DE69733764T2

DE69733764T2 - Stabile, geschäumte dichtmassen und deren verwendung

Info

Publication number: DE69733764T2
Application number: DE69733764T
Authority: DE
Inventors: J. Patrick LUCAS; J. Anthony TAYLOR
Original assignee: DAP Products Inc
Current assignee: DAP Products Inc
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2017-08-30
Also published as: NO991290D0; WO1998012247A1; EP0938517A1; US6333365B1; CA2266313C; DK0938517T3; NO324655B1; DE69733764D1; AR008434A1; CA2266313A1; PT938517E; EP0938517A4; NO991290L; RU2178802C2; ES2242231T3; AU728956B2; AU728956C; AU4327397A; ATE299907T1; EP0938517B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf schäumbare Zusammensetzungen, die nach ihrer geschäumten Abgabe aus einer Sprühdose oder dergleichen ein stabiles geschäumtes Produkt darstellen, das als Abdichtungs-, Dichtungs- oder Isoliermasse verwendet werden kann.
Abdichtungs-, Isolier- und Dichtungszusammensetzungen werden zum Versiegeln von Fugen und anderen Hohlräumen und zum Verstärken von Rahmen, Fliesen, Paneelen, Lattenschalungen, Wandvertäfelungen und sonstigen Konstruktionsteilen verwendet. Das geschäumte Aufbringen solcher Zusammensetzungen aus Druckbehältern und dergleichen ist vor allem deshalb höchst wünschenswert, weil sie insgesamt problemlos aufzubringen sind. Im Hinblick auf eine leichte Reinigung müssen sich solche geschäumten Produkte mit einfachen Lösungen aus Wasser und Seife abwaschen lassen.
Einige der zur Verfügung stehenden geschäumten Zusammensetzungen sind nicht stabil und schrumpfen übermäßig, nachdem sie als Schaum auf die gewünschte Struktur aufgebracht wurden. Ganz offensichtlich können diese Produkte daher keine Dichtungs- oder Isolierwirkung insgesamt bereitstellen. Darüber hinaus neigen andere geschäumte Produkte dazu, nach dem Aufbringen herab zu laufen oder zu tropfen, was wieder zu einem Problem führt.
Demnach ist es eine Aufgabe, eine schäumbare Abdichtungs-, Isolier- oder Dichtungszusammensetzung bereitzustellen, die nach dem Aufbringen nicht wesentlich schrumpft. Eine weitere Aufgabe ist es, eine schäumbare Zusammensetzung bereitzustellen, die nach dem Schäumen leicht mit Wasser und Seife zu reinigen ist.
Die vorliegende Erfindung besteht in einer schäumbaren Zusammensetzung gemäß Anspruch 1.
Zusammensetzungen gemäß der Erfindung können zum Beispiel verwendet werden, um Dichtungs- und Flickmassen aus Latexschaum, zum Auftragen auf die Wandinnen- und -außenseite geeigneten Latexschaumstuck, Decken- und Dachbeschichtungen und Latexschaumkleber bereitzustellen. Die Zusammensetzungen können in unter Druck stehenden Aerosolbehältern zum Aufbringen eines Tupfens der geschäumten Dichtungsmasse enthalten sein, oder sie können in großen unter Druck stehenden Vorratspackungen enthalten sein, zu denen ein biegsamer Schlauch oder eine anschließbare Spritzpistole gehören, so dass Bauunternehmern und dergleichen ohne weiteres größere Mengen der Zusammensetzungen geliefert werden können.
Im Gegensatz zu Dichtungsmitteln aus Polyurethanschaum können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen einfach mit Wasser abgewaschen werden. Die gegenwärtigen Polyurethane lassen sich nicht abwaschen, sondern werden erst mit der Zeit abgerieben. Im Gegensatz zu Produkten auf Polyurethanbasis werden diese Zusammensetzungen auch stabiler sein, weil das Urethan zu einer unkontrollierbaren Expansion neigt. Außerdem sind die erfindungsgemäßen Schäume besser zu verarbeiten und bieten nach dem Aufbringen glattere Oberflächen als die Urethane.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen eine wässrige Latexemulsion eines filmbildenden Polymers. Die Latexemulsion ist wasserdispergierbar und lässt sich daher mit Wasser und Seife von den Händen des Benutzers abwaschen.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen außerdem einen festen (d.h. fest bei Raumtemperatur) Schaumstabilisator. Der Schaumstabilisator ist ein wachsartiges Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe der Fettalkohole und Fettsäuren und Diolester der Fettsäuren.
Ein flüssiges Tensid wird zusammen mit dem festen Schaumstabilisator verwendet. Nichtionische Tenside bzw. grenzflächenaktive Stoffe mit einem HLB-Wert von 3–14, vorzugsweise 4–10, haben sich bei den bisher durchgeführten Tests als wirksam erwiesen.
In der Zusammensetzung können viele verflüssigbaren Komponenten eines gasförmigen Treibmittels verwendet werden. Vorzugsweise sollte jedoch eine Kombination aus Dimethylether (DME) und einem flüchtigen flüssigen Kohlenwasserstoff verwendet werden, wobei der flüssige Kohlenwasserstoff in einem größeren Volumenanteil vorhanden ist als der DME.
Herkömmliche Füllstoffe können der Zusammensetzung ebenfalls beigefügt werden, um das Herablaufen zu verhindern oder für eine gewünschte Pigmentierung zu sorgen.
Die Erfindung wird in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, aus der die Verwendung der schäumbaren Zusammensetzungen der Erfindung als Dichtungsmasse zum Füllen der zwischen angrenzenden Wandvertäfelungen eines Gebäudes bestehenden Ritzen hervorgeht;
