DE1275351B - Verfahren zur Herstellung von mit Latex gebundenen Asbestfaserbahnen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

D 21h

Deutsche Kl.: 5Sf-11/10

Nummer: 1275 351

Aktenzeichen: P 12 75 351.4-45 (U 10198)

Anmeldetag: 15. Oktober 1963

Auslegetag: 14. August 1968

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für die Herstellung von im Holländer gesättigten Asbestfaserbahnmaterialien. Die Erfindung betrifft im besonderen die Herstellung von aus wäßriger Aufschlämmung abgeschiedenen Faserbahnen, bei welchen die einzelnen Fasern mit einem Niederschlag eines synthetischen Kautschuks überzogen werden, während die Fasern in einer wäßrigen Suspension sind. Die besondere Verbesserung gemäß der Erfindung richtet sich auf die Verwendung von Poly- ίο meren mit hohem Molekulargewicht, die Carboxylgruppen als einen Bestandteil des Latexsystems enthalten, um die Ausfällung des synthetischen Kautschuks auf den Fasern zu kontrollieren.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von mit Latex gebundenen Asbestfaserbahnen durch Zugabe der Latexemulsion zum Faserstoffbrei, mit dem kennzeichnenden Merkmal, daß zu einer Aufschlämmung von Asbestfasermaterial in Wasser ein synthetischer La- so tex hinzugegeben wird, wobei der Latex aus einer Mischung von einerseits ungefähr 97 bis 60% eines Butadien-Styrol-Kautschuk-Mischpolymerisates oder Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisates oder Neopren und andererseits entsprechend ungefähr 3 bis 40% eines carboxylierten Kautschukpolymerisates besteht, worauf anschließend die Mischung aus Aufschlämmung und Latex zur Bildung einer gebundenen Asbestfaserbahn entwässert wird.

Es wurde bereits vorgeschlagen, daß man gemäß der deutschen Patentschrift 1240 383 zur Herstellung von Asbestpapier auf nassem Wege eine wäßrige Dispersion eines Mischpolymerisats aus einem Alkylvinyläther mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylsubstituenten mit Maleinsäureanhydrid verwendete. Dieses Polymerisat weist zwar Carboxylgruppen auf, vermag jedoch dem Asbestpapier nicht solche Eigenschaften zu verleihen, wie sie nur mit Latex erzielt werden können.

Der Stand der Technik lehrt, daß die Zugabe eines synthetischen Kautschuklatex zu Asbestfaseraufschlämmungen normalerweise die sofortige Koagulierung des Kautschuks in dem synthetischen Latex ergibt. Diese sofortige Koagulierung des Kautschuks ergibt ein starkes Zusammenklumpen der Fasern, wobei ein Material erhalten wird, das für die Herstellung von Bahnmaterialien vollkommen ungeeignet ist. Die fertigen Bahnmaterialien sind durch schlechte Verteilung des Kautschukbindemittels und niedrige physikalische Festigkeit gekennzeichnet.

Die vorzeitige Koaguilerung des Latex wurde der Anwesenheit von metallischen Ionen in der wäß-Verf ahren zur Herstellung von mit Latex
gebundenen Asbestfaserbahnen

Anmelder:

Uniroyal, Inc., New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. R. Poschenrieder

und Dr. E. Boettner, Patentanwälte,

8000 München 80, Lucile-Grahn-Str. 38

Als Erfinder benannt:

Bernhard Judd Eisenberg, New Haven, Conn.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 26. November 1962
(240 148)

rigen Aufschlämmung der Fasern zugeschrieben. Wenn Asbest in einer wäßrigen Aufschlämmung bewegt wird, wird angenommen, daß Magnesiumionen von den Asbestfasern freigegeben werden und daß auch geringere Mengen Eisen- und Aluminiumionen freigegeben werden. Es wird weiter angenommen, daß diese Ionen in genügender Menge vorhanden sind, um die Stabilität der Latizes bei der Zugabe des Latex zu den Asbestfasern zu beeinflussen.

Frühere Verfahren haben versucht, dieses Problem der vorzeitigen Koagulierung durch Zugabe von Cheliermitteln oder Sequestermitteln, z. B. Natriumcitrat, zu der Aufschlämmung vor der Zugabe des Latex zu lösen. Das Chelier- oder Sequestermittel dient dazu, die freien Ionen zu binden, und ermöglicht es, daß der Latex gleichmäßig auf den Fasern niedergeschlagen wird. Auch war es hierbei gemäß der deutschen Auslegeschrift 1103 122 erforderlich, bei Stoffdichten von höchstens 2°/o zu arbeiten und den Stoff heftig mit einem Gas zu durchwirbeln, bevor und während eine stabilisierte Kautschukemulsion langsam zugesetzt wurde.

