DE1694815A1

DE1694815A1 - Polyvinylharze zur Herstellung von Plastisolen,die fuer die Herstellung von Schaumstoffen nach dem Schaum-Schlagverfahren verwendet werden

Info

Publication number: DE1694815A1
Application number: DE19681694815
Authority: DE
Inventors: Nicolas Fischer
Original assignee: Produits Chimiques Pechiney Saint Gobain; Ugine Kuhlmann SA
Current assignee: Produits Chimiques Pechiney Saint Gobain; Ugine Kuhlmann SA
Priority date: 1967-02-23
Filing date: 1968-02-23
Publication date: 1971-05-06
Also published as: DE1694815B2; GB1173542A; US3796675A; FR1519852A; NL6802558A; BE711088A

Description

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zu der Patentanmeldung

Produits Chimiques, PEGHINEY-SAINT-GOBAIN 16, Avenue Hatignon, Paris (8^e) Prankreich

betreffend

Polyvinylharze zur Herstellung von Plastisolen. die für die Herstellung von Schaumstoffen nach dem Schaum-Schlagverfahren verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft Massen zur Herstellung von Schaumstoffen von thermoplastischen Harzen, insbesondere von Polyvinylharzen. Die Erfindung betrifft auch das Verfahren zur Herstellung der Schaumstoffe, die erfindungsgemäß hergestellte Schaumstoffe enthaltenden Produkte sowie deren Anwendung.

Es ist bekannt, daß man zur Herstellung von Schaumstoffen verschiedene Arbeitsweisen anwendet, je nach der Zusammensetzung der Ausgangsmasse. So kann man z.B. Harze in Form von trockenen Gemischen oder Plastisolen ν er v/enden.

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Es ist ebenfalls bekannt, daß die "Dry-Blend." genannten trockenen Geraische Produkte sind, die Harze und mindestens· ein Plastifizierungsmittel entfalten und das Aussehen und Verhalten eines Pulvers zeigen. Ein Plastisol ist ein fließfähiges Zweiphasen-GeiiiscM, "bei welchem ein pulverförmiges thermoplastisches Harz in einer vorbestimmten Menge Plastifizierungsmittel dispergiert ist. Im allgemeinen beträgt der Anteil an Plastifizierungsmittel mehr als 30 %. Dieses Gemisch kann mit beliebig bekannten Stabilisatoren stabilisiert werden, um bei der weiteren Verarbeitung und Behandlung beständig zu bleiben. Wenn ein Plastisol der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, nimmt"seine Viskosität zunächst ab und steigt dann bis zum Wert nraendlich, d.h. bis zur Gelbildung der Substanz am.

so Geht man von einem trockenen Gemisch aus, werden

diesem Treibmittel oder porenbildende Mittel zage-. setet, die durch Erhitzen zersetzt werden und öLsran zur Bildung des gewünschten Schaumstoffes führen. = Die PVC-Schaumstoffe werden auch ausgehend voa Plastisol en hergestellt, die expandiert oder geschäumt und dabei erhitzt werden, um die expandierte oder seilige Masse zu gelieren und zu schmelzen. Im allgemeinem werden die Schaumstoffe auf einem der drei folgenden

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Wege erhalten: Anwendung von komprimiertem Gas, Anwendung von porenbildenden, gasabspalt end en chemischen Mitteln, Schaum-Schlagverfahren. Bei den Verfahren mit komprimierten Gasen wird ein Gas, z.B* Kohlendioxid oder Stickstoff unter Druck in dem Plastisol gelöst. Beim Entspannen des i^QdHkfcee Druckes dehnt sich das Gas in dem Plastisol aus und führt dieses in einen offenzelligen oder geschlossenzeiligen Schaumstoff über. Bei -den Verfahren mit gasabspaltenden porenbildenden Verbindungen wird deren Zersetzung im Plastisol hervorgerufen, wobei ein Gas, z.B. Stickstoff im Innern des Plastisols abgespalten wird und zur Bildung eines gesclilosseiizelligen oder offenzelligen Schaumstoffes führt. Ein technisch bedeutsames Verfahren zur Herstellung von PVC-Schaumstoffen ist auch das Schaum-Sehlagverfahren oder mechanische Verschäumung eines Plastisols mit Luft.

