DE2134262A1 - Siliconharze als oberflächenaktive Mittel in Vinylchlorid-Schäumen - Google Patents

Siliconharze als oberflächenaktive Mittel in Vinylchlorid-Schäumen

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DE2134262A1 DE19712134262 DE2134262A DE2134262A1 DE 2134262 A1 DE2134262 A1 DE 2134262A1 DE 19712134262 DE19712134262 DE 19712134262 DE 2134262 A DE2134262 A DE 2134262A DE 2134262 A1 DE2134262 A1 DE 2134262A1
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Description

Dr. rer. nat. Horst Schüler 6 Frankfurt/Main ι, den 7. juii 1971
PATENTANWALT Niddastraße 52 Dr. Sb./dl
PATENTANWALT Telefon (0611)237220
Postscheck-Konto: 282420 Frankfurt/M. Bank-Konto: 225/0389 Deutsche Bank AG, Frankfurt/M.
1826-8SI-1O57
GENERAL ELECTRIC COMPANY
1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A.
Siliconharze als oberflächenaktive Mittel in Vinylchlorid-
Schäumen
Die vorliegende Erfindung betrifft Vinylchlorid-Plastisol-Zusammensetzungen, welche mechanisch geschäumt werden können, und sie betrifft insbesondere Vinylchlorid-Plastisol-Zusammenset zungen, die ein Siliconharz enthalten.
Die üblichsten zur Zeit in Verwendung befindlichen Teppicharten weisen eine Gewebeunterlage mit aufrechten Garnbüscheln auf, die sich von der Unterlage aus nach oben erstrecken und die
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Haardecke bilden. Es sind, verschiedene Methoden bekannt, die Unterlage auszuführen und die Haardeckengarne, etwa durch Versehen mit Büscheln oder Weben, damit zu verbinden. Eine besondere Teppichart ist ein Büschelteppich, der eine gewebte Unterseite, üblicherweise Jute, hat, durch welche Garnschlingen gestoßen sind, die die Büschel bilden, wobei die Schlingen, wenn dies gewünscht ist, geschnitten sein können. Die Haardeckengarne sind mittels einer Gummilatex an der Unterlage befestigt. Häufig wird noch eine zweite Unterlage auf die Latex aufgebracht, um das Gewebe hinsichtlich der Dimensionen zu stabilisieren und die Latex und die Haardeckengarne vor Abrieb zu w schützen.
Teppiche dieser Art werden häufig auf Böden über Unterlegeplatten verlegt, die aus Schaumgummi bestehen können. Auf die Rückseite des Teppichs kann man auch eine Schaumgummi-Unterlage aufbringen, indem man Gummilatex direkt auf die Rückseite des Teppichs aufschäumt. Es ist auch möglich, auf die Haardekkengarne eine Hilfsschicht aufzubringen und dann eine Schaumunterlage direkt auf die Hilfsschicht aufzutragen. Verwendet man in dieser Weise Latexschaum, so macht dies eine zweite Unterlage und ein Unterlegplattenmaterial überflüssig. Die Verwendung der meisten Latex-Gummischäume hierfür hat jedoch fc hauptsächlich Nachteile, wie z. B. mangelnde Haltbarkeit, Zähigkeit und die Tatsache, daß es nicht feuerfest ist. Die Notwendigkeit für eine feuerfeste Schaumgummi-Unterlage ist insbesondere dort gegeben, wo der Teppich in Krankenhäusern, Kinderheimen oder anderen Wohnsitzen verwendet wird, in denen Sicherheit an erster Stelle steht. Außer für Teppichunterlagen gibt es viele andere Verwendungsmöglichkeiten für einen Schaumgummi, der feuerfest ist, der eine gute Bindung zu dem Material hat, auf das er aufgeschäumt ist, und der zusätzlich eine gute innere Festigkeit oder ein Kohäsionsvermögen aufweist.
Es ist für möglich gehalten worden, Vinylchloridpolymere zur Herstellung eines solchen Schaumes zu verwenden. Zur Herstellung eines Plastisols wurden das Vinylchloridpolymer zusammen mit den geeigneten Füllstoffen und Stabilisatoren zu einem
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Weichmacher gegeben. Das Plastisol kann dann durch Schlagen oder in anderer Weise mechanisch in Schaumform gebracht werden, welche auf die Rückseite des Teppichs aufgetragen wird und die man dann erhitzt, um den Plastisolschaum zum Gelieren und Verschmelzen zu bringen. Es wurde jedoch festgestellt, daß das Plastisol ohne ein geeignetes oberflächenaktives Mittel nicht mechanisch geschäumt werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen feuerfesten Vinylchloridschaum zu schaffen, der auf die Rückseite von Teppichen aufgeschäumt werden kann.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Siliconharz-Additiv für Vinylchlorid-Plastisole anzugeben, welches das mechanische Schäumen des Plastisols gestattet.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vinylchlorid-Plastisol-Zusammensetzung zu schaffen, die mechanisch in einen Schaum mit gleichmäßigen Zellen überführt werden kann, der nur langsam entschäumt.
Diese und andere Aufgaben und Ziele der vorliegenden Erfindung können der nachfolgenden näheren Beschreibung der Erfindung entnommen werden.
Erfindungsgemäß wird eine Zusammensetzung geschaffen, die unter Verwendung von Luft mechanisch geschäumt werden kann und die folgende Stoffe umfaßt: ein Vinylchloridpolymer, einen Weichmacher und ein Siliconharz, das gleichmäßig mit dem Polymer und dem Weichmacher vermischt ist und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Siliconharz, welches einwertige R3Si01/2-Einheiten und vierwertige SiO2-Einheiten mit einem Verhältnis der einwertigen zu den vierwertigen Einheiten von 0,25 bia 0,75 aufweist und einem Siliconharz, das einwertige R1 3Si01/2-Einheiten, vierwertige SiO2~Einheiten und zweiwertige R2 2SiO-Einheiten in einem Verhältnis der einwertigen zu den vierwertigen zu den zweiwertigen Einheiten von 0,25 bis
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ρ 0,75 zu 1 zu 0,05 bis 0,1 aufweist und worin R, R1 und R niedere einwertige Kohlenwasserstoffreste sind. Vorzugsweise sind in der Zusammensetzung 20 bis 40 Gew.% Vinylchlorid, 20 bis 50 Gew.? Weichmacher und 1 bis 8 Gew.% Siliconharz. Das Vinylchloridpolymer ist ausgewählt aus Vinylchlorid-Homopolymeren und Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren. Das Siliconharz hat im allgemeinen etwa 2 bis 4 Gew.% und vorzugsweise 2 bis 3 Gew.$ Hydroxylgruppen im nicht-kondensierten und im allgemeinen weniger als Ό,5 Gew.% Hydroxylgruppen im kondensierten Zustand.