2 ist eine schematische Ansicht, aus der die Verwendung der Zusammensetzungen zum Isolieren von Gebäudestrukturen hervorgeht;
3 ist eine schematische Ansicht, welche die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bei Wandausbesserungsverfahren deutlich macht;
4 ist eine schematische Ansicht, die ein aus den vorliegenden schäumbaren Zusammensetzungen bestehendes künstliches Gelände zeigt, das hier als Halterung für ein Blumengesteck dargestellt ist; und
5 ist eine schematische Ansicht einer Anlage für eine Modelleisenbahn, die auf einem künstlichen Gelände aufgebaut ist, das aus den schäumbaren Zusammensetzungen gemäß der Erfindung besteht.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind vor der Schaumbildung in einem Aerosolbehälter oder einem größeren Vorratsbehälter enthalten, der nach dem Füllen mit der Zusammensetzung auf einen ausreichenden Druck geladen wird, um einen Schaumtupfen oder schnurartigen Materialstrang aus dem Gehäuse auszustoßen. Solche Behälter sind in der Technik wohlbekannt und brauchen hierin nicht erläutert zu werden. Es genügt hier zu sagen, dass solche Behälter funktionsmäßig mit einer geeigneten Ventileinrichtung verbunden sind, um den Behälter wahlweise zu öffnen, wodurch die darin befindlichen unter Druck stehenden Komponenten ausgestoßen werden können, und um den Behälter nach dem gewünschten geschäumten Aufbringen zu schließen. Ein Aerosolbehälter, der sich zur Verwendung beim Bereitstellen eines geschäumten Produkts in der Art einer Dichtungsmasse gemäß der Erfindung eignet, ist in dem US-Patent 3,705,669 (Cox) dargestellt.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassen ein in Form einer Emulsion vorliegendes filmbildendes Polymer. Das filmbildende Polymer kann definiert werden als mit Wasser disper gierbar, wenn es in Emulsionsform vorliegt, und das Polymer selbst ist entweder dispergierbar oder löslich in dem flüssigen Treibmittel, wie hierin weiter ausgeführt wird. Unter filmbildend verstehen wir, dass das Polymer nach dem Verdampfen des Treibmittels in der Form eines zusammenhängenden Schaums bleiben sollte. Im Allgemeinen sind thermoplastische Polymere als Klasse als filmbildende Polymere akzeptabel. Von ethylenisch ungesättigten Verbindungen wie zum Beispiel Styrol und/oder Acrylsäure und ihre niederen Alkylester hergeleitete Polymere können zusammen mit anderen Vinylverbindungen wie zum Beispiel Vinylacetat, Vinylbutyrat etc. als beispielhaft genannt werden. Eine beispielhafte Auflistung geeigneter filmbildender Polymere findet sich in dem US-Patent 4,381,066, das hierin mit einbezogen wird.
Bevorzugt sind Latexemulsionen aus Acrylsäure, niederen Alkylacrylaten, Styrol, Vinylacetat und/oder ethylenhaltigen Polymeren. Eine bevorzugte Kombination ist eine Kombination eines Styrol/Acrylsäure-Copolymers mit einem Vinylacetat/Ethylen-Copolymer. Die Glasübergangstemperaturen der polymeren Bestandteile können über einen weiten Bereich von –40°C bis 110°C schwanken, je nach dem letztendlich für den Schaum gewünschten Härtegrad.
Die Treibmittelbestandteile können aus einer großen Vielzahl verflüssigbarer gasförmiger Verbindungen wie zum Beispiel den C₁-C₆-Alkanen und den C₁-C₆-Alkenen gewählt werden. In dieser Hinsicht können flüchtige flüssige Kohlenwasserstoffe wie Propan, n-Butan, Isobutan, Hexan, n-Pentan, 2-Methylbutan, 1-Penten, Buten, 2-Methyl-2-buten, Cyclobutan, Cyclopentan und Cyclohexan verwendet werden. Weniger wünschenswert können halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Vinylchlorid, Methylchlorid, Methylbromid, Dichlordifluormethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan und 1,1-Difluorethan etc. verwendet werden, wenngleich einige davon aus Gründen des Umweltschutzes nicht favorisiert werden. Eine ausführliche Auflistung flüssiger Treibmittel findet sich in dem US-Patent 4,381,066 (Page), das hierin mit einbezogen wird.
Neben dem oben beschriebenen flüchtigen flüssigen Kohlenwasserstoff umfasst das Treibmittel vorzugsweise Dimethylether (DME). Die Menge an DME in der Treibmittelzusammensetzung ist so gesteuert, dass der flüchtige flüssige Kohlenwasserstoff in einem größeren Volumenanteil vorhanden ist als der DME. Zum Beispiel sollte der flüchtige flüssige Kohlenwasserstoff in einem Volumenanteil von 1–5:1, vorzugsweise 2:1, flüchtiger flüssiger Kohlenwasserstoff zu DME vorhanden sein. Das Treibmittel wird der schäumbaren Zusammensetzung in einer Menge von 2–10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, zugegeben. Vorzugsweise ist das Treibmittel in einer Menge von etwa 4–6 Gew.-% vorhanden. Man hat festgestellt, dass die Verwendung von DME in dem Treibmittel die resultierenden Schäume schneller trocknen lässt.
Ein fester, wachsartiger Schaumstabilisator ist in der schäumbaren Zusammensetzung ebenfalls vorhanden. Der Schaumstabilisator ist ausgewählt aus der Gruppe der Fettalkohole, Fettsäuren und Diolester solcher Fettsäuren, wie zum Beispiel die Alkylenglycolmono- und -diester. Der hierin genannte Begriff "Fett-" soll etwa C₁₄- bis etwa C₂₄-Alkylketten bedeuten. Die folgenden seien als beispielhaft erwähnt:
Fettalkohole

