DE1769315B2 - Schaumstoffe aus tetrafluoraethylenpolymerisaten - Google Patents

Schaumstoffe aus tetrafluoraethylenpolymerisaten

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Description

waschen oder Ausgasen entfernt, so muß das ver- oder Zersetzungsprodukte desschatimbiidenden Mittels bleibende Polytetraliuoräthylengerüst selbsttragend werden von dieser Temperatur herausgetrennt unter sein. Diese Eigenschaft behält es nur bei einer be- Zutritt von Luft, wodurch man einen reinweißen, stimmten Menge an eingebrachtem temporärem FQIl- offenporigen Schaum aus Polytetrafluoräthylen bzw. stoff. Vergleichsversuche nach den Verfahren aus den 5 -Mischpolymerisat bzw. -Polymerisatgemisch erhält. USA.-Patentschriften 2 997448 und 3 556161 er- Bei der Verarbeitung von Polytetrafluoräthylen wird
gabeo, daß eine Erhöhung des dort angegebenen Ge- die Formmasse üblicherweise unter hohem Druck in haltes an temporärem Füllstoff nicht zni Herabsetzung eine Form gepreßt und anschließend gesintert Die des Raumgewichts führt, sondern der schließlich ver- Anwendung eines hohen Druckes ist notwendig, da bleibende poröse Körper fällt entweder in sich zu- io die einzelnen Polytetrafluoräthylen-Teilchen selbst saxnmen, oder er zerfällt in eine krümelige Masse. oberhalb des Erweichungspunktes nicht zum Fließen Außerdem werden die Schwierigkeiten bei der Ex- neig ti und erst unter Anwendung von Druck vor oder fraktion des temporären Füllstoffes mit steigender während des Sintervorganges zusammenbacken. Es Menge immer größen Aus der französischen Patent- war daher überraschend, daß der ?n sich nichtfilm- schrif 11 220 069 ist bekannt, daß als temporärer Füll- 15 bildende Latex trotz des enormen Gewichtsverlustes stoff auch ein zweites Polymeres, wie insbesondere durch die Entfernung des Wassers und der zugesetzten Polymethacrylat, einjesetzt werden kann, das dann OH Gruppen enthaltenden und der schaumbiidenden entweder durch thermische Zersetzung oder durch Substanzen ein ScWaumgerüst ergibt, welches ohne Herauslösen wieder entfernt wird. Ein solches wieder Einwirkung von Druck zu einem festen Schaum geentfernbares Polymeres gleicht in seiner Funktion den "3 sintert werden kann. Es war weiterhin nicht zu erobengenannten temporären Füllstoffen und bringt die warten, daß selbst durch die 250Z0JgC Ausdehnung des gleichen Nachteile mit sich. Polytetrafluoräthylens beim Übergang in die Schmelze
Schließlich ist aus der britischen Patentschrift das an sich noch nicht verfestigte Schaumgerüst nicht 929 586 ein Verfahren zur Verschäumung von Fluor- zerrtört wird.
kohlenstoffpolymeren mittels physikalischer Treib- as Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar mittel bekannt, das jedoch zu geschlossenporigen sowohl auf reines Polytetrafluoräthylen, auf Misch-Schaummassen führt deren Raumgewicht nicht we- polymerisate oder Mischungen mit anderen Perfluorsentlich unter 1000 kg/m3 gesenkt werden kann. olefin-Polymerisaten als auch auf Mischungen mit Außerdem ergibt sich hier das Problem der Wieder- Füllstoffen, wie Glasfaser, oder Zusätze, wie Wassergewinnung des Treibmitteis. 30 glas, zur Erhöhung der Festigkeit.
