NO772003L - Filmdannende blanding. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en valsbar (kalandrerbar) filmdannende blanding som etter kalandrering er egnet for anvendelse som dampbarriere. Den film som lages på denne måten, har lav . vanndampg j.ennomtrengelighet, lave varmesprednings- og røkdannelses-egenskaper, og lav sprøhetstemperatur.

Tidligere kjente dampbarriere-blandinger, som er egnet

for anvendelse ved fremstilling av isolasjon for bygninger og som innpakningsmateriale for luftkanal- og rørisolasjon som er laget ved bruk av polyvinylklorid som hovedkomponent, oppviser gode flammesprednings- og røkdannelsesegenskaper, men har vanligvis dårlige vanndampgjennomtrengelighetsegenskaper og en marginal sprø-hetstemperatur eller kuldebruddmotstand. Vanndampgjennomtrengelig-heten for et slikt produkt er den viktigste av disse fysikalske egenskaper og varierer vanligvis mellom 1,0og 1,3 "English perms" når de måles etter ASTM E 96-66-70,Method A. For å oppnå en mer ønskelig ytelse, f.eks. ca. 0,1-0,3 "English perms", var det nød-vendig å bruke dyrere kledningsprodukter som omfatter enten vinyl-laminater eller aluminiumfolie.

Foreliggende oppfinnelse er en kalandrerbar filmdannende blanding som omfatter polyvinylklorid, hovedsakelig amorft, klorert polyetyleh og en'epoksymykner. Når blandingen er kalandrert til en selvbærende film, har den en meget redusert vanndampgjénnom-trengelighet og forbedrede kuldebrudd- og røkdannelsesegenskaper sammenlignet med konvensjonelle vinylkloridpolymerfilmer, mens den beholder den gode flammespredningen til tidligere kjente filmer.

Hovedbestanddelen i den kalahdrerbare, filmdannende blanding ifølge oppfinnelsen er en polyvinylkloridpolymer som kan kalandreres. Slike harpikser er vel kjent for fagmannen. Disse polymerer er polyvinylkloridpolymerer med lav og middels molekyl-vekt med en relativ viskositet på fra ca.. 1,75 til ca. 2,50 når de måles som en 1%-ig løsning i cykloheksanon ved 25°C. Spesielt foretrukket er homopolymerer av vinylklorid med en relativ viskositet på ca. 2,00 til ca. 2,45, og med verdier på ca. 2,20 til. ca.

2,30 som spesielt foretrukket på grunn av at de er-lette å be-handle. Egnede harpikser av denne typen er kommersielt tilgjengelig fra Stauffer Chemical Company,Plastics Division.Harpikser med betegnelsene fra "SCC-608" til "SCC-676" er egnet for bruk i foreliggende oppfinnelse. Nyttige er også kalandrerbare vinyl-kloridkopolymerer. Når de valgte komonomerer har gode flammehindrende egenskaper, som f.eks. vinylidenklorid, kan det brukes relativt større mengder enn komonomerer med en større brennbarhet, som f.eks. vinylacetat. En representativ liste over egnede vinylkloridkopoly-merer kan finnes i US-søknad 502.590, innlevert 3. september 1974, som det herved henvises til. Disse homo- og kopolymerer gir det kalandrerte filmprodukt de strekkstyrke-, slitestyrke- og for-lengelsesegenskaper som ønskes av fagmannen. Rask smelting og blanding av de forskjellige ingrediensene som brukes ved fremstilling av filmen gjøres lettere ved å bruke slike, polymerer. Mengden av polyvinylklorid i den filmdannende blanding kan variere fra ca. 30 til ca. 40, fortrinnsvis fra ca. 35 til ca..38 vekt%.

