DE2257328A1 - Schaumstabilisatoren - Google Patents
SchaumstabilisatorenInfo
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Description
DR.■» ING. H-. ΐ\ΐ·η,'"ί
■
D !PL - If: C:. Η.· .·' . . ■
0!PL-IT... ί.. ... ...ι ... ■ . . ii ftCV.1572
MÜLLth'-j r i-v Λ ta λ ί; 31 ■ . ·
Mappe 23058 - Dr.-Σ. ' " ' 2257328
Case DxW 244-99 . ■
Imperial Chemical Industries Ltd. London, Großbritannien
Schaumstabilisatoren ·
Priorität: 22. 11. 1971 - Großbritannien
Die Erfindung bezieht sich auf Schäume, Schaumstabilisatoren, Zusammensetzungen für die Herstellung von Schäumen, ein Verfahren
zur Herstellung von Schäumen und mit Schaum bedeckte
Gegenstände.
Es ist in der Kunststoffindustrie allgemein bekannt, Schäume
aus Flastisolen, insbesondere aus Piastisolen auf der Basis
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_ 2 —
von Vinylchloriapolymeren, herzustellen. Derartige Schaute
finden., die verschiedensten Anwendungen, beispielsweise bei
Möbeln» 3etten, Teppichen und Kleidern.
Die Piastisole, aus welchen diese Schäume hergestellt werden,
sind allgemein bekannte Materialien. Sie sind Gemische aus
fein pulverisierten thermoplastischen Harz en, wie z.B. Vinylchloridpolyxeren,
und hoch siedenden organischen ^flüssigkeiten, die als Weichmacher bekannt sind. Die pulverisierten Harze
sind in diesen Weichmachern bei Haumteaperatur weitgehend unlöslich,
lösen sich darin aber leicht bei erhöhten Temperaturen auf, wobei eine einzige Phase entsteht, die sich beim Abkühlen
in ein festes weichgexachtes Eaterial verfestigt.
Bei der Herstellung eines flüssigen Schaums wird das Pl
vor der Erhitzung auf eine erhöhte Temperatur einer mechanischen
Rührung unterworfen, um Gase oder Dämpfe, gewöhnlich Luft, darin
einzuverleiben. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man das Flastisol bei Bäumtemperatür und atmosphärischem
Druck mechanisch schlägt oder da3 man Druckluft in das aechanisch
gerührte Plastisol einspritzt. Dieses letztere Verfahren erlaubt es gewöhnlich größere Kengen an Luft in den flüssigen
Schaum aufzunehmen. Der auf diese Weise hergestellte Schaun
wird dann veiter durch Gelierung und Verschmelzung bei einer
erhöhten Temperatur behandelt, so daß eine cffenzellige
Schaumstruktur erhalten wird. Hierauf wird der Schaum abgekühlt, damit den Schaum eine Festigkeit gegeben wird. Ie. allgemeinen
ist die Dichte des erhaltenen Feststoffs um so niedriger, je. icehr Luft in den Schaum einverleibt -wird.
Es hat sich, jedoch herausgestellt, daß die luftblasen in
einem Schaum, der aus eine^ Plastisol barge stellt ist, ix
allgemeinen sehr schnell nach der Schsumherstellung iu.;; = r.r.cnsacken.
Dieses Zusammensacken verläuft im allgemeinen zu schnell,
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als daß der Schaum sur Erhitsungsstelle gebrächt werden konnte
und/oder als daß der Schaum während der G-elierung und des Verschwel
sens seine Identität aufrechterhalten xviirde. Ilk diese
Schwierigkeit zu beseitigen wird das Plastisol normalerweise
mit einem Schaumstabilisator oder mit eiaea Gemisci* aus" Schaumstabilisatoren versehen. Diese Schaumstabilisatoren--sind ar.ch als "Proschäumer" bekannt« Biese beideii"iTasdrüelte werden; in
der folgenden Beschreibung austauschbar^ veiwendet. Der Effekt eines Pro schäume rs besteht darin, die GasTblasen im"geschäuriten Plastistol ausreichend lang au stabilisieren, daß die
nachfolgenden Behandlungen ausgeführt werden können. Der Proschäuaer unterstützt auch eine gleichmäßige Verteilung-des
Gases durch das" Plastisol, im einen gleicasäSigen Schaum atit
einer minimalen Anzahl von übermäßig großen Blasen herzustellen.
Schwierigkeit zu beseitigen wird das Plastisol normalerweise
mit einem Schaumstabilisator oder mit eiaea Gemisci* aus" Schaumstabilisatoren versehen. Diese Schaumstabilisatoren--sind ar.ch als "Proschäumer" bekannt« Biese beideii"iTasdrüelte werden; in
der folgenden Beschreibung austauschbar^ veiwendet. Der Effekt eines Pro schäume rs besteht darin, die GasTblasen im"geschäuriten Plastistol ausreichend lang au stabilisieren, daß die
nachfolgenden Behandlungen ausgeführt werden können. Der Proschäuaer unterstützt auch eine gleichmäßige Verteilung-des
Gases durch das" Plastisol, im einen gleicasäSigen Schaum atit
einer minimalen Anzahl von übermäßig großen Blasen herzustellen.
Allgemein bekannte Proschäumer basieren auf Siliconharze!!,
vie sie beispielsweise in der GB-PS 1 1&S 233 beschrieben sind. Dabei handelt sich um ein toluollösliches SilosanBischpolymerhara, welches im wesentlichen aus E^SiO^^- tind SiO7.yp-Einheiten besteht, worin R für ein Alkylradi-kal oder ein
monocyclisches Ary!kohlenwasserstoff radikal steht, das gegebenenfalls halogeniert sein kann. Andere geeignete Siliconharze sind diejenigen, die in der G3-PS 1 023 205 "beschrieben sind, welche aus SiC^/p"-^^6^^ ^121^- C^^xSiO^^" und/oder
Q(CH^)2SiOxJ/2-2inheii;en bestehen, worin Q für ein Eadikal steht, das eine löslichnachende Gruppe aufweist, me ζ.E. eine Carboxyl-, Ester-, Aüiid-, Amino- oder Mercapto gruppe.
vie sie beispielsweise in der GB-PS 1 1&S 233 beschrieben sind. Dabei handelt sich um ein toluollösliches SilosanBischpolymerhara, welches im wesentlichen aus E^SiO^^- tind SiO7.yp-Einheiten besteht, worin R für ein Alkylradi-kal oder ein
monocyclisches Ary!kohlenwasserstoff radikal steht, das gegebenenfalls halogeniert sein kann. Andere geeignete Siliconharze sind diejenigen, die in der G3-PS 1 023 205 "beschrieben sind, welche aus SiC^/p"-^^6^^ ^121^- C^^xSiO^^" und/oder
Q(CH^)2SiOxJ/2-2inheii;en bestehen, worin Q für ein Eadikal steht, das eine löslichnachende Gruppe aufweist, me ζ.E. eine Carboxyl-, Ester-, Aüiid-, Amino- oder Mercapto gruppe.