Stearylalkohol CH₃(CH₂)₁₇OH
Cetylalkohol CH₃(CH₂)₁₅OH
Myristylalkohol CH₃(CH₂)₁₃OH

Fettsäuren

Stearinsäure CH₃(CH₂)₁₆COOH
Cetinsäure CH₃(CH₂)₁₄COOH
Myristinsäure CH₃(CH₂)₁₂COOH (vorläufige Ergebnisse zeigen hier, dass der Schaum nach etwa 2–5 Minuten zerfällt)

Ester

Ethylenglycoldistearat
Ethylenglycolmonostearat
Propylenglycolmonostearat

Neben dem normalerweise festen Schaumstabilisator wird ein flüssiges lipophiles Tensid verwendet, um an der Flüssigkeit/Öl-Grenzfläche zu wirken. Es können viele flüssige Tenside mit HLB-Werten von 3–14, vorzugsweise 4–10, verwendet werden. Von dieser Klasse seien die nichtionischen flüssigen Fettalkoholether und PEG-Rizinusöle erwähnt. Vorläufige Daten zeigen, dass die ethoxylierten Fettalkoholether wie ethoxylierter (2) Oleylether (Brij 93 – erhältlich bei ICI, HLB-Wert von 4,9) recht wirksam sind. Die Polyethylenglycolether von Rizinusöl haben sich bei vorläufigen Tests als wirksam erwiesen.
Ein Produkt, das den festen, wachsartigen Schaumstabilisator mit einem Tensid kombiniert, ist unter der Bezeichnung Incroquat CR von Croda erhältlich. Dieses Tensidprodukt ist eine Mischung von Cetylalkohol, PEG-40-Rizinusöl und Stearylalkoniumchlorid, einem kationischen Tensid in Form eines quartären Ammoniumsalzes. Die Komponente des Stearylalkoniumchlorids ist Berichten zufolge in einer Menge von etwa 15% vorhanden. Es wird angenommen, dass die wirksamen Komponenten dieses Produkts unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Schaumstabilität der Cetylalkohol (in dem handelsüblichen Produkt in dispergierter Form vorhanden und als fester Schaumstabilisator wirksam) und das als Emulgiermittel wirkende PEG-40-Rizinusöl sind.
Das flüssige Tensid und der wachsartige, feste Schaumstabilisator sind normalerweise in einer Menge von 1–5:5–1 Gewichtsteilen vorhanden, wobei ein Verhältnis von 1:2 bevorzugt wird.
Neben den obigen Komponenten können die schäumbaren Zusammensetzungen außerdem ein Dispergiermittel/Lösungsmittel wie zum Beispiel Isopropanol umfassen, um die feine Verteilung des Tensids und des wachsartigen Feststoffs beim Schmelzen desselben zu unterstützen. Isopropanol trägt auch zum Trocknen des Schaums bei und wirkt als Wärmesenke, wenn das feste Tensid während der Herstellung der schäumbaren Formulierung geschmolzen und gemischt wird.
Weitere Komponenten einschließlich Füllstoffe wie Siliciumdioxid, Asbest, Kalk, Titandioxid, Zinkoxid, Siloxane, verschiedene andere Pigmente und Calciumcarbonat etc. können fakultativ zugesetzt werden. Ethylenglycol und andere Gefrier/Taumittel können in die Formulierung mit aufgenommen werden. Flammenhemmende Verbindungen können ebenfalls als eventuell zugesetzt angemerkt werden. Dazu gehören Antimonoxide, bromierte und chlorierte Paraffine, Al(OH)₃ und aromatische Flammschutzmittel. Alle diese Verbindungen werden hierin im weitesten Sinne als "Füllstoffe" bezeichnet.
