DE1544894A1

DE1544894A1 - Verfahren zur Verstaerkung und Erhoehung der Haerte von synthetischen und natuerlichen,elastischen Schaum- und Schwamm-Materialien

Info

Publication number: DE1544894A1
Application number: DE19651544894
Authority: DE
Inventors: Sinn Dr Gustav; Willi Kost
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1965-01-16
Filing date: 1965-01-16
Publication date: 1969-07-10
Also published as: FR1463369A; GB1076130A

Description

Verfahren zur Verstärkung und Erhöhung der Härte von synthetischen und natürlichen, elastischen Schaum-und Schwamm-Materialien Bei elastischen Schäumen (z. B. Latzxechaum aus natürlichem oder synthetischem Latex, Schwammgummi, Polyester-und Polyätherschaum, Weich-Polyvinylchlorid-Schaum u. a.) läßt sich die Härte des Schaumes meist nur durch die Veränderung des spezifischen Gewichtes während des Herstellungsverfahrens einstellen. Die Hdrte kann bekanntlich ferner dadurch erhöht werden, daß man dem Schaum bei einem bestimmt eingestellten epezifischen Gewicht Füllstoffe zueetzt. Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Reißfestigkeit und Dehnungsfähigkeit und auch die Elastizität der Schäume vermindert wird. Man kann auch einen fertigen Schaum mit einer Dispersion aus Stärke oder Füllstoffen, wie z. B. Kieselsäure, imprägnieren.
Hierbei haften die Fullstoffe nach dem Trocknen an den Zellwänden und ergeben somit die gewUnsehte Erhöhung der Härte.
Nachteilig ist jedoch, daB sie nur eine schwache Bindung zur Oberfläche der Poren ausbilden. Deshalb loden sich nach einer gewissen Anzahl von Stauchungen, wie sie in der Praxis immer vorkommen, die hdrtenden FUlletoffe von der Porenwandung, so daß der Schaum nach einer mehr oder weniger kurzen Gebrauchszeit seine Härte wieder verliert.
Es wurde nun ein Verfahren zur Erhdhung der Hdrte von elastinchen Schäumen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, da8 man einen elastischen Schaum mit einer Mischung aus einem reaktive Gruppen enthaltenden Polymerlatex, einer wässrigen kolloidalen Ldeung von Kieselsäure und einem Vernetzungs-bzw. Vulkanisationamittel behandelt.
Nach diesem Verfahren können grundsätzlich alle elastischen und weichen Schaumstoffe-behandelt werden, wenn sie offene Poren besitzen. Es können mit gleichem Erfolg z. B. Polyätherund Polyesterschäume, Schäume aus Naturlatex oder Syntheselatex, aber auch z. B. Naturschäume dem Verfahren der Erfindung unterworfen werden.
Die fUr das Verfahren der. Erfindung verwendeten PolymeriBatlatices mit reaktiven Gruppen sind bevorzugt solche, die Methacrylsäure enthalten. Besonders bewährt haben sich Laticea aus Polymerisaten etwa folgender Zusammensetzung : 60 bis 70-% Butadien, 0 bis 36 % Styrol, 0 bis 36 % Acrylnitril und 4 bis 5 % Methacrylsäure. Die Prozentangaben sind Gewichtsprozent.
Höhere Methacrylsäureanteile innerhalb des angegebenen Bereich liefern härtere und elastischere Schäume, so daß man bevorzugt einen Latex mit 15 % Methacrylsäure einsetzt.
Waaerige kolloidale Lösungen von Kieselsäure sind an sich bekannt. Man verwendet bevorzugt solche, die 20 bis 30 % Siliciumdioxyd und 70 bis 80 % Wasser, gegebenenfalls mit stabilisierenden Zusätzen, enthalten. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn diese kolloidalen Lösungen BET-Werte zwischen 100 und 200, entsprechend Si02-TeilchengröBen zwischen ungefähr 0,01 und 0,3, haben.