Die Verwendung der vorliegenden carboxylierten Latizes bietet gegenüber den Chelier- und Sequestermitteln in der Kontrolle der Latexausfällung eine Anzahl von Vorteilen. Bei den Latizes gemäß der Erfindung ist es nicht mehr notwendig, Cheliermittel oder andere stabilisierende Mittel hinzuzugeben, und die Kosten für diese Mittel werden erspart. Die Latizes gemäß der Erfindung werden auch ein Teil des fertigen Produktes zum Unterschied von den

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Cheliermitteln, welche in Lösung bleiben und kein Methacrylsäure im Verhältnis von 63 :35 :2 enthält, Teil des Fertigproduktes werden, aber die Kosten und ein carboxyliertes Styrol-Butadien-Mischpolymedes Fertigproduktes erhöhen. risat. Andere Polymerisate aus Styrol-Butadien-

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die ge- Polycarbonsäure, wie das Terpolymerisat aus Styrol, trennte Zugabe von Chelier- oder Sequestermittel 5 Butadien und Maleinsäure, können ebenfalls verwennicht mehr nötig. Die erfindungsgemäß verwendeten det werden. Der bevorzugte Latex, der eine Carbcarboxylierten Polymeren vermeiden vorzeitige oxylgruppe enthält, ist der Terpolymerisatlatex aus Koagulierung des Latex, ohne daß die Nachteile ver- Butadien-Styrol-Itaconsäure. Das Polymerisat, welursacht werden, die den Chelier- oder Sequester- dies Carboxylgruppen enthält, wird im folgenden als mitteln des Standes der Technik anhaften. io carboxyliertes Polymer bezeichnet. Der übliche Latex

Es ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, ein kann ein Kautschuk-Mischpolymerisat aus Styrol und neues Verfahren zu schaffen für die Herstellung von Butadien oder aus Acrylnitril und Butadien entaus wäßrigem Schlamm abgeschiedenen, mit Kau- halten oder kann ein Neoprenlatex sein. Alle obigen tschuk gebundenem Bahnenmaterial aus Asbestfasern Latizes können auch Emulgatoren, Antioxydantien mit anderen Fasern. 15 und andere Modifiziermittel und Zusätze, wie sie

Es ist ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfin- dem Fachmann bekannt sind, enthalten, dung, ein verbessertes Verfahren für die Herstellung Die Menge des carboxylierten Latex, die nötig ist,

von aus wäßrigem Schlamm abgeschiedenen, mit um die Latexabscheidung zu kontrollieren, variiert je Kautschuk gebundenen Bahnen aus Asbestfasern zu nach der Konsistenz der Faseraufschlämmung und, schaffen, bei welchen die vorzeitige Koagulierung des 20 in einem geringen Grad, mit der Größe der Faser-Latex durch die Verwendung eines carboxylierten strukturen. Die Größe der Faserstrukturen ist Latex kontrolliert wird und wobei ein verbessertes wiederum abhängig von der Größe der ursprüngmit Kautschuk gebundenes Bahnenmaterial nach liehen Fasern und der Raffinationszeit oder dem Bediesem Verfahren erzeugt wird. handlungsgrad der Faser im Holländer. Erhöhung

