/oder
Carbonsäureestergruppen-haltigen
Polymerisat (b.1)
-
I.2.1 Herstellung einer
wässrigen
Dispersion D1
-
In
einem 2-Liter-Rührkessel
mit Ankerrührer
und Rückflusskühler wurden
250 g Ethylencopolymer (b.1) nach Beispiel I.1, 34 g 25 Gew.-% wässrige Ammoniaklösung und
716 ml entionisiertes Wasser vorgelegt. Man erwärmte unter Rühren auf
95°C und
rührte
drei Stunden bei 95°C
nach. Man erhielt wässrige
Dispersion D1 mit einem pH-Wert von 8,5. Der Feststoffgehalt von
D1 betrug 25,3 Gew.-%.
-
I.2.2 Herstellung einer
wässrigen
Dispersion D2
-
In
einem 2-Liter-Rührkessel
mit Ankerrührer
und Rückflusskühler wurden
206,8g Ethylencopolymer (b.1) nach Beispiel I.1, 34,9 g N,N-Dimethylethanolamin
und 758,3 ml entionisiertes Wasser vorgelegt. Man erwärmte unter
Rühren
auf 95°C
und rührte
drei Stunden bei 95°C
nach. Man erhielt wässrige
Dispersion D2 mit einem pH-Wert von 8,5. Der Feststoffgehalt von
D2 betrug 21 Gew.-%.
-
I.2.3 Herstellung von
verdünnten
wässrigen
Dispersionen
-
Dispersion
D1 bzw. D2 wurden mit entionisiertem Wasser bei Zimmertemperatur
jeweils auf Feststoffgehalte von 10%, 5%, 2% und 1 % verdünnt. Man
erhielt die verdünnten
wässrigen
Dispersionen D1.10, D1.05, D1.02 und D1.01 bzw. D2.10, D2.05, D2.02
und D2.01.
-
II. Darstellung eines
erfindungsgemäßen modifizierten
Schaumstoffs
-
II.1 Darstellung von unmodifiziertem
Schaumstoff (a)
-
In
einem offenen Gefäß wurde
ein sprühgetrocknetes
Melamin/Formaldehyd-Vorkondensat (Molverhältnis 1:3, Molekulargewicht
etwa 500) zu einer wässerigen
Lösung
mit 3 Gew.-% Ameisensäure
und 1,5 % des Natriumsalzes eines Gemisches von Alkylsulfonaten
mit 12 bis 18 C-Atomen im Alkylrest (Emulgator K 30 der Fa. Bayer
AG), wobei die Prozentzahlen auf das Melamin/Formaldehyd-Vorkondensat
bezogen sind, gegeben. Die Konzentration des Melamin/Formaldehyd-Vorkondensats,
bezogen auf die gesamte Mischung aus Melamin/Formaldehyd-Vorkondensat
und Wasser, betrug 74%. Die so erhältliche Mischung wurde kräftig gerührt, dann
wurden 20% n-Pentan zugegeben. Es wurde so lange (etwa 3 min lang)
weitergerührt,
bis eine homogen aussehende Dispersion entstand. Diese wurde auf
ein teflonisiertes Glasgewebe als Trägermaterial aufgerakelt und
in einem Trockenschrank, in dem eine Lufttemperatur von 150°C herrschte,
aufgeschäumt
und gehärtet.
Dabei stellte sich als Massetemperatur im Schaumstoff die Siedetemperatur
des n-Pentans ein, die unter diesen Bedingungen bei 37,0 °C liegt.
Nach 7 bis 8 min war die maximale Steighöhe des Schaumstoffs erreicht.
Der Schaumstoff wurde noch weitere 10 min bei 150 °C im Trockenschrank
belassen; anschließend wurde
er 30 min lang bei 180" C
getempert. Man erhielt unmodifizierten Schaumstoff (a.1).
-
II.2 Darstellung von erfindungsgemäßen modifizierten
Schaumstoffen S1
-
Es
wurden am unmodifizierten Schaumstoff (a.1) aus Beispiel II.1 die
folgenden Eigenschaften ermittelt:
99,6% offenzellig nach DIN
ISO 4590,
Stauchhärte
(40%) 1,3 kPa bestimmt nach DIN 53577,
Dichte 10,0 kg/m3 bestimmt nach EN ISO 845,
mittlerer
Porendurchmesser 210 μm,
bestimmt durch Auswertung mikroskopischer Aufnahmen an Schnitten,
BET-Oberfläche von
6,4 m2/g, bestimmt nach DIN 66131,
Schallabsorption
von 93 %, bestimmt nach DIN 52215,
Schallabsorption von mehr
als 0,9, bestimmt nach DIN 52212.
-
Man
schnitt unmodifizierten Schaumstoff (a.1) aus Beispiel II.1 zu Schaumstoffquadern
mit den Abmessungen 9 cm·4
cm·4
cm. Die Schaumstoffquader wogen im Bereich von 1,20 bis 1,33 g.
Anschließend
kontaktierte man mit wässriger
Dispersion D1.10, indem man je einen Schaumstoffquader vollständig in
die wässrige
Dispersion D1.10 tauchte und 10 Sekunden mit wässriger Dispersion D1.10 bedeckt
ließ.
Anschließend entnahm
man die Schaumstoffquader aus der betreffenden wässrigen Dispersion und quetschte überschüssige wässrige Dispersion
ab, indem man durch zwei sich gegenläufig drehende Walzen führte, die
einen Durchmesser von 150 mm und einen Abstand von 5 mm aufwiesen
und sich mit einer Geschwindigkeit von 32 Umdrehungen/min drehten.
-
Danach
trocknete man über
einen Zeitraum von 10 Stunden bei 60°C im Trockenschrank. Man erhielt erfindungsgemäßen modifizierten
Schaumstoff S1.10.
-
II.3 Darstellung von weiteren
erfindungsgemäßen modifizierten
Schaumstoffen
-
Das
Experiment gemäß II.2 wurde
wiederholt, jedoch verwendete man jeweils Dispersion gemäß Tabelle
1. Man erhielt erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe.
-
Tabelle
1: Erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe
-
III. Verwendung von erfindungsgemäßen modifizierten
Schaumstoffen und nicht modifizierten Schaumstoffen als Putzschwämme
-
Erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe und unmodifizierter Schaumstoff wurden jeweils als Putzschwämme verwendet.
-
Man
feuchtete erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe und unmodifizierten Schaumstoff jeweils mit Wasser
an.
-
Man
putzte über
einen Zeitraum von 2 Minuten manuell je etwa 1 m2 einer
gestrichenen Gipskartonwand (rau), die mit Streifen von Gummiabrieb,
Schuhcreme und Altöl
verschmutzt war, mit je einem der erfindungsgemäßen modifizierten Schaumstoffe
aus II.2 bzw. II.3 und mit unmodifiziertem Schaumstoff gemäß III.1.
Man erhielt geputzte Wände
gemäß Tabelle
2, bei denen die Putzqualität
auf optischen Eindruck beurteilt wurden. Weiterhin wurde die Formstabilität der Putzschwämme optisch
beurteilt.
-
Tabelle
2: Unmodifizierter Schaumstoff (a.1) aus II.1, erfindungsgemäße modifizierte
Schaumstoffe und ihre Verwendung als Putzschwämme