Die Mischungen aus dem Latex und der kolloidalen Kieselsäure-Lösung kdnnen durch Zusammenfügen der beiden Substanzen hergestellt werden. Es empfiehlt sich, Mischungen zu verwenden, in denen das Gewichtsverhältnis von trockenem Siliciumdioxyd zum Feststoffgehalt des Latex etwa zwischen 1 : 2 und 2 : 1 liegt.
Vorzugsweise werden ungefähr gleiche Gewichtsmengen benutzt.
Die Latices mit reaktiven Gruppen ergeben beim Auftrocknen auf den Schaumetoff Filme, die auf der Porenoberfläche des Schaums sehr fest haften und verbinden die ihnen zugemischte kolloidale Kieselsäure fest und homogen mit dem Schaumstoff. Die auf den Schaumstoff aufgebrachte Schicht blättert auch nach mehreren hunderttausend Stauchungen nicht ab, so daß die erzielte Härte des Schaums auch bei langem Gebrauch erhalten bleibt. Es ist erforderlich, den Polymerisatlatices vor dem Aufbringen auf den Schaumstoff ein Vernetzungs-bzw. Vulkanisationsmittel zuzusetzen, damit der auf der Schaumóberfliche entstehende Film nicht klebt. Vorzugsweise verwendet man als Vernetzer Zinkoxyd, denn die erfindungsgemäB verwendeten Latices vernetzen mit Zinkoxyd bereits bei etwa 10 bis 30°C vulkanisationeartig.
Das Verfahren kann-90 durchgefUhrt werden, daß man einen Schaumkörper in die Mischung aus Latex und kolloidaler Kieselsäure taucht, den Schaumstoff abpreßt und trocknen läßt. Das Eintauchen und Trocknen erfolgt im allgemeinen bei 10 bis 30°C, jedoch kann auch bei höheren Temperaturen bis etwa 85°C gearbeitet werden. Es ist auch möglich, nicht den ganzen Sohaumkörper, sondern nur Teile, z. B. seine Kantenzuversteifen.
Zu diesem Zweck trägt man die Mischung aus Latex und kolloidaler Kieselsäure auf die zu verfestigenden Teile des Schaumkörpers auf, beispielsweise durch Aufstreichen mit einem Pinsel oder Aufsprühen mit der Spritzpistole und läßt den Körper dann an der Luft trocknen.
Beispiel 1 333, 3 g einer wässrigen kolloidalen Kieselsäurelösung, die 30 Gewichtsprozent SiO-enthdlt und 28Sp g eines Polymerlatex, enthaltend 35, Gewichtsprozent Feststoff, werden bei 20°C unter Rühren zusammengefUgt. Der Feststoff des Latex ist aus 60 Gewichtsprozent Butadien, 20 Gewichtsprozent Styrol, 5 Gewichtsprozent Acrylnitril und 15 Gewichtsprozent Methacryleäure aufgebaut. Die erhaltene Lösung enthdlt Kieselsäure und die Feststoffe des Latex im Gewichtsverhältnis 1 : 1 und insgesamt 32,5% Feststoff. 619, 3 g dieser Ldsuhg werden mit 47, 3 g Water verdtnnt, so daß die Bbsung noch insgesamt 30 Gewichtsprozent teststoff enthält (Lösung A). 50 g dioner Lösung werden mit 50 g Wasser verdünnt, so dal die Ldoung noch insgesamt 15 Gewichtsprozent Feststoff enthält (Lösung B).
In diese Ldoungen werden WUrfel mit 10 cm tantenlSnge aus verschiedenen Schaumatoffen bei 20°C eingetaucht, abgepreBt und bei 70°C eine Stunde getrocknet. An diesen Körpern wurden folgende Messungen vorgenommen : Körper behandelt mit Stauchhärte in kg/cm² bei 20% 40 % 60 % 1) Polyesterschaum-0, 034 0,043 0,055 2)" Lösung A 0, 119 0, 123 0, 142 3)"Lösung B 0, 103 0, 106 0, 127 4) Naturlatexschaum-0, 013 0, 027 0,059 5)"Lösung A 0, 088 0, 133 0, 224 6)"Lösung B 0,042 0,069 0,130 Auflagemenge in Stauchhdrteabfall in % gemäß DIN 53 574 nach g/1000 cm3 50 000 150 000 300 000 1)-10 13 13 2)7, 4222 33 33 3) 3,56 23 23 28 4)-20 24 27 5) 9,1 17 28 28 6) 3,22 23 28 31

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Erhöhung der Härte von elastischen Schäumen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen elastischen Schaum mit einer Mischung aus einem reaktive Gruppen enthaltenden Polymerlatex, einer wässrigen kolloidalen Lösung von Kieselsäure und einem Vernetzungs-bzw. Vulkanisationsmittel behandelt.