DE1694815B2 - Polyvinylverbindungen zur herstellung von plastisolen, die fuer die herstellung von schaumstoffen nach dem schaum-schlagverfahren verwendet werden - Google Patents

Description

Es ist bekannt daß man zur Herstellung von Schaumstoffen aus thermoplastischen Polymerisaten verschiedene Arbeitsweisen anwendet, je nach der Zusammelheizung der Ausgangsmasse. So kann man z. B. trockene Polymerisatgemische oder Piastisole verwenden. Die »Dry-Blend« genannten trockenen Gemische sind pulverartige Produkte, die Polymerisate und mindestens einen Weichmacher enthalten. Ein Plastisol ist ein fließfähiges Zweiphasen-Gemisch, das ein pulverförmiges thermoplastisches Polymerisat in einer vorbestimmten Menge Weichmacher dispergiert enthält; im allgemeinen beträgt der Anteil an Weichmacher mehr als 30%. Dieses Gemisch kann mit beliebig bekannten Stabilisatoren stabilisiert werden, um bei der weiteren Verarbeitung und Behandlung beständig zu ble ben. Wird ein Plastisol der Wärmeeinwirkung ausgesetzt, so nimmt seine Viskosität zunächst ab und steigt dann bis zum Wert unendlich, d. h. bis zur Gelbildung der Substanz, an.

Trockene Gemische werden mit Treibmitteln oder porenbildenden Mitteln versetzt, die sich beim Erhitzen zersetzen und zur Bildung des gewünschten Schaumstoffes führen. PVC-Schaumstoffe werden /uich ausgehend von Piastisolen hergestellt, die expandiert oder geschäumt und dabei erhitzt werden, um die expandierte oder zellige Masse zu gelieren und zu schmelzen. Im allgemeinen werden diese Schaumstoffe durch Anwendung von komprimiertem Gas oder von porenbiklenden. gasabspaltenden chemischen Substanzen oder nach dem Schaum-Schlagverfahren erhalten. Beim Arbeiten mit komprimierten Gasen wird z. B. Kohlendioxid oder Stickstoff unter Druck in dem Plastisol gelöst; beim Entspannen des Druckes dehnt es sich aus und führt das Plastisol in einen offen- oder geschlossenzelligen Schaumstoff über. Die gasabspaltenden und porenbildenden Verbindungen werden im Plastisol zersetzt; das dabei abgespaltene Gas, z. B. Stickstoff führt zur Bildung eines geschlossen- oder offen-zelligen Schaumstoffes (US-PS 30 16 576 und 32 02 307). Technisch wichtig ist auch die Herstellung von PVC-Schaumstoffen nach dem Schaum-Schlagverfahren. d. h. die mechanische Verschäumung eines Plastisols mit Luft.

Das Verfahren, bei welchem von trockenen Gemischen ausgegangen wird, ist schwierig durchzuführen und läßt sich außerdem nur auf solche Polymerisate anwenden, die die Bildung der trockenen Gemische ermöglichen.

Bei den von Piastisolen ausgehenden Verfahren liegen die Schwierigkeiten beim Verschäumen selbst. Die Hauptnachteile bei Arbeiten mit komprimiertem Gas liegen dann, daß relativ teures Gai in Flaschen verwendet werden muß und ein umfangreiches Kühliystem zur genauen Einhaltung der tiefen Temperaturen sowie 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-Schlagverfahren ist in der derzeit 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, hat man bereits versucht, einen Schaumstoff mit feiner, gleichmäßiger offen-zelliger Struktur dadurch zu erhalten, daß man vor dem Verschäumen oder Schaumschlagen das Plastisol mit einer Alkalimetallseife und Wasser versetzt Diese Arbeitsweise führt nicht immer zu guten Ergebnissea Es kommt zu Ausschwitzungen, die die Bedeutung dieses Verfahrens stark beeinträchtigen und die vermutlich auf die Verwendung der erforderlichen, verhältnismäßig großen Mengen an Fettsäureseife als Emulgator zurückzuführen sind. Auch bei dem Schaum-Schlagverfahren der US-PS 29 66 470 wird der Schaum dadurch stabilisiert daß zwischen die Luftblasen und das umgebende Plastisol eine mit dem Polymerisat unverträgliche wäßrige Phase eingelagert wird.

Gemäß der US-PS 28 61 963 wird ein wie üblich hergestelltes Plastisol mit einer Dreierkombination aus einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel, einem Alkalisalz einer sulfonierten Fettsäure und einem Alkalisalz der Äthylendiaminotetraessigsäure versetzt. Die erzielten Schaumdichten liegen bei etwa 0,50 g/cm³. Auch bei den älteren Verfahren entsprechend DT-OS !6 94 810 wird zunächst ein PVC-Pulver mit Weichmacher zu einem Plastisol verarbeitet und diesem dann der erforderliche Emulgator zugesetzt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren die Herstellung von sehr leichten Schaumstoffen mit sehr feiner und gleichmäßiger Zellstruktur nach dem Schaum-Schlagverfahren im nicht wäßrigen Medium zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im vorstehenden Patentanspruch näher definierten Polyvinylverbindungen gelöst, die auf den einzelnen Polymerisatteilchen ein System von oberflächenaktiven Mitteln absorbiert enthalten.

