DE1078261B

DE1078261B - UEberzugsmittel fuer Schaumstoffe

Info

Publication number: DE1078261B
Application number: DEA28281A
Authority: DE
Inventors: Guy Landouar
Original assignee: ANCIENS DESMARQ Ets
Current assignee: ANCIENS DESMARQ Ets
Priority date: 1957-01-30
Filing date: 1957-11-09
Publication date: 1960-03-24
Also published as: FR1167124A; US2963388A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Überzugsmittel für Schaumstoffe auf der Grundlage von Harzen oder synthetischen Kautschuken, die in organischen Lösungsmittel bzw. Gemischen dieser gelöst sind.

Die Verwendung bestimmter Schaumstofferzeugnisse, wie poröse Polyurethanprodukte, ist für verschiedenste Anwendungsgebiete interessant, da diese Erzeugnisse gegen wesentlich höhere Temperaturen beständig sind als Schaumkautschukerzeugnisse. Sie haben darüber hinaus eine größere Geschmeidigkeit, sind vollkommen elastisch und besitzen eine hohe Alterungsbeständigkeit.

Trotz dieser Eigenschaften ist der Anwendungsbereich dieser Erzeugnisse auf die Gebiete begrenzt, in denen diese Stoffe nicht nur keinen relativ hohen Temperaturen, sondern auch keinen Wasserdämpfen und warmen Öldämpfen ausgesetzt sind, wie dies beispielsweise in der Nähe von Auto- und Flugzeugmotoren der Fall ist.

Es ist bereits bekannt, beim Gießen in Formen auf der Oberfläche von Schaumstoffen, gleich welcher Art, eine geschlossene wenig poröse Schicht auszubilden, die gegen die obenerwähnten Mittel beständig ist. Jedoch erfordert das dazu benötigte Gießverfahren kostspielige Arbeitsgeräte und ergibt daher hohe Entstehungspreise.

Andererseits wurde aber festgestellt, daß Schaumstofferzeugnisse mit einem geschlossenen Überzug, aus einem anderen Stoff hergestellt, beispielsweise synthetischem Kautschuk aus Butadiennitril mit hohem Nitrilgehalt, möglicherweise noch gemischt mit Polyvinylchlorid, und die daraus hergestellten Gegenstände wesentlich verbesserte Eigenschaften aufweisen, da der so auf die Oberfläche von Schauinstofferzeugnissen aufgebrachte Überzug eine höhere Dichtigkeit und eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen chemische Stoffe, deren Einwirkung zu befürchten ist, besitzt.

Zur Vornahme dieser Überzüge müssen Lösungen mit einer ausreichend hohen Viskosität Verwendung finden, da andernfalls kein dichter Überzug des Schaumstofferzeugnisses erhalten werden kann. Wird beispielsweise das Erzeugnis mit einer Lösung nicht ausreichend hoher Viskosität überzogen, so dringt die Lösung in den Schaumstoff ein, und es wird eine Beschichtung der äußeren und inneren Oberflächen erhalten, jedoch ohne die an der Oberfläche liegenden Poren zu verstopfen. Die Behandlung von Schaumstofferzeugnissen mit solchen niedrigviskosen Lösungen, bei denen von Emulsionen kautschukartiger Stoffe ausgegangen wird, ist bereits bekannt und findet bei erforderlicher Verfestigung der Schaumstofferzeugnisse Anwendung.

Ferner ist es noch bekannt, Schaumstofferzeugnisse zum Zwecke der Verhinderung des Zerbröckeins mit

überzugsmittel für Schaumstoffe

Anmelder:
Anciens Etablissements Desmarquoy

Societe Anonyme, Paris,

und Guy Landouar, Saint-Maur, Seine

(Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Rathmann, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 30. Januar 1957

Guy Landouar, Saint-Maur, Seine (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

Überzügen aus Harzen zu versehen, die in Form einer wäßrigen Lösung oder in Form einer wäßrigen Emulsion aufgebracht werden. An Stelle der wäßrigen Lösung kann auch eine Lösung in organischen Lösungsmitteln verwendet werden.