Vie oben erwähnt nimmt die Dichte eines Schälgas lEit der Henge
der einverleibten luft ab. Eier besteht aber iissier ein oberer
Grenzwert für die Schauiadichte, der bei einer-gegebenen FlastisolsusaEiHiensetzung
erreicht werden kann und der von der liatur
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:i^mmf:
dieser Zusammensetzung abhängt, da jeder Frοschäumer oder ,jedes
Froschäutnergesiisch nur dazu fähig ist, eine gewisse /'.enge
Luft zu stabilisieren (was vom jeweiligen Proschäumer oder
Proschäumergemisch abhängt). Bei vielen industriellen Αΐινε-η-dungen,
wie z.B. bei der Herstellung von Teppichrückseiten, ist es erwünscht, daß die Schaumdichte des geschäumten Materials
sehr niedrig ist, und in der Tat werden von den Schaumherstellern
häufig sehr niedrige Dichten gefordert, "weiterhin,
ist es oft bei solchen Anwendungen vorteilhaft, wenn nan die
Wahl der Verwendung einer größeren Reihe von Weichmacher:."; und
Weichmachergemisehen hat, um andere wichtige Parameter, wie
z.3. die Flastisolviskosität, die Gelierungstemperatur und
natürlich die Kosten zu optimieren.
Eine solche Optimierung kann in besonders zweckmäßiger Weise dadurch zustande gebracht werden, da3 man Weichmachergemische
verwendet. Bei einem jeden Weichmachergeinischsystem, das hier
verwendet wird, ist es besonders erwünscht, daß man für die
relativen Verhältnisse einer jeden Komponente, die Wahl innerhalb
eines verhältnismäßig großen Bereichs hat, um die optimale
Kombination von Eigenschaften zu erzielen, die für den jeweils hergestellten Schaum erforderlich sind. Jedoch kann bei Verwendung
eines bestimmten Proschäumers die Notwendigkeit, einen
Schaum niedriger Dichte herzustellen, die Auswahl des Weichmachers, des Weichmachergemischs oder des Bereichs,
innerhalb dem ein Veichmachergemisch verwendet werden kann, beschränken, da die Wirksamkeit eines bestimmten Proscr.äumers
oder Proschäur.ergemischs bei der Herstellung eines Schaums
,(Il
niedriger Dichte oftmals in wesentlichem Ausmaß durch die Natur des verwendeten Weichmachersystems beschränkt wird.
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Es wurde in der Tat gefundens daß die gegenwärtig verfügbaren
Polysiloxanproschäumer oftmals unter dem Nachteil leiden* da3
es bei der Verwendung zur Stabilisierung von geschäumten PIastisolen,
die aus einem Weichmachergemisch hergestellt werden,
nötig ist, einen engen optimierten Bereich der einzelnen Anteile eines jeden Weichmachers innerhalb des Veichtnachergeinischs zu
verwenden, um eine niedrige Dichte beim herzustellenden Schaue.
zu erzielen. Aus diesem Grunde ist es für die Schaumhersteiler
schwierig, eine Optimierung der anderen wichtigen Eigenschaften des Schaums durch Veränderung der Komponenten des Weichraabhergemischs
wie oben beschrieben zu erzielen.
Es wurde nunmehr gefunden, daß gewisse Polysiloxanmischpolyiiierproschäumer,
die sich hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, von den
gegenwärtig verfügbaren Proschäuaern unterscheiden, nicht
den oben erwähnten Nachteil aufweisen und die Hersteilung von
Schäumen niedriger Dichte aus einem Plastisol ermöglichen, das unter Verwendung eines Keichmachergemischs hergestellt
wurde, welches einen großen Bereich der relativen Anteile der Komponenten des Weichmachergemischs aufweisen kann.
So wird also gemäß der Erfindung ein Schaumstabilisator vorgeschlagen,
der sich für die Herstellung von Schäumen aus Piastisolen eignet und der aus mindestens einem I-iischpolysier
besteht, das seinerseits aus IUSiCL /p-Einheiten, RSiO^ ,^~
Einheiten und SiO^ ,^-Einheiten besteht, worin R für ein in
der Folge definiertes Radikal steht und wobei, das Verhältnis der monofunktionellen Einheiten zu den gesamten tri- und
tetrafunktioneilen Einheiten im Bereich von C16/1 bis 1,5/1
liegt und das Verhältnis der trifunktionellen Einheiten zu den tetrafunktioneIlen Einheiten innerhalb
des Bereichs von 0,05/1 bis 1/1 liegt.
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— ο —
GenäB der Erfindung wird C1UcIi eine Zn^a^i^ensetzvjii; für die
Herstellung von Schäumen vorgeschlagen, welche ein ?1ώ.£ΐίεο1
aus einem thermoplastischen Harz und mindestens ein darin
dispergiertes Mischpolymer aufweist, wot ei das Mischpolymer
aus IUSiG,, /--Einheiten, -RSiO3 Z9-Einheit en und 3iGa /~-Eiiiheiten
besteht, wobei R für ein in der Folge definiertes
Radikal steht und wobei das Verhältnis dar mcnofunkticrellen
Einheiten zu den gesamten tri- und tetrafunlrtionellen Einheiten
im Bereich von 0,6/1 bis 1,5/1 liegt: und das Verhältnis
der trifunktioneIlen Einheiten zu den tetrafunktionellen
Einheiten im Bereich von 0,05/"' bis 1/1 liegt.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines festen thermoplastischen Schaums vorgeschlagen,
welches dadurch ausgeführt wird, da2 man
(a) ein Plastisol aus einen thermoplastischen Har^ mit mindestens
einem darin dispergierten Mischpolymer herstellt, wobei das Mischpolymer aus E7SiO^ /--Einheiten, HSiG
Einheiten und SiO^>P-Einheiten besteht, wobei H für
7
^>PEinheit
^>PEinheit
ein in der ?olge definiertes Radikal steht und wobei
das Verhältnis der monofunktioneIlen Einheiten 2U den
gesamten tri- und tetrafunktionellen Einheiten xm Bereich
von 0,6/1 bis 1,5/1 liegt und das Verhältnis der trifunktionellen
Einheiten zu den tetrafunktioneilen Einheiten
im Bereich von 0,C5/1 "bis V" liest;
(b) das Plastisol mit einem Gas oder mit einem Dampf aufschaust;
und
(c) dann den auf diese Weise hergestellten Schaum erhitzt, ura
eine Gelierung und eine Verschmelzung des Schaums zu erzielen,
worauf dann der verschmolzene Schaum abgekühlt wird.
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In den PolysiloxanmisehpolyiEez'proschäusen der Erfindung kann
das Hadikal R ein Alkylraaiksl, ein mcnoCyclisch.es Arylkohlenwasserstoffradikal,
ein Alkarylradikal oder.ein Aralkyl-'radikal
sein. Beispiele für solche Kadikaie sind Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Isopropyl, Phenyl, Benzyl, ToIyI und
Xylyl. Es wurde gefunden, äs.3, Methylradikale besonders geeignet
sind. Die Proschäuxaer der Erfindung können aus einen
einzigen Polysiloxanen. schpolyiEer oder aus einem Gemisch derartiger Mischpolymere bestehen.