2 In den obigen Formeln können R, R1 und R beispielsweise folgende Gruppen sein: Aralkyl; einkernige Aryl, wie Phenyl, Benzyl, ToIyI9 Xylyl und Äthylphenyl, Halogen-substituierte einkernige Aryl, wie 2,6-Di-chlorphenyl, 4-Bromphenyl, 2,5-Di-fluorphenyl, 2,4,6-Trichlorphenyl und 2,5-Dibromphenyl; Nitro-substituierte einkernige Aryl, wie 4-Nitrophenyl und 2,6-Di-nitrophenyl; Alkoxy-substituierte einkernige Aryl, wie 4-Methoxyphenyl, 2,6-Dimethoxyphenyl und 2-Äthoxyphenyl, Alkyl,, wie Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, η-Butyl, sek.-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Amyl, Hexyl, Heptyl und Octyl; Alkenyl, wie Vinyl, Allyl, n-Butenyl-1, n-Butenyl=2j n-Pentenyl-2s n-Hexenyl-2, 2,3-Dimethylbutenyl-2, und n-Heptenylj Alkinyl, wie Propargyl und 2-Butinyl; HaIoalkyls wie Chlormethyl, Jodmethyl, Brommethyl, Fluormethyl, Chloräthyl,, Jo.däthyls Bromäthylj Fluoräthyl, Trichlormethyl, Di„jodäthyls Tribrommethyl, Trifluormethyl, Dichloräthyl, Chlorn-propyl9 Brora-n-propyl9 Jodisopropyl, Brom-n-butyl, Brom-tert,-butyl9 ijSsS-Trichlorbutyl, I9 3,3-Tribrombutyl, Chlorpentyl, Brompentyls 2S3~Dichlorpentyl9 393"Dibrompentyl, Chlorhexyl, Bromhe2cyls 23 ^-Diehlorhexyl, I3 3-Dibrorahexyl, 1, 3, 4-Trichlorhexfl3 Chlorheptyla Bromheptyl9 Fluorheptyl3 1,3-Dichlorheptyl, I9S3 S^T^ichlorheptyljj 2 34-Di chlorine thy Iheptyl, Chloroctyl, Bromoctylj, Jodoctyls 294-=Diehloroctyl, 2, 4, 4-Trichlormethylpentyl und I33s5~Trdbromostyl; Haloalkenyls wie Chlorvinyl, Bromvinylj, Chlorallylg Bromallyl, 3-Chlor-n-butenyl-l, 3-Chlorn-pentenyl-Ij 3°I?luor-n-heptenyl-lJ, I5 3S S
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1,3j5-Trichlor-n-octenyl-6 und 2,3,3-Trichlormethylpentenyl-4i Haloalkinyl, wie Chlorpropargyl und Brompropargyl; Nitroalkyl, wie Nitromethyl, Nitroäthyl, Nitro-n-propyl, Nitro-n-butyl, Nitropentyl und 1,3-Dinitroheptyl; Nitroalkenyl, wie Nitroallyl, 3-Nitro-n-butenyl-l und 3-Nitro-n-heptenyl-l; Nitroalkinyl, wie Nitropropargyl; Alkoxyalkyl und Polyalkoxyalkyl, wie Methoxymethyl, Äthoxymethyl, Butoxymethyl, Methoxyäthyl, Äthoxyäthyl, Äthoxyäthoxyäthyl, Methoxyäthoxymethyl, Butoxymethoxyäthyl, Äthoxybutoxyäthyl, Methoxypropyl, Butoxypropyl, Methoxybutyl, Methoxypentyl, Methoxymethoxypentyl, Methoxyheptyl und Äthoxyäthoxy; Alkoxyalkenyl und Polyalkoxyalkenyl, wie Äthoxyvinyl, Methoxyallyl, Butoxyallyl und Methoxy-n-butenyl-1; Alkoxyalkinyl und Polyalkoxyalkinyl, wie Methoxypropargyl; Cycloalkyl, Cycloalkenyl und alkyl-, halogen-, alkoxy- und nitrosubstituierte Cycloalkyl und Cycloalkenyl, wie Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, 6-Methylcyclohexyl, 3,4-Dichlorcyclohexyl, 2,6-Dibromcycloheptyl, 2-Nitrocyclopentyl, 1-Cyclopentenyl, 3-Methyl-l-cyclopentenyl, 5-Methoxy-l-cyclopentenyl, 3,M-Dimethyl-l-cyclopentenyl, 2,5-Dimethoxy-l-cyclopentenyl, 5-Methyl-5-cyclopentenyl, 3,^-Dichlor-S-cyclopentenyl, 2-Nitro-l-cyclohexenyl, 1-Cyclohexenyl, 3-Methyl-l-cyclohexenyl und 6-Methoxy-l-cyclohexenyl und Cyanalkyl, wie Cyanmethyl, Cyanäthyl, Cyanbutyl und Cyanisobutyl.
ρ
Die Gruppen, für die R, R1 und R stehen, haben im allgemeinen nicht mehr als 8 Kohlenstoffatome und vorzugsweise nicht mehr als 4 Kohlenstoffatome. Vorzugsweise ist R Methyl, so daß das erstgenannte Harz (CH.,),SiCL ,„-Einheiten und SiOp-Einheiten aufweist. Bei dem zweiten Harz ist R1 vorzugsweise Methyl und R ist vorzugsweise Methyl und/oder Vinyl, so daß dieses Harz die folgenden Einheiten aufweist:
a) (CH3)5Si01/2, SiO2, (CH3J2SiO
b) (CH3) 3Si.O1/2, SiO2, (CH3)(CH2=CH)SiO
c) (CH3)3SiO172, SiO2, (CH2=CH)2SiO ,
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sowie verschiedene Mischungen der obigen Einheiten. Im allgemeinen beträgt für das erste Siliconharz das Verhältnis der einwertigen R^SiO. ,„-Einheiten zu den vierwertigen SiOp-Einheiten 0,25 bis 0,75 und vorzugsweise 0,65 bis 0,70. Im Falle des zweiten Siliconharzes ist das Verhältnis der einwertigen
RxSiO1 ,„-Einheiten zu den vierwertigen SiO,„-Einheiten zu den j 1/ c- ρ ■ 1^
zweiwertigen R „SiO-Einheiten im allgemeinen 0,25 bis 0,75 zu zu 0,05 bis 0,1 und vorzugsweise 0,65 bis 0,7 zu 1 zu 0,05 bis 0,07.
Die obigen Harze können nach einem Verfahren durch Umsetzen eines Siliziumdioxid-Hydrosols mit Verbindungen der Formeln fc R SiXw und R SiO1, oder mit Verbindungen der Formeln
R'nSiVn> R2nSiX4-n> R'SiVn
2
worin R, R' und R die vorgenannte Bedeutung haben, X ein Halogen ist und η einen Wert von 2 bis 3 hat, hergestellt werden.
Die verwendeten Siliciumdioxid-Hydrosole werden in der üblichen Weise durch Neutralisieren von Natriumsilicatlösungen herge- ^ stellt. Diese Neutralisation kann entweder durch Verwendung einer Säure oder eines Chlorsilans durchgeführt werden. Im
es
letzteren Falle ist/nicht notwendig, eine zusätzliche Säure
zu der Reaktionsmischung hinzuzugeben. Obwohl das Siliciumdioxid-Sol unter sauren Bedingungen in jeder Konzentration mit den vorgenannten Organosilicon-Verbindungen reagiert, soll das Sol vorzugsweise eine Konzentration von 1 bis 35 Gew.% haben.
Die Silane und Siloxane können einzeln oder als Mischung verwendet werden. Verwendet man ein Chlorsilan, ist es unnötig, eine Säure zu der Reaktionsmischung zu geben, da sich HCl darin bildet. In solchen Fällen kann das Chlorsilan direkt zu der Natriumsilicatlösung gegeben werden. Werden Alkoxysilane ver-
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wendet, muß das Siliciumdioxid-Hydrosol soviel Säure enthalten,' daß der pH-Wert der Reaktionsmischung kleiner als 5 ist. Geeignete Säuren sind Chlorwasserstoff-, Schwefel-, Salpeter-, Phosphor-, Benzolsulfon-, Trichloressig- oder jede andere starke Säure, über die Säuremenge hinaus, die notwendig ist, einen pH-Wert von 5 einzustellen, kann jeder Säureüberschuß verwendet werden.
Jede der möglichen Verbindungen im Rahmen der obigen Formeln kann zur Herstellung dieses Siüäconharzes verwendet werden. Spezielle Beispiele von geeigneten Verbindungen sind: Trimethylchlorsilan, Trimethyläthoxysilan, Trimethylisopropoxysilan, Phenyldimethylchlorsilan, Hexamethyldisiloxan, Dimethylsiloxan, Phenyltrichlorsilan, Diäthyltetramethyldisiloxan, Tolylmethyldichlorsilan, Methyltriäthoxysilan, Stearyltrichlorsilan, Chlorphenyldimethylchlorsilan, Moriotolyltrichlorsilan und Trifluortolylmethyldichlorsilan.