Gemäß der Erfindung werden Überzugsmittel auf der Grundlage von Harzen oder synthetischen Kautschuken, die in organischen Lösungsmitteln bzw. Gemischen dieser gelöst sind, vorgeschlagen, die erfindungsgemäß geringe prozentuale Anteile an Wasser enthalten. Durch die Verwendung des erfmdungsgemäßen Überzugsmittels wird dessen Eindringen in den Schaumstoff verhindert und ein geschlossener dichter Überzug erhalten.

Nach der Erfindung findet also ein Überzugsmittel ausreichender Viskosität ein wäßriges Gemisch organischer Lösungsmittel Verwendung. Infolge des Anteils an gebundenem Wasser wird verhindert, daß der entstehende Film in die Zellen der jeweiligen Unterlage eindringen kann bzw. eine Regelung der jeweiligen Eindringtiefe im Hinblick auf die spätere Verwendung gewährleistet wird.

Bei Verwendung von erfindungsgemäßen Überzugsmitteln wird _ die Auebildung dünner Überzüge wie beispielsweise von ³/io mm Stärke möglich, die trotzdem noch eine genügend hohe mechanische Widerstandsfähigkeit und Elastizität aufweisen, um den

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großen Deformationsdrücken, denen die Schaumstofferzeugnisse ausgesetzt sind, standhalten zu können.

Die Auswahl der zur Anwendung gelangenden Harze und bzw. oder Kautschuksorten richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungszweck der Fertigerzeugnisse. Für besondere ■ Beanspruchungen z. B. hinsichtlich Wärme und ölbeständigkeit gelangen beispielsweise Butadiennitril · Polyvinylchlorid-Mischungen zur Anwendung (Schaumkörper zur Schalldämpfung usw.). Sollen die Enderzeugnisse für medizinische (Auflagen, Kissen usw.) oder für sonstige Zwecke mit weniger hohen Beanspruchungen verwendet werden, so sind beispielsweise Ausgangsprodukte wie Polyäthylenchlorsulfonat und ähnliche Materialien zu bevorzugen.

Die Beschichtung des Schaumstofferzeugnisses mit diesen Überzugsmitteln ist für die Schaumstoff erzeugnisse nicht schädlich, da letztere nicht durch das Überzugsmittel angegriffen werden, und zwar infolge des raschen Auftrocknens des Lösungsmittels und der Tatsache, daß die Lösungen nicht in die zu beschichtende Unterlage eindringen können.

Das Überzugsmittel wird durch Aufstreichen, Spachteln oder Spritzen in der gewünschten Stärke in einer oder mehreren Lagen auf die Unterlage aufgebracht und anschließend auf der Unterlage vulkanisiert oder polymerisiert.

Durch das Vulkanisieren oder Polymerisieren wird das gebundene Wasser entfernt und eine Oberflächenhaftung zwischen dem zelligen Material und dem filmartigen Überzug hergestellt. Durch das Aufstreichen, Spachteln oder Spritzen erfolgt ein geringfügiges Eindringen des Überzugsmittels in den Schaumstoff, so daß ein relativ großer Oberflächenkontakt gegeben ist. Es entsteht so ein zusammenhängender undurchlässiger Überzug von geschmeidiger und widerstandsfähiger Konstitution, dessen Dicke willkürlich im Bereich von 0,2 bis 2 mm variiert werden kann und dessen Aussehen durch Zugabe einer dem späteren Verwendungszweck angepaßten Farbe verbessert werden kann. Infolge der festen Verhaftung des Überzugs mit dem Schaumstoff kann jener alle Deformationen ohne zu reißen aushalten. Außerdem besitzt der Überzug den Vorteil der Wasser- und Luftdichtigkeit. Für den besonderen Fall, daß die Unterlage aus Polyurethan besteht, wird der Überzug beispielsweise aus solchem Material gefertigt, das gegen Temperaturen über 140⁰C sowie gegenüber öldämpfen und das Auftreffen von Flüssigkeiten und überhaupt gegen jegliche chemischen Stoffe widerstandsfähig ist, die in der Lage sein könnten, den Polyurethankörper zu schädigen.