Im allgemeinen ist das Verfahren zur Herstellung 25 der Faserkonsistenz oder der Raffinationszeit oder von mit Kautschuk gebundenen Faserbahnprodukten des Grades der Behandlung im Holländer der Faser wie folgt. Die Asbestfasern werden zuerst mit Wasser ergibt normalerweise eine Erhöhung der geringsten in einen Holländer gebracht und darin eine Zeitlang erforderlichen Menge an carboxyliertem Latex, bewegt. Der Holländer dient dazu, die vorhandenen Wenn die zwei obenerwähnten Latizes in den begroßen Faserbündel aufzubrechen, die Fasern zu 30 vorzugten Mengenverhältnissen (wenn Faserauftrennen, und kann auch die Fasergröße verringern, schlämmungen mit ungefähr 1,0% Konsistenz verwenn dies erwünscht ist. Die Faserbündel können wendet werden) von 3,0 bis 20% carboxylierten auch durch andere Mittel, wie durch eine Jordan- Polymerlatex und 97 bis 80% üblichen Latex kombi-Kegelstoffmühle, aufgebracht werden. Das Gut wird niert werden, so sind keine chemischen Substanzen dann in einen Schlämmebehälter übergeführt, in 35 notwendig, um die Ausfällung des Kautschuks oder welchem der Latex hinzugegeben und auf den Fasern die Größe der überzogenen Faserstrukturen oder die niedergeschlagen wird. Der Latex kann auch in dem Geschwindigkeit der Wasserentfernung während der Holländer, dem Behälter für das Gut oder unmittel- Bahnenherstellung zu kontrollieren. Bei Erhöhung bar vor der Flügelpumpe der Papiermaschine hinzu- der Menge des carboxylierten Polymers nimmt die gegeben werden. Im allgemeinen wird der Schlämme- 40 Größe der überzogenen Faserstrukturen ab. Wenn behälter für die Latexzugabe vorgezogen. Der mehr als 20% des carboxylierten Polymers in der Schlämmebehälter soll mit geeigneten Mitteln zum Mischung der Latizes mit einer Faserkonsistenz von Rühren des Materials in dem Behälter versehen sein. 1% vorhanden sind, so wirkt die Mischung, als Nach Zugabe des synthetischen Latex wird die Auf- wenn nur das carboxylierte Polymer vorhanden wäre, schlämmung von überzogenen Fasern einer üblichen 45 Wenn mit höheren Faserkonsistenzen gearbeitet Papiermaschine, wie einem Fourdriniersieb oder wird, z. B. mit 4 %, so wurde gefunden, daß die zwei einer Rundsiebpappenmaschine, zugeführt, wo die Latizes, der carboxylierte Polymerlatex und der Aufschlämmung entwässert und das Bahnenmaterial nicht carboxylierte Polymerlatex in dem bevorzugten gebildet wird, Mengenverhältnis von 30% carboxyliertem Polymerin der folgenden Beschreibung der Erfindung be- 5° latex und 70 % üblichem, nicht carboxyliertem Latex ziehen sich alle Prozentangaben, Mengenverhältnisse kombiniert werden sollen. Diese Menge an carb- und Materialmaße auf das Gewicht der Materialien, oxyliertem Polymer ist die geringste Menge, die erwenn nichts anderes angegeben ist. forderlich ist, um vorzeitige Koagulierung zu verhin-

In dem erfindungsgemäßen Verfahren enthält der dem. Die Erhöhung der Menge des carboxylierten verwendete Latex einen kleineren Anteil eines hoch- 55 Latex über 40% erhöht die Zeit, die für die Auspolymeren Latex, der Carboxylgruppen enthält und fällung des Latex erforderlich ist, obwohl dabei einen größeren Anteil von üblichem synthetischem wenig oder gar keine Wirkung auf die Größe der Latex. Der Latex kann auch, aber weniger bevorzugt, Faserstrukturen erhalten wird, als Kautschukbestandteil nur ein Polymerisat mit Die vorliegende Erfindung ermöglicht es auch, daß

hohem Molekulargewicht enthalten, welches Carb- 60 die Größe der überzogenen Faserstrukturen ohne die oxylgruppen enthält. Das Kautschukpolymerisat, Verwendung eines Fällmittels, wie Calciumchlorid welches Carboxylgruppen enthält, kann eines der oder Aluminiumsulfat, reguliert wird. Durch die folgenden sein: Butadien-Styrol-Itaconsäure-Terpoly- Kontrolle des Verhältnisses von carboxyliertem merisat, z.B. das Terpolymerisat, das ungefähr Polymerlatex zu nicht carboxyliertem Polymerlatex 45 Teile Butadien, 50 Teile Styrol und 1 bis 5 Teile 65 kann die Größe der überzogenen Faserstrukturen Itaconsäure enthält; ein Latexpolymerisat, welches ohne die Zugabe eines Fällmittels kontrolliert wer-Styrol, Butadien und Methacrylsäure enthält, z. B; den. Die Größe der überzogenen Faserstrukturen das Terpolymerisat, welches Styrol, Butadien und kann ohne zusätzliche Fällmittel reguliert werden,