Das Siliciumdioxid-Hydrosol wird einfach mit den Silanen und/ oder Siloxanen gemischt und bildet das benötigte Siliconharz. Wie bereits erwähnt, wird eine starke Säure hinzugegeben, um der pH auf einen Wert unter 5 zu erniedrigen, wenn an der Reaktion kein Chlorsilan beteiligt ist. Es wurde festgestellt, daß die Reaktionen zwischen Siliciumdioxid-Hydrosol, Silanen und/ oder Siloxanen rasch bei 30 0C oder darüber unter Bildung der copolymeren Siloxane ablaufen. Während der Reaktion wird die Mischung vorzugsweise kräftig gerührt. Im allgemeinen bildet sich eine Emulsion, die sich beim Stehen in zwei Schichten trennt. Die Schichten werden voneinander abgetrennt und die Organosiliconschicht mit Wasser säurefrei gewaschen, welches sich als wässerige Schicht abscheidet und entfernt wird. Die Organosiliconschicht wird dann getrocknet und ergibt das SiIiconharzprodukt. Weitere spezifische Angaben hinsichtlich dieses Verfahrens können der US-Patentschrift 1 676 182 entnommen werden.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Harzes besteht in der kontrollierten Hydrolyse von Verbin-
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düngen der Formel R SiX11 , Rl n sixj|_.n und R2 n SiX4-ns worin R, R' und R die vorgenannte Bedeutung haben, X für ein Halogenatom steht und η zwischen 2 und 3 variieren kann. In diesem Falle wird, wie bei dem vorherigen Verfahren, RnSiX^_n verwendet, wenn ein Harz mit R SiO1 ,„-Einheiten und SiO9-Ennheiten hergestellt werden soll, während R' SiX^. und R SiX. benutzt werden, um ein Siliconharz mit-R',SiO1,,,- SiO,,- und R pSiO-Einheiten herzustellen. Die obigen Halogenverbindungen werden mit Tetrachlorsilan umgesetzt und ergeben die gewünschten Harze» Es wird eine Lösung des■Halogensilane in einem inerten, nicht-alkoholischen, organischen Lösungsmittel hergestellt, wobei das organische Lösungsmittel unlöslich oder im wesentlichen unlöslich in Wasser ist und das ausgewählt ist aus der Klasse bestehend aus (1) aliphatischen und aromatischen, flüssigen Kohlenwasserstoffen*und (2) flüssigen Äthern, die mindestens 4 Kohlenstoffatome enthalten. Diese Lösung wird allmählich zu einem Zweiphasen-Hydrolysenmedium gegeben, welches eine Mischung von Wasser, das in einer Menge vorhanden ist, die beträchtlich über der liegt, die notwendig ist, um das Silan zu lösen, und einem flüssigen, aliphatischen Alkohol umfaßt, der nicht völlig, jedoch in einem beträchtlichen Maße in Wasser löslich ist.
Geeignete Alkohole hierfür sind n-Butanoi, Isobutanol, n-Amylalkohol, sek.-Amylalkohol, Isoamylalkohol, tert.-Amylalkohol, n-Hexanol9 Methylisobutylcarbinol, 2-Äthylbutylcarbinol und Methylamylcarbinol.
Zusätzlich zu Toluol und Xylol, welches die bevorzugten nichtalkoholischen Lösungsmittel für die Silanderivate sind, können Benzol, und verschiedene gesättigte oder im wesentlichen gesättigte Kohlenwasserstoff-Fraktionen mit einem Siedepunkt zwischen 75 und 250 0C verwendet werden, wie n-Heptan, Benzol, Ligroin und Kerosin. Die in dem Lösungsmittel gelösten Halogensilane werden zu der aus Wasser und Alkohol bestehenden Mischung gegeben» Die Mischung wird■während der exothermen Reaktion kräftig gerührte Nach Beendigung der Reaktion hört
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man auf zu rühren und läßt sich die Reaktionsmischung in zwei Schichten trennen. Die untere wässerige Schicht wird entfernt und die organische Schicht mit Wasser gewaschen und dann filtriert. Die erhaltene organische Mischung ist die Silanharzmischung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Eine ausführlichere Beschreibung dieses Verfahrens ist in dem US-Patent 2 398 672 enthalten.
Die Silanharzprodukte, die nach dem vorbeschriebenen Verfahren erhalten werden, haben im allgemeinen 2 bis 4 Gew.? und vorzugsweise 2 bis 3 Gew.% Hydroxylgruppen. Für einige Weichmacherarten, die zur Herstellung von Vinylchlorid-Plastisolen verwendet werden, ist es wünschenswert, weniger als 0,5 Gew.% und vorzugsweise weniger als 0,3 Gew.% Hydroxylgruppen in dem Siliconharz zu haben. Dies wird erreicht, wenn man die Siliconharze mit konzentrierter Kalium- oder Natriumhydroxydlösung vermischt und die erhaltene Mischung für 1 bis 4 Stunden auf 100 bis 150 0C erhitzt. Die wässerige Phase wird dann von der organischen Phase abgetrennt und die organische Phase mit Wasser gewaschen. Das Harz läßt man in dem Lösungsmittel oder überführt es in einen Weichmacher und entfernt das Lösungsmittel.
Ein Plastisol, so wie es in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Zweiphasen-System, in welchem ein Vinylchloridpolymer in fein verteilter Form in einem Weichmacher dispergiert ist, der bei Zimmertemperatur nur eine geringe Lösungsfähigkeit für das Polymer zeigt, dieses jedoch bei einer erhöhten Temperatur löst, wodurch dann die Mischung aus Weichmacher und Polymer zu einer plastifizierten Struktur verschmilzt. Viele unterschiedliche Arten von Vinylchloridpolymeren können hierfür verwendet werden, wie Vinylchlorid-Homopolymere oder Copolymere aus Vinylchlorid mit anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren oder eine Mischung des Homopolymers mit anderen Vinylchlorid-Copolymeren. Die Vinylchloridpolymeren enthalten im allgemeinen mindestens 50 Gew.it polymerisierten Vinylchlorids und vorzugsweise 60 bis 100 Gew.? davon.
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2134?6?
- ίο -
Die Copolymere werden durch Polymerisieren von Vinylchlorid mit äthylenisch ungesättigten Monomeren hergestellt, wie ungesättigten Niederalkylestern, z. B. Vinylacetat, partiell hydrolysiertes Vinylacetat und Vinylbenzoat; Niederalkylacrylaten, z. B. MethyIacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat und Octylacrylat und den entsprechenden Methacrylaten; Alkylestern ungesättigter Säuren, wie Malein- und Fumarsäure und Diäthylmaleat und anderen copolymerisierbaren Verbindungen, wie ungesättigten Nitrilen, wie z. B. Acrylnitril, halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie Vinylidenchlorid und-fluorid, Vinylfluorid, Chlortrifluoräthylen sowie weiteren polymerisierbaren Verbindungen, die äthylenische Doppelbindungen enthalten. Die bevorzugten Copolymere sind Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, insbesondere solche, die 85 Gew.% oder mehr an Vinylchlorid enthalten.