Außerdem können in die Formulierung nach Bedarf Wasser abweisende Verbindungen mit aufgenommen werden. In dieser Hinsicht sind eine Menge solcher Verbindungen im Handel erhältlich und könnten verwendet werden. Beispielhafte Wasser abweisende Verbindungen umfassen die Siloxane, Wachse und Wasser abweisende kationische Stoffe. Vorläufige Daten lassen darauf schließen, dass die Wasser abweisenden kationischen Stoffe eine verbesserte Wasser abweisende Funktion bieten, ohne dass die geschäumte Formulierung übermäßig "läuft". Derzeit werden die kationischen Amine wie zum Beispiel die quartären Ammoniumsalze bevorzugt. Ein solches Produkt ist unter dem Warenzeichen Mackernium SDC-85 bei der McIntyre Group Ltd., University Park, Illinois, erhältlich. Dieses Produkt ist ein in Flockenform erhältliches Stear- bzw. Stearylalkoniumchlorid.
Wenn zur Aufnahme der Formulierung Behälter aus Eisenmetall verwendet werden, kann es wünschenswert sein, der Formulierung eine geringe Menge einer Rostschutzkomponente zuzusetzen. Diese Komponenten sind wiederum bei vielen kommerziellen Lieferanten erhältlich. Ein solches beispielhaftes Rostschutzmittel ist bei Raybo Chemical Co. unter dem Warenzeichen "Raybo 60 No Rust" erhältlich.
Antimikrobielle Mittel wie Fungizide, Algizide, Mittel gegen Schimmel etc. können der Formulierung ebenfalls zugesetzt werden. Ein solches Fungizid wird unter dem Warenzeichen "Polyphase RF1" vertrieben und ist bei Troy Chemical erhältlich.
Beispielhafte Zusammensetzungen enthalten die folgenden Komponenten (die Komponenten a, b, c, d und e machen zusammen 100 aus):
Normalerweise wird der wachsartige feste Schaumstabilisator geschmolzen und mit dem Dispergier-/Lösungsmittel und dem Tensid gemischt. Dann wird diese Mischung der(den) erforderlichen Polymeremulsion(en) zugesetzt. Füllstoffe werden dann nach Wunsch zugesetzt. Die Mischung wird in den gewünschten Behälter gegeben und mit Treibmittel in einer Menge von 2–10 Gew.-% geladen. Der optimale Druck in dem Behälter beträgt etwa 68–95 kPa (10 psig) bei Raumtemperatur.
Beispiele
Der folgende Screening-Test wurde verwendet, um festzustellen, ob mit den getesteten, in Frage kommenden Formulierungen stabile Schäume erzeugt wurden.
Herstellung der Formulierungen für den Screening-Test
Der wachsartige feste Schaumstabilisator wurde geschmolzen und mit Isopropanol gemischt. Die Tenside und der erforderliche Polymerlatex (Polymerlatizes) wurden dann der resultierenden Mischung zugesetzt. Etwa 340 g der resultierenden Emulsion wurden dann zusammen mit einer flüssigen Treibmittelmischung aus einem flüssigen Kohlenwasserstofftreibmittel "A-70" (d.h. Propan, Isopropan und n-Butan) und Dimethylether (DME) in einen Aerosolbehälter gefüllt. Die Gesamtmenge an Treibmittel betrug etwa 4–6 Gew.-% bezogen auf das Gewicht von Emulsion und Treibmittel zusammen. "A-70" war in einer Menge von 2 Volumenteilen "A-70" auf 1 Volumenteil DME vorhanden.
Tests zur Expansion
Die Screening-Formulierungen wurden dann in Form schaumartiger Tupfen aus dem Behälter gesprüht. Die Anfangshöhe jedes Tupfens wurde gemessen, und dann wurde die Höhe nach 18–29 Stunden noch einmal gemessen. Die Expansion (bzw. Kontraktion) wurde nach folgender Formel ermittelt:
Volumenzunahmen in der Größenordnung von etwa 0,4 und größer galten als akzeptabel. Am meisten erwünscht sind Expansionen von etwa 0,6 bis 1 und größer. In einigen Fällen wurde eine subjektive Bewertung der Schaumstabilität als "bestanden" (pass = P) oder "nicht bestanden" (fail = F) vorgenommen. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 1 dargestellt. TABELLE 1

