DE1061508B - Verfahren zur Herstellung von weichmacherhaltigen Schaumstoffen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 061

ANMELDETAG:

B EKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:

kl. 39 b 22/06

INTERNAT. KL. C 08 f

13.APRIL 1957

16. JULI 1959 7. JANUAR 1960

stimmt Oberein mit auslegeschrift

1 061 508 (D 25397 IV b / 391))

Es sind schon zahlreiche Verfahren beschrieben worden, um Schaumkunststoffe herzustellen, wobei jedoch nur einzelne dieser Verfahren für eine technische Ausführung in Frage kommen. So beschreibt z. B. die USA.-Patentschrift 2 666 036 ein Verfahren, bei dem das mit einem Weichmacher versetzte Mischpolymerisat zu einer Paste verrührt, mit Kohlendioxyd oder Distickstoffmonoxyd unter Druck gesättigt und der beim Entspannen entstehende Schaum anschließend durch Wärmebehandlung bei 105 bis 110° C gelatiniert wird. In der französischen Patentschrift 1118248 wird auch die zusätzliche Verwendung eines schnell rotierenden, gekühlten Mischaggregates beschrieben, welches weitere unter Druck nicht absorbierte große Gasblasen in Form von feinen Bläschen in der Pastenmasse mechanisch dispergiert. Die in der USA.-Patentschrift genannten Gase werden wegen ihrer verhältnismäßig guten Löslichkeit in den überwiegend gebräuchlichen Weichmachern verwendet, obwohl ihre Permeabilität größer ist als die von Stickstoff oder Luft.

Obwohl diese Verfahren wirtschaftlich von großem Vorteil sind, weisen sie selbst wie auch die so hergestellten Produkte doch wesentliche Mängel auf, die durch die Verwendung solcher Gase,, wie Kohlendioxyd und Distickstoffmonoxyd, auftreten. In der Praxis muß mit Trockeneiserzeugern zur Herstellung von flüssigem Kohlendioxyd und Ammoniaktiefkühlanlagen gearbeitet werden, um Produkte von niedriger Dichte zu erhalten. Außer der Kostspieligkeit dieses Verfahrens ergeben sich dabei nebenher besondere Schwierigkeiten, die zu lösen sind.

Es ist nun allgemein bekannt, daß die Schäume, welche Stickstoff oder Luft enthalten, wesentlich beständiger sind als solche, die mit Kohlendioxyd und anderen Gasen im unterkritischen Zustand gefüllt sind. Dies trifft auch für noch nicht gelatinierte Polyvinylchlorid-Weichmacher-Schäume zu. Es wäre auch erwünscht, Stickstoff und Luft bei der Herstellung von Schaumkunststoffen aus Polyvinylchlorid zu verwenden, weil einerseits die Permeabilität der Kunststoffe — vor allem, wenn sie geschlossene Zellen oder nach außen abgeschlossene Zellverbände aus mehreren offenen Einzelzellen aufweisen"— für Stickstoff und Luft viel kleiner ist als für die in der USA.-Patentschrift erwähnten Gase und andererseits der Teildruck z. B. des Stickstoffs in der Luft den Teildruck aller anderen Gase übertrifft, womit ein Erschlaffen und Schrumpfen verlangsamt wird.

Nun ist aber die Löslichkeit von idealen Gasen in organischen Lösungsmitteln und damit in den bis jetzt beschriebenen Weichmachern der Polyvinylchloridpasten sehr begrenzt, so hat z. B. Stickstoff einen um Zehnerpotenzen kleineren Absorptionskoeffizienten als Verfahren zur Herstellung von weichmacherhaltigen Schaumstoffen

Patentiert für:

Dynamit -Actien - Gesellschaft vormals Alfred Nobel & Co.,

Troisdorf (Bez. Köln)

Dr. Otto Fuchs, Oberlar bei Troisdorf (Bez. Köln), ist als Erfinder genannt worden

Kohlendioxyd und Distickstoffmonoxyd. Es kann für die technische Anwendung des in der USA.-Patentschrift angegebenen Verfahrens also praktisch , nur Kohlendioxyd in Frage kommen, wobei die mangelnde Schaumbeständigkeit durch den Aufbau einer besonderen, unter genau einzuhaltenden Bedingungen aufgebauten Gelstruktur zu beheben versucht wird, und zwar in dem genannten Fall durch Zusatz von AIuminiumstearat.

. Bei Benutzung von Stickstoff oder Luft erhält man mit Polyvinylchloridpasten, welche die üblicherweise benutzten Weichmacher enthalten, keine beständigen oder langlebigen Schäume, sondern es tritt bei der Entspannung unter Phasentrennung eine mehr oder weniger spontane Entmischung der unter Druck gelösten Gase ein.

Aus diesem Grunde arbeitete man bisher bei Benutzung von Stickstoff so, daß man außer der Sättigung auch die Gelatinierung in geschlossenen Hochdruckformen unter hohem Stickstoffdruck durchführte. Nach dem Abkühlen der gelatinierten Masse wird erst in einer zweiten Verarbeitungsstufe der eingeschlossene Stickstoff durch nochmaliges Aufwärmen zur Expansion gebracht. Bei diesem Verfahren erfordert die diskontinuierliche Arbeitsweise einen großen apparativen Aufwand an Hochdruckformen, Pressen usw., so daß es dem amerikanischen Verfahren unterlegen ist.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß bereits bekannte organische Ester, die Sulfosäuregruppen enthalten und Weichmacherwirkung besitzen, besonders geeignete Verbindungen mit weit besseren Lösungseigenschaften für Stickstoff und Luft darstellen als die bis jetzt in den bekannten Verfahren verwendeten Weichmacher, so daß hierdurch söhr be-

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ständige Schäume aus Polyvinylchlorid hergestellt werden können.

