DE2361327C3 - Verfahren zur Herstellung von unbrennbarem Verbundmaterial - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von unbrennbarem Verbundmaterial

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DE2361327C3 DE2361327A DE2361327A DE2361327C3 DE 2361327 C3 DE2361327 C3 DE 2361327C3 DE 2361327 A DE2361327 A DE 2361327A DE 2361327 A DE2361327 A DE 2361327A DE 2361327 C3 DE2361327 C3 DE 2361327C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von unbrennbaren Verbundmaterialien, die eine hohe Zwischenschichten-Haftfestigkeit und eine geringe bleibende Druckverformung aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß zwischen eine Polyvinylchloridbahn und eine Lage Hartpappe eine Zwischenschicht aus Weichschaum gelegt wird, die mit der Polyvinylchloridbahn und der Hartpappe thermisch hart verklebt wird. Die Zwischenschicht wird hergestellt, indem eine Bahn aus Weichschaum mit einem Latex aus einem Mischpolymerisat auf Vinylidenchloridbasis bedeckt und diese mit Latex bedeckte Schaumbahn unter Bildung eines Vinylidenchlorid-Mischpolymerfilms getrocknet wird. Das zu verwendende Mischpolymerisat auf Vinylidenchloridbasis wird durch Mischpolymerisation von 65—95 Gewichtsteilen Vinvlidenchloridmonomer, 5-35 Gewichtsteilen Vinylmonomer, das keine unsubstituierten Carboxylgruppen aufweist, und 1-10 Gewichtsteilen Vinylmonomer, das mindestens eine unsubstituierte Carboxylgruppe aufweist, erhalten. Die drei Lagen des Verbundmaterials werden dann durch Hochfrequenzschweißung miteinander verbunden. *
Verbundmaterialien finden vielseitige Verwendung als Baustoffe oder zum Auskleiden von Innenräumen, wie z. B. Motorfahrzeugen. Solche Verbundmaterialien bestehen im aligemeinen aus drei übereinander gelegten und fest miteinander verbundenen Lagen, wie z. B. einer ersten oder oberen Lage aus Polyvinylchlorid, einer zweiten oder Zwischenlage aus einem Weichschaum, und einer dritten oder Unterlage aus einer Hartpappe.
Damit diese Verbundmaterialien vielseitig verwendbar sind, massen sie unbrennbar sein, eine hohe Zwischenschichten-Haftfestigkeit aufweisen und eine geringe bleibende Druckverformung zeigen.
Bei der Herstellung von Verbundmaterialien verwendet man gewöhnlich einen Klebstoff, um die einzelnen Lagen, z.B. die Polyvinylchloridbahn, die Zwischenschicht aus Polyurethan-Weichschaum und die Hartpappe miteinander zu verbinden. Die Verbundmaterialien
ίο dieses Typs haben jedoch den Nachteil geringer Haftfestigkeit und hoher bleibender Druckverformung, und sie sind außerdem brennbar.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Zwischenschichten-Haftfestigkeit und die bleibende Druckverformung in Verbundmaterialien dadurch zu verbessern, daß ein Polyvinylchlorid-Weichschaum, der sowohl mit einer Polyvinylchloridbahn als auch mit einer Lage Hartpappe thermisch verklebt werden kann, zwischen zwei solche Lagen gelegt und alle drei Lagen durch Hochfrequenzschweißung miteinander thermisch verklebt werden. Dieses Verfahren ist ebenfalls nicht zufriedenstellend, weil das entstandene Verbundmaterial in Folge des hohen Gehalts an brennbarem Weichmacher in dem Polyvinylchloridschaum brennbar ist
Ein anderes bekanntes Verfahren zur Herstellung von Verbundmateriaiien besteht darin, einen Weichschaum, wie z. B. einen weichen Polyurethanschaum, einen Weichgummischaum o. ä, der weder mit einer PoIyvinylchloridbahn, noch mit einer Hartpappe thermisch verschweißt werden kann, in einen Latex aus einem Polyvinylchloridharz zu tauchen, das eine Affinität zur Polyvinylchloridbahn und zur Hartpappe besitzt, den Latex zu trocknen, so daß er den ganzen Weichschaum in Form eines Polyvinylchloridfilms bedeckt, den filmbedeckten Weichschaum zwischen eine Polyvinylchloridbahn und eine Hartpappe zu legen und die drei Lagen mittels Hochfrequenz miteinander zu verschweißen, wobei der Polyvinylchloridfilm als Lötmasse dient Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß beim Imprägnieren des Weichschaums mit dem Latex, beim Trocknen des Latex und beim Hochfrequenzschweißen ein großer Teil des in dem Latex enthaltenen, brennbaren Weichmachers verdampft, wodurch sehr gefährliche Arbeitsbedingungen geschaffen werden, und daß infolge der Verwendung eines Polyvinylchloridlatex mit hohem Gehalt an brennbarem Weichmacher ein leicht brennbares Produkt erhalten wird.