Die vorausgegangenen Ausführungen lassen erkennen, daß nur ein Überzug mit beliebig gewählter Dicke und Haftfestigkeit auf der jeweiligen Unterlage die geforderte Dichtigkeit, Elastizität und Widerstandsfähigkeit gegen höhere Temperaturen und chemische Einwirkungen aufweisen kann. Nur das Zusammentreffen dieser verschiedenen Eigenschaften kann Beschädigungen des Überzugs verhindern, wenn beispielsweise ein beliebiges aus einer Platte aus geschäumtem Polyurethan herausgeschnittenes Stück bei seiner Verwendung abwechselnd Druck und Expansion unterliegt bzw. Benzindämpfen oder der Einwirkung von Flüssigkeiten ausgesetzt ist. Jede andere Art Überzug, der einen Anteil von festen Stoffen enthält, kann diesen Einwirkungen nicht standhalten.

Das Verfahren zur Herstellung von Überzügen gemäß Erfindung kann in den nachfolgend aufgeführten zwei Arten ausgeführt werden:

1. Bei dem einen Verfahren wird von einer wäßrigen Emulsion aus Harzen oder synthetischen Kautschuksorten ausgegangen, deren Gehalt an Trokkensu'bstanz in Gewichtsprozent 40 bis 70% des Gesamtgewichtes beträgt. Hierzu wird zunächst ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel zugegeben, wie beispielsweise Toluol, Trichloräthylen, Äthyl- oder Amylacetat, oder auch ein organisches Lösungsmittel, das sich

ίο mit Wasser emulgiert, wie Cyclohexan. Dieses Lösungsmittel emulgiert an der Grenzfläche der festen Teilchen, wobei ein teilweises Inlösunggehen stattfindet.
Die so erhaltenen Emulsionen werden dann durch Zugabe eines geeigneten, mit Wasser mischbaren Lösungsmittels, wie Aceton, höhere Alkohole oder Phenol, koaguliert, wonach das Gemisch so lange gerührt wird, bis eine halbfeste Gummimasse erhalten wird, die selbst einen geringen Gehalt an

ao gebundenem Wasser und an mit Wasser mischbarem Lösungsmittel enthält.
Diese halbfeste Masse wird dann durch Dekantieren von der überschüssigen Flüssigkeit befreit. Diese so erhaltene wasserhaltige Gummimasse wird schließlich durch Zugabe vorerwähnter Lösungsmittel oder Lösungsmittel-Gemische auf die erforderliche Viskosität gebracht.

2. Bei dem anderen Verfahren dienen als Ausgangsmaterialien Lösungen von Harzen oder synthetische Kautschuksorten in einem geeigneten organischen Lösungsmittel oder einem Lösungsmittelgemisch.

Zu diesen Lösungen wird in bestimmter Menge ein Lösungsmittel oder ein Gemisch von Lösungsmitteln, mit Wasser mischbar, zugegeben, wonach Wasser in einer solchen Menge zugefügt wird, daß durch Umrühren eine Lösung von gewünschter Viskosität erhalten wird.

Bei beiden Verfahren spielt das im Inneren der Gummimasse oder in der schließlich erhaltenen Lösung zurückgebliebene Wasser die Rolle eines Blähmittels und verhindert ein zu tiefes Eindringen des Überzuges in den Schaumstoff.

