DE2256378A1 - Verfahren zur herstellung von pasten aus schlagschaumfaehigen pulvern auf basis von vinylchloridhomo- oder copolymerisaten - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Pasten aus schlagschaumfähigen.Pulvern auf Basis von Viny!chloridhomo- oder Copolymerisaten

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung von Pasten aus schlagschaumfähigen Pulvern auf Basis von VinyIchloridhomo- oder Copolymerisaten.

Es ist bekannt, daß bestimmte Typen von Vinylchloridhomo- und
Copolymeren mit Weichmachern zu Pasten bzw. Piastisolen verarbeitet werden können (vgl. Kainer, Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Mischpolymerisate, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/ New York, 1965, Seite 332 ff; vgl. Krekeler-Wick, Kunststoff-Handbuch, Band II, Polyvinylchlorid, Teil I, Seite 396 ff).

Bei den klassischen Herstellungsverfahren der Pasten aus Polymeren, Weichmachern und gegebenenfalls Zusatzstoffen, wie Füllstoffen, Pigmenten, Stabilisatoren, etc. werden i.a«, langsam
laufende Planetenmischer und ähnliche Mischaggregate eingesetzt (vgl. Schildknecht, Polymer Processes, Interscience Publishers Inc., New York, Seite 570 ff). Mit Hilfe dieser "Mischer lassen sich gut benetzte Pasten in etwa 20 bis 30 min herstellen.

Die so erhaltenen Pasten sind jedoch oftmals nicht völlig homogen, so daß sie, in einem nachgeschalteten Arbeitsgang,, auf
einem Ein- oder Dreiwalzenstuhl egalisiert ("abgerieben") werden, Für diesen zusätzlichen Arbeitsgang wird i.a«, nochmals das Zweibis Dreifache der eigentlichen Anpastzeit benötigte.

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Ein großer Fortschritt war daher die Einführung schnellaufender Mischer mit speziellen Rührscheiben (sogenannter Dissolver) in der Pastenzubereitung. Diese schnellaufenden Mischmaschinen
liefern mit erheblich geringerem Arbeits- und Zeitaufwand in
einem Arbeitsgang homogene, direkt weiterverarbeitbare Polyvinylchlorid-Pasten.

Das wichtigste Mischelement der "Dissolver" ist eine schnelllaufende Rührscheibe, die wenig Wärme erzeugt, jedoch sehr gut dispergiert. Eine Beschreibung dieser schneilaufenden Mischer
findet sich z.B. in dem o.a. Kunststoff-Handbuch von Krekeler-Wick, Seite 209 (Abb.14) und A. Faulhaber, Erfahrungen beim Herstellen von PVC-Streichpasten mit Hilfe von Dissolvern, Kunststoffe 56, Nr. 1, 254 bis 256 (1966).

Allerdings lassen sich in Schnellaufenden Mischern nur die sogenannten "stir-in-Typen", deren Teilchengröße vorzugsweise
zwischen 0,5 und etwa 5,0 ji liegt, verarbeiten.

Es ist weiterhin bekannt, daß Vinylchloridhomo- oder Copolymerisat-Pasten nach mehreren sehr verschiedenen Verfahrensweisen verschäumbar sind und aus den erhaltenen Schäumen durch
Gelieren elastische Weich-Schaumstoffe hergestellt werden. Die erhaltenen Produkte finden Verwendung als Kunstleder, Teppichrückenbeschichtungen, Schaumtapeten etc., so daß deren Herstellung technisch in großem Umfang betrieben wird.

Unter den bekannten Verfahren zur Verschäumung der Pasten hat
die Schlagschaumherstellung große Bedeutung erlangt. Diese Methode ist wirtschaftlich und umweltfreundlich, da nach dem Gelieren keine giftigen Reste im Schaumstoff verbleiben. Zudem
werden offenporige Schaumstoffe mit vorteilhaften Eigenschaften, wie gutem Rückstellvermögen und guter Schalldämmung, erhalten.

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Damit die Herstellung des Schlagschaumes durch Lufteinschlagen gelingt, ist der Zusatz eines Emulgators bzw. eines Emulgatorsystems zum Plastisol notwendig. Bislang hat man das Emulgatorsystem dem fertigen Plastisol vor dem Lüfteinschlagen zugefügt (US-PSS 2 966 470 und 2 861 963).