üas Verfahren, bei welchem von trockenen Gemischen ausgegangen wird, ist -schwierig durchzuführen und lässt sich ausserdem nur auf solche Harze anwenden, die die Bildung der trockenen Gemische ermöglichen.

■- Bei den von Piastisolen ausgehenden Verfahren liegen die Schwierigkeiten beim Verschäumen selbst. Die Hauptnachteile der Verfahren mit komprimiertem Gas liegen darin, daß relativ teures Gas in Flaschen verwendet

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werden muss und ein umfangreiches Kühlsystem zur genauen Einhaltung der tiefen Temperaturen und eine komplizierte Hochdruckvorrichtung erforderlich sind. Die Verwendung von chemischen Treibmitteln ist nicht vorteilhaft, weil diese Mittel teuer sind und die Durchführung des Verfahrens schwierig zu steuern ist. Das Schaum-Schlagverfahr en ist in der heut bekannten Form auch nicht immer zufriedenstellend, wenn Schaumstoffe mit geringer Dichte hergestellt werden sollen, weil das geschäumte Plastisol vor oder während dem Schmelzen zum Zusammenfallen neigt. Um diesen Nachteil zu beheben, wurde bereits ein Verfahren- vorgeschlagen, bei welchem der Schaum nicht zusammenfällt, so daß der erhaltene Schaumstoff eine feine, gleichmässige Struktur mit offenen Zellen aufweist. Bei diesem Verfahren muß vor dem Verschäumen oder Schaumschlagen in dem Plastisol eine Alkalimetallseife und Wasser vorhanden sein. Es führt aber nicht immer zu guten Ergebnissen. Ausserdem kommt es zu Ausschwitzungen, die die Bedeutung dieses Verfahrens stark beeinträchtigen und die vermutlich auf die Verwendung der bei diesem Verfahren erforderlichen verhältnismässig grossen Mengen an Fettsäureseife als Emulgator zurückzuführen sind.

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■ Die Erfindung betrifft nun Polyvinylharzmassen zur Herstellung von Plastisolen, die zur Herstellung von Schaumstoffen nach dem Schaum-Schlagverfahren geeignet sind.

Die erfindungsgemässe Polyvinylharzraas.se, vorzugsweise ein PVC-Harz, enthält adsorbiert auf den einzelnen Harzteilchen ein System von oberflächenaktiven Mitteln, das mindestens einen Emulgator vom Typ Alkalialkylsulfat enthält.

Gemäß einer Abwandlung enthalten die erfindungsge-.

massen Harzmassen als Emulgatoren ein Gemisch aus

einem Alkalialkylsulfat und einem Alkanolaminalkylsulfat.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemässen Hassen als Emulgatoren ein Gemisch, das mindestens

a) ein Alkalialkylsulfat,

b) ein Alkanolaminoalkylsulfat,

c) ein Kondensationsprodukt eines Alkohols oder eines Phenols mit einem Alkylenoxid sowie

d) ein Alkanolamid (Amid abgeleitet von einem Aminoalkohol).

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Insbesondere enthält die Harzmasse in Gewichtsteilen auf 100 Teile Polyvinylharz 1 bis 15 Teile Alkalialkylsulfat und 1 bis 10 Teile Alkanolaminoalkylsulfat.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform enthält die Härzmasse in Gewichtsteilen auf 100 Teile Polyvinylharz 1 bis 15 Teile Alkalialkylsulfat, 1 bis 10 Teile Alkanolaminoalkyl sulfat, 0,5 bis H- Teile Kondensationsprodukt von Alkanol oder Phenol mit einem Alkylenoxid und 0,1 bis ^ Teile Alkanolamid.

Als Polyvinylharze, die zur Herstellung der erfindungsgemässen Massen Anwendung finden, werden die PVC-Polymerisate und Copolymerisate für Pasten genannt.