Zwar könnte der Polyvinylchloridlatex durch einen
so solchen aus einem Mischpolymer aus Vinylidenchlorid und einem anderen Monomer, wie z. B. Vinylchlorid, Acrylnitril o. ä, ersetzt werden, jedoch zeigt ein Vinylidenchlorid-Mischpolymer eine schlechte Haftung an Polyvinylchloridbahnen und an Hartpappe, so daß vor der Hochfrequenzschweißung ein Klebstoff zwischen die einzelnen Schichten eingebracht werden muß, der die Schweißung erschwert. Außerdem ist das entstandene Verbundmaterial wegen der Verwendung eines Klebstoffs nicht unbrennbar.
Selbst wenn man den Latex aus Polyvinylchloridharz durch einen Latex aus einem anderen filmbildenden, synthetischen Harz, wie z. B. einem Butadien-Styrol-Mischpolymerisat ersetzt, wird keine ausreichende Bindung zu der Polyvinylchloridbahn und der Hartpappe der Anwendung von Wärme erzielt, so daß es gewöhnlich notwendig ist, einen Klebstoff beim Hochfrequenzschweißen zu verwenden. Auch dieses Verbundmaterial ist brennbar.
Es besteht daher eine starke Nachfrage nach einem Verfahren, mit welchem man in der Lage wäre, durch einfache Hitzeverklebung eine erste Bahn aus Polyvinylchlorid, eine zweite Schicht aus einem Weichschaum, der nur schwierig mit einer Polyvinylchloridbahn und Hartpappe thermisch verklebt werden kann, und eine dritte Lage aus Hartpappe zu einem unbrennbaren Verbundmaterial zu verbinden, das eine hohe Zwischenlagen-Haftfestigkeit und eine geringe bleibende Druckverformung aufweist
Ausgehend von der Überlegung, daß es möglich sein müßte, bei der Herstellung von Verbundmaterialien aus drei Lagen des vorstehend erwähnten Typs durch Verwendung eines Latex aus einem Vinylidenchloridpolymerisat, der keine brennbaren Stoffe, wie z.B. Weichmacher, enthält und der eine Affinität zu einer Polyvinylchloridbahn und zu Hartpappe besitzt, einen unbrennbaren Wdchschaum zu erhalten, und daß das unter Verwendung dieses unbrennbaren Weichschaums erhaltene Verbundmaterial ebenfalls unbrennbar sein müßte, wurden umfangreiche Versuche an Latices auf Vinylidenchloridbasis durchgeführt, die für eine Verschweißung geeignet sind. Es wurde nun gefunden, daß das oben beschriebene Ziel mit dem Latex aus einem Vinylidenchlorid-Mischpolymer erreicht werden kann, der gewonnen wird durch Mischpolymerisation von 65—95 Gewichtsteilen Vinylidenchloridmonomer, 5-35 Gewichtsteilen eines Vinylmonomers, das keine unsubstituierten Carboxylgruppen aufweist, und 1 — 10 Gewichtsteilen eines Vinylmonomers, das mindestens eine unsubstituierte Carboxylgruppe besitzt Ein solches Harz auf Vinylidenchloridbasis zeigt eine ausgezeichnete Affinität zu der Polyvinylchloridbahn und der Hartpappe. Das Verbundmaterial, das unter Verwendung eines mit einem Vinylidenchloridpolymerisat bedeckten Weichschaums hergestellt wird, besitzt ausgezeichnete Zwischenlagen-Haftfestigkeit zeigt nur eine geringe bleibende Druckverformung und ist unbrennbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines unbrennbaren Verbundmaterials mit hoher Zwischenschichten-Haftfestigkeit und geringer bleibender Druckverformung besteht darin, daß eine Lage Hartpappe, eine zweite Schicht aus einem Weichschaum des Typs, der sowohl mit einer Polyvinylchloridbahn als auch mit Hartpappe nur schwierig zu verschweißen oder zu verkleben ist und der mit einem Film aus einem Mischpolymerisat auf Vinylidenchioridbasis bedeckt ist, das durch Mischpolymerisation von 65 bis 95 Gewichtsteilen Vinylidenchloridmonomer, 5 bis 35 Gewichtsteilen eines keine unsubstituierten Carboxylgruppen enthaltenden Vinylmonomers und 1 bis 10 Gewichtsteilen eines mindestens eine, unsubstituierte Carboxylgruppe enthaltenden Vinylmonomers gewonnen worden ist sowie eine dritte Lage aus einer. Polyvinylchloridbahn übereinandergelegt und diese drei Lagen einer Hochfrequenzschweißung unterworfen werden, wodurch, die jeweiligen Lagen fest miteinander verbünden werden. ·. ■:
Der Latex aus dem Polyvinylchlorid-Mischpolymer, der erfindungsgemäß verwendbar ist kann durch Mischpolymerisation von 65-95 Gewichtsteilen Vinylidenchloridmonomer, 5—35 Gewichtsteilen eines keine unsubstituierten Carboxylgruppen enthaltenden Vinylmonomers und 1 — 10 Gewichtsteilen:eines mindestens eine Carboxylgruppe enthaltenden Vinylmonomers, in Wasser in Gegenwart eines bekannten Emulgators, eines Katalysators und eines Stabilisators, wie sie allgemein zur Herstellung einer Emulsion eines synthetischen Harzes Verwendung finden, gewonnen werden. Werden bei der Zubereitung des Latex die Mengenverhältnisse nicht innerhalb der oben angegebenen Bereiche genalten, wird das erfindungsgemäße Ziel nur schwer erreicht
Zu den Vinylmonomeren, die keine unsubstituierte Carboxylgruppe besitzen und die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, gehören
ίο z.B. Vinylchlorid, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Vinylacetat Vinylpropionat Acrylester, Methacrylester usw. Das mindestens eine unsubstituierte Carboxylgruppe enthaltende Vinylmonomer kann z. B. eine zweibasische ungesättigte, organische Säure oder deren Anhydrid, wie z. B. Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure usw. oder ein Halbester dieser Säuren, oder auch eine einbasische ungesättigte, organische Säure, wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure usw., sein.
Der Weichschaum, z. B. aus Polyurethan, Weichgummi o. ä, der keine thermische Verklebung mit der Polyvinylchloridbahn oder der Hartpappe gestattet wird mit dem Latex aus dem Vinylidenchlorid-Mischpolymer beschicket und dann wird getrocknet wobei ein mit einem Vinylidenchlorid-Mischpolymerfilm bedeckter Weichschaum erhalten wird.
Zum Zwecke der Beschichtung kann der Weichschaum mit dem Latex oberflächlich überzogen oder er kann in dtn Latex eingetaucht werden. Der mit dem Latex überzogene oder imprägnierte Schaum wird dann bei Raumtemperatur oder in heißer Luft stehen gelassen, damit das Wasser aus dem Latex verdampft und ein mit einem trocknen Film überzogener Weichschaum erhalten wird.
Der mit dem Vinylidenchlorid-Mischpolymerfilm bedeckte Schaum wird zwischen eine Polyvinylchloridbahn und eine Lage Hartpappe gelegt, und das Ganze wird einer Hochfrequenzschweißung unterworfen, wo? bei ein Verbundmaterial erhalten wird. Das Mischpolymerharz auf Vinylidenchloridbasis besitzt eine, starke Affinität sowohl zu der Polyvinylchloridbahr· als auch zu der Hartpappelage, so daß diese Schichten mittels des Vinylidenchkirid-Mischpolymers thermisch miteinander verbunden oder verklebt werden. Da das Vinylidenchlorid-Mischpolymer unbrennbar ist ist auch der mit dem Vinylidenchlorid-Mischpolymerfilm bedeckte Weichschaum unbrennbar mit dem Ergebnis, daß.das gesamte Verbundmaterial unbrennbar wird. Die oberste Lage kann eine Polyvinylchloridbahn beliebiger Art sein, sogar, von der Art des sogenannten Polyvinylchloridleders. Eine für die erfindungsgemäßen Zwecke besonders, geeignete Hartpappe kann erhalten werden, indem eine Bahn aus pflanzlicher Faser mit einem flüssigen synthetischen Harz'imprägniert und die imprägnierte Bahn gepreßt wird; hierzu gehören auch solche Pappen, die als Spanpappen oder Hartplatten bezeichnet werden.