Es kann <jeo-es geeignete theraoplastisehe Harz zur Herstellung
der Plastisole verwendet werden, die in den schäusibai-en Susanne
ns et Zungen der Erfindung zur Verwendung gelangen. Be- '
sonders bevorzugte thermoplastische Earze sind Yinylchloridpolyziere.
liit des Ausdruck "Yinylchloridpolymere" sind VinylchloridhoH-opolyziere
und Yinyichloridsiischrolysere gemeint,
wobei die letzteren Vinylchlorid'enthalten, das mit einer
kleineren Menge ein oder mehrerer mischpolymerisierbarer
äthylenisch ungesättigter Coiaonomere Tnischpolymerisiert ist.
Derartige Coiaonosiere sind z.B. ungesättigte Ester, wie z.B.
Vinylacetat; Alkylacrylate, wie z.B. Kethylacrylat, Äthyl- .
acrylat und Butylacrylat; Alky !methacrylate , v/ie a. B. Kethylmethacrylat,
Äthylmethacryiat und Butylraethacrylat; Ester von
ungesättigten Säuren, wie z.B. Biäthylißa,leat und Diathylfumarat;
und Vinylidenchlorid und -fluoride Besonders bevorzugte
Mischpolymere sind die Vinylchlcrid/Vinylacetatliischpolynere,
welche bis zu 20 Gew.-?>£ polyaierisiertes
Vinylacetat enthalten. Gemische von zwei oder mehr thermoplastischen Harzpolyiaeren können ebenfalls verwendet werden,
wie auch Pfropfiaischpolymere, die durch Aufpfropfen eines
äthylenisch ungesättigten Monomers auf ein vorher hergestelltes Polymergerüst erhalten werden.
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Es kann jeder nötige oder erwünschte Zusatz in das thermoplastische
Earz zu jedem Zeitpunkt der Herstellung oder in Anschluß an die Herstellung einverleibt werden, um irgendein
gewünschtes Aussehen, irgendeine gewünschte Eigenschaft oder
irgendeine gewünschte Kombination von Eigenschaften im Earz zu erzielen, '!Typische Zusätze sind Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren,
Gleitmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Schlagnodifiziermittel,
Füllstoffe, Streckmittel, Pigmente-, Farbstoffe und Antioxidationsmittel.
Besonders brauchbare schäumbare Zusammensetzungen gemäß der Erfindung enthalten 100 Gewichtsteile eines Yinylchloridhcxo-
oder -mischpolymers, 50 bis 100 Gewichtsteile eines Weichmachers,
1 bis 5 Gewicht steile eines Wärmestabilisators und 1 bis 10 Gewichtsteile eines erfindungsgemaßen Polysiloxanmischpolymers.
Es kann jeder geeignete Weichmacher zur Herstellung der Flastisole
für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden. Typische Weichmacher sind Alkyl-, Aryl- und Alkyl-arylester
von Säuren wie Phthalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Trimellitsäure, Azelainsäure, Laurinsäure, Caprylsäure, Benzoesäure,
ölsäure und Phosphorsäure. Beispiele für diese Ester
sind Dioctylphthalat, Dihexylphthalat, Butyl-benzyl-phthalat,
Dioctyladipat, Tricresylphosphat, Dibenzylsebacat, Dibutylsebacat,
n-Octyl-n-decyl-adipat, Triisooctyltrimmellitat,
Triisodecyltrimellitat, Dipropylenglycoldibenzoat, Glycerylmonolaurat, Triphenylphosphat und Dialkyl-(C7-Cq)-phthalat.
Polymere Weichmacher können ebenfalls verwendet werden, wie z.B, diejenigen, die gegenwärtig unter den Warenzeichen "Hexoplas"
PFA, PPI, UN, "Ultramoll" I, II und III, "Ultramoll" 5SC5,
"Plastolein" 9714» "Scadoplast" ¥1 und "Monoplex"S.75 erhältlich
sind.
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BAD ORIGINAL
Weichmacher der Epoxytype und chlorierte Paraffinöle, wie
z.B. "Paraplex" G62, "Monoplex" S70, "Hüodeac" 6^9, "Perioxidol"
780, "Plastoflex" V30, "Plastolein" 9213, "Flexol" GPS,
"Clophen" A5Q· und "Cereclor" 345 können ebenfalls verwendet
werden. Gegebenenfalls kann auch mehr als ein Weichmacher
verwendet werden. Zusätzlich können-die geaiäS der Erfindung
verwendeten und unter Verwendung· eines bestimmten Weich&achers
oder Weichciachergemischs hergestellten
Piastisole durch die Einverleibung einer kleineren Kenge
eines organischen Verdünnungsmittels verdünnt werden.
Die erfindungsgemäBen Proschäumer können in das Plastisol
oder in den Weichmacher lediglich dadurch einverleibt tverden,
daß man sie zugibt. Es wird aber bevorzugt, sie als Lösung in einem Lösungsmittel zuzugeben.
Die Einverleibung kann natürlich auch auf anderen Wegen erfolgen, beispielsweise dadurch, daß man das Plastisol oder
den Weichmacher zum Proschäumer zugibt. Es kann jedes geeignete
Lösungsmittel verwendet werden* beispielsweise ein
aromatisches organisches Lösungsmittel, wie z.B. Benzol, Toluol oder Xylol, oder ein aliphatisches organisches Lösungsmittel,
wie z.B. Trichloräthylen. Alternativ kann das
Lösungsmittel selbst ein Weichmacher sein. Zwar gestattet das Lösungsmittel eine gleichförmige Dispergierung des
Proschäumers im Plastisol, aber es nimmt nur etwas oder überhaupt nicht bei der Stabilisierung des aus dem Plastisol
hergestellten Schaums teil, außer wenn natürlich das Lösungsmittelselbst
ein Weichmacher ist»
Die erfindungsgemäßen Proschäumer können durch jedes geeignete
Verfahren hergestellt werden« Beispielsweise besteht ein solches Verfahren darin, daß man.ein Gemisch aus H^SiX,
HSiX, und SiX. cohydrolysiert, wobei R ein .oben definiertes
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Radikal ist und X eine hydrolysiertare Gruppe ist, wie 2.Ξ.
ein Halogenatom, "beispielsweise Chlor, Brom, Jod oder Fluor. Ein anderes Herstellungsverfahren umfaßt die Zugabe eines
Gemische aus R2SiX und SSiX;, gemäß obiger Definition in
einem geeigneten Lösungsmittel su einem stabilisierten SiIiciumdioxidhydrosol.
Noch ein anderes Herstellungsverfahren umfa£t den Zusatz einer Lösung von B3-SiX in einem geeigneten
Lösungsmittel su einem stabilisierten Hydrosol aus Siliciumdioxid und Methylkieselsäure-
In gewissen Fällen kann es,erwünscht sein, den Silanolgehalt
des Mischpolymers durch eines der in der Technik allgemein
bekannten Verfahren zu verringern, beispielsweise durch Umsetzung der Mischpolymere mit Hexamethyldisiiasan oder einem
anderen Disilazan oder mit einem Triorganohalogensilan,■wie
z.B. Trimethylchlorsilan.