Typische Vinylchloridpolymere, welche Vinylchlorid-Homopolymer-Dispersionsharze und Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymere einschließen, sind Opalon 400, 410, 440 und 3142, hergestellt von der Monsanto Chemical Company, Springfield, Massachusetts; Tenneco 1755 und 0565, hergestellt durch die Tenneco Chemicals, Inc., East Brunswick, New Jersey; Diamond 74, 71, 7602 und 7401, hergestellt durch Diamond Shamrock Chemical Company, Cleveland, Ohio; Geon 121, Geon I30 χ 10, Geon 120 χ 241 und Geon 135, hergestellt durch die B. P. Goodrich Chemical Company, Cleveland, Ohio; Exon 6338 und 605, hergestellt durch die Firestone Plastics Company, Pottstown, Pa. ; Marvinol VR-50, 5I, 53j. 56 und 57, hergestellt durch die Uniroyal Chemical Company, Naugatuck, Connecticut; GYLF-Z, hergestellt durch die Union Carbide Corporation und VC-2605, hergestellt durch die Borden Chemical Corporation. Etwa 30 bis 40 Gew.? von diesen Gesamt-Vinylchloridpolymeren, die zur Herstellung des Plastisols verwendet werdens können Harze mit großen Teilchen oder Mischharze sein, wie Marvinol VR-IO, 15, 24; Borden1S VC-2605 und 260S, hergestellt durch die Borden Chemical Company; Diamond's 744 und 7442, hergestellt durch die Diamond Shamrock Chemical Companyi Firestone's XR-2316 und XR-2322, hergestellt durch
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- li -
die Firestone Plastics Corporation; Geon 1O6F2, hergestellt , durch die B. F. Goodrich Chemical Company; Marvinol 14, hergestellt durch die Uniroyal Chemical Co., Naugatuck, Conn, und MC-85, hergestellt durch die Goodyear Tire and Rubber Co., Akron, Ohio. Diese Mischvinylchloridharze scheinen die Viskosität des erhaltenen Plastisols herabzusetzen. Der Hauptgrund für ihre Verwendung, zusammen mit Vinylchloridpolymeren geringerer Teilchengröße, liegt jedoch in ihrer Billigkeit, verglichen mit den Vinylchloridharzen der kleinen Teilchengröße. Auf diese Weise wird durch Zusatz einer bestimmten Menge des Mischharzes eine Kostenverringerung des erhaltenen Plastisols erzielt. Es wird auch darauf hingewiesen, daß das zur Herstellung des speziellen Harzes verwendete oberflächenaktive Mittel die mechanische Schäumbarkeit des Harzes beeinflußt, und daß infolgedessen einige der obigen Vinylchloridharze, die mit bestimmten oberflächenaktiven Mitteln hergestellt werden, bessere Schäume ergeben.
Das Vinylchloridharz macht im allgemeinen 20 bis ^O Gew.? und vorzugsweise 25 bis 35 Gew.? der Plastisol-Zusammensetzung aus. Die Plastisol-Zusammensetzung enthält außerdem im allgemeinen 20 bis 50 Gew.? und vorzugsweise 30 bis kO Gew.? Weichmacher mit im allgemeinen 1 bis 8 Gew.? und vorzugsweise 1 bis 5 Gew.? Siliconharz.
Der flüssige Weichmacher wird in unterschiedlichen Mengen verwendet, die von dem benutzten Harz und den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes abhängen. Typische Weichmacher sind beispielsweise: Dihexylphthalat, Butyldecylphthalat; Di-isooctylphthalat; Di(2-äthylhexyl)phthalat; n-Octyldecylphthalat; Di-caprylphthalat; Iso-octyl-iso-decylphthalat; Butylcyclohe xylph t ha lat; Di-2-äthylhexylhydrophthalat; Trioctylphosphat; Tricresylphosphat; Di(2-äthylhexyl)adipat; Di(2-äthylhexyl)azelat; Dioctylsibicat; Diisodecyladipat; Butylbenzylphthalat; Butyloctylphthalat; Dodecylphthalat; Trioctyltrimellitat; n-Octyl-n-decylteiSilifiÖtyif^ipfieiycol-dibenzoat. Es können auch polymere Weichmacher verwendet werden, wie:
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Nuopled 1046, hergestellt durch die Nuodex Company; Paraplex 6-54, 6-62 hergestellt durch die Rohm & Haas Co.; Santicizer l40, 148 und 462, hergestellt durch die Monsanto Chemical Co.; Staflex 347, hergestellt durch die Reinhold Chemical Co. ; Epoxy-Weichmacher, wie Monoflex S-73 und S-6I und S-62, hergestellt durch die Rohm & Haas Co.; Admex 752, hergestellt durch Archer, Daniels and Midland; Emery 127O6-4O-R, hergestellt durch Emery Industry, Inc. und Pleximore 50-T, hergestellt durch Rohm & Haas. Andere Weichmacher sind Kodaflex CB-2, Kodaflex DOA, Kodaflex DOZ, Kodaflex DBS, hergestellt durch Eastman Chemical Co., Kingsport, Tenn., Benzoflex 9-88, hergestellt durch Velsichel Chemical Co., Chattanooga, Tenn. W und HB-40, hergestellt durch Monsanto Chemical Co., St. Louis, Mo. Die oben aufgeführten sind lediglich ein Teil der vielen Weichmacher, die zur Herstellung eines Vinylchlorid-Plastisols verwendet werden können. Die kondensierten Siliconharze, das sind die Harze, die 0,5 Gew.% oder weniger Hydroxylgruppen enthalten, werden sowohl zusammen mit Kodaflex CB-2 als auch mit Adipat-, Sibicat- und Azelatester-Weichmachern verwendet, da festgestellt wurde, daß gute Schäume mit solchen Weichmachern nur zusammen mit den kondensierten Harzen erhältlich sind.
Das Vinylehloridpolymer-Plastisol kann verschiedene Additive enthalten, \i±e Hitze- und Lichtstabilisatoren. Geeignete
* Stabilisatoren sind Komplexe von Barium, Zink, Cadmium, Blei,, Zinn und Calciumsalsen von Fettsäuren. Andere verwendbare Stabilisatoren sind: Paria 1O3 hergestellt durch die Rheinhold Chemical Co»3 Vanstay HTA, hergestellt durch die Vanderbilt Co03 Ferro 573O3 hergestellt durch die Ferro Chemical Co09 Nuodex V-1048., hergestellt durch die Tenneco Chemical Co09 Advance BC°729 Advance T-5, Advance Liquid T150, hergestellt dureh die Advance Chemical Co. und Dyphos paste9 hergestellt durch National Lead Company. Im allgemeinen werden säche Stabilisatoren in einer Menge von 0 bis 4 Gew.Si iSiid vorzugsweise 1 bis 3 Qm!e% der Plastisol-Zusammensetzung verwendet»
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Die Plastisol-Zusammensetzung kann auch Füllstoffe, Pigmente und Streckmittel enthalten. Geeignete Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Baryt und Glimmer. In diesem Falle werden Füllstoffe bevorzugt, die nur wenig öl absorbieren. Im allgemeinen umfassen die Stabilisatoren zusammen mit den Füllstoffen und Streckmitteln 0 bis 50 Gew.% und vorzugsweise 20 bis 30 Gew.% der Zu sammens et zung.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Plastisol-Zusammensetzung wird das gesamte flüssige System in einen Mixer mit großer Scherwirkung gefüllt, ausgenommen das oberflächenaktive Mittel. Dann wird das Vinyl-Dispersionsharz mit einer geringen, gleichmäßigen Geschwindigkeit in den Mixer gegeben. Danach das Vinylmischharz, ebenfalls mit einer geringen, gleichmäßigen Geschwindigkeit. Wenn die Pigmentdispersion, Füllstoff und andere Zusätze hinzugegeben sind, verringert man die Geschwindigkeit des Mixers und fügt das Siliconharz hinzu. Eine verringerte Mixergeschwindigkeit ist erforderlich, um das Einschließen großer Luftvolumen zu diesem Zeitpunkt zu vermeiden. Wenn die Zusammensetzung dann geschäumt werden soll, erhöht man die Mixergeschwindigkeit, so daß große" Luftvolumen in dem Schaum eingeschlossen werden, um ihn richtig aufzuschäumen. Um einen guten Schaum zu erhalten, soll die Plastisol-Zusammensetzung vorzugsweise eine Viskosität von 1 000 bis 1 500 Zyklen pro Sekunde (cps) mit einer Brookfield Spindel Nr. 2 bei 20 U/min (rpm) haben. Vorzugsweise wird das Mischen des Weichmachers mit den anderen Bestandteilen bei Raumtemperatur durchgeführt.