Die: Verwendung des mit dem Vinylidenchlorid-Mischpolymerfilm bedeckten Schaums erleichtert das
Hochfrequenzschweißen der drei Lagen. Das entstandene Verbundmaterial ist unbrennbar und zeigt eine hohe Zwischenlagen-Hlaftfestigkeit nicht nur bei Raumtemperatur, sondern auch bei z. B. 8O0C, sowie eine geringe bleibende Druckverformung, die z. B. nach der Japanisehen Industrie-Standardtestmethode K-6382 gemessen wird. Die vorliegende Erfindung stellt somit einen großen Fortschritt in der Technik der Herstellung von Verbundmaterialien dar. . ' · ■ ■
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Bahnen aus Polyurethan-Weichschaum mit einer Dicke von 2 mm wurden in Mischpolymer-Latices getaucht, die die nachstehend angegebene Zusammensetzung aufweisen, wobei die Bahnen mit den Latices in einer Menge von 56 g/m2 imprägniert wurden; darauf wurde zunächst bei Raumtemperatur und danach 30 min to bei 50° C getrocknet
Rezeptur (1)
Vinyliden- Meth- Acrylchlorid acrylat säure
Gewichtsverhältnis
Harzkonzentration
Rezeptur (2)
92
50%
2,5
Vinyliden- Vinyl- Monochlorid chlorid methyl-
maleat
Gewichtsverhältnis
Harzkonzentration
Rezeptur (3)
75
50%
25
30
Gewichtsverhältnis 91,5
Harzkonzentration 50%
Rezeptur (4)
8,5
40
Vinylidenchlorid Vinylchlorid
Gewichtsverhältnis 65
Harzkonzentrataion 50%
35
Dann wurden die fümüberzogenen Polyurethanschaumbahnen zwischen eine als Oberschicht dienende Polyvinylchloridbahn und eine als Unterlage dienende Hartpappebahn gelegt und einer Hochfrequenzschweißung unterworfen, wobei Verbundbahnen erhalten wurden. Danach wurden diese Verbundbahnen in Teststreifen von 25 mm Breite zerschnitten, die einem Adhäsionstest unterworfen wurden. Die Ergebnisse sind nachstehend zusamengefaßt:
1 0) Haftfestigkeit bei Haftfestigkeit nach
% (2) Raumtemperatur Er.värmen
:? (3) (24 Std. bei 8O0Q
ή (4) 1350g 1200 g
1200g 1000 g
800g 400 g
750 g 350 g
Diese Ergebnisse zeigen, daß die Verbundbahnen, deren Mittelschicht mit Latex (1) oder (2) behandelt
worden war, die eine ungesättigte, monomere organische Säure, d.h. ein mindestens eine unsubstituierte Carboxylgruppe enthaltendes Vinylmonomer enthielten, eine hohe Haftfestigkeit aufweisen. Im Gegensatz hierzu weisen die unter Verwendung der Latices (3) und (4j, die solche Monomeren nicht enthalten, hergestellten Verbundmaterialien eine geringe Haftfestigkeit auf.
Beispiel 2
Polyurethan-Weichschaumbahnen mit einer Dicke von 2 mm wurden in Mischpolymer-Latices getaucht, die die nachstehende Zusammensetzung aufwiesen, wodurch diese Bahnen mit den Latices in einer Menge von 56g/m2 imprägniert wurden; danach wurde bei Raumtemperatur und dann 30 min bei 50° C getrocknet
Rezeptur (5)
Vinyliden Meth- Acryl • Mono-
chlorid acrylat säure methyl-
Gewichts 92 8 3 maleat
verhältnis
Harzkonzen 50%
tration
Rezeptur (6)
Vinyliden Vinyl Mono-
chlorid chlorid methyl-
maleat
Gewichts 75 25 8
verhältnis
Harzkonzen 50%
tration
Rezeptur (7)
Vinyliden Vinyl
chlorid chlorid
Gewichts 25
verhältnis
45 Harzkonzen 50%
tration
75
Die imprägnierten Polyurethan-Weichschaumbahnen wurden mittels Hochfrequenzverschweißung zu Ver-
so bundbahnen verarbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben. Die Verbundbahnen wurden für 24 Std. in einem Thermostaten bei 8O0C einem Wärmefestigkeitstest unterworfen, um das Ausmaß der Haftung zwischen der Polyurethanschaumlage und der Hartpappe zu bestimmen. Es wurde gefunden, daß die Schichten der unter Verwendung der Latices (5) und (6) hergestellten Verbundbahnen sich nicht trennten, während sich die Schichten der unter Verwendung des Latex (7) hergestellten Verbundbahnen in einem Ausmaß lösten, der ihre praktische Verwendung ausschloß.