Som hjelp ved mykning av polyvinylkloridet (PVC), så vel som for å medvirke til forbedret vanndampgjennomtrengelighet, flammehxclring og kuldebruddmotstand, brukes i foreliggende oppfinnelse en i alt vesentlig amorf, klorert polyetylenpolymer med et klorinnhold på fra ca. 3 5 til ca. 50%. Denne polymer har, for å være anvendbar ved dannelse av en kalandrerbar, filmdannende blanding, en lav smelteviskositetsverdi for at den skal kunne kalandreres. Foretrukne, klorerte polyetylenpolymerer har et krystall-innhold på fra i alt vesentlig null til et maksimum på ca.0,2%

(målt ved hjelp av differensialvarmeanalyse) og en smelteviskositet på fra ca. 8.000 til ca. 20.000 poise målt på et "instron Rheometer" ved 190°C og 150 sek . Uttrykket "i alt vesentlig amorf", slik det brukes her, skal forstås å omfatte de foranstående sett av verdier. Disse polymerer oppviser også en høy elasti-sitetsmodul, nemlig ca. 275 til ca. 350% målt som en 100% klorert polyetylenfilm. Slike klorerte polyetylenpolymerer er kommersielt tilgjengelig, eksempelvis fra The Dow Chemical Company. Mengden av klorert polyetylen som brukes i foreliggende filmdannende blanding bør variere mellom ca. 35 og ca. 45 vekt% av blandingen, fortrinnsvis fra ca. 30 til ca. 40 vekt%.

Dersom de relative mengder av polyvinylklorid og klorert polyetylen (CPE) uttrykkes ved vektforhold mellom dem, kan de relative mengder variere fra ca. 0,80:1,00 til ca. 0,95:1,00 mellom den førstnevnte og den sistnevnte, fortrinnsvis fra ca. 0,85:1,00 til ca. 0,92:1,00, for å gi den kalandrerte film.som dannes fra den filmdannende blanding den grad av stivhet eller "hånd" som kreves av folk i byggebransjen.

Som__hjelpemiddel ved mykningen av PVC/CPE-blandingen som er beskrevet ovenfor, uten å forårsake en økning av hverken vanndampg jennomtrengeligheten til en kalandrert film dannet cerav eller i varmefølsomheten hos blandingen, tilsettes en effektiv mengde av en epoksymykner for å bevirke dette. Den mengde som brukes er vanligvis fra ca. 2 til ca. 8 vekt% av blandingen, fortrinnsvis fra ca. 4 til ca. 6 vekt%.Epoksymyknere med et oksiraninnhold på fra ca. 5 til ca. 8 vekt% gir den ønskede grad av varmestabilitet

til blandingen. Noen eksempler på egnede epoksymyknere er hensiktsmessig epoksymyknere med de ovennevnte egenskaper, så vel som epoksydertdktyltallat, epoksydert soyabønneolje, epoksydert tri-glycerid, epoksydert linfrøolje og 2-etylheksyl-epbksytallat.

For å øke flammehindringsevnen hos filmen kan, om ønskes, konvensjonelle, forenelige flammehindrende midler tilsettes til den filmdannende blanding. Mengden som tilsettes vil vanligvis gå opp til et maksimum på ca. 6 vekt% av sammensetningen, fortrinnsvis fra ca. 1 til ca. 5 vekt%. Noen eksempler på egnede flammehindrende additiver er findelt antimontrioksyd (tilgjengelig fra M&T Chemicals Co. som f.eks. "ThermoguardB") og hydratisert aluminiumoksyd.

For å sikre varmestabiliteten til sluttproduktet hvis det skal anvendes kommersielle kalandreringsoperasjoner, inneholder blandingen fra 3-7 vekt% konvensjonelle varmestabilisatorer. De konvensjonelle barium/kadmium-stabilisatorene, enten med eller uten sink, kan brukes. En kombinasjon av flytende og faste stabilisatorer brukes vanligvis i kalandreringsoperasjoner med høy hastighet.

Under de fleste kommersielle kalandreringsoperasjoner kreves smøring for å sikre valseoverføring og valsefrigjøring slik at filmen får den ønskede overflatefinish. Siden klorert polyetylen kan gi en øket tendens til at filmen vil klebe til nærliggende filmsjikt når den rulles opp på en valse (kalt "blokkering"), inn-blandes ofte et ikke-blokkeringsmiddel i smøremidlet. Det er funnet at en kombinasjon av indre og ytre smøring så vel som et ikke- blokkeringsmiddel kan brukes for å sikre best resultat. Den totale mengde av slike additiver i blandingen kan variere fra ca.0,4 til 0,7 vekt% av blandingen. Foretrukne smøremidler er stearinsyre og kalsiumstearat, og et foretrukket ikke-blokkeringsadditiv er del-vis oksydert polyetylen. Andre forenelige smøremidler og ikke-blokkeringsmidler som er kjent for fagmannen, f.eks. lavdensitets-polyetylen, kan også brukes.