Die brauchbaren Alkalialkyl sulfate sind die Natrium-, Kalium- und/oder Ammoniumsalze. Der Alkylrest kann 10 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten.

Als Alkanolaminoalkylsulfate kommen die Verbindungen in Frage, deren Alkylrest 10 bis 18 Kohlenstoffatome und deren Substituent am Aminostickstoff 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, z.B. Äthanolaminolauraylsulfat, Propanolaminolaurylsulfat uM°fropanolaminolaurylsulfat.

Die brauchbaren Oxyalkylenderivate von Alkoholen oder

Phenolen sind die Produkte, die durch Kondensation von

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Alkoholen oder Phenolen einschließlich Alkyl phenol en Hit AlVyIeno:-i(ion ppiislten ιτο>ν·β2ΐ. Die Alkohole können 8 - 18 Kohlenstoffatome enthalten.wie Laurylalkohol, Oetadecenalkohole und analoge Derivate. Die Alkylphenole enthalten in ihrem Alkylrest vorzugsweise 2 - 30.Kohlenstoffatome. Die Polyoxyalkylenketten enthalten 3 - 30, vorzugsweise 4 - 16 Alkylenoxideinheiten. Die Alkylenoxide werden ausgewählt aus der Gruppe der Oxide mit 2-20 Kohlenstoffatomen, z.B. Äthylenoxid oder Propylenoxid. Die Polyoxyalkylenketten können aus gleichen oder verschiedenen Einheiten zusammengesetzt sein.

Bei der bevorzugten Ausführungsform werden die Alkanolamide ausgewählt aus der Gruppe der Amide, die sich einerseits von Alkanolaminen oder Polyalkanolaminen mit 2 - k Kohlenstoffatomen in der Alkanolgruppe, z.B. von Äthanol- und Diäthanolamin und andererseits von Fettsäuren mit 10 - 18 Kohlenstoffatomen, z.B. von Laurinsätire ableiten.

Die Erfindung betrifft ebenfalls das Verfahren zur Herstellung der erfindung-sgemässen Hassen, das darin besteht, daß die einzelnen Bestandteile des emulgierenden Systems in einem beliebigen Stadium während der Herstellung des Harzes zugesetzt werden.

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Gemäß einer bevorzugten Äusführungsform wird das Harz durch Emulsionspolymerisation in Form eines Latex hergestellt, diesem Latex die Bestandteile des emulgierenden Systems zugesetzt und das Harz durch Trocknen wiedergewonnen und gegebenenfalls vermählen. Vorzugsweise wird, durch Zerstäuben getrocknet.

Das nachstehende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern. Die angegebenen Teile und % beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

Beispiel

Gemäß einer wichtigen Ausführungsform bei der Herstellung von Harzen für Piastisole wurde von einem Latex ausgegangen, der durch ein übliches Polymerisationsverfahren erhalten wurde und etwa 45 % Peststoff enthielt.

20 Teile dieses PVC-Latex wurden- unter leichtem Rühren mit 2,72 Teilen einer wässrigen Lösung versetzt, die 0,270 Teile Natriumlaurylsulfat, 0,225 Teile Is opropanol amirS-auryl sul fat, 0,180 Teile Kondensationsprodukt aus Äthylenoxid und Laurylalkohol, G,ü45 Teile Alkanolamid aus Diäthanolamiii und Laurinsäure unil 2 Teile Wasser enthielt.

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Hierauf vjurde. das Gemisch aus Latex und emulgierendem System in einen gebräuchlichen Zerstäubungstrockner überführt und schließlich das erhaltene getrocknete Produkt in üblicher Weise vermählen,

Hit dem vermählenen Harz wurde in üblicher Weise ein Plastisol hergestellt. Hierzu wurden 100 Teile PVC-Harz äMi&& Emulgatoren, 40 Teile Dioctylphthalat, i|O Teile Butylbenzylphthalat und 5 Teile stabilisierendes epoxydiertes Sojaöl in einem W!erner-Kneter 20 min bei Normal bedingungen und weitere 20 min unter Vakuum miteinander vermischt.