Diese Weichmacher zeigen außer dem verhältnismäßig guten Lösungsvermögen für Luft und Stickstoff noch die nicht zu erwartende, aber besonders wichtige Eigenschaft, daß sie sehr leicht übersättigte Gaslösungen bilden. Das unter Druck im Weichmacher aufgenommene Gas wird beim Entspannen nicht plötzlich abgegeben, sondern nur sehr langsam wieder frei, so daß sich äußerst stabile und langlebige Schäume bilden. Diese besondere Eigenschaft läßt sich weiterhin dahingehend ausnutzen, daß man wunschgemäß Schaumstoffe sowohl mit offenen Zellen als auch mit überwiegend geschlossenen Zellen herzustellen in der Lage ist, je nachdem, ob man den Übersättigungszustand vor dem Gelatinieren unter Schaumbildung vollständig aufhebt oder die mit Gas übersättigte Paste erst während des Gelatinierens durch die Wärmeeinwirkung zur überwiegenden Abgabe des Gases bringt. ao

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Weichmacher sind Paraffinsulfonsäurephenylester und -kresylester mit Alkylgruppen von 10 bis 18 C-Atomen, die in der Technik gelegentlich bereits benutzt werden.

Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren besteht somit darin, daß man vorgenannte weichmachende organische Sutfosäureester mit Polyvinylchlorid oder Mischpolymerisaten des Vinylchlorids zu einer Paste anteigt, mit Stickstoff oder Luft unter Druck sättigt und den beim Entspannen entstehenden sehr beständigen Schaum durch Wärmeeinwirkung gelatiniert.,Je nach Menge des Weichmachers und dem angewandten Gasdruck kann man aus überwiegend offenen oder überwiegend geschlossenen Poren bestehende Polyvinylchlorid-Schaumstoffe verschiedenster Dichte erzeugen. Der nach diesem Verfahren entstehende steife Schaum hat winzige Blasen, besitzt eine große Beständigkeit und bedarf keines Zusatzes von Aluminiumstearat oder anderen Gelstützsubstanzen, um ihn während der Gelatinierung am Zusammenfallen zu hindern. Zusätze, die bei der Verarbeitung von Polyvinylchlorid in der Technik üblich sind, können natürlich der Paste zugegeben werden, so z. B. Füllkörper, Pigmente, Stabilisatoren u. dgl. Als sehr vorteilhaft hat sich der Zusatz von submikroskopisch feinverteilter Kieselsäure erwiesen, die den Griff des Fertigproduktes verbessert und die Schaumbeständigkeit zumindest nicht verschlechtert. Es ist möglich, den genannten Paraffinsulfosäureestern noch¹ geringe Mengen (weniger als 40%) anderer bekannter Weichmacher, wie z. B. Dibutylphthallat usw., hinzuzusetzen, um die Viskosität der nicht gelatinierten Paste zu vermindern. In diesem Falle geht aber die Aufnahmemöglichkeit für Stickstoff oder Luft zurück, und der entstehende Schaum wird etwas kurzlebiger, wie dies nach dem Prinzip der Erfindung zu erwarten ist. Da die Viskosität der Paste für den Entspannungsvorgang von Bedeutung ist, soll sich die vorliegende Erfindung nicht auf die Anwendung der Paraffmsulfosäureester allein beschränken, sondern auch eine geringe Verdünnung durch andere Weichmacher mitbeansprucht werden, aber mit der Einschränkung, daß erfindungsgemäß der verwendete Weichmacher zum größeren Teil aus Paraffinsulfosäurephenylester oder -kresylester bestehen muß.

Die Wärmebeständigkeit der nicht gelatinierten Schäume läßt sich durch Zusatz organophiler, Thixotropie erzeugender Mittel noch weiter verbessern.

Während nach dem USA.-Patent 2 666 036 vornehmlich mit Mischpolymerisaten, die bei 100 bis 110° C gelatinieren, gearbeitet wird, läßt sich nach dem hier beschriebenen Verfahren ein Schaum aus reinem Polyvinylchlorid, das hohe Gelatinierungstemperaturen erfordert, erzeugen. Für die zur Schaumbildung als Ausgangsmaterial dienende Paste soll ein Polyvinylchlorid mit möglichst kleiner Teilchengröße verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herstellung von weichmacherhaltigen Schaumstoffen aus Pasten von Polyvinylchlorid oder Mischpolymerisaten des Vinylchlorids durch Sättigen mit Gas unter Druck und druckloser Gelatinierung des entspannten Schaumes, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckgas Stickstoff oder Luft und als an sich bekannte Weichmacher Alkylsulfosäurephenylester oder -kresylester verwendet werden, die im Alkylrest 10 bis 18 Kohlenstoff atome enthalten, wobei diese Weichmacher gegebenenfalls noch kleinere Mengen anderer Weichmacher enthalten können.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschrift Nr. 763 928.

   ©909 577/435 7.59 (909 686/350 12.59)