Blandingen kan også inneholde andre valgfrie additiver f.eks. antioksydanter (f.eks. bisfenolA), pigmenter (f.eks. TiO^)/fyllstoffer (f.eks. talk eller kaolinleire) og tørkemidler (smeltet silisiumdioksyd) for å gi spesielt ønskelige egenskaper til den ferdige filmen.

Den filmdannende blanding ifølge oppfinnelsen lages ved

å sammenblande polyvinylkloridet og fyllstoffene, pigmentene og de flammehindrende midlene (om de finnes) i en konvensjonell blandemaskin inntil det er oppnådd en homogen blanding. De flytende ingrediensene, f.eks. stabilisatorer og epoksymykneren, bland-es i et annet blandeapparat og tilsettes så til den første blanding. Deretter tilsettes den faste stabilisator, smøremidlet og klorert polyetylen og sammenblandingen fortsettes inntil det er dannet en homogen blanding.

Den resulterende blanding behandles så i et apparat som kan smelte den og derved fremstille en meget jevn blanding. Egnet utstyr for dette formål omfatter "intermix", solgt avAdamson United, Division of Wean, Inc. (Pittsburgh, pa.),og "Kokneader", solgt av Baker Perkins Inc. (Saginaw,Mich.). Det er viktig at denne operasjon også skal tjene til å avdrive så mange flyktige bestanddeler fra blandingen som mulig. Nærvær av en for stor kon-sentrasjon av flyktige stoffer vil ha en skadelig innflytelse på flammesprednings- og røktetthetsegenskapene hos filmer som oppnås fra disse blandinger. Mer spesielt er det foretrukket at konsentra-sjonen av flyktige stoffer i disse filmdannende blandinger ikke skal være større enn ca. 2,0 vekt%, når blandingen testes i 3 timer i en ovn med luftsirkulasjon ved 104°C.

Etter smelteoperasjonen kan den resulterende blanding lagres eller umiddelbart føres gjennom en kalander eller et annet egnet apparat som kan omdanne blandingen til en tynn, selvbærende film. De resulterende filmer kan ha en tykkelse i området fra ca. 0,051 - 1,524 mm, og med en tykkelse på ca.0,076 - 0,102 mm som optimum for de fleste formål. Fagmennen vil naturligvis forstå at . den ovenfor beskrevne fremstillingsmåte bare er illustrerende og

kan varieres på hensiktsmessig måte dersom det er ønskelig.

Filmene som oppnås fra den nye filmdannende blanding ifølge oppfinnelsen oppviser god vanndampgjennomtrengelighets-motstand, lave flammesprednings- og røkdannelsesegenskaper og gode lavtemperatursprøhetsegenskaper. De er derfor spesielt godt egnet for anvendelse i et antall bygningskonstruksjoner hvor de anvendte materialer må oppvise slike egenskaper. Disse filmer kan således anvendes for fremstilling av dampbarrierekonstruksjoner ved å lamineres til~en del av isolasjonsmaterialet, som f.eks. fiberglass-, stykker med en tykkelse på fra ca.0,64 til 7,6. cm med et passende brannhindrende adhesiv som f.eks. de vann-baserte adhesiver som inneholder en eller flere vinyl-homo- eller kopolymerer oppløst eller emulgert deri.

Følgende eksempler vil illustrere de forskjellige utfør-elses former av oppfinnelsen. I disse eksempler er alle deler angitt som vektdeler dersom ikke annet er nevnt.

Eksempler 1- 5

Disse eksempler illustrerer fremstilling av blandinger ifølge oppfinnelsen (eksempel 1 og 2) og tre andre kjente blandinger (eksempler 3-5) sammen med data for deres gjennomtrengelighet, flammespredning, røkgenerering, kuldebrudd og stivhet.

Alle blandinger ble fremstilt ved hjelp av følgende generelle fremgangsmåte:Polyvinylkloridharpiks, fyllstoffer, pigmenter og flammehindrende midler som ble brukt for fremstilling av de respektive filmer ble plassert i en 22 70 kg båndblander som ikke ble opp-varmet under blandingen, dersom det skulle tilsettes klorert polyetylen under fremstillingen av filmen.Blandingen ble utført i ca.