Die erfindungsgeiaäBen schäumbaren Zusammensetzungen können
durch jedes geeignete Verfahren geschäumt werden, beispielsweise durch die oben erwähnten herkömmlichen Verfahren, v.äe
z.B. mechanisches Schlagen der Zusammensetzung bei Raumtemperatur
und Rauiadruck, wie z.B. in einem Hochleistungsmischer, um darin Luft aufzunehmen. Alternativ kann Druckluft
in die mechanisch gerührte Zusammensetzung in einem
geschlossenen Behälter eingemischt werden. Dieses Verfahren erlaubt es, eine größere Menge Luft in die Zusammensetzung
einzuverleiben, als wenn das mechanische Führen bei atmosphärischem
Druck ausgeführt wird. Es können alle weiteren Zusätze, wie sie oben definiert wurden, in die schäumbare
Zusammensetzung einverleibt werden, indem man sie in eine Charge des thermoplastischen Harzes einverleibt, bevor man
dieses in ein Plastisol überführt.
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BAD
Die geschäumte aber noch flüssige Zusammensetzung wird dann
nötigenfalls geformt, beispielsweise durch Streichen in Bahnen, durch Aufbreiten oder durch Eingießen in eine offene
oder geschlossene Form. Der Schaum wird dann durch die Anwendung
von Wärme geliert und verschmolzen. Das Heizaediusi
kann trocken sein, wie dies beispielsweise bei einer Infrarotheizung oder in einem Zirkulationsiuftofen mit Konvektion
der Pail ist, oder es kann naß, sein, wobei die übertragene Wärme durch ein flüssiges Medium, wie z.B. Wasser
oder Cl, geleitet wird* Die erforderliche Verschmelzteir.peratur
hängt natürlich von der -jeweiligen Auswahl des verwendeten thermoplastischen Harzes und des verwendeten V/eichinachers ab,
und die zur Erzielung der Verschmelzung nötige Zeit, hängt vom Wärmeübergangsmedium und von der Dicke und der Dichte
des erhitzten Schaums ab.. Each der Verschmelzung wird der
Schaum abgekühlt, um seine Festigkeit zu entwickeln*
Obwohl die Anwesenheit der erfindungsgemäßen Proschäumer in
den erfindungsgemäßen Plastisolzusammensetzungen die Luftblasen im flüssigen geschäumten Plastisol eine beträchtliche
Zeit stabilisiert, wird der Schaum bei längerem Stehen u.U. . zusammensacken. Es wird deshalb bevorzugt, innerhalb 10 min
das thermoplastische Harz zu gelieren und die Zusammensetzung zu verschmelzen, nachdem der flüssige.Schaum erzeugt worden
ist.
Die Zellenstruktur des erhaltenen Schaums nach der Verschmelzung und Zühlung ist üblicherweise eine offenzellige Struktur.
Wenn ein IFinylchloridpolymer als thermoplastisches Harz verwendet
wird, dann besteht das bevorzugte Arbeitsverfahren darin, den noch flüssigen Schaum, der zunächst ausgebreitet oder
in eine bestimmte Form gebracht wird, auf -eine Temperatur von
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120 bis 210°C zu erhitzen und den Schaum während eines Zeitraums
von 30 sek bis 2 st auf dieser Temperatur zu halten, um den Schaum zu gelieren und zu verschmelzen. Die Gelierung
des geformten Schaums kann auch in einem gesonderten Vorgang erreicht werden, beispielsweise durch Erhitzen während eines
Zeitraums von 10 sek bis 2 st auf 60 bis 900C. Der gelierte
Schaum ist ein schwaches Material, welches durch weiteres Erhitzen auf beispielsweise 150 bis 21O0C in einem gesonderten.
Vorgang während JO sek bis 2 st verschmolzen werden kann,. 3'ei
einer besonders bevorzugten Arbeitsweise wird die geschäumte Vinylchloridplastisolzusammensetzung rasch auf 1750C erhitzt,
was eine Gelierung und eine Verschmelzung ungefähr innerhalb
10 bis 15 min gestattet. In Abhängigkeit von"der Wirksamkeit
des Verfahrens der Einverleibung von Luft in den Schaum ändert sich die Dichte des verschmolzenen Schaums gewöhnlich von
0,16 g/ml bis 0,96 g/ml.
Die erfindungsgemäßen Proschäumer besitzen den großen Vorteil,
daß sie die Herstellung von Schäumen mit einer annehmbar geringen Dichte aus Plastisol/, die mit einer Mischung
von Weichmachern hergestellt werden, innerhalb eines verhältnismäßig großen Bereichs der Verhältnisse der Weichmacherkomponenten
bei einem bestimmten Gemisch gestatten.
Dies gestattet den Schaumherstellern eine weite Auswahl der
relativen Verhältnisse, um die Parameter zu optimieren, wie z.B, die Plastisolviskosität, die Gelierung und die Kosten, wobei
trotzdem eine niedrige Schaumdichte beibehalten wird.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, worin alle Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt
sind.
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Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines Harzes, das im wesentlichen aus (.CH, ),SiO-1 ^2-» ClEU-SiO, /2~ ^^ Si0w2-Einheiten
in den relativen Verhältnissen 0,65:0,2:0,8 besteht.
Ein Hydrosol wurde dadurch hergestellt, daß*eine Lösung, die
aus 655,2 Teilen einer 39,7%igen Natriums i Ii cat lösung mit
einem ,ITa2O:SiO2-Yerhältnis von 1,0:3,2, 275,4 Teilen Natriummethylsiliconatlösung
mit 20 + 1% CH5SiO,^ und II70 Teilen
Wasser bestand zu einer rasch gerührten Lösung von 2358 Teilen einer 16,5 + 1%igen Salzsäure zugegeben' wurde. STach
der Zugabe wurden 783 Teile Isopropanol augenblicklich zugegeben,
um das Hydrosol zu stabilisieren. Unmittelbar nach der Stabilisierung des Hydrosols wurde mit der Zugabe eines
Gemischs aus 34-1,4 Teilen Trimethylchlorosilan und 211,2
Teilen Xylol begonnen. Das erhaltene teilweise eiaulgierte Reaktionsprodukt wurde 2 st bei 81 bis 82°C auf Rückfluß
erhitzt, auf 700G abgekühlt und mit 180 Teilen "Xylol ver- ■
setzt..Der Eührer wurde angehalten, und das Gemisch wurde
trennen gelassen. Die untere gelbe saure Schicht wurde entfernt und verworfen, und die obere klare Harzlösung
wurde bis zu einer Kolonnenkopftemperatur von 135 bis 14-'O0C
destilliert, um Wasser, Hexamethyldisiloxan, Isopropanol und etwas Xylol zu entfernen. Die erhaltene bewegliche Harzlösung
in Xylol wurde mit Xylol auf einen Feststoffgehalt von 50% eingestellt. ' · -
Ein Harz, das im wesentlichen aus (CH,),SiO^ ,~~·>
CH,SiO, ,^~
und SiO2-Einheiten in den relativen. Verhältnissen 0,65:0,3:0,7
bestand, wurde/\ier in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt,
außer daß 573,1 Teile Natriumsilicatlösung, 4-13,1 Teile llatrium-
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methylsiliconatlösung und II70 Teile Wasser anstelle der in
Beispiel 1 angegebenen Mengenverwendet wurden. Die erhaltene
klare, bewegliche Harzlösung in Xylol wurde mit Xylol auf einen Feststoffgehalt von 50% eingestellt.