Zur Herstellung des Schaumes wird das flüssige Plastisol mechanisch geschlagen, um Luft in den Schaum zu bekommen. Das Schlagen des Plastisols kann in einem Küchenmixer, wie Hobart N-50 oder einem kontinuierlichen E. T. Oakes-Mischer, durchgeführt werden. Der kontinuierliche E. T. Oakes-Mischer ist ein besonderes System, bei welchem Luft, üblicherweise Druckluft, in das flüssige Material gemischt wird. Der Hobart-Mischer benutzt einen Drahtbügel (wire ship), der Luft in den
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in einer Schale befindlichen Schaum schlägt, ohne ein besonderes System von Druckluft zu verwenden. Die Luftmenge, die mit dem Hobart-Mischer von der Atmosphäre in den Schaum eingebracht werden kann, ist wesentlich geringer als die, die mit dem kontinuierlichen Mischertyp einarbeitbar ist. Im allgemeinen kann mit dem Hobart-Mixer ein Drittel der Luftmenge eingebracht werden, die mit dem kontinuierlichen Oakes-Mischer einarbeitbar ist. Im allgemeinen ist die Dichte des Schaumendproduktes um so geringer, je mehr Luft in dem Schaum enthalten ist.
Durch die Gegenwart des Polysiloxanharzes in dem Schaum wird dieser stabilisiert, so daß er nicht sofort zusammenfällt, nachdem er gebildet worden ist. Nach etwa 10 Minuten jedoch, beginnt er zusammenzufallen, so daß der Schaum vorzugsweise 5 bis 10 Minuten erhitzt wird, nachdem man ihn hergestellt hat, so daß der Schaum geliert und aushärtet.
Die Plastisolschaum-Zusammensetzung wird geliert und verschmolzen, indem man den Schaum auf eine erhöhte Temperatur erhitzt. Dabei hängt es von der Art des Vinylchloridpolymers und des Weichmachers sowie der Dicke und Dichte des Schaumes ab, bei welcher Temperatur der Schaum im einzelnen geliert. Im allgemeinen wird der Schaum, nachdem man ihn in die gewünschte Form gegossen oder verteilt hat, für eine Zeit von 30 Sekunden bis zu 2 Stunden auf eine Temperatur im Bereich von etwa 130 bis 190 0C (270 bis 375 0P) erhitzt, um das Plastisol zu gelieren und zu verschmelzen. Wird die Gelierung als ein separater Schritt durchgeführt, erhitzt man das Plastisol für etwa 10 Minuten bis 2 Stunden auf eine Temperatur von etwa 60 bis 90 0C (140 bis 190 0P), um den Schaum zu einem weichen Gel zu verfestigen. Der gelierte Schaum kann dann durch Erhitzen während einer Zeit von 30 Sekunden bis zu 2 Stunden auf eine Temperatur im Bereich von etwa 150 0C bis 190 0C ( 300 bis 375 0P) verschmolzen werden. Vorzugsweise werden Gelieren und Schmelzen in einem einzigen Schritt durchgeführt, wobei im allgemeinen der Plastisolschaum für 12 bis 15 Minuten schnell auf etwa 175 0C (350 0P)
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erhitzt wird, um die Operation abzuschließen. Beim Schmelzen wandeln sich die einzelnen, geschlossenen Zellen des Schaumes in miteinander verbundene oder offene Zellen um. Nach dem Erhitzen wird der verschmolzene Schaum auf Raumtemperatur abgekühlt und ergibt ein flexibles Schaummaterial mit gleichmäßig großen, offenen Zellen. In Abhängigkeit von der in das Plastisol eingearbeiteten Luft kann die Schaumdichte über einen weiten Bereich von etwa 0,16 bis 1,12 g/cnr (10 bis 70 lb/cu.ft.) variieren.
Das Polysiloxanharz wird dem Plastisol üblicherweise als eine Lösung in Xylol zugegeben, die vorzugsweise eine 50 gew.^ige Lösung in Xylol oder einem anderen, gegenüber dem Harz oder Plastisol inerten Lösungsmittel ist. Die Polysiloxanharze können zu dem Plastisol auch als eine Lösung in Dioctylphthalat oder einem anderen geeigneten Weichmacher zugegeben werden, vorzugsweise als 50 gew.^ige Lösung. Andere geeignete Weichmacher sind Texanol-Isobutyrat (Tenn. Eastman), Dioctylazelat, Dioctyladipat, Diisodecylphthalat usw. Für viele Anwendungen wird es bevorzugt, das Harz in Form einer Lösung in Dioctylphthalat oder einem anderen geeigneten Weichmacher hinzuzugeben, da eine Xylollösung des Harzes einen nachteiligen Effekt auf die Schaumstabilität hat. Mit Xylol oder anderen inerten Lösungsmitteln neigt der Schaum dazu, leichter zusammenzubrechen als wenn ein Weichmacher, wie Dioctylphthalat, als Lösungsmittel verwendet wird.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, sie jedoch in keiner Weise beschränken. Alle Teile sind Gewichtsteile, wenn nichts anderes angegeben. In einem Beispiel wurde das Polysiloxanharz zusammen mit verschiedenen Weichmachern untersucht, um festzustellen, ob sie schäumen. Hierbei wurde der Schaum in einem etwa 85 ml fassenden Lilly-Becher (3 oz. Lilly cup), der einen Gewichtswert von weniger als 15 g hatte, durch Experiment bestimmt, um gute Schäume nach der Aushärtung zu finden, das sind ausgehärtete Schäume mit einer Dichte von etwa 0,208 bis 0,240 g/cm2 (13 bis 15 Ib/
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cu.ft.)· Die Dichte von etwa 0,208 bis O,24o g/cm ist wünschenswert für einen Schaum, der zur Rückseitenbedeckung von Teppichen verwendet wird. In einem anderen Beispiel wurde das Polysiloxanharz mit Vinylchloridpolymer, Weichmacher und anderen notwendigen Bestandteilen vermischt und mechanisch geschäumt. Ein 85ml Lilly-Becher mit Schaum wurde gewogen, um festzustellen;, ob nach dem Aushärten des Schaumes ein guter Schaum entstanden ist, der die oben genannte Dichte haben sollte. Aus den Ergebnissen wurde festgestellt, daß das Gewicht eines Lilly-Bechers einer Plastisol-Zusammensetzung von weniger als 45 g einen guten Schaum mit der vorgenannten Dichte ergibt.
Beispiel 1
Dieses Beispiel untersuchte die Schäumbarkeit verschiedener Weichmacher in Kombination mit kondensierten und nicht-kondensierten Polysiloxanharzen. Die verwendeten Polysiloxanharze waren:
Symbol Zusammensetzung Lösung
X unkondensiert (CH,),SiO-/o, SiO„ 50JS feste Lösung
^ * 1/d d in Xylol
2X unkondensie-rt (CH,),SiO,. /o, SiOp 50? feste Lösung
0 ■> in Dioctylphthalat
3X kondensiert (CH,),SiO. /O9 SiO0 50# feste Lösung
5 ^ 1/d d in Xylol
HX Mischung von 2 Teilen X und
1 Teil 3X
Das Verhältnis der einwertigen (CH,),SiO. ,p-Einheiten zu den vierviertigen SiOg-Einheiten betrug 0,65 bis 0,70 %. In. die Misehersehale "wurden 2^0 Teile Weiohmacher und 12 Teile Polysiloxanharz gegeben. Die Mischung wurde unter Verwendung der Drahtbügelauspüstung des Hobart N-50 bei der Geschwindigkeit 2 fünf Minuten lang geschäumt« Dann wurde ein 85 ml-Becher mit dem Sehausi gefüllt miö gswogon. Die erhaltenen Resultate sind in ä®r folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt ι
- 10 9 8 8 4/1833
Tabelle I - 17 -
Gewicht von 85 ml der Schäume verschiedener Weichmacher unter Verwendung unterschiedlicher oberflächenaktiver
Mittel (g)
Weichmacher
DOP (Dioctylphthalat)
DIOP (Di-iso-octylphthalat)
DIOP (Di-iso-decylphthalat)
ο XP-2OO7 hergestellt durch Rohm & Haas α, Santicizer 7-11)
m /
" Santicizer 215 yhergestellt durch Monsanto Chemical Co. "**· Santicizer 160 J
co Monoflex S-73 \
*° Paraflex S-61 I her6estellt durch Rohm & Haas Benzoflex 9-88 hergestellt durch Velsichol Chemical Co.