In jüngster Zeit ist man jedoch dazu übergegangen, schlagschaumfähige Polyvinylchlorid-Pulver herzustellen, d.h. solche Pulver, welche das zum Lufteinschlagen notwendige Emulgatorsystem bereits enthalten (vgl. ausgelegte Unterlagen der niederländischen Patentanmeldung 68 13412, vgl. deutsche Patentanmeldung P 21 26 950.1), so daß die Paste nach deren Herstellung direkt verschäumbar ist. Dies hat u.a. den Vorteil, daß weniger Emulgator erforderlich ist.

Infolge ihrer Eigenschaft, leicht Luft aufzunehmen, neigen jedoch diese PVC-Typen zu einer vorzeitigen Schaumbildung bei der Zubereitung der Paste, was. in dieser Stufe der Verarbeitung nicht erwünscht ist. So ergibt sich bei zu schnellem Mischen bereits am Anfang der Pastenbereitung durch diese vorzeitige Schaumbildung eine Verklumpung der Masse, die eine weitere Zugabe der Bestandteile erschwert bzw. unter Umständen unmöglich macht. Die schlagschaumfähigen Typen konnten aus diesem Grunde bisher nur in langsam laufenden Mischern zu noch ungaschäumten sogenannten Ausgangspasten verarbeitet werden. Die Herstellung einer zunächst noch ungeschäumten Paste hat sich in der Praxis als notwendig oder zumindest zweckmäßig erwiesen, da einmal die Paste durch Lagerung (bis zu 1 Tag) "reifen" muß, zum anderen da die handelsüblichen Schlagschaum-Mischer vom Typ Eur-O-matic oder Oakes mit ungeschäumter Paste zu beschicken sind.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Pasten aus schlagschaumfähigen Pulvern auf Basis von Homo- und Copolymerisaten des Vinylchlorids in schnellaufenden Mischern gefunden, das da-

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rin besteht, daß man dem vorgelegten Weichmacher 1-6 Gewichtsprozent, bezogen auf das einzumischende Polymere, an Methylenchlorid oder aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 3 C-Atomen zugibt.

In Mengen über T Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere, verlieren die eingesetzten Hilfsmittel zwar nicht ihre Wirkung bei der Pastenbereitung, jedoch ist ein solcher Mengenaufwand unnötig und kann zu Störungen bei der späteren Schaumzubereitung führen.

Eine theoretische Erklärung der guten Wirkungsweise der bezeichneten Hilfsmittel ist insofern kaum möglich, als chemisch sehr verwandte Stoffe, wie Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff oder Butylchlorid keinen nennenswerten Effekt zeigen.

Die erfindungsgemäß als Anpasthilfsmittel verwendeten organischen Lösungsmittel wirken nicht wie die in Organosolen in großen Mengen eingesetzten Lösungsmittel, deren Aufgabe es ist, die Streichfähigkeit der Pasten durch Erniedrigung ihrer Viskosität zu verbessern.

Während bei den Organosolen die Lösungsmittel erst durch das Erhitzen beim Gelieren entfernt werden, wird man erfindungsgemäß das zugesetzte Antischaummittel bereits am Ende der Pastenbereitung durch das bekannte "Entlüften" der Paste entfernen. Bei Verwendung offener Mischer verflüchtigt sich jedoch die Hauptmenge des erfindungsgemäß zugesetzten Anpasthilfsmittels schon während des Mischvorganges. Diese Flüchtigkeit wird in der Praxis dazu führen, das nicht feuergefährliche Methylenchlorid mit Vorzug zu verwenden.

Im vorliegenden Verfahren lassen sich in üblicher Weise hergestellte Emulsionspolymerisate von Vinylchlorid allein oder Copolymerisate mit 3 bis 12 Gewichtsprozent an Comonomeren einsetzen.

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Für die Art der eingesetzten Polymeren, Weichmacher und sonstigen möglicherweise zuzusetzenden Stoffe gilt im übrigen das in den oben näher bezeichneten Literaturstellen: Krekeler-Wick, Kunststoff-Handbuch und Kainer, Polyvinylchlorid, gesagte.