15 minutter inntil det ble oppnådd en homogen blanding. I en sepa-rat beholder ble de flytende ingrediensene, f.eks. den flytende stabilisatoren og den flytende eposymykneren plassert. Etter at disse var blandet, ble de tilsatt til båndblanderen.Sammenbland-ingen av de faste og flytende bestanddeler ble fortsatt i ca. lo minutter, på dette punkt ble den faste stabilisator, smøremidlene og det klorerte polyetylen (dersom det brukes) tilsatt. Sammenblandingen ble fortsatt i ytterligere 15 minutter. Den tørre blandingen ble så plassert på et transportbånd og ført til en smelt-er hvor den ble knadd under påføring av varme og trykk til en plastisk masse. Denne masse ble så kalandrert ved en temperatur på ca. 170°C, for filmen med polyvinylklorid som eneste harpiks, og ved en temperatur på ca. 135°C, for.de filmer som også inneholdt klorert polyetylen. Filmen hadde en tykkelse på 0,076 - 0,102 mm etter kalandrering-.

Den tabell som er oppført nedenfor gir sammensetningene av satsene for en film som er dannet ifølge foreliggende oppfinnelse (eksempler 1 og 2) og tre andre filmer (eksempler 3-5) som ikke er del ay foreliggende oppfinnelse.

Fotnoter:

la) Tilgjengelig som "XP 2243.46" fra The Dow Chemical company.

Det inneholder ca. 42% klor, i alt vesentlig0%krystallinitet og har en smelteviskositet på ca. 9.500 poise, bestemt med et "Instron Rheometer" ved 19o°C og 150 sek-1.

lb) Tilgjengelig som "XP 2243.30" fra TheDow Chemical Company.

Det inneholder ca. 30% klor, 17% krystallinitet og har en smelteviskositet på ca. 27.000 poise, bestemt med et "Instron

. Rheometer" ved 190°C og 150 sek-1.

lc) Tilgjengelig som "XO 2243.49" fra The Dow Chemical Company.

Det inneholder ca. 42% klor, i alt vesentlig 0% krystallinitet og har en smelteviskositet på ca. 19.500 poise, bestemt med et "InstronRheometer" ved 190°C og 150 sek-"1'.

2) Tilgjengelig som "SCC-616" (nr. 1 og 3-5) og "SCC-614"

(nr. 2) fra Stauffer Chemical Company. SCC-614 er en lav-molekylvekts PVC-homopolymer med relativ viskositet på ca. 1,97 som en 1%-i'g løsning i cykloheksanon ved 25°C.

SCC-616 er en mellom-molekylvektsPVC-homopolymer med en relativ viskositet på 2,08. 3) Tilgjengelig som "Monoplex S-75" fra Rohm and Haas Co. Det har en høy oksiranverdi på ca. 7. 4) Decyldifenylfosfat, tilgjengelig som "Santicizer 148" fra Monsanto Co. 5) Tilgjengelig som "Thermoguard B" fra M&T Chemicals Co. Det har en middelpartikkelstørrelse på under ca. 5 mikron og inneholder en hoveddel av de kubiske, krystallografiske formene av antimontrioksyd. 6) Tilgjengelig som "S/G 84" fra The Burns and Russel Company. Det er mer fullstendig beskrevet i britisk patent 1.080.468. 7) Tilgjengelig enten som "Mark Q-180" (nr. 1) fra Argus Chemical Corp. eller som "Synpron 1403" (nr. 2) fra Synthetic Products Co., Div. of Dart Industries, Inc. 8) Tilgjengelig enten som "Ferro 1827" (nr. 1) fraFerroChemi-cal, Div. ofFerro Corp. eller som "SynpronJ40" (nr. 2) fra Synthetic. Products Co., Div. of Dart Industries, Inc.

Den førstnevnte er et barium-kadmium-sink-faststoff.

9) Tilgjengelig som "Nuostable V 1541" fra Tenneco Chemicals Co. 10) Tilgjengelig som "Nuostable V 1542" fra Tenneco Chemicals Co.