Eine Lösung von 7^ Teilen einer 39»7%igen Natriumsilicatlösung
mit einem JIa2O :SiO2-Verhältnis von 1,0:3,2 wurde mit 102 Teilen
Wasser verdünnt und unter Rühren zu 81 Teilen einer 16,5 + ^iUi gen.
Salzsäure zugegeben. Das erhaltene Hydrosol wurde augenblicklich darauf mit 85 Teilen Isopropanol stabilisiert, und dann wurde
ein Gemisch aus 37,6 Teilen Trimethylchlorosilan, 14,95 Teilen
Methyltrichlorsilan und 47,45 Teilen Xylol zugegeben. Das Gemisch
wurde unter Rückfluß und unter Rühren 2 st erhitzt, auf 700C abgekühlt und mit 50 Teilen Xylol versetzt. Die obere
klare Harzschicht wurde abtrennen gelassen. Hierauf wurde das Wasser und das Isopropanol und etwas Xylol bis zu einer
Kolonnenkopftemperatur von 135 bis 1400C abdestilliert. Die
erhaltene klare Harzlösung wurde mit Xylol auf einen Feststoff ge halt von 30% eingestellt. Das Verhältnis von (CH,)
CH,SiO,y2:SiOw2 im Produkt war 0,965:0,28:1,0.
100 Teile der 50%igen Harzlösung in Xylol, die wie in Beispiel 3
hergestellt worden war, wurden mit 7 Teilen Hexamethyldisilazan gemischt, und das Gemisch wurde gerührt,1;5 st auf Rückfluß erhitzt und abschließend destilliert, um jegliches nicht-uagesetztes
Hexamethyldisilazan und jegliches Hexamethyldisiloxan, das sich aufgrund einer Feuchtigkeitsumsetzung mit dem Disilazan
gebildet hatte, zu entfernen. Die so erhaltene klare Harzlösung
309822/1079
wurde mit Xylol auf einen Eeststoffgehalt von 50% eingestellt.
Ein Gemisch aus 3 Teilen des wie in Beispiel 4- hergestellten
Harzes und aus 7 Teilen des wie in Beispiel 3 hergestellten Harzes wurde durch Zusammenführen der Harze» bis eine homogene
Lösung entstanden war, hergestellt. , .
100 Teile der 50%igen Harzlösung in Xylol von Beispiel.3 wurden
mit 2 Teilen Eexamethyldisilazan gemischt, und das Gemisch
wurde 1,5 st gerührt und auf Bückfluß erhitzt. Abschließend
wurde das Gemisch destilliert, um jegliches überschüssige Hexamethyldisilazan und jegliches Hexamethyldisiloxan, das
sich aufgrund einer Umsetzung der Feuchtigkeit mit Disilazan
gebildet hatte, zu entfernen. Die klare Harzlösung wurde abgekühlt
und mit Xylol auf einen Eeststoffgehalt von 5.0% eingestellt.
Beispiel 7 · -
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines flüssigen thermoplastischen Schaums unter Verwendung einer Schaumbildung
szusammensetzung gemäß der Erfindung.
100 Teile eines handelsüblichen für Pasten geeigneten
Yinylchloridpolyicers, das unter dem Warenzeichen "Corvic"
P65/54- bekannt ist, und 100 Teile eines handelsüblichen
DialkylphthalatWeichmachers (mit Alkylgruppen mit 7 t>is 9
Kohlenstoffatomen) wurden in einem Hobart-Mscher zusammen-
303822/1079
gemischt, um ein Plastisol herzustellen. Dies wurde dadurch erreicht, daß 75 Teile des Weichmachers zu 100 Teilen des
Polymers zugegeben wurden und daß · 2 min mit der Geschvindigkeit
2 (der verwendete Hobart-Mischer besaß 3 Geschv.indigkeitsstufen)
gemischt wurde, worauf sich der Zusatz der restlichen 25 Teile Weichmacher anschloß und dann noch 1 min
mit der Geschwindigkeit 2 gemischt wurde. Der Mischer wurde abgeschaltet, die Mischschaufel wurde abgekratzt, um alles
nicht mit dem Weichmacher gemischte Pulver zu entfernen, und das Msehen wurcie dann weitere 2 min mit Geschwindigkeit 2
fortgesetzt.
Dann wurden 4- Teile eines Polysiloxanpro schäumers, der gemäß
Beispiel 1 hergestellt worden war, zum Plastisol zugegeben, und während 1 min mit der Geschwindigkeit 1 in das Plastisol
eingemischt. Der Mischer wurde dann mit einem Schneebesen ausgerüstet, und das Plastisol wurde 5 min mit Geschwindigkeit
3 und dann 10 min mit Geschwindigkeit 2 und abschließend 5 min mit Geschwindigkeit 1 geschlagen, um den hergestellten
Schaum zu verfeinern. Die Dichte des erhaltenen Schaums wurde dadurch gemessen, daß ein bekanntes Volumen des Schaums gewogen
wurde. Es wurde zu 0,35 g/ml gefunden.
5 Schäume wurden durch das Verfahren von Beispiel 7 hergestellt, wobei der einzige Unterschied darin bestand, daß
der Dialkylphthalatweichmacher in 4 derselben durch die gleiche Menge eines Gemischs aus Dialkylphthalat und Butylbenzylphthalat
ersetzt wurde und daß er im anderen Falle durch Butylbenzylphthalat alleine ersetzt wurde. Die Mengen
der Weichmacher und die Dichte des erhaltenen Schaums sind zusammen mit denen des Produkts von Beispiel 7 in der folgenden
Tabelle 1 angegeben.
309822/1079
Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat | Schaumdichte |
Teile | g/ml |
100/0 | 0,35 ■ . |
75/25 | 0,35 |
50/50 | 0,35 |
30/70 | 0,40 |
10/90 | 0,48 |
0/100 | 0,48 |
Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß bei Verwendung eines
Proschäumers gemäß der Erfindung ein geeigneter Schaum niedriger
Dichte (typischerweise 0,35 g/ml oder weniger) innerhalb
eines weiten Bereichs von Weichmachergemischen erzielt werden kann. Im. durch das Beispiel verdeutlichten System
ist innerhalb des Bereichs von 100/0 bis 50/50 Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat,
welches der bevorzugte'Bereich für normale Ansätze ist, der Unterschied zwischen
dem Maximum (0,35 g/ml) und dem Minimum der Schaumdichte (0, 33 g/ml) klein, d.h., daß die prozentuale Zunahme der
Dichte in diesem Bereich nur 6% ist.
Es wurden 4 Schäume durch daß in Beispiel 7 beschriebene
Verfahren hergestellt, außer daß der Polysiloxanproschäumer solcher Art war, wie es in Beispiel 4 beschrieben ist, und
der Weichmacher der in der folgenden Tabelle 2 angegebene war. Tabelle 2 zeigt die Dichten der hergestellten Schäume
und der verwendeten Weichmacher.