Als Emulgatoren bzw. Emulgatorsysteme, welche die Pulver bereits enthalten und die ihnen die Eigenschaft der direkten Verschäumbarkeit nach dem Anpasten verleihen, kommen z.B. die in der holländischen Patentanmeldung 6 813 412 bzw. in der deutschen Patentanmeldung P 21 26 950.1 genannten Emulgatoren in Betracht, wie beispielsweise Mischungen des Calciumsalzes von Dodecy Ibenzolsulf onsäure und einem Fettalkoholoxäthylat, einem Alkylphenoloxäthylat oder einer oxäthylierten Fettsäure.

Die erfindungsgemäße Arbeitsweise und der gegenüber dem Stand der Technik erzielbare überraschende technische Fortschritt sollen anhand der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutert werden:

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

a) Herstellung des schlagschaumfähigen Kunststoffpulverst

Beispiel la

In ca. 18 kg eines Propanol/Wassergemisches wurde eine Lösung von 52 kg des Calciumsalzes der Dodecy Ibenzolsulf onsäure (a) und 30 kg eines Kondensationsproduktes aus Kokosfettsäure mit 12 Molen Äthylenoxyd (b) hergestellt. Von dieser Lösung wurden 22 kg (mit ca. 18 kg Emulgatorgemisch) in einen 3 cbm-Rührbehälter gegeben, in dem 2175 kg einer PVC-Dispersion mit 46 % Feststoff (PVC vom K-Wert 70) vorgelegt worden waren. Diese Dispersion wurde anschließend in einem Verdüsungsturm üblicher Bauart mit Zweistoffdüsen versprüht.

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Beispiel_lb

b) Herstellung der Paste

In einem Schnellaufenden Mischer der Fa. Spangenberg, wurde eine Paste von der folgenden Zusammensetzung angesetzt:

120 Tl. "schlagschaumfähiges" PVC-Pulver 45 Tl. Benzylbutylphthalat
35 Tl. Dioktylphthalat

Es wurde zu dem vorgelegten Weichmachergemisch, wie üblich, zunächst nur ein Drittel des Polyvinylchlorids zugegeben. Durch den schnellaufenden Rührer wurde in das Gemisch bereits in dieser Stufe Luft eingeschlagen, so daß ein zäher Brei entstand. Der Rührer wurde daraufhin etwa 1 Stunde abgestellt; nach dieser Zeit war der größte Teil der eingeschlagenen Luft entwichen und das Gemisch bildete eine gutfließende Paste. Es konnte jetzt das zweite Drittel des PVC eingerührt werden; auch hier ergab rasch wieder ein Zähwerden der Mischung, das erst durch weiteres Stehenlassen ohne Rühren behoben wurde. In die dann wieder gutfließende Paste konnte der restliche Anteil an PVC eingerührt werden. Die so erhaltene Paste wurde nach 1-stündiger Zwischenlagerung auf einem hochtourigen Oakes-Mixer durch Lufteinschlagen zu einem Schlagschaum von 0,45 g/ccm Dichte verarbeitet. Die Gelierung zum Schaumstoff wurde in üblicher Weise vorgenommen.

Beispiel 2 (erfindungsgemäß)

In dem gleichen schnellaufenden Mischer, wie in Beispiel 1 verwendet, wurde eine Paste von der gleichen Zusammensetzung angesetzt. In diesem Falle wurden jedoch zu dem vorgelegten Weichmachergemische zunächst 5 Teile Methylenchlorid eingerührt und danach das schlagschaumfähige PVC in 3 Portionen zugegeben. Im Gegensatz zu Beispiel 1 ergab sich hier kein Zähwerden der Mischung, so daß das Einrühren des gesamten PVC in 5 Minuten er-

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folgen konnte. Es ergab sich eine gutfließende Paste, die nach · 10-minütigem Stehen auf einem Oakes-Mixer wie in Beispiel 1 durch· Lufteinschlagen von einer Dichte von 0,45 g/ccm verarbeitet wurde. Dieser Schaum, der weniger als 1 % Methylenchlorid enthielt, wurde zu einem Schaumstoff von der Dichte O;45 g/ccm geliert, der keine nachweisbaren Spuren von Methylenchlorid mehr enthielt.