11) Tilgjengelig som "Allide 629A" fra Allied Chemical Co.

12) Talk eller kaolin-leire.

13) Tilgjengelig som "Cab-O-Sil", kvalitetEH-5, fra Cabot Corporation. 14)Angitt i engelske perm-enheter eller 1 gram vanndamp/24 timer/645,2 cm 2 mm Hg. Det angir forholdet mellom vann-gjennomgangsgraden gjennom prøven og damptrykket på begge sider av prøven. En lav verdi er ønskelig. 15 og 16) Denne test bestemmer de brenne-egenskaper for materialet som testes sammenlignet med tilsvarende egenskaper for en asbest-cement-plate (gitt verdien0) og en utvalgt type rød ek for gulv (gitt verdien 100). Lave verdier for hver egenskap er ønskelig. 17) Angir sprøhetstemperaturen for plastfilmer ved slag. Det er den temperatur som er statistisk beregnet hvor 50% av prøv-ene sannsynligvis vil gå i stykker 95% av den tid et fast-satt minimumsantall testes ifølge metoden. En lav temperatur er ønskelig. 18) Målt på en "Gurly StiffnessTester" fremstilt avTeledyne Gurly, 514 Fulton Street, Troy, N.Y. 12181. Dette instru-ment måler fleksibiliteten for arkmaterialer. Det består av en balansert pendel eller pil som svinger om sentrum og som kan vektbelastes med forskjellige vekter under sitt sentrum. Pilen beveger seg parallelt med en "sinuskurve", som er gradert i begge retninger. I testen avbøyes pilen av en materialprøve som presses mot dens øvre ende. Prøven, skåret opp til en standardlengde fra 2,5 til 10 cm, og standardbredde fra 1,25 til 5 cm, overlapper toppen av pilen med 0,65 cm. Prøven, som bøyes av vekten av pilen, frigjør den. Frigjøringspunktet tas som testavlesning.

Høye tall angir en mindre fleksibel film.

De foranstående eksempler nr. 1 og 2 skal bare illustrere visse foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen og skal ikke tas som noen begrensning. Oppfinnelsens beskyttelsesområde slik det er ønsket., er angitt i de etterfølgende krav.

Claims (10)

1. Valsbar filmdannende blanding egnet for anvendelse som dampbarriere, karakter i s'e r. t ved at den omfatter: a) en vinylkloridpolymer; b) et i alt vesentlig amorft klorert polyetylen med et klorinnhold på ca . 35% til ca 50 vekt-%; og c) en epoksymykner.

2. Blanding som angitt i krav 1,karakterisertved at vinylkloridpolymeren er til stede i fra ca. 30 til ca. 40 vekt-%, regnet på blandingen. •

3. Blanding som angitt i krav 1,karakterisertved at vinylkloridpolymeren har en relativ viskositet på fra ca. 1,75 til ca.. 2,50, målt som en 1 vékt-% løsning i cykloheksanon ved 25°C.

4. Blanding som angitt i krav 1,karakterisertved at vinylkloridpolymeren er en homopolymer av viriylklorid.

5. Blanding som angitt i krav 1,karakterisertved at det klorerte polyetylen er til stede i fra ca. 35 til ca.

45 vekt-% av blandingen.

6. Blanding som angitt i krav 1,karakterisertved at mengden av mykner utgjør fra ca. 2 til ca. 8 vekt-% av blandingen.

7. Blanding som angitt i krav 1,karakterisertved at mykneren har et oksiraninnhold på ca. 5 til ca. 8%.

8. Blanding som angitt i krav 1,karakterisertved at den omfatter fra ca. 30 til ca. 40 vekt-% vinylkloridpolymer, fra ca. 35 til ca. 45 vekt-% klorert polyetylen og fra ca. 2 til ca. 8 vekt-% mykner.

9. Blanding som angitt i krav 8,karakterisert, ved at vinylkloridpolymeren er en homopolymer av vinylklorid med en relativ viskositet på fra ca. 1,75 til ca. 2,25,'målt som en 1 vekt-% løsning i cykloheksanon.

10. Blanding som angitt i krav 8,karakterisertved at mykneren har et oksyraninnhold på ca. 5 til ca. 8%.