309822/1079
Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat ' Teile |
Schaumdichte g/ml |
100/0 85/15 70/30 50/50 |
0,355 0,360 0,375 0,425 |
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß der in Beispiel 4 beschriebene
Proschäumer nicht ganz so wirksam ist wie der in Beispiel 1 beschriebene Froschäumer. Jedoch ist dieser
Proschäumer innerhalb eines weiten Bereichs von 100/0 bis
70/30 Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat wirksam.
5 Schäume wurden durch das in Beispiel 7 beschriebene Verfahren hergestellt, außer daß A- Teile des Polysiloxanproschäumers
von Beispiel 5 verwendet wurden und daß das verwendete Weichmacherverhältnis wie in Tabelle 3 war.
Die Tabelle 3 zeigt auch die erhaltenen Schaumdichten.
Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat | Schaumdichte |
Teile | g/ml |
100/0 | 0,33 |
85/15 | 0,33 |
70/30 | 0,35 |
60/40 | 0,38 |
50/50 | 0,42 |
309822/1079 |
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß der Polysiloxanproschäumer
von Beispiel 5 bei der Eerstellung von Schäumen niedriger
Dichte -wirksamer ist und auch wirksamer als der Pro schäumer
von Beispiel 1 (siehe Tabelle 1) ist und zwar innerhalb des
Bereichs von 1OO/O bis 70/30 Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat.
' ..
Beispiel 11
-
5 Schäume wurden durch das in Beispiel 7 beschriebene Verfahren
hergestellt, außer daß 4 Teile eines Polysiloxanpro schäumers, der gemäß Beispiel 6 hergestellt worden war,
anstelle .des Polysiloxanproschäumers von Beispiel 1 verwendet
wurden. Das Verhältnis von Diallylphthalat zu Butylbenzylphthalat
und die erhaltenen Schaumdichten sind in der folgenden Tabelle 4 gezeigt.·
. Tabelle 4
Di alkyIphthalat/Butylbenzylphthalat | S chaumdi ent e |
Teile | g/vü- |
100/0 | 0,33 |
85/15 | 0,322 |
70/30 | 0,328 |
60/40 | 0,355 |
50/50 | 0,40 |
Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß der in'Beispiel 6 beschriebene
Proschäumer innerhalb des Bereichs von 100/0 bis 60/40 Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat wirksamer
ist als die Proschäumer des Beispiels 1 (Tabelle 1), des
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Beispiels 4 (Tabelle 2) oder des Beispiels 5 (Tabelle 3).
6 Schäume wurden durch das Verfahren von Beispiel 7 hergestellt,
außer daß 4 Teile des Polysiloxanproschäumers von
Beispiel 3 anstelle desjenigen von Beispiel 1 verwendet wurden. Die Schaumdichten und die Weichmacherverhältnisse
sind in der folgenden Tabelle 5 gezeigt.
Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat | Schaumdichte |
Teile | g/ml |
85/15 | 0,43 |
70/30 | 0,365 |
6oAo | 0,352 |
50/50 | 0,35 |
40/60 | 0,358 |
30/70 | 0,392 |
Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, daß der in Beispiel 3 beschriebene Proschäumer eine brauchbare Dichte (0,35 g/ml
bis 0,36 g/ml) von 70/30 bis 40/60 Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat
ergibt, wodurch der brauchbare Arbeitsbereich des Proschäumers auf 40/60 erstreckt wird.
Zum Zwecke des Vergleichs wurden drei Polysiloxanharze
nicht gemäß der Erfindung, die nur ( CH3 ) ,
^^-Einheiten enthielten, hergestellt.
1 ,-
- und
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Produkt A
Eine Lösung von 91 Teilen einer' 39»7%igen ITatriumsilicatlösung
mit einem NapOrSiOo-Verhältnis von 1,0:3,2 wurde
mit 130 Teilen Wasser verdünnt und.unter Rühren zu 81,0
Teilen 16,5 + 1%iger Salzsäure zugegeben. Das erhaltene
Hydrosol wurde augenblicklich darauf mit 87 Teilen Isopropanol
stabilisiert, worauf dann ein Gemisch aus 37>8
Teilen Trimethylchlorsilan und 2316 Teilen Xylol zugegeben
wurde. Das Gemisch wurde unter Rühren 2 st auf Rückfluß erhitzt, auf 7O0C abgekühlt und mit 50 Teilen Xylol versetzt.
Die obere klare Harzschicht wurde abtrennen gelassen
und destilliert, um Wasser und Isopropanol und etwas Xylol zu entfernen. Dabei wurde bis zu einer Kolonnenkopftemperatur
von 135 bis 1400C gegangen. Die erhaltene klare Lösung wurde
mit Xylol auf einen Feststoffgehalt von 50% eingestellt.
Das Verhältnis von (CEU)5SiO1 ,^:SiO^y2 war 0,66:1,0.
Produkt B
100 Teile des Produkts A wurden mit 7 Teilen Hexamethyldisilazan'gemischt,
und das Gemisch wurde 1,5 st gerührt und auf Rückfluß erhitzt und abschließend destilliert,;
um jegliches nicht-umgesetzte Hexamethyldisilazan und
jegliches Hexamethyldisiloxan, das sich aufgrund einer
Umsetzung zwischen Feuchtigkeit und Silazan gebildet hatte, zu entfernen. Die klare Harzlösung wurde mit
Xylol auf einen Feststoffgehalt von 50% eingestellt.
Produkt C
100 Teile des Produkts A wurden mit 2 Teilen Hexamethyldisilazan
gemischt, und das Gemisch wurde 1,5 st gerührt
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und auf Rückfluß erhitzt und abschließend destilliert, um
jegliches nicht-umgesetzte Hexamethyldisilazan und jegliches Hexamethyldisiloxan, das sich durch Umsetzung zwischen
Feuchtigkeit und dem Disilazan gebildet hatte, zu entfernen. Die klare Harzlösung wurde mit Xylol auf einen Feststoffgehalt
von 50% eingestellt.
Die folgenden Vergleiche sind beigeschlossen, um das Verhalten von Mischpolymeren zu zeigen, die nur einwertige
(CH,),SiC,- ,^-Gruppen ^d- vierwertige SiO^ ,«-Gruppen besitzen.
15 Schäume wurden durch das Verfahren von Beispiel 7 hergestellt,
außer daß anstelle eines Polysiloxanproschaumers gemäß der Erfindung das Produkt A, B oder C verwendet wurde
und daß der in der folgenden Tabelle 6 gezeigte Weichmacher verwendet wurde. Ein jedes dieser Produkte A, B und C
bestand im wesentlichen aus (CH* KSiO^ ,g- und SiO^/p"
Gruppen, wobei die Verhältnisse im Bereich von 0,66:1 bis 0,8:1 lagen. Die Weichmacherverhältnisse und die
erhaltenen Schaumdichten sind in der folgenden Tabelle 6 gezeigt.