Die Aufgabe war also ein Verfahren :-.ur Herstellung Der zu verarbeitende Polytetrafluoräthylen-Latex
von Polytetrafluoräthylen-Schaumkorpern zu finden, enthält wenigstens 50, vorzugsweise 60 b;s 75 Gewichtsdas in möglichst wirtschaftlicher und einfacher Ver- prozent Polytetrafluoräthylen, gegebenenfalls einfahrensweise die oben angeführten Nachteile ver- schließlich Polyfluorolefin-Polymerisate. Zweckmäßig meidet und insbesondere zu Schaumkörpern mit nied- 35 sind außerdem möglichst große dispe.-gierte Teilchen rigem Raumgewicht führt. Um eine möglichst gleichmäßige Verdampfung des
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver- Wassers zu begünstigen, wird der Polytetrafluoräthylenfahren zur Herstellung von Schaumkörpern aus Dis- Dispersion eine wenigstens 3 OH-Gruppen enthaltende persionen von Polytetrafluoräthylen, Polytetrafluor- Substanz zugesetzt, bevorzugt Glycerin, Rohrzucker, äthylen-Mischpolymerisat oder Gemischen derselben 4° Sorbit oder Glucose. Diese Zusätze in Mengen von 3 mit anderen Perfluorolefin-Polymerisaten, dadurch ge- bis 10, vorzugsweise 4 bis 6 Gewichts'eilen je 100 Gekennzeichnet, daß man eine Dispersion aus Polytetra- wichtsteile Polytetrafluoräthylen-Dispersion verhinfluoräthylen mit einem Polytetrafluoräthylengehalt von dem außerdem die Bildung harter, wasserdampfwenigstens 50 Gewichtsprozent mit 3 bis 10 Gewichts- undurchlässiger Krusten an der Schaumoberfiäche.
teilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polytetrafluor- 45 Line überraschende Erkenntnis des erfindungsgeäthylen-Dispersion, einer wenigstens 3 OH-Gruppen mäßen Verfahrens ist es, daß derartige Substanzen enthaltenden Substanz sowie 0,8 bis 15 Gewichts- eine gleichmäßige Abführung des Wassers begünstigen teilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polytetrafluor- und daß dadurch ein gleichmäßig aufgebautes Schaumäthylen-Dispersion, eines schaumbildenden Mittels geiüst erzeugt wird.
und gegebenenfalls Zusatzstoffen versetzt, die Mi- 5° Als schaumbildende Hilfsstoffe können die als schung nach an sich bekannten Verfahren durch me- solche bekannten Substanzen, wie Fettalkoholsulfochanisches Einsch'agen eines Gases in einen Schaum na*e, oxäthylierte sulfuriert^ aliphatische oder aromaüberführt und diesen Schaum einer stufenweisen tische Hydroxyl verbindungen, Sulfobernsteinsäurede-Wärmebehandlung bis 4500C aussetzt, wobei Wasser, rivate, wie das Natriumsalz des Su'.fobernsteinsäuredie OH-Gruppen enthaltende Substanz sowie das ;55 lauryläthüxyhalbesters oder des Natriumsalz des schaumbildende Mittel wieder entfernt werden und Sulfobernsteinsäurehälbesters Von Fettsäureäthanoldäs verbleibende Schäumgerüst aus Polytetrafluor- amiden, Triäthanolaminderivate,, wie Triäthanolamin-"äthylen gesintert wird. laurylsulfat, Alkylpolyglykoläther, Alkylamidpolygly-
Die Wärmeeinwirkung beginnt bei ungefähr 8O0C koläther in Form ihrer Alkali-, ErdalkahVAmmonium- und wird stetig bis 4500C gesteigert. Dabei wird zwi- 60 bzw. Oxalkyl-Ammonium-Salze verwendet werden, sehen 80 und 15O0C das Wasser entfernt, ab 15O0C Bevorzugt wird eine wäßrige Lösung von sulfuriertem bis ungefähr 3000C entweichen die dem latex zu- -Laurylallrohölöxäthylatr vorteilhaft in handelsüblicher gesetzten, wenigstens 3 OH-Gruppen enthaltenden Konzentration von 28%, verwendet. Von den geSubstanzen und die schaumbildenden Substanzen, so nannten Stoffen werden 0,8 bis 15 Gewichtsteile von daß ein nicht verfestigtes Gerüst aus Polytetrafluor- 65 100 Gewichtsteilen einer wenigstens 50gewichtsproäthylen bzw. Polytetrafluoräthylen-Mischpolymerisat zentigen Dispersion eingesetzt,
zuriic'cbleibt, welches zwischen 3300C und 4500C in Das Schlagen des Schaumes erfolgt in an sich bekurzer Zeit gesintert und damit verfestigt wird. Reste kannter Weise durch Einrühren des Gases, Vorzugs-
weise von Luft, bis eine sahnig steife Konsistenz er- getragen und im Trockenschrank von 90 bis 15O0C
reich, ist Dieser Schaum wird in einer bis zu 30 mm getrocknet Anschließend wird der trockene Schaum
cücken Schicht der beschriebenen stufenweisen Wärme- in einen Muffelofen gebracht, dessen Temperatur
behandlung ausgesetzt, wobei er getrocknet, von allen von 1500C auf 4000C gesteigert wird. Man läßt hierbei
organischen Zusätzen befreit und anschließend ge- 5 Glycerin und schaurubildendes Mittel abrauchen und
sintert wird hält den Schaum 30 Minuten bei 4000C. Das ent-
Gegenstand der Erfindung sind ferner Schaum- standene Produkt ist weiß, regelmäßig aufgeschäumt
körper aus Polytetrafluoräthylen, dessen Mischpoly- und hat eine Dichte von 85 kg/m3,
merisaten oder Polymerisatgemischen, erhältlich nach . . , .
dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Raum- lo η e 1 s ρ ι
gewicht von 70 bis 130 kg/ai3. Gegebenenfalls können Der im Beispiel 1 verwendeten Mischung werden
diesen Schaumkörpern noch Füll- oder Verfestigungs- zusätzlich 5 g Wasserglas vor dem Verschäumen zu-
stoffe beigemischt sein. gesetzt Man erhält einen leicht gelblichen Schaum
Die auf diese Weise gewonnenen überwiegend Poly- mit der Oichte 95 kg/m3, welcher eine gleichmäßigere
tetrafluoräthylen enthaltenden Schaumkörper weisen 15 Zellstruktur und eine erhöhte Druckfestigkeit aufweist
eine Reihe von Eigenschaften auf, durch welche sie RlT
bekannte Schaummassen, insbesondere auch aus an- d e 1 s ρ 1
deren Polymeren wesentlich übertreffen. Sie besitzen Die Mischung von Beispie! 1 ^ird mit 5 g Glas-
die dem Polytetrafluoräthylen eigene praktische LJn- fasern versetzt und verschäumt. Man erhält einen
löslichkeit und Chemikalienresistenz, bilden weiße, ge- c? Schaum mit der Dichte 130 kg/m3 und erhöhter Druck-
gebenenfalls sehr weiche Schaummassen, welche bei festigkeit.
Temperaturen von 250 C noch in Gebrauch gehalten B e i s d i e 1 4
werden können, während beispielsweise Polyvinylchlorid-Schäume infolge geringerer Wärmestandfestig- 100 g einer 60°/oigen Polytetrafluoräthylen-Disperkeit nur bei Temperaturen bis etwa 80 C praktisch aj sion wurden mit 18 g einer 28°/oigen Lösung von einsetzbar sind. Die ernr.durigsgemäßen Polyietra- sulfuriertem Laurylalkoholoxäthylai und 3,5 g GIyfluoräthylen-Schäume sind für viele Verwendungs- cerin versetzt und, wie im Beispiel 1 beschrieben, bemöglichkeiten geeignet, vor allem als Kälte-, Wärme- handelt. Man erhält einen weißen Schaum mit der und/oder Schallisolierung cder als elastische Ver- Dichte 75 kg/m3,
packung»- und Lagerungsmaterialien, in Form von 3„ .
Schaumstoffplatten oder prismatischen Körpern, ferner Beispiel
als Filter bei aggressiven Stoffen. 100 g einer 70°/0igen Polytetrafluoräthylen-Disper-
uarüber hinaus kann .nan mit Polytetrafluor- sion werden mit 10 g einer 50°/oigen wäßrigen Lösung
äthyleiischaum auf einfache Welse Verbundplatten von Triäthanolaminlaurylsulfat und 6 g Glycerin ver-
besmderer Festigkeit herstellen: Wird der noch nasse 35 setzt und verschäumt. Der steife Schaum wird in
Schaum auf emer Platte oder Folie aus Polytetrafluor- 25 mm Stärke auf eine Aluminiumfolie aufgetragen
ätnylen oder Metall getrocknet und gesintert, so und bei 95 bis 15O0C getrocknet. Der trockene Schaum
haf .et er so fest auf der Unterlage, daß dieser Verbund wird in einem Muf.elofen bei 350"C von den zuge-
nicht ohne Zerstörung des Schaumstoffes getrennt setzten organischen Substanzen befreit und gesintert,
verden kann. Auf diese Weise ist es auch möglich, 40 anschließend bei 400C 1 Stunde getempert. Man
einzelne Scnaumstoffplatten miteinander zu dicken erliält einen weißen Schaum mit der Dichte 83 kg/m3.
Platten oder Block.η zu verbinden. Infolge seiner Die Aluminiumfolie ist ohne Zerstörung des Schaumes
Offenporigkeit läßt sich der erfindungsgemäße Poly- nicht ablösbar.
tetrafluoräthylen-Schaumstoff auch mit vielen an- . .
deren Materialien unter vorzüglicher Haftung ver- 45 B e 1 s ρ 1 e l 0
kleben. Abänderung von Beispiel 1
Weitere spezielle Ausführungsformen der Erfindung Anstatt Glycerin werden 3,5 g d-Sorbit zugesetzt,
sind ein- oder beidseitige Beschichtung oder Ka- Man erhält einen weißen Schaum mit der Dichte
schierung des Polytetrafluoräthylen-Schaumes mit 90 kg/m3.