Kodaflex CB-2 hergestellt durch Tenn. Eastman Santicizer 7-10> (5Op)
Santicizer 160 K30p)
Santicizer 215 /(5Op) hergestellt durch Monsanto Chemical Co. 17 16 18 17
Santicizer Ι6θ\ί3θρ)
Santicizer 7-llj(5Op) 17 16 13 14 K)
Benzoflex 9-88 (3Op) hergestellt durch Velsichol Chemical Co.
Kodaflex DOÄ\
Kodaflex DOZVhergestellt durch Tenn. Eastman Kodaflex DBSj
HB-40 hergestellt durch Monsanto Chemical Co.
X 2X 3X 4X
17 17 14 14
21 20 12 14
18 18 14 15
15 14 14 13
16 16 14 14
16 16 20 15
55 63 73 61
16 16 15 13
28 25 47 48
40 38 56 59
23 21 13 14
18 17 18 15
25
20		 22
18		 11
12		 12
12		 3426
27 22 11 10 K)
21 19 25 24
Beispiel 2
In eine Mischerschale des Hobart N-50 wurden 240 Teile Weichmacher und 12 Teile des· in Beispiel 1 mit 2X bezeichneten Polysiloxanharzes eingewogen. Während der Vermischung der vorgenannten Komponenten bei der Geschwindigkeit 1 mit dem Draht-Bügel des Hobart-Mixers wurden 300 Teile Vinylharz hinzugegeben und die Gesamtmischung noch 5 Minuten gerührt. Danach wurde die Mischung 20 Minuten lang bei der Geschwindigkeit geschäumt. Der erhaltene Schaum wurde in einem 85 ml Lilly-Becher gewogen. Wie bereits ausgeführt, zeigt ein Schaum mit einem Gewicht von 45 g oder weniger für die Verwendung auf Teppichrückseiten eine gute Dichte. Die erhaltenen Resultate wurden in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt:
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co to to
(D (2)
(2) (D (3) (1)
Vinylchlorid-Harz
Opalon 400 (Monsanto) Marvinol 57 (Uniroyal) Diamond Shamrock 7602
(Diamond Shamrock)
Diamond Shamrock 7401
(Diamond Shamrock)
Diamond Shamrock 744
(Diamond Shamrock)
Diamond Shamrock 74
(Diamond Shamrock)
Diamond Shamrock 71 ,p (Diamond Shamrock) ^ '
Firestone XR-2327 (Firestone) Geon 127 (Goodrich) ^ ' Geon 120 χ 241 (Goodrich) Geon 135 (Goodrich) (1) Geon 130 x 10 (Goodrich) Geon 126 (Goodrich) Geon 16OF2 (Goodrich) Borden VC-2605 (Borden)
(D
XR-2322 (Firestone)
(3)
Tabelle II BBP - iy -
Gewicht von 85 ml Schaum (g) 59
55
DOP DIOP 60 Benzoflex 9-88
51 48 Weichmacher 79 64
49 46 Santicizer 215 48 53
51 50 41 83 64
44 48 39 69 76
45 42 41 80 43
56 55 41 85
50 51 35 65
65 65 46 76
52 41
48 52
48 47
47 45 55
59 45
56 42
70 47 48
39
45
36
ro co rv)
Tabelle II (Portsetzung)
Weichmacher
Vinylehlorid-Hara Exon 65h (Firestone) XR-2316 (Firestone) Exon 6M0 (Firestone) Exon 6337 (Firestone) Exon 6338 (Firestone)
(2) (3) (2)
DOP DIOP Santicizer 51 45
53 45 61 44 43 46 42 41
BBP Benzoflex 9-i
(1) Copolymer-Harz
(2) Homopolymer-Harz
(3) Misch-Harz
fsj CD
Die Ergebnisse der Tabelle II zeigen die Abhängigkeit der Dichte des erhaltenen Schaumes von dem verwendeten Vinylchloridpolymer und Weichmacher.
Beispiel 3
Der gleiche Test, wie in Beispiel 2, wurde unter Verwendung einer Weichmachermischung durchgeführt. Die erhaltenen Resultate sind in der folgenden Tabelle III zusammengefaßt:
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Tabelle III Gewicht von 85 ml Schaum (g)
Weichmacher
CD CD OO OO
Vinylchlorid-Harz
Mischung: DIDP und Butyl-/,
Benzyl-Phthalat^
Mischung:
Opalon 4OO (Monsanto) XR-2327 (Firestone) ( Diamond Shamrock
(D
(Diamond) ^1*
(2) Diamond Shamrock 71 (Diamond) v ' Marvenol 57 (Uniroyal) Borden VC-258 (Borden)
(3)
XR-2322 (Firestone) Exon 654 (Firestone) XR-2313 (Firestone)
(3)
(3)
(Ο)
Exon 640 (Firestone) v ' Tennus Ο565 (Tenneco) ^ 1 Exon 6338 (Firestone) Santicizer 215 und
Butyl-Benzyl-
Phthalat
42
54
43
42
47
48
39 51 42 41 41 47 41 41 43 43 45 43
(1) Copolymer-Harz
(2) Homopolymer
(3) Misch-Harz
(a) Hauptweichmacher (Monsanto)
(b) stark solvatisierender Weichmacher (Monsanto)
CO -ΟΙΝΟ CD N)
Beispiel 4
Unter Verwendung der folgenden Acetat-modifizierten Dispersionsharze wurden Plastisol-Zusammensetzungen hergestellt: Opalon 400, Tenneco O565, Diamond 74, Diamond 7401, Geon 130 x 10, Geon 120 χ 241, Geon 135» Exon 6338 und Marvinol 57. Die Hersteller dieser Harze sind weiter oben bereits angegeben.
Die Plastisol-Zusammensetzungen enthielten die folgenden niedrig-schmelzenden Mischharze: Borden1s 265, Borden1s 26OS, Diamond's 744L, Geon 1O6F2, Exon 2322, MC-85 und Marvinol Auch die Hersteller dieser Harze sind bereits vorstehend genannt worden.
Diese Harze wurden in folgenden Piastisolen verwendet:
Mischung A
Bestandteil Teile
acetat-modifiziertes Dispersions-Harz niedrig schmelzendes Mischharz
Santiciz_er 7-11 (1) Butyl-Benzyl-Phthalat
2X (5)
Füllstoff (CaCO3 oder Lu FiI)
Farbstoff Advance BC-103 Testbenzin
(1) Monsanto Chemical Company
(2) Advance Div., Carlisle Chemical Ind., New Brunswick, N.J.
(3) Zusammensetzung siehe Beispiel 1
60 3 0 - 70
40 30
50 - 5
20 - 50
2 - 2
10 -
0 - 4
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Mischung B
Bestandteil Teile
acetat-modifiziertes Dispersions-Harz niedrig-schmelzendes Mischharz Dioctyl-Phthalat
Santiciz_er l60 ^ '
Advance BC-103
2X ^
Testbenzin
Füllstoff (CaCO3 oder LuFiI)
Farbstoff
60
40
50 - 70
20 - 30
3
2 - 5
0 - 4
10 - 50
0 - 2
(1) Monsanto Chemical Co.