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Pro. schäumer | 'Bialkylphthalat/Butylbenzylphthalat | Schaumdichte |
(Produkt) | Teile | g/ml |
L | 70/30 | 0,468 |
60/40 | 0,410. | |
50/50 | 0,387 | |
40/60 . | . 0,378 | |
; 30/70 | 0,378 | |
' ] 0/100 | 0,48 | |
B | ; -100/0 | 0,335 |
: 85/15 | 0,360 | |
! 70/30 | 0,393 | |
; 6C/40 | 0,425 | |
σ | :. 100/0 . | 0,355 |
85/15 | 0,340 | |
70/30 | 0,35^ | |
ι 60/40 | 0,385 | |
50/50 | 0,418 |
Aus Tabelle 6 Ist ersichtlich, daß das Produkt A als Schäummittel
nicht so wirksam ist als der Polysiloxanproschäumer von Beispiel 3 (das ist gemäß der Erfindung).
Weiterhin sind die Produkte B und C hinsichtlich der Herstellung
von Schäumen niedriger Dichte nicht so wirksam wie die Polysiloxanproschäumer der Beispiele 4 bzw. 5· Die
letzteren Proschäumer sind gemäß der Erfindung hergestellt.
In all den beschriebenen Beispielen besteht nahezu kein
wesentlicher Unterschied in der Schaumstabilität und in
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_ 24 -
der Zellenstruktur, mit Ausnahme der beiden Schäume von Beispiel
8 und desjenigen, der in Tabelle 6 angegeben ist, bei welchem der Weichmacher mehr als 80% Butylbenzylphthalat
enthält. Ein solches Weichmachergemisch ergibt im allgemeinen ein Plastisol mit sehr niedriger Viskosität und einer
sehr raschen Zellenzerstörung und damit einem sehr raschen Schaumzusammenbruch.
Wegen dieses möglichen Schaumzusammenbruchs bei hohen Butylbenzylphthalatkonzentrationen
im Weichmacher enthalten die bevorzugten Ansätze üblicherweise weniger als 30% Butylbenzylphthalat.
Diese Konzentration an Butylbenzylphthalat ist üblicherweise ausreichend, daß eine rasche Verschmelzung bei
niedriger Temperatur des Vinylchloridpolymers stattfindet.
Handelsübliche Ansätze enthalten Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat
üblicherweise in einem Bereich von 80/20 bis 50/50.
Bei der Herstellung von Polyvinylchloridschäumen für handelsübliche
Teppichrückseiten und andere Anwendungen ist es wesentlich, daß billigere sekundäre Weichmacher und Füller
verwendet werden, um die Produktionskosten ohne schädlichen Einfluß auf das Produkt minimal zu halten. Beispielsweise
werden oftmals chlorierte Paraffine, wie z.B. "Cereclor"
S4-5, verwendet, um die Kosten zu verringern. Sie besitzen
außerdem gegenüber primären Weichmachern, wie z.B. Butylbenzylphthalat, den Vorteil, daß sie dem fertigen Schaum
Flammhemmeigenschaften erteilen. Eine der Schwierigkeiten der Verwendung von chlorierten Paraffinen, wie z.B. "Cereclor"
S4-5 besteht darin, daß die meisten der bekannten Froschaumer
Schäume ergeben, deren Dichte mit zunehmender Substitution des Butylbenzylphthalats durch "Cereclor" S4-5 wächst. Die
erfindungsgemäßen Proschäumer können höhere Konzentrationen
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an billigeren chlorierten Paraffinen, wie z.B. "Cereclor"
S4-5, aufnehmen als die Pro schäumer, die im wesentlichen aus
(CH^) ^SiOv]/2~ und SiO. ,ρ-Einheit en bestehen.
Die bei der kommerziellen Herstellung von mechanisch aufgeschäumten
Schäumen verwendeten Polymerharze sind oftmals Mischpolymere von Vinylchlorid und Vinylacetat, die bei
Temperaturen unterhalb 1400C verschmolzen werden können.
Diese niedrige Verschmelzungstemperatur ist für die Verwendung des Schaums bei wärmeempfindlichen Substraten,äußerst
günstig, wie z.B. bei Polypropylen, welches vielfach als Träger für Teppiche, insbesondere Tuftingteppiche, verwendet
wird.
Diese Mischpolymere von Vinylchlorid und Vinylacetat sind
in der Herstellung teurer als Homopolymere von Vinylchlorid.
Um den Endpreis des Schaums zu verringern, ist es "wesentlich,
daß billigere sekundäre Weichmacher, wie z.B. "Cereclor" S4-5, gemeinsam mit den Hauptweichmachern, wie
z.B. Dialkylphthalat und Butylbenzylphthalat verwendet werden, ohne daß die Schaumdichte zunimmt.
Dieses Beispiel zeigt einen Vergleich der Schaumdichtö
von Schäumen, die unter Verwendung von Polysiloxanpro4
schäumen (Beispiel 6 und Produkt C) hergestellt worden sind. Die in einem jeden Pail verwendeten Weichmacher erhöhen allmählich
den "Cereclor" S4-5-Gehalt.
Texanolisobutyrat (TXIB) wurde in einer kleinen Menge zu
einem jeden Beispiel zugegeben, und die Piastisole und
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Schäume wurden alle unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 7 hergestellt, außer daß das verwendete Polymerharz
ein Mischpolymer aus Vinylchlorid/Vinylacetat mit 5 bis 6% Vinylacetat anstelle des Homopolymers "Corvic"
P65/54 war. Die Schaumdichten und die Anzahl der Teile eines jeden Weichmachers je 100 Teile Vinylchlorid/Vinylacetat-Mischpolymer
sind in Tabelle 7 gezeigt.
Proschäumer | Teile | Dikalkyl- phthalat |
Butylbenzyl- phthalat |
"Cereclor" S45 |
TXI3 | Schaum dichte g/ml |
Beispiel 6 Produkt C |
54 54 54 54 36 36 36 36 |
36 24 20 18 54 42 38 27 |
0 12 . 20 27. 0 12 20 27 |
3 3 3 3 3 3 3 3 |
0,510 0,517 0,494 0,514 0,577 0,557 0,560 0,584 |
Aus Tabelle 7 ist ersichtlich, daß zunehmende Mengen "Cereclor" S45 nahezu keinen Einfluß auf die Schaumdichte besitzen,
wenn der Proschäumer von Beispiel 6 verwendet wird. Jedoch ist eine leichte Zunahme der Schaumdichte mit einer
zunehmenden Konzentration an"Cereclor" S45 festzustellen, wenn das Produkt C verwendet wird. Außerdem besaßen alle
Schäume, die unter Verwendung der Proschäumer von Beispiel 6 hergestellt wurden, eine beträchtlich niedrigere Dichte als
diejenigen, die unter Verwendung des Produkts C hergestellt wurden. So ist das Mischpolymer von Beispiel 3» welches im
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wesentlichen aus monofunktionellen (CH,),SiO^/p->
trifunktionellen CIUSiO,/p- und tetrafunktionellen SiO^ ,*-
Gruppen "besteht, ein wirksamerer Proschäumer als das Mischpolymer,
das als Produkt Ä "bezeichnet wird, welches im
wesentlichen nur aus monofunktionellen (CEU),SiO. ,^- und
tetrafunktionellen SiO./p-Gruppen besteht.
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines Polysiloxanproschäumers,
der im wesentlichen aus (CHO^SiO. /o
und SiO. /^-Einheiten in
0,875:0,123:1,0 besteht.