Das auf diese Weise hergestellte Plastisol viurde mechanisch geschlagen, z.B. mit einer Apparatur Marke Dan Mixer.

Hit Hilfe einer Streichmaschine wurde der erhaltene Schaum auf eine Siliconpapierbahn aufgetragen und in einem Tunnelofen bei einer Temperatur von l60 G geliert J der Tunnelofen war 6 m lang, die Auftragsgeßchwincligkeit betrug 1 m/min.

Dan Raumgewicht des erhaltenen PVC-Schaumstoffs betrug 0,35 g/cm . Der Schaumstoff hatte offene, feine

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und gleichmässige Zellen; seine Oberfläche zeigte ein mattes, regelmässiges Aussehen und einen weichen Griff.

Das erfindungsgemässe Verfahren bietet folgende Vorteile und Fortschritte: Einfache Herstellung, gleichmässige Dispersion und Verteilung der Emulgatoren, feine und. regelmässige Zellen in den erhaltenen Schaumstoffen, sehr geringes Raumgewicht der Schaumstoffe* ..

Die erfindungsgemässen Schaumstoffe eignen sich vorzüglich für Zwecke der Wärme- und Schallisolierung als Polstermaterial, Verpackungsmaterial, Pilz, sowie als Klebe- und Dichtungsmaterial.

Selbstverständlich fallen alle Modifizierungen oder Abwandlungen der Ausführungsf ormen in ölen Rahmen der vorliegenden Erfindung.

P at ent an so r Lic he

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Claims

Patentansprüche

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1« Poljnrinylharze zur Herstellung von Plastisol en, die für die Herstellung von Schaumstoffen nach dem Schaum-Schlagverfahren verwendet werden, dadurch gekennzeichnet·, daß die Harzteilchen an ihrer Oberfläche einen oder mehrere Emulgatoren adsorbiert enthalten.

2. Polyvinylharze nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Alkaiialkylsulfat als Emulgator.

3. Polyvinylharze nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Gemisch aus Alkalialkylsulfat und Alkanolaininoalkyl sulfat als Emulgator.

^f-. Polyvinylharze nach Anspruch 1 bis 3» gekennzeichnet durch ein Kondensationsprodukt aus einem Alkohol oder Phenol und einem Alkylenoxid und durch ein Alkanolamid als zusätzliche Emulgatoren.

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5. Polyvinylharze nach Anspruch 1 bis ^,gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1-15 Teilen ATkalialkylsulfat, 1 - 10 Teilen Alkanol amino alkyl sul fat, 0,5 - ^ Teilen Kondensationsprodukt und 0,1 - 4 Teilen Alkanolamid auf 100 Teile Harz. ■ " .--.".;

6. Polyvinylharze nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e.k e η η ζ ei c h η e t , daß der Alkylrest des Alkalialkylsiilfates war! des Älkanolaminoalkyl sulfate 10 bis 18 Kohlenstoffatome enthält*

7. Polyvinylharze nach Anspruch 1 bis 6, g e -

k e η η ζ e ich η et durch ein Alkanolamid aus einem Alkanolamin mit Z bis 6 Kohlenstoffatomen und einer Fettsäure mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen im Molekül .,

8. Polyvinylharze nach Anspruch 1 bis 7, g e -

k e η η ζ ei c h net durch ein -Kondensat ionspr ο -·-" dukt aus einem Alkohol mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen oder einem Alkylphenol mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, das 3 bis 30, vorzugsvreise M- bis 15 Oxyalkylene inhe it en enthält.

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9. Verfahren zur Herstellung 4er Pplyvinylharze nach Anspruch 1 bis_ 8, dadurch, g e k e η η ζ e .i c h η e „t , daß man den (die) Emulgator (-en) während der Polymerisation des Harzes, zusetzt oder dem bei der Polymerisation erhaltenen Latex zusetzt und das hierbei erhaltene Gemisch trocknet. · „.-.-.- -

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