(2) Advance Div., Carlisle Chemical Ind., New Brunswick, N.J.
(3) Zusammensetzung siehe Beispiel 1
Mischung C Bestandteil Teile
acetat-modifiziertes Dispersions-Harz niedrig-schmelzendes Mischharz
Kodaflex CB-2 ( 1 *
Ferro 5019 oder 6U6A oder Dythal Füllstoff
60 100
HO
75 - 50
3 5
10 - 2
2 -
0 _
Farbstoff
(1) hergestellt durch Eastman Chemical Co.
(2) Zusammensetzung siehe Beispiel 1
Die Plastisol-Zusammensetsung wurde durch Einfüllen des gesamten flüssigen Systems mit Ausnahme des Polysiloxanharzes in einen Hobart-Mixer hoher Scherwirkung hergestellt. Das Vinylch'lorid-Dispersionshars wird, während der Mischer in Betrieb ists diesem mit einer geringen, gleichmäßigen Geschwindigkeit zngßführta Dann wird das Mischharz,ebenfalls mit einer geringen,
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gleichmäßigen Geschwindigkeit zugegeben. Zuletzt werden Füllstoff, Pigment und andere Bestandteile hinzugefügt. Die Geschwindigkeit des Mischers wird reduziert und das Polysiloxanharz zugegeben. Danach wird der Mischer auf Geschwindigkeit gestellt und das Plastisol für etwa 20 Minuten geschäumt. Der Schaum wird dann auf die Rückseite eines Teppichs mittels eines Abstreifmessers aufgetragen. Dann wird der Teppich für etwa bis 15 Minuten in einen Ofen bei einer Temperatur von etwa 190 0C (380 0F) gebracht. Danach läßt man den geschäumten Teppich abkühlen und erhält ein fertiges Produkt. Alle drei obigen Mischungen A, B und C ergaben brauchbare Schaumunterlagen für Teppiche.
Beispiel 5
Die Versuche dieses Beispiels erfolgten unter Verwendung eines kondensierten Polysiloxanharzes, welches einwertige (CH.,)-.SiO1 ,„■ Einheiten, vierwertige SiOp-Einheiten und zweiwertige (CH HCH =CH)-SiO-Einheiten in einem Verhältnis der einwertigen zu den vierwertigen zu den zweiwertigen Einheiten von 0,70 zu 1 zu 0,05 enthielt, durchgeführt. Das Polysiloxanharz wurde wiederholt zusammen mit dem Kodaflex CB-2-Weichmacher geschäumt und ergab für 85 ml Schaum ein Gewicht von 12 bis 13 g. Bei der Durchführung der Versuche wurden 12 Teile des Polysiloxanharzes zu 240 Teilen des Weichmachers gegeben und die Mischung in einem Hobart N-50-Mischer geschäumt.
Das Polysiloxanharz wurde zusätzlich in den beiden folgenden Mischungen getestet:
Mischung A Bestandteil Teile
Opalon 400 210
Borden»s 26OS 90
Kodaflex CB-2 240
Dythal 9
Polysiloxan-Harz 12
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Mischung B Bestandteil Teile
Diamond Shamrock's 74 l80
Borden 1S 26OS . 120
Kodaflex CB-2 240
Dythal 9
Polysiloxan-Harz 12
Das Polysiloxanharz wurde zu den obigen Mischungen hinzugegeben und das erhaltene Plastisol für 20 Minuten geschäumt. Verschiedene Versuche ergaben die folgenden Gewichte für jeweils 85 ml Schaum:
Mischung A (g) Mischung B (g)
32 38
33 32 33
Wie bereits erwähnt, ist ein Schaum, bei dem 85 ml 45 g oder weniger wiegen, für eine Teppichrückseiten-Beschichtung brauchbar. Ein Schaum, der unter Verwendung der Mischungen A und B hergestellt wurde und dem außerdem Füllstoffe und ein Parbstoffadditiv hinzugegeben waren, wurde auf die Rückseite eines Teppichs aufgetragen und ausgehärtet. Das Schaum-Endprodukt hatte eine Dichte von 0,208 bis 0,24 g/cm2 (13 bis 15 lb/cu.ft.)
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Mechanisch mit Luft schäumbare Zusammensetzung aus einem Vinylchloridpolymer und einem gleichmäßig mit dem Polymer vermischten Weichmacher, gekennzeichnet durch ein Siliconharz, das mit dem Vinylchloridpolymer und dem Weichmacher gleichmäßig vermischt ist und einwertige R-.SiCL .„-Einheiten und vierwert ige SiOp-Einheiten in einem Verhältnis der einwertigen zu den vierwertigen Einheiten von 0,25 bis 0,75 enthält und bei dem R ein Rest ist, ausgewählt aus Aralkyl, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Haloalkyl, Haloalkenyl, Haloalkinyl, Nitroalkyl, Nitroalkenyl, Nitroalkinyl, Alkoxyalkyl und Polyalkoxyalkyl, Alkoxyalkenyl und Polyalkoxyalkenyl, Alkoxyalkinyl und PoIyalkoxyalkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl und alkyl-, halogen-, alkoxy- und nitro-substituierte Cycloalkyl und Cycloalkenyl, Cyanalkyl, einkernige Aryl, halogen-substituierte einkernige Aryl, nitro-substituierte einkernige Aryl und alkoxysubstituierte einkernige Aryl, wobei die Reste nicht mehr als 8 Kohlenstoffatome enthalten.
    2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 20 bis 40 Gew.* des Chloridpolymers und 20 bis 50 Gew.% des Weichmachers enthält.
    3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 8 Gew.i des Siliconharzes enthält.
    Jj. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0 bis 50 Gew.Si an Füllstoffen und Stabilisatoren enthält.
    5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R für eine Methylgruppe steht und daß das verhältnis der R3SiO1 ,p-Einheiten zu den
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    SiO2-Einheiten 0,65 bis 0,70 beträgt.
    6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch ge-, kennzeichnet, daß das Vinylchloridpolymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Vinylchlorid-Homopolymer und einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer.
    7. Zusammensetzung nach Anspruch -1, dadurch gekennzeichnet , daß der Weichmacher ausgewählt ist aus Dihexylphthalat, Butyldiacylphthalat, Di-iso-orthylphthalat, Di(2-äthylhexyl)phthalat, n-Octyl-decylphthalat, Di-caprylphthalat, Iso-octyl-iso-decylphthalat, Butyl-cyclohexylphthalat, Di-2-äthylhexyl-hexahydrophthalat, Trioctylphosphat, Tricresylphosphat, Di(2-äthylhexyl)adipat, Di(2-äthylhexyl)azilat, Dioctylsebazat und Diisodecyladipat.
    8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz etwa 2 bis 4 Gew.% Hydroxylgruppen enthält.
    9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz weniger als 0,5 Gew.% Hydroxylgruppen enthält.
    10. Mechanisch mit Luft schäumbare Zusammensetzung aus einem Vinylchloridpolymer und einem mit dem Polymer gleichmäßig vermischten Weichmacher, gekennzeichnet durch ein Siliconharz, das gleichmäßig mit dem Vinylchloridpolymer und dem Weichmacher vermischt ist und einwertige R' SiO^^Einheiten, vierwertige SiO -Einheiten und zweiwertige R -SiO-Einheiten in einem Verhältnis der einwertigen zu den vierwertigen zu den zweiwertigen Einheiten von Os25 bis 0,75 zu 1 zu 0,05 bis 0,1 enthält, und worin R' und R jeweils eine Gruppe ist, ausgewählt aus Ar alkyl 9 AIlCyI3, Alkenyl, Alkinyl, Haloalkyl, Haloalkenyl, Haloalkinylj, Nitroalkyl, Nitroalkenyl, Nitroalkinyl, Alkoxyalkyl und Polyalkoxyalkyl, Alkoxyalkenyl und Polyalkoxy-
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    alkenyl, Alkoxyalkinyl und Polyalkoxyalkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl und alkylhalogen-, alkoxy- und nitro-substituierte Cycloalkyl und Cycloalkenyl, Cyanalkyl, einkernige Aryl, halogen-substituierte einkernige Aryl, nitro-substituierte einkernige Aryl und alkoxy-substituierte einkernige
    Aryl und φ,β die obigen Reste nicht mehr als Kohlenstoffatome en thaIt en.