Das mit Hilfe dieser Polyvinylverbindungen durchgeführte Schaum-Schlagverfahren zeichnet sich durch einfache Herstellung des Ausgangsmaterials, gleichmäßige Dispersion und Verteilung der Emulgatoren, feine und regelmäßige Zellen in dem erhaltenen Schaumstoff und sehr geringes Raumgewicht der Schaumstoffe aus. Die erfindungsgemäß hergestellten Schaumstoffe eignen sich vorzüglich für Zwecke der Wärme- und Schallisolierung sowie als Polstermaterial und Verpackungsmaterial.

Als Polyvinylverbindungen kommen die PVC-Polymerisate und Copolymerisate für Pasten in Frage.

Brauchbare Alkalialkylsulfate sind die Natrium-, Kalium- und/oder Ammoniumsalze von Alkylschwefelsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe.

Als Alkanolaminoalkylsulfate kommen ebenfalls Derivate der Alkylschwefelsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe in Frage; der Substituent am Aminostickstoff enthält 2 bis 6 Kohlenstoffato-

me. wie Äthanolaminolaurylsulfat Propanoiaminolaurylsulfat und fsopropanolaminolaurylsulfat.

Die brauchbaren Oxyalkylendenvate von Alkoholen oder Phenolen sind die Kondensationsprodukte aus Alkoholen oder Phenolen einschließlich Alkylphenole!» und Alkylenoxide!! Die Alkohole können 8 bis 18 Kon ienstoffaiome enthalten wie Laurylalkohol. Octadecenalkohole und analoge Verbindungea Die Alkylphenole enthalten in ihrem Alkylrest vorzugsweise 2 bis 30 Kohlenstoffatome. Die Polyoxyalkylenketten enthalten 3 bis 30. vorzugsweise 4 bis 16 Alkylenoxideinheiten und können aus gleichen oder verschiedenen Einheiten zusammengesetzt sein. Die Alkylenoxide werden ausgewählt aus der Gruppe der Oxide mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, z. B. Äthylenoxid oder Propylenoxid.

Die Alkano'amide werden aus der Gruppe der Amide ausgewählt die sich von Alkanolaminen oder PoIyalkanolaminen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkanolgruppe. z. B. von Äthanol- und Diethanolamin sowie von Fettsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, z. B. Laurinsäure ableiten.

Die erfindungsgemäßen Polymerisatteilchen werden dadurch erhalten, daß man die einzelnen Bestandteile des emulgierenden Systems in einem beliebigen Stadium während der Herstellung des Polymerisats zusetzt.

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

Im nachstehenden Beispiel wird die Erfindung näher erläutert Die angegebenen Teile und Prozente beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

Beispiel Gemäß einer wichtigen Ausführungsform bei der

Herstellung von Plastisol-Polymerisaten wurde von einem durch ein übliches Polymerisationsverfahren erhaltenen Latex mit etwa 45% Feststoff ausgegangen.

20 Teile dieses PVC-Latex wurden unter leichtem Rühren mit 2,72 Teilen einer wäßrigen Lösung versetzt,

ίο die 0.270 Teile Natriumlaurylsulfat, 0.225 Teile Isopropanolaminolaurylsulfat, 0,180 Teile Kondensationsprodukt aus Äthylenoxid und Laurylalkohol und 0,045 Teile Alkanolamid aus Diethanolamin und Laurinsäure enthielt

Dieses Gemisch aus Latex und emulgierendem System wurde in einen gebräuchlichen Zerstäubungstrockner überführt und schließlich das erhaltene getrocknete Produkt in üblicher Weise vermahlea Mit dem vermahlenen Polymerisat wurde in üblicher Weise ein Plastisol hergestellt Hierzu wurden 100 Teile Emulgatorhaltiges PVC-Pulver, 40 Teile Dioctylphthalat 40 Teile Butylbenzylphthalat und 5 Teile stabilisierendes epoxidiertes Sojaöl in einem Werner-Kneter 20 min bei Normalbedingungen und weitere 20 min un ter Vakuum miteinander vermischt Das erhaltene Pla stisol wurde mechanisch geschlagen, z. B. mit einem Dan Mixer. Der erhaltene Schaum wurde mit einer Streichmaschine auf eine Siliconpapierbann aufgetragen und in einem Tunnelofen bei einer Temperatur von 160⁰C geliert; der Tunnelofen war 6 m lang, die Auftragsgeschwindigkeit betrug 1 m/min.

Das Raumgewicht des erhaltenen PVC-Schaumstoffes betrug 035 g/cm³. Der Schaumstoff hatte offene, feine und gleichmäßige Zellen; seine Oberfläche zeigte ein mattes, regelmäßiges Aussehen und einen weichen Griff.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Polyvinylverbinduugen zur Herstellung von PIastisolen, die für die Herstellung von Schaumstoffen nach dem Schaumschlagverfahren verwendet werden, dadurch ge*ennzeichnet. daß die Polymerisatteilchen an ihrer Oberfläche 1 bis 15 Teile Alkalialkyisulfat 1 bis IO Teile Alkanolaminoalkylsulfat, 03 bis 4 Teile Kondensationsprodukt aus einem Alkohol oder Phenol und einem Alkylenoxid und 0,1 bis 4 Teile Alkanolamid auf 100 Teile Harz adsorbiert enthalten.