Beispiel 3

a) Herstellung des schlagschaümfähigen Kunststoffpulvers

Zu lO 000 kg der Copolymer-Dispersion wurden 185 kg einer Schaumbildner-Lösung aus 96,2 kg des Calciumsalzes der n-Dodecylbenzolsulfonsäure und 55,5 kg eines Kondensationsproduktes aus Kokosfettsäure mit 12 Mol Äthylenoxid in 33,3 kg eines Propanol/ Wassergemisches (9 s 1), versetzt und gründlich durchgemischt. Anschließend wurde die so behandelte Dispersion in einem Verdüsungstürm üblicher Bauart sprühgetrocknet. Das so erhaltene Copolymer-Pulver a hatte einen K-Wert nach Fikentscher von 66 bis 67.

b) Herstellung der Paste

In einem schnellaufenden Mischer mit Propellerrührer, der nur mit der konstanten Drehzahl von 1380 Upm betrieben werden kann, wurde eine PVC-Paste nach folgender Rezeptur angesetzt:

lOO Tl. schlagschaumfähiges VC/Vinylacetat-Copolymer-Pulver

lOO Tl. ein kristallines Calciumcarbonat vom Calcit-Typ von der Firma Omya

lOO Tl. Weichmacher vom Typ eines ΆIkylsulfonsäureesters des Phenols und Kresols, hergestellt von Firma Farbenfabriken Bayer AG-

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Zu dem vorgelegten Weichmacher wurden vor Beginn der'Pastenbe- , reitung als Anpasthilfsmittel 5 Teile Methylenchlorid hinzugegeben. Danach wurde in kurzer Zeit zunächst portionsweise das VC/VA-Copolymer-Pulver, darauf ebenfalls portionsweise der Füllstoff Ca librite in den vorgelegten Weichmacher unter ständigem Rühren eingetragen. Nach spätestens lO Minuten war das Zugeben der Pulver, beendet und eine glatte, gut fließende Paste erhalten worden. Nach einigem Stehen konnte die so bereitete Paste durch Lufteinschlagen in üblicher Weise in einem Eur-0-matic-Mischer zu einem Schaum mit der Dichte von 0,55 g/cm verschMumt werden, der nach dem Verstreichen auf Trägerpapier und Gelieren bei 145 t! in einem Tunnelofen einen Schaumstoff von der Dichte 0,55 g/cm ergab.

Wurde - als Gegenbeispiel - vor Beginn der Pastenbereitung dem Weichmacher kein Methylenchlorid als Anpasthilfsmittel zugesetzt, so ergab sich bereits nach dem Einbringen von etwa einem Drittel des VC/VA-Copolymer-Pulvers eine dicke, klumpenförmige Masse, die sich an dem Rührer festsetzte und ein weiteres Eintragen von Pulver unmöglich machte.

Es zeigt sich, daß erfindungsgemäß der Durchsatz und mithin die Nutzung der Einrichtungen in erheblicher Weise vergrößert werden kann.

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Claims (4)

O.Z. 2676 16.11.1972 Patentansprüche ·

1. Verfahren zur Herstellung von Pasten aus schiägschäumfähigen Pulvern auf der Basis von Homo- oder Copolymerisaten des Vinylchlorids in schhellaufenden Mischern,

dadurch gekennzeichnet, daß

man dem vorgelegten Weichmacher 1 bis 6 Gewichtsprozent, bezogen

auf das einzumischende Polymere, an Methylenchlorid oder aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 3 C-Atomen zugibt.

2. Verfahren nach Anspruch·1,

dadurch gekennzeichnet, daß

man dem vorgelegten Weichmacher 3 bis 5 Gewichtsprozent an Methylenchlorid oder aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 3 C-Atomen zugibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

man als organisches. Lösungsmittel Methylenchlorid einsetzt.

4. Verwendung der gemäß Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 erhaltenen Pasten zur Herstellung von Schaumstoffen nach der Schlagschaummethode. ·

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