* Incroquat ist ein Tensidprodukt aus Cetylalkohol, PEG-40-Rizinuöl und Stearylalkoniumchlorid. In Beispiel 5 sind 5,5% vorhanden.
** In Beispiel 6 sind 1,8% Incroquat vorhanden.

P: = Schaumexpansionstest bestanden (in dem mit Cetylalkohol durchgeführten Kontrolltest mangelte es nur an Schaumstabilität).

NV: = nicht verfügbar; Prozentsatz der dispergierten Feststoffe in dem handelsüblichen Produkt nicht offenbart.

Die obigen Tenside waren von den folgenden Lieferanten erhältlich:
Hextoxide erhältlich von Heterene
Incroquat erhältlich von Croda
Brij erhältlich von ICI
Pegosperse erhältlich von Lonza
Vergleichstests
Die folgenden Kombinationen aus wachsartigem Feststoff und Tensid wurden untersucht. Die verwendeten Formulierungen (mit Ausnahme des wachsartigen Feststoffs) entsprachen den obigen Angaben, sofern nichts Gegenteiliges angegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
TABELLE 2
Bezogen auf die derzeit zur Verfügung stehenden Daten, lautet die zur Verwendung bevorzugte Zusammensetzung wie folgt:

MacKernium SDC-85 0,7%

Brij 93 1,8%

Wachsartiger fester Schaumstabilisator 3,6%

IPA 4,0%

Ethylenglycol 2,0%

Raybo 60 No Rust 1,25%
Polymer

a) Styrol/Acryl-Copolymer; Feststoffgehalt = 48,5, T_g ≈ 103°C Lucidene 370, erhältlich bei Morton International

vorhandene Feststoffe 21,01%
b) Polyvinylacetat/Ethylen-Copolymer; Feststoffgehalt = 72,0; T_g ≈ 0°C; Airflex 720 BP, erhältlich bei Air Products