Beispiel 3
Polyurethan-Weichschaümbahnen mit einer Dicke -on 2mm wurden in Mischpolymer-Latices getaucht, die die nachstehend angegebene Zusammensetzung hatten, wobei die Bahnen mit den Latices in einer Menge von 56 g/m2 imprägniert wurden. Danach wurde 3 min in einem Trockner bei 105° C getrocknet
Rezeptur (8)
Gewichtsverhältnis
Harzkonzentration
Rezeptur (9)
Gewichtsverhältnis
Harzkonzentration
Rezeptur (10)
Vinylidenchlorid
Methacrylat
93,3
500/0
6,7
Vinylidenchlorid
60
50%
40
Vinylidenchlorid
Acrylsäure
2,8
Vinyl- Mono-
chlorid methyl-
maleat
5,0
Vinyl- Mono-
chlorid methyl-
maleat
Gewichtsverhältnis
Harzkonzentration
75
50%
25
5,0
Die getrockneten Polyurethan-Weichschaumbahnen wurden auf 50% ihrer ursprünglichen Dicke zusammengepreßt, nach der Japanischen Industrie-Standardtestmethode K-6382 fixiert und 22Std. auf 70 T 2° C erwärmt Danach wurde der Preßdruck von den Bahnen weggenommen, die Bahnen wurden weitere 2 Std. bei 70720C gehalten und dann bei Raumtemperatur 1 Std. stehen gelassen, worauf die bleibende Druckverformung gemessen wurde. Die Ergebnise sind nachstehend zusammengefaßt:
Bleibende
Druckverformung (%)
Mit Latex (8) behandelte 18 Schaumbahn Mit Latex (9) behandelte 42 Schaumbahn Mit Latex (10) behandelte 20 Schaumbahn
Die bleibende Druckverformung einer nichtbehandelten Polyurethanschaumbahn betrug 10%. Die mit dem Latex (9) behandelte Schaumbahn war für die praktische Verwendung offenbar ungeeignet
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Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung unbrennbarer Verbundmateriaiien, hei dem zwischen eine Bahn aus Polyvinylchlorid und eine Lage Hartpappe eine Zwischenschicht aus einem Kunststoff-Weichschaum gelegt wird, der mit einem aus einem Latex hergestellten Film überzogen ist, worauf diese drei Schichten mittels Hochfrequenzschweißung miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschicht aus einem Weichschaum verwendet wird, der mit einem Film überzogen ist, welcher aus einem Latex aus einem Mischpolymerisat auf Vinylidenchloridbasis hergestellt worden ist, das sich aus 65—95 Gewichtsteilen Vinylidenchloridmonomer, 5—35 Gewichtsteilen eines keine unsubstituierten Carboxylgruppen enthaltenden Vinylmonomers und 1 bis 10 Gewichtsteilen eines mindestens eine unsubstituierte Carboxylgruppe enthaltenden Vinylmonomers zusammensetzt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat auf Vinylidenchloridbasis als das mindestens eine unsubstituierte Carboxylgruppe aufweisende Vinylmonomer eine zweibasige ungesättigte, organische Säure oder einen Halbester einer solchen Säure enthält
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymer auf Vinylidenchloridbasis als das mindestens eine unsubstituierte Carboxylgruppe aufweisende Vinylmonomer eine einbasige, ungesättigte organische Säure enthält
DE2361327A 1972-12-12 1973-12-08 Verfahren zur Herstellung von unbrennbarem Verbundmaterial Expired DE2361327C3 (de)

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