Hartfaserplatten, Dachpappe, Wellpappe u. dgl. 50 B e i s ρ i e 1 7
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Aus- ., .. , „ . . . .
führungsformen der Erfindung, ohne daß dieselbe auf Abänderung von Beispiel 1
die in den Beispielen angewandten Rezepturen und Anstatt Glycerin werden 3,5 g d-Glucose zugesetzt.
Verarbeitungen beschränkt ist Man erhält eine.i Schaum mit der Dichte 83 kg/m3.
Beispiel 1 55 Beispiels
100 g einer 70%igen Polytetrafluoräthylen-Disper- Zu 100 g 70%iger Polytetrafiuoräthylen-Dispersion
sion werden mit. 20 g einer 28%igen wäßrigen Lösung werden 8 g einer 40°/oigen wäßrigen Lösung des Na-
von sulfuriertem Laurylalkoholoxäthylat und 6 g triumsalzes eines Sulfobernsteinsäurelauryläthoxyhalb-
Glycerin versetzt und 10 Minuten intensiv mit einem ς0 esters und 6 g Glycerin gegeben und, wie im Beispiel 1
Handmixer geschlagen. Der steife Schaum wird in beschrieben, verschäumt. Man erhält einen Schaum
30 mm Dicke auf eine Polytetrafluoräthylenfolie auf- mit der Dichte 100 kg/m3.

Claims (8)

oder Gemischen derselben rait anderen Perfluorolefin- Patentansprüche: polymerisaten und nach diesem Verfahren herstellbare Schaumkörper mit einem geringen Raumgewicht.
1. Verfahren zur Herstellung von Schaum- Für die Herstellung von Schäumen aus thermokörpern aus Dispersionen von Polytetrafluor- S plastischen Kunststoffen sind bereits verschiedene äthylen, Polytetrafluoräthylen-Mischpolymerisat Verfahren bekannt Sie beruhen hauptsächlich darauf, oder Gemischen derselben mit anderen Perfluor- daß der Kunststoffmasse ein Treibmittel zugesetzt und oleßn-Polymerisaten, dadurch gekenn- eine Zersetzung desselben bei höherer Temperatur zeichnet, daß man eine Dispersion aus Poly- herbeigeführt wird oder eine Behandlung mit einem tetraSuoräthylen mit einem Polytetrafluoräthylen- io als Treibmittel verwendeten Gas erfolgt, wie dies beigehalt von wenigstens 50 Gewichtsprozent mit 3 spielsweise in der schweizerischen Patentschrift 294345 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichts- beschrieben ist.
teile Polytetraflouräthylen-Dispersion, einer wenig- Nach der britischen Patentschrift 756 555 wird
stens 3 OK-Gruppen enthaltenden Substanz sowie Polyvinylchlorid zunächst geliert und anschließend
0,8 bis 15 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Ge- 15 das Wasser weggedampft. Um Hart-PolyvinylcKorid-
wichtsteile Polyietrafluoräthylen-Dispersion, eines Schaum zu erMlten, ist es erforderlich, Gerüstsub-
schaumbildenden Mittels und gegebenenfalls Zu- stanzen einzuführen, welche jeodch im Schaum ver-
satzstoffen versetzt, die Mischung nach an sich bleiben und so seine Qualität beeinflussen,
bekannten Verfahren durch mechanisches Ein- Nach diesen Verfahren können eine Reihe von
schlagen eines Gases ia einen Schaum überführt 20 Schaumstoffen aus verschiedenartigen thermoplasti-
und diesen Schaum einer stufenweisen Wärme- sehen Kunststoffen gewonnen werden, doch war es
behandlung bis 450 C aussetzt, wobei Wasser, die nicht möglich, eines dieser Verfahren auf die Her-
OH-Gruppen enthaltende Substanz sowie das stellung von Polytetrafluoräthyien-Schaumstoffe zu
schaumbildende Mittel wieder entfernt werden übertragen und aus diesem vielseitig interessanten
und das verbleibende Schaumgerüst aus Polytetra- 25 Material technisch bewährte Produkte herzustellen,
fluoräthylen gesintert wird. Zur Herstellung poröser Formkörper mit schaum-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- stoffähnlichen Eigenschaften sind eine Reihe von Verzeichnet, daß man einen Polytetrafluoräthylen- fahren bekannt, bei denen zunächst ein »temporärer Latex verwendet, der 60 bis 75 Gewichtsprozent Füllstoff« in Polytetrafluoräthylen eingearbeitet und Polytetraiiuoräthylen.Polytetrafluoräthylen-Misch- 30 anschließend entweder durch chemische Zersetzung polymerisat oder Gemische derselben mit anderen oder durch Auswaschen wieder entfernt wird, so daß Perfluorolefin-Polymerisaten enthält. Gebilde mit einer gewissen Zellstruktur entstehen, die
3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch anschließend gesintert werden.