In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Überzugsmittels können diesem Weichmacher und bzw. oder chemische Vulkanisations- oder Polymerisationsmittel zugesetzt sein, um den Überzug »in situ« vulkanisieren oder polymerisieren zu können.

In den folgenden Beispielen wird die Herstellung der Lösungen beschrieben, mit denen Überzüge gemäß Erfindung erzeugt werden.

Beispiel 1

Als Ausgangsemulsion dient eine wäßrige Latexmischung mit 5O⁰Zo Trockensubstanz, und zwar bestehend aus 60 Gewichtsprozent Butadiennitril mit hohem Nitrilgehalt (beispielsweise Acrylnitril) und Gewichtsprozent Polyvinylchlorid. Anschließend erfolgt Zugabe eines Gemisches aus Benzin, Trichloräthylen und Aceton in folgenden Gewichtsanteilen: 40% Benzin, 20% Trichloräthylen und 80% Aceton, bezogen auf das Gesamtgewicht der Wasser-Latex-Mischung. Durch Umrühren wird die Bildung des Gummis erleichtert, und die überschüssigen Flüssigkeiten werden durch Dekantieren entfernt. Schließlich erfolgt die Zugabe eines Verdünnungsmittels, bestehend aus 100 Gewichtsprozent Trichloräthylen und 100 Gewichtsprozent Benzin, auf das Gesamt-Ausgangsgewicht der Wasser-Latex-Mischung bezogen.

Beispiel 2

Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch der Anteil an Aceton auf 60 Gewichtsprozent der Wasser-Latex-Mischung vermindert. Die zur Verdünnung zugegebenen 100% werden auf 75°/o Trichloräthylen bzw. Benzin verringert.

Beispiel 3

Es wird wie im Beispiel 1 und 2 verfahren, aber der Anteil an Aceton auf 40% vermindert; gleicherweise werden die Gewichtsanteile an Trichloräthylen una "Benzin, die zur Verdünnung verwendet werden, auf 50% des Gesamtgewichtes der Wasser-Latex-Mischung verringert anstatt den ursprünglichen 100%.

Beispiel 4

Ausgehend von derselben Latex-Emulsion wie in den ersten drei Beispielen, wird hierzu zunächst eine Mischung von Toluol und Cyclohexan gegeben, wobei der Anteil an Toluol 20 Gewichtsprozent und der Anteil an Cyclohexan 40 Gewichtsprozent in bezug auf das Gesamtgewicht der Wasser-Latex-Mischung beträgt. Anschließend werden 40 Gewichtsprozent Aceton, bezogen auf das Gesamtgewicht, zugegeben, um die Harze oder die synthetischen Kautschuksorten zu coagulieren. Die überschüssigen Flüssigkeiten werden durch Abdekantieren entfernt. Zum Verdünnen werden 120 Gewichtsprozent Toluol — bezogen auf das Gesamtgewicht der Wasser-Latex-Mischung — zugefügt.

Beispiel 5

Es wird von einer Harz- bzw. von einer Lösung von synthetischem Kautschuk und Toluol ausgegangen. Diese enthält beispielsweise gleiche Gewichtsanteile an Toluol und Polyäthylenchlorsulfonat. Hierzu wird Aceton in einer Menge von 35 Gewichtsprozent und Wasser in einer Menge von 15 Gewichtsprozent —■ bezogen auf das Gesamtgewicht der Ausgangslösung — gegeben. Dann wird die erhaltene Mischung umgerührt. Schließlich werden noch 50 Gewichtsprozent Äthylacetat — bezogen auf das Gewicht der Ausgangslösung — zugefügt.

Beispiel 6

Ausgegangen wird von derselben Chlorsulfonatlösung wie im Beispiel 5. Die Mengen des zugefügten Acetons und Wassers werden verdoppelt, d. h. es werden 70 und 30 Gewichtsprozent anstatt 35 und 15 Gewichtsprozent — bezogen auf die Ausgangsgewichte — zugefügt. Anstatt 50 