    11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß sie 20 bis 40 Gew.# Vinylchloridpolymer und 20 bis 50 Gew.% Weichmacher enthält.
    12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß sie 1 bis 8 Gew.% des Siliconharzes enthält.
    13. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß sie 0 bis 50 Gew.% Füllstoffe und Stabilisatoren enthält.
    14. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Vinylchloridpolymer ausgewählt ist aus Vinylchlorid-Homopolymer und einem VinyIchlorid-Vinylacetat-Copolymer.
    15. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz etwa 2 bis 4 Gew.% Hydroxylgruppen enthält.
    16. Zusammensetzung nach Anspruch 15> dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz weniger als 0,5 Gew.% Hydroxylgruppen enthält.
    17. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz auch einen Anteil eines solchen Harzes mit einwertigen R^SiO. ,p-Einheiten und vierwertigen SiO -Einheiten aufweist, wobei das Verhältnis der einwertigen zu den vierwertigen Einheiten von
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    0,25 bis 0,75 reicht, und worin R die gleiche Bedeutung wie R1 und R2 hat.
    18. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet
    Vinyl und Methyl steht.
    kennzeichnet , daß R1 für Methyl und R2 für
    19. Verfahren zur Herstellung eines Polyvinylschaumes, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Vinylchloridpolymer mit einem Weichmacher vermischt und zu der Mischung ein Siliconharz zufügt, das ausgewählt ist aus der Klasse bestehend aus einem Siliconharz, welches
    ψ einwertige R^SiO. ,„-Einheiten und vierwert ige SiO -Einhei-
    , ten aufweist, wobei das Verhältnis der einwertigen zu den
    vierwertigen Einheiten von 0,25 bis 0,75 reicht und einem Siliconharz, das einwertige R' -zSiO. /„-Einheiten, vierwertige SiO2~Einheiten und zweiwertige R pSiO-Einheiten aufweist, wobei das Verhältnis der einwertigen zu den vierwertigen zu den zweiwertigen Einheiten von 0,25 bis 0,75 zu 1
    2 zu 0,05 bis 0,1 beträgt und worin R, R1 und R für Reste stehen, die ausgewählt sind aus Aralkyl, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Haloalkyl, Haloalkenyl, Haloalkinyl, Nitroalkyl, Nitroalkenyl, Nitroalkinyl, Alkoxyalkyl und Polyalkoxyalkyl, Alkoxyalkenyl und Polyalkoxyalkenyl, Alkoxyalkinyl und Polyalkoxyalkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl und alkylhalogen-, alkoxy- und nitro-substituierte Cycloalkyl und Cycloalkenyl, Cyanalkyl, einkernige Aryl, halogen-substituierte einkernige Aryl, nitro-substituierte einkernige Aryl und alkoxy-substituierte einkernige Aryl, wobei die vorgenannten Reste nicht mehr als 8 Kohlenstoffatome haben.
    20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennze ichnet, daß man die aus Vinylchloridpolymer, Weichmacher und Siliconharz bestehende Mischung mechanisch zu einem flüssigen Schaum aufschäumt, den flüssigen Schaum auf eine erhöhte Temperatur erhitzt, wobei das Vinylchloridpolymer zu einer Schaumstruktur verschmilzt und den Schaum
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    auf Raumtemperatur abkühlt. *
    21. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz zu dem Vinylchloridpolymer und dem Weichmacher in Form einer 50 gew.^igen Lösung in Xylol zugegeben wird.
    22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet
    und Vinyl steht.
    zeichnet , daß R! für Methyl und R2 für Methyl
    3. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 40 Gew.# eines Vinylchloridpolymers, 20 bis 50 Gew.$ eines Weichmachers und 1 bis 8 Gew.? eines Siliconharzes verwendet werden.
    24. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Weichmacher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dihexylphthalat, Butyldecylphthalat, Di-iso-octylphthalat, Di(2-äthylhexyl) phthalat, n-Octyldecylphthalat, Dicaprylphthalat, Butylcyclohexylphthalat, Di-2-äthylhexylhexahydrophthalat, Trioctylphosphat, Tricresylphosphat, Di(2-äthylhexyl) adipat, Di(2-äthylhexyl) azelat, Dioctylsebazat und Di-iso-decyladipat.
    25· Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz etwa 2 bis 4 Gew.? Hydroxylgruppen enthält.
    26. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz weniger als etwa 0,5 Gew.% Hydroxylgruppen enthält.
    27. Vinylchloridpolymer-Schaum mit einer gleichmäßigen offenzelligen Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum ein verschmolzenes Vinylchloridpolymer-Plastisol umfaßt, welches ein Siliconharz enthält,
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    das ausgewählt ist aus einem Siliconharz mit einwertigen R-SiO1,p-Einheiten und vierwertigen SiC^-Einheiten, wobei das Verhältnis der einwertigen zu den vierwertigen Einhei-.. ten von 0,25 bis 0,75 beträgt und einem Siliconharz mit einwertigen R1,SiO. ,,-Einheiten, vierwertigen SiO„-Einheiten und zweiwertigen R „SiO-Eihheiten, wobei das Verhältnis der einwertigen zu den vierwertigen zu den zweiwertigen Einheiten von 0,25 bis 0,75 zu 1 zu 0,05 bis 0,1 beträgt und
    ρ
    worin R, R1 und R für Reste stehen, die ausgewählt sind aus Aralkyl, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Haloalkyl, Haloalkenyl, HaloaMnyl, Nitroalkyl, Nitroalkenyl, Nitroalkinyl, Alkoxyalkyl und Polyalkoxyalkyl, Alkoxyalkenyl und Polyalkoxyalkenyl, Alkoxyalkinyl und Polyalkoxyalkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl und alkyl-, halogen-, alkoxy- und nitro-substituierte Cycloalkyl und Cycloalkenyl, Cyanalkyl, einkernige Aryl, halogen-substituierte einkernige Aryl, nitro-substituierte einkernige Aryl und alkoxy-substituierte einkernige Aryl, wobei die obigen Reste nicht mehr als 8 Kohlenstoffatome enthalten.
    28. Schaum nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Plastisolschaum ein Vinylchloridpolymer, ausgewählt aus einem Vinylchlorid-Homopolymer und einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, enthält.
    29· Schaum nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß der Plastisolschaum 20 bis 40 Gew.? des Vinylchloridpolymers, 20 bis 50 Gew.% des Weichmachers und 1 bis 8 Gew.% des Siliconharzes enthält.
    30. Schaum nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, da
    und Viny!gruppen sind.
    zeichnet , daß R und R1 Methylgruppen und R Methyl·
    31. Schaum nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der einwertigen R-SiO1 ,„-Einheiten zu den vierwertigen Si0p-Einheiten
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    0,65 bis Ο,? beträgt und das Verhältnis der einwertigen R' SiO.,„-Einheiten zu den vierwertigen SiQ„-Einheiten zu .den zweiwertigen R ?Si0-Einheiten 0,65 bis 0,7 zu 1 zu 0,05 bis 0,0? beträgt.
    32. Schaum nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz etwa 2 bis 4 Gew. Hydroxylgruppen enthält.
    33. Schaum nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconharz weniger als etwa 0,5 Gew.i Hydroxylgruppen enthält.
    34. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß das Siliconharz in Form einer Lösung in Dioctylphthalat dem Vinylchloridpolymer und dem Weichmacher zugeführt wird.
    ORIÖlNÄt INSPECTED
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