wenn weniger als 15 % carboxyliertes Polymer in dem System vorhanden sind, wenn eine Faseraufschlämmung mit 1% Konsistenz verwendet wird. Bei einer Faserauf schlämmung von 4% Konsistenz tritt kein merkbarer Vorteil ein, wenn ein Fällmittel hinzugegeben wird, bis die Menge an carboxyliertem Polymer 40% übersteigt. Bei diesen hohen Konzentrationen an carboxyliertem Polymer wird die Geschwindigkeit des Niederschiagens langsamer, so daß ein Fällmittel erwünscht ist. Ein Fällmittel kann jedoch selbst in Fällen verwendet werden, bei denen der carboxylierte Latex in weniger als den angegebenen Mengen vorhanden ist. Wenn ein Fällmittel verwendet wird, so kann es zu dem System entweder vor oder nach der Latexzugabe hinzugegeben werden. Das Fällmittel soll langsam und in verdünnten Lösungen hinzugegeben werden, um sehr schnelles ausflocken zu verhindern. Die Mengen dieser Mittel, die hinzugegeben werden, hängen von der Art der gewünschten überzogenen Faserstrukturen ab.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele, die zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung gegeben werden, im einzelnen beschrieben.

Beispiel I

800 g Asbest mit 4% Konsistenz in Wasser werden in einem Valley-Holländer 40 Minuten bewegt. 510 g dieser Aufschlämmung werden in einen 3-1-Becher übergeführt und zu l°/o Konsistenz verdünnt. Die erhaltene Aufschlämmung wird mit 120 Umdrehungen pro Minute in einem Lightning-Mischer gerührt. Ein Latexsystem, welches 5 % eines Kautschuk-Terpolymerisates von Butadien-Styrol-Itaconsäure und 95% eines Butadien-Styrol-Kautschuk-Mischpolymerisates enthält, wird zu der Aufschlämmung in einer Menge von 15 Gewichtsprozent der Fasermenge, bezogen auf den Trockengehalt, hinzugegeben und gerührt, bis die wäßrige Faser frei von Latex geworden ist.

Die Mischung aus Latex und Aufschlämmung wird dann entwässert, indem die Mischung in eine übliche Papiermaschine eingeführt wird. Die gebundene Faserbahn, die durch dieses Verfahren erhalten wurde, war in ihren physikalischen Eigenschaften, einschließlich der Gleichmäßigkeit des Bindemittels auf der Faser, gleich einer gemäß dem Stand der Technik gebundenen Faserbahn, die durch ein Verfahren hergestellt wurde, bei welchem Natriumeitrat als Cheliermittel verwendet wurde. Es trat keine vorzeitige Koagulierung des Latexsystems ein.

Beispiel II

Eine Asbestfaseraufschlämmung mit der Konsistenz 4,0 % wurde im Beispiel I hergestellt. Zu der Aufschlämmung mit 4,0% Konsistenz wird ein Latexsystem hinzugegeben, das aus 30 Teilen Styrol-Butadien-Itaconsäure-Kautschuk-Terpolymerisat und 70 Teilen Styrol-Butadien-Kautschuk-Mischpolymerisat besteht. Die Mischung aus Aufschlämmung und Latex wird dann wie im Beispiel I entwässert. Es trat keine vorzeitige Koagulierung des Latex ein, und die Struktur des Bahnenmaterials war vollkommen einheitlich.

Beispiele III—VI

Die folgende Tabelle zeigt die Wirkung verschiedener Mischpolymerisate und Terpolymerisate auf die Ausfälleigenschaften von Asbestfasern. Die Asbestaufschlämmung, die in den Beispielen der Tabelle verwendet wurde, wurde auf die Art von Beispiel I hergestellt. Die Aufschlämmung enthielt 20,6 g Trockenfasern und wurde zu 1% Konsistenz verdünnt. Die behandelte Faseraufschlämmung wurde mit der üblichen Papiermaschine abgeschieden. Die Spalte mit der Überschrift »Struktur« zeigt die Wirksamkeit des besonderen Latexsystems für die Kontrolle der Latex- und Fasernabscheidung. Der Ausdruck »Standard« zeigt, daß das Latex-Fasernas System mit solcher Geschwindigkeit ausgeschieden wurde, daß der Latex gleichmäßig auf den Fasern abgeschieden war. Der Ausdruck »Klumpen« zeigt, daß vorzeitige Koagulierung des Latex eintrat und die erhaltene Faserbahn nicht gleichmäßig war. Der Ausdruck »klein« gibt an, daß die mit Latex gebundenen Faserstrukturen fein waren und die für die Abscheidung erforderliche Zeit länger war als im Fall von »Standard«. Die Ausdrücke »Klumpen« und »klein« sind Extreme in der Latexabscheidung.