vorhandene Feststoffe 31,19%

Wasser Rest

Diesen Emulsionen wird ein Treibmittel gemäß obiger Beschreibung (vorzugsweise 2 Volumenteile A-70 auf 1 Volumenteil DME) in einer Menge von etwa 4,95, bezogen auf das Gewicht aller vorhandenen Komponenten (einschließlich Treibmittel), zugesetzt.
Wenngleich die Anmelderin sich nicht auf eine bestimmte Theorie der Funktionsweise festlegen will, wird doch angenommen, dass das flüssige Tensid den flüchtigen flüssigen Kohlenwasserstoff als Treibmittelkomponente emulgiert. Der wachsartige Feststoff stabilisiert den Latexschaum, indem er beim Extrudieren um den emulgierten Öltropfen herum kristallisiert.
Die schäumbaren Zusammensetzungen gemäß der Erfindung können zum Füllen von Fugen, Rissen, Ritzen, Spalten oder sonstigen Hohlräumen in oder zwischen Gebäude- oder Baueinheiten verwendet werden. In 1 zum Beispiel wird die geschäumte Zusammensetzung 100 auf Dichtungsrisse 20 aufgebracht, die zwischen benachbarten Wandvertäfelungselementen 22 der Gebäudestruktur bestehen. Die schäumbare Zusammensetzung 100 wird dem Riss aus einer unter Druck stehenden Sprühdose 102 zugeführt.
Analog dazu können die schäumbaren Zusammensetzungen verwendet werden, um in der Bauindustrie eine Isolierung bereitzustellen. Gemäß 2 wird die Zusammensetzung in schäumbarer Form zwischen Wandsäulenelementen 222, 224 aufgebracht. Hier wird die schäumbare Zusammensetzung durch eine breite Düseneinrichtung 226 aus einem größeren Druckbehälter 230 zugeführt, den sich der Arbeiter praktischerweise auf den Rücken schnallen kann. Auf diese Weise können Schäume gemäß der Erfindung aufgebracht werden, um wärmeisolierende, schalldämpfende oder feuchtigkeitsabweisende Eigenschaften bereitzustellen.
Die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung können mit entsprechenden Werkzeugen oder dergleichen auf das erforderliche Substrat aufgebracht werden. Gemäß 3 wird die schäumbare Zusammensetzung 100 der Erfindung als Ausbesserungsmaterial zum Füllen von Hohlräumen oder Löchern in der Wandfläche 320 verwendet. Der Benutzer bringt einfach eine Masse oder ein Häufchen der Zusammensetzung 100 in den gewünschten Hohlraum ein und verteilt die Zusammensetzung mit einer Kelle 322. Nachdem sich die schäumbare Zusammensetzung aufgerichtet hat, erhält man eine glatte Oberfläche.
Gemäß 4 kann die schäumbare Zusammensetzung auch verwendet werden, um ein künstliches Gelände 404 für eine Vielzahl von Verwendungszwecken im Bastel- und Hobby-Bereich bereitzustellen. Hier wird die schäumbare Zusammensetzung zugeführt und zu dem erforderlichen künstlichen Gelände 404 geformt, das als Verankerung oder Mittel zum Festhalten mehrerer Blumen 402 dient. Wenngleich das künstliche Gelände 404 hier in Verbindung mit und als Halterung für Blumen 402 gezeigt ist, können die schäumbaren Zusammensetzungen verwendet werden, um ähnliche Gelände oder Untergrundmaterialien für viele andere Bastel- oder Hobby-Artikel zu liefern.
In 5 wird der aus den schäumbaren Zusammensetzungen der Erfindung gebildete Landschaftshintergrund 502 dazu verwendet, eine geplante künstliche Topographie für eine Modelleisenbahn bereitzustellen.
Die erfindungsgemäßen Latexpolymerschaumzusammensetzungen finden sich naturgemäß im Bastelbereich, weil der wasserhaltige Schaum praktisch und sicher anzuwenden ist. Der Spielzeugmarkt ist aus denselben Gründen für diese Schaumstofftechnologie attraktiv. Diese Latexpolymerschaumtechnologie wird bei der Herstellung von Geräten im Bereich der Kraftfahrzeugindustrie als isolierendes Dichtungsmittel oder Klebstoff verwendet. Weitere industrielle Anwendungen sind vielleicht die Verwendung offenzelliger Schaumstoffe zur Abwasserbehandlung, für Filtervorrichtungen, Anionen/Kationen-Austauschharze und für mikrobiologische Wachstumsmedien. Medizinische Anwendungen könnten die Erforschung offenzelliger Schaumstoffe für die Gewebetransplantation oder für biomedizinische Implantate und für die Stabilisierung biologischer Makromoleküle wie zum Beispiel Proteine, Cellulosederivate und Polysaccharide zu Schaumstoffprodukten umfassen.
Die Schäume gemäß der Erfindung können als Kapselungs- oder Beschichtungsmittel zum Aufbringen über toxische und/oder sonstige gefährliche Materialien verwendet werden. Zum Beispiel können asbesthaltige Baueinheiten wie Wände, Dächer und Fußböden einfach mit den Schaumzusammensetzungen beschichtet werden. Nach dem Trocknen zeigen die so bedeckten Baueinheiten in der Regel einen verminderten Ausstoß von Luftschadstoffen. Möglicherweise könnten die Schäume sogar zur Kapselung von radioaktiven Materialien verwendet werden.
Wie bereits erwähnt können die erfindungsgemäßen Latexschaumzusammensetzungen als Isolier- und Dichtungsschaum, Deckentextur, nicht schrumpfendes Dichtungsmittel, texturierte Ausbesserungsmasse, Stuckausbesserungsprodukt, Weißleim, Baukleber, Spackle-Paste (Ausbesserungspaste) und Handreiniger verwendet werden. Es gibt eine Fülle weiterer Verwendungsmöglichkeiten für diese Zusammensetzungen. Nachfolgend sind einige Möglichkeiten genannt:

1) Füllen von Rissen
2) Komponente in Wandvertäfelungsbändern und Mörtelersatzprodukten
3) Komponente in Rissdichtungsmitteln für Fahrbahnen
4) Komponente in schäumbaren Insektenschutzmitteln
5) Komponente in rauch- bzw. feuerdämmenden Produkten
6) Rohrisolier- und -dichtungsmittel
7) Dichtungsmittel für Maler
8) Komponente in schäumbarem Dichtungsmaterial
9) Komponente in Schalldämpfern
10) Komponente in Klebemörtel
11) Komponente in Justierhilfen zum vorübergehenden Ankleben
12) Komponente in schäumbaren Egalisiermitteln/Fugenfüllern/Klebstoffen
13) Komponente als Ersatz für Weißleim
14) Komponente in einem System zur Abgabe großer Mengen von Dichtungsmitteln
15) Komponente in feuchtigkeitsabweisenden Mitteln

Viele dieser Zusammensetzungen sind empfehlenswert für Verfahren zum Aufbringen großer Mengen, die für den Fertighausmarkt geeignet sind. Andere, wie die Ausbesserungs- und Reparaturprodukte, eignen sich besser für die praktische Sprühdose, wo keine Sprühpistole erforderlich ist.
Im Gegensatz zu den Polyurethanschäumen der Konkurrenz enthalten die vorliegenden schäumbaren Zusammensetzungen keine Isocyanate, die Haut und Atemwege reizen. (Sobald die Atemwege sensibilisiert sind, kann ein Kontakt mit Isocyanaten zu Atmungsstörungen führen.) Die vorliegenden Zusammensetzungen werden sich nicht dauerhaft an die Haut binden und können durch Reinigen mit Wasser leicht entfernt werden. Polyurethan erfordert zum Entfernen ein gefährliches brennbares Lösungsmittel. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind beim Aufbringen leicht zu kontrollieren. Sie lassen sich bearbeiten und formen und können wieder verwendet werden, so dass es nicht zu dem Abfall und der Unordnung wie bei Polyurethanschaum kommt. Darüber hinaus können die Schaumzusammensetzungen mit allen Farben angestrichen werden. Ölfarben (einschließlich praktisch alle Sprühfarben) werden den Polyurethanschaum auflösen. Die vorliegenden Schaumzusammensetzungen müssen bei Anwendungen im Freien nicht angestrichen werden, weil sie UV-beständig sind. Sie bleiben weiß und werden nicht ausbleichen oder sich zersetzen wie Polyurethanschaum. Die Zusammensetzungen zeigen keine hydraulische Wirkung, die zu einer Verwerfung oder einem Konstruktionsfehler führt.