gekennzeichnet, daß als schaumbildender Hilfsstoff So wird in der USA.-Patentschrift 2 997 448 ein
eine wäßrige Lösung von sulfuriertem Lauryl- 35 Verfahren beschrieben, bei dem aus einer wäßrigen
alkoholoxäthylat zugesetzt wird. Dispersion von Fluorkohlenstoffpolymerem und einem
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch Verfestiger, wie insbesondere Gips in der Form von gekennzeichnet, daß man der Mischung verstär- Alabaster, eine Formmasse hergestellt, bei der es nach kende Füllstoffe und/oder Verfestigungsstoffe zu- der Trocknung möglich ist, den Verfestiger durch besetzt. 40 stimmte Flüssigkeiten wieder herauszuwaschen, so daß
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ein poröses Gebilde entsteht. Ganz ähnlich wird in der gekennzeichnet, daß der Polytetrafluoräthylen- USA.-Patentschrift 3 556161 gearbeitet, nur wird schaum auf einer Unterlage gesintert wird, welche dort Borax als temporärer Füllstoff benutzt. Dermii dem Schaummaterial verbunden bleibt. artige Verfahren sind außerordentlich umständlich,
6. Schaumkörper aus Polytetrafluoräthylen oder 45 insbesondere da der Waschprozeß lang. Zeiten erdessen Mischpolymerisaten oder Polymerisatge- fordert und es meist auch nicht möglich ist, den gemischen mit einem Raumgewicht von 70 bis samten temporären Füllstoff wieder herauszuwaschen, 130 kg/m3, welche aus Dispersionen dieser Poly- so daß ein großteennischer Einsatz nicht in Frage merisate mit mindestens 50 Gewichtsprozent an kommt.
Polymeren hergestellt worden sind, wobei lOOg 50 In der USA.-Pater.tschrifl 3 058 166 wird ein Ver-
dieser Dispersion 3 bis 10 Gewichtsteile einer we- fahren beschrieben, bei dem festes Polytetrafluor-
nigstens 3 OH-Gruppen enthaltenden Substanz äthylenpulver mit solchen organischen Stoffen ver-
und 0,8 bis 15 Gewichtsteile eines schaumbilden- mischt wird, die sich bei Temperaturen unter 3000C
den Mittels bzw. entsprechende Mengen der in gasförmige Stoffe zersetzen, wie beispielsweise
wäßrigen Lösung enthalten. 55 Campher, Naphthalin, Zitronensäure oder Rohr-
7. Schaumkörper nach Anspruch 6, dadurch zucker in fester Form. Die Gemische werden dann eine gekennzeichnet, daß dem Polytetrafluoräthylen, Zeitlang unterhalb der Sintertemperatur gehalten und dessen Mischpolymerisaten oder Polymerisatge- schließlich oberhalb 327 0C gesintert. Die entstehenden mischen Füll- oder Verfestigungsstoffe beigemischt Zellkörper haben eine unregelmäßige Struktur und sind. 60 sind technisch unbefriedigend, da sie stets bräunliche
8. Schaumkörper nach Anspruch 6 und 7, welche bis schwarze Verfärbungen durch abgelagerte Kohlenein- oder beidseitig beschichtet oder kaschiert sind. stoffe bzw. organische Zersetzungsprodukte aufweisen.
Insbesondere ist es mit allen diesen Verfahren, die
einen temporären Füllstoff benutzen, nicht möglich,
65 zu Polytetrafluoräthylen-Schaumkörpern mit nied-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung rigem Raumgewicht zu kommen. Der zunächst ein-
von Schaumkörpern aus Dispersionen von Polytetra- gebrachte temporäre Füllstoff wirkt als stützende?
fluoräthylen, Polytetrafluoräthylen-Mischpolymerisat Gerüst; wird er im nachfolgenden Schritt durch Aus-
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