0,875:0,123:1,0 besteht.
und SiO. /^-Einheiten in den relativen Verhältnissen
Eine Lösung von 113*4- Teilen einer 39,7%igen ITatriumsilicat-Iosung
mit einem IüapO:SiO2-Verhältnis von 1,0:3,2 wurde mit
162,5 Teilen Wasser verdünnt und während eines Zeitraums von 3 min unter Sühren zu 101 Teilen 16,5 + 1%iger Salzsäure
zugegeben. Das erhaltene Hydro.sol wurde augenblicklich mit. 55 Teilen Isopropanol stabilisiert, worauf ein Gemisch aus
52,6 Teilen Trimethylchlorsilan, 14,9 Teilen Phenyltrichlorsilan
und 42,3 Teilen Xylol während eines Zeitraums von 10 min zugegeben wurde. Das Gemisch wurde unter Rühren
2 st lang auf 81 bis 83°C erhitzt, auf 70°C abgekühlt und mit 28 Teilen Xylol versetzt. Die obere klare Harzschicht
wurde abtrennen gelassen und zwecks Entfernung von Wasser, Isopropanol und etwas Xylol bis zu einer Kolonnenkopftemperatur
von 135 bis 1400C destilliert. Die erhaltene klare Harzlösung
wurde mit Xylol auf 50% Feststoffe eingestellt.
100 Teile der 50/oigen Harz lösung in Xylol wurden mit 6 Teilen
Hexamethyldisilazan gemischt, und das Gemisch wurde unter Hückfluß 2 st erhitzt und abschließend destilliert, um
jegliches nicht-umgesetzte Hexamethyldisilazan und jegliches
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- 23 -
Eexaniethyldisiloxan, welches sich aufgrund einer Umsetzung
von Feuchtigkeit mit dem Silazan gebildet hatte, zu entfernen. Die klare Harzlösung wurde mit Xylol auf einen
Feststoffgehalt von 50% eingestellt.
Gemäß dem Verfahren von Beispiel 7 wurden unter Verwendung des in Beispiel 14 beschriebenen Polysiloxanproschaumers
Piastisole und Schäume hergestellt.
Die erhaltenen Schaumdichten und die Weichmacherkonzentrationen je 100 Teile Polyvinylchlorid, die verwendet wurden,
sind in Tabelle 8 angegeben.
Tabelle 8 | Schaumdichte |
Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat | g/ml |
Teile | 0,330 |
100/0 | 0,328 |
85/15 | 0,359 |
70/30 | 0,380 |
60AO |
Aus Tabelle 8 ist ersichtlich, daß eine brauchbare Schaumdichte mit dem!Proschäumer von Beispiel 14 innerhalb des
Bereichs von 100 Teilen Dialkylphthalat zu 70/30 Teilen Dialkylphthalat/Butylbenzylphthalat erhalten werden kann.
Die Schaumdichten sind mit denjenigen vergleichbar die mit dem Proschäumer von Beispiel 6 erhalten werden. So
besitzt also die Substitution von CcHc-SiOxZ0- für CH2SiO
2SiO,-/τ
dp 3/έ 3 3/2
Gruppen keinen abträglichen Einfluß auf die Eigenschaften des Proschäumers. Die Resultate der Schaumdichten gegen
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die Änderung der Weichmacherkonzentrationen sind in der graphischen Darstellung (Figur 1) gezeigt. Jede Kurve
ist mit dem verwendeten Polysiloxanes chäume ^ezeichnet.
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Claims (13)
1. Schaumstabilisator, der sich für die Herstellung von Schäumen aus Piastisolen eignet, dadurch gekennzeichnet,
daß er aus mindestens einen Mischpolymer besteht, das seinerseits aus RzSi0^/2~y RSiO5-Zn- und SiCL ,^-E^nheiten besteht,
worin R für ein Radikal der obigen Definition stent und das Verhältnis der monofunktioneIlen Einheiten zu den gesamten
tri- und tetrafunktionellen Einheiten im Bereich von 0,6/1 bis 1,5/1 liegt und das Verhältnis von trifunktionellen
Einheiten zu tetrafunktionellen Einheiten im Bereich von 0,05/1 bis 1/1 liegt.
2. Stabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe R ein Alkyl-, monocyclisches Ary!kohlenwasserstoff-,
Alkaryl- oder Aralkylradikal ist.
3. Stabilisator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gruppe R aus Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Isopropyl, Phenyl, Benzyl, Tolyl oder XyIyI besteht.
4. Zusammensetzung, welche sich für die Herstellung
von Schäumen eignet, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Plastisol eines thermoplastischen Harzes und einen Schaumstabilisator
nach einem der Ansprüche 1 bis 4 enthält.
5· Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch, gekennzeichnet,
daß das thermoplastische Harz ein Vinylchloridpolymer ist.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5» cadurch gekennzeichnet,
daß das Vinylchloridpolymer ein Vinylchlorid/
Vinylacetat-Mischpolymer ist, das bis zu 20 Gew.-% polymerisiertes
Vinylacetat enthält.
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7· Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 4 "bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß in das thermoplastische Harz ein oder mehrere Zusätze einverleibt sind, die aus Wärmestabilisatoren,
Gleitmitteln, Verarbeitungshilfsmitteln, Schlagmodifiziermitteln, Füllstoffen,.Streckmitteln, Pigmenten,
Farbstoffen und Antioxidationsmitteln ausgewählt sind. ' ,
8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 5 "bis 7i
dadurch gekennzeichnet, daß sie 100 Gewichtsteile eines
Vinylchloridpolymers gemäß obiger Definition, 50 "bis 150
Gewichtsteile eines Weichmachers, 1 bis 5 Gewichtsteile
eines Wänaestabilisators und 1 bis 10 Gewichtsteile eines Schaumstabilisators
nach einem der Ansprüche 1 bis 3 enthält. ■-■-■:.-
9. Verfahren zur Herstellung von festen thermo- i
plastischen Schäumen, dadurch gekennzeichnet, daß man '
(a) eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche A bis 9 herstellt, (b) die Zusammensetzung mit einem Gas oder ,
mit einem Dampf schäumt und hierauf (c) den auf diese Weise hergestellten Schaum erhitzt, um eine Gelatisierung
und Verschmelzung desselben herbeizuführen und hierauf den verschmolzenen Schaum abkühlt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß vor der Gelierung die geschäumte aber noch fließfähige Zusammensetzung in die gewünschte Form gebracht
wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das thermoplastische Harz geliert wird und die Zusammensetzung innerhalb 10 min verschmolzen
wird, nachdem der flüssige Schaum erzeugt worden ist.
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_ 32 -
12. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet,
daß ein Vinylchloridpolymer, wie es oben definiert
wurde, verwendet wird,/der noch flüssige Schaum, der ausgebreitet oder in eine Form gebracht worden ist, auf eine
Temperatur von 120 bis 21Ö°C erhitzt und dann während eines Zeitraums von 30 sek bis 2 st zur Gelierung und zum Verschmelzen
des Schaums auf diese Temperatur gehalten wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet,
daß die geschäumte Zusammensetzung rasch auf 1750C erhitzt
wird.
!•ATENrANWSlT!·
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DIPL-ING. E. bTASO«
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