Claims

Schäumbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) eine wässrige Emulsion mit einem filmbildenden Polymer; (b) ein flüssiges Treibmittel; (c) einen festen, wachsartigen Schaumstabilisator, der ausgewählt ist aus Fettalkoholen, Fettsäuren und Diolestern der Fettsäuren; und (d) einen flüssigen lipophilen grenzflächenaktiven Stoff mit einem HLB-Wert von 3 bis 14, wobei die Zusammensetzung eine Volumenausdehnung von mindestens 0,4 zeigt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das filmbildende Polymer eine Emulsion umfasst, die ein Polyvinylacetat/Ethylen-Copolymer und ein Styrol/Acryl-Copolymer enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das filmbildende Polymer ein Styrol/Acryl-Copolymer und ein Polyvinylacetat/Ethylen-Copolymer im Gewichtsverhältnis von 0,5:1 bis 0,6:1 Styrol/Acryl-Copolymer zu Polyvinylacetat/Ethylen-Copolymer umfasst.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Treibmittel (b) in einer Menge von 2–10 Gew.-% vorhanden ist, bezogen auf das Gewicht von (a), (b), (c) und (d).
Zusammensetzung nach Anspruch 4, bei der das Treibmittel in einer Menge von etwa 4–6 Gew.-% vorhanden ist.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das flüssige Treibmittel Dimethylether (DME) und flüchtigen flüssigen Kohlenwasserstoff umfasst, wobei das Volumenverhältnis von DME zu flüchtigem flüssigem Kohlenwasserstoff von 1:1 bis 1:5 beträgt.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das flüssige Treibmittel eine Flüssiggaskomponente umfasst, die ausgewählt ist aus niederen (C₁-C₆-)Alkanen und niederen (C₁-C₆-)Alkenen.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, bei der das niedere (C₁-C₆-)Alkan vorhanden ist und Propan, Isobutan und n-Butan umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, bei der das flüssige Treibmittel ferner Dimethylether (DME) umfasst und bei der das DME in einem Volumenverhältnis von DME zu niederem (C₁-C₆-)Alkan von 1:1 bis 1:5 vorhanden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, bei der das DME in einem Volumenverhältnis von DME zu niederem (C₁-C₆-)Alkan von etwa 1:2 vorhanden ist.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der feste wachsartige Schaumstabilisator Stearylalkohol, Cetylalkohol oder Myristylalkohol umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher der feste wachsartige Schaumstabilisator Stearinsäure oder Cetinsäure umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher der feste wachsartige Schaumstabilisator einen Alkylenglycolester der genannten Fettsäuren umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 13, bei welcher der Alkylenglycolester eine Komponente umfasst, die ausgewählt ist aus Ethylenglycoldistearat, Propylenglycolmonostearat und Ethylenglycolmonostearat.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der flüssige lipophile grenzflächenaktive Stoff einen HLB-Wert von 4–10 hat.
Zusammensetzung nach Anspruch 15, bei der der flüssige lipophile grenzflächenaktive Stoff eine Komponente umfasst, die ausgewählt ist aus Fettalkoholethern und ethoxylierten Rizinusölen.
Zusammensetzung nach Anspruch 16, bei welcher der Fettalkoholether ethoxylierten (2) Oleylether umfasst.
Unter Druck stehender Aerosolbehälter (102), der eine schäumbare Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthält und ein zugehöriges Ventil aufweist zur Abgabe der Zusammensetzung in Form eines Schaums.
Spender (102, 230), der eine unter Druck aufbewahrte schäumbare Dichtungs- oder Isolierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 enthält, wobei der Spender dazu geeignet ist, einen geschäumten Tupfen oder Strang der Zusammensetzung abzugeben.
Spender nach Anspruch 19, bei dem die Zusammensetzung nach Abgabe aus dem Spender im geschäumten Zustand 18 bis 24 Stunden nach der Abgabe eine Volumenausdehnung von 0,6 oder mehr zeigt.
Zusammensetzung nach Anspruch 20, bei der die Volumenausdehnung 1,0 oder mehr beträgt.
Verfahren zum Füllen von Fugen, Rissen oder Hohlräumen, die zwischen benachbarten Baueinheiten bestehen, wobei in die Fuge, den Riss oder den Hohlraum eine ausreichende Füllmenge einer schäumbaren Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 gegeben wird.
Verfahren zum Bereitstellen einer Isolierschicht zwischen Baueinheiten, wobei eine Schicht einer schäumbaren Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 angrenzend an eine der Baueinheiten aufgebracht wird.
Verfahren zum Bilden eines künstlichen Geländes, das sich als strukturelle Stütze oder als Hintergrund für einen Bastel- oder Handwerksgegenstand eignet, wobei eine Masse der schäumbaren Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 bereitgestellt wird.