Ein gemäß der Erfindung beanspruchtes Mengenverhältnis von carboxyliertem Latex zu nicht carboxyliertem zwischen den Verhältnismengen der Beispiele V und VI würde ein Latexsystem ergeben, in welchem die Abscheidung des Latex ohne die Verwendung eines Chelier- oder Sequestermittels kontrolliert werden konnte.

Die Tabelle zeigt, daß mit annähernd 15% Gesamtlatexfestteilen, bezogen auf die Trockenfaser, gute Faserstrukturen durch ein Sättigungsverfahren im Holländer ohne die Zugabe von Sequester- oder Cheliermitteln hergestellt werden können, um die Latexabscheidung zu kontrollieren. Erwünschte mit Latex überzogene Faserstrukturen können erhalten werden, wenn die Menge des carboxylierten PoIymerisats so reguliert wird, daß genügend carboxyliertes Polymerisat vorhanden ist, um das Klumpen der Fasern zu verhindern, und das carboxylierte Polymerisat ist nicht im Überschuß vorhanden, um kleine Faserstrukturen und langsames Entwässern der mit Latex überzogenen Fasern zu verursachen.

	Latizes	Anteil des	Struktur
Beispiel		carboxylierten Latex
	Styrol-Butadien-Itaconsäure-Terpolymerisat (50:45:5)	am Gesamtlatex	Standard
III	Styrol-Butadien-Polymerisat (50:50)	7,5%
	Carboxyliertes Styrol-Butadien-Polymerisat *)		Standard
IV	Styrol-Butadien-Polymerisat (50:50)	7,5%
	Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat (66: 34) (Vergleich!)		Klumpen
V	Styrol-Butadien-Itaconsäure-Terpolymerisat (50:45:5)	0%	klein
VI	Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat (66:34)	15%

*) Ein im Handel als »D-630« bezeichnetes Produkt der Dow Chemical Comp.

Die Produkte gemäß der Erfindung können für die gleichen Zwecke wie eine übliche mit Latex gebundene Faserbahn verwendet werden, d. h. als Unterlagematerial für Fußbodenbedeckungen, Dichtungsmaterialien und in der Herstellung von geschichteten Produkten.

Die Fertigprodukte können auch durch Prägen nachbehandelt oder mit einem Harz, wie ein Vinylpolymerisat, überzogen werden. Das Produkt kann auch vulkanisiert werden, um den Kautschuk zu vulkanisieren.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mit Latex gebundenen Asbestfaserbahnen durch Zugabe der Latexemulsion zum Faserstoffbrei, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer Aufschlämmung von Asbestfasermaterial in Wasser ein synthetischer Latex hinzugegeben wird, wobei der ^ao Latex aus einer Mischung von einerseits ungefähr 97 bis 60% eines Butadien-Styrol-Kautschuk-Mischpolymerisates oder Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisates oder Neopren und andererseits entsprechend ungefähr 3 bis 40 °/o eines carboxylierten Kautschukpolymerisates besteht, worauf anschließend die Mischung aus Aufschlämmung und Latex zur Bildung einer gebundenen Asbestfaserbahn entwässert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als carboxyliertes Polymerisat ein carboxyliertes Styrol-Butadien-Mischpolymerisat oder ein Terpolymerisat aus Styrol, Butadien und Polycarbonsäure eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Terpolymerisat ein Butadien-Styrol-Itaconsäure-Terpolymerisat oder ein Butadien-Styrol-Methacrylsäure-Terpolymerisat eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Latex einer Mischung von ungefähr 97 bis 80% des Butadien-Styrol-Mischpolymerisates oder Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisates oder Neopren und entsprechend 3 bis 20% des carboxylierten Kautschukpolymerisates eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufschlämmung der Asbestfasermaterialien mit einer Konsistenz von 1 bis 4% verwendet wird, wobei das carboxylierte Kautschukpolymerisat in einer Menge von ungefähr 3 bis 15% des Gesamtkautschukpolymerisates bei einer Faserkonsistenz von 1% und einer Menge von ungefähr 30 bis 40 Gewichtsprozent des Gesamtpolymerisates bei einer Faserkonsistenz von 4% eingesetzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1240 383;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1103 122,1191 683; französische Patentschrift Nr. 1327 637;
USA.-Patentschriften Nr. 3 017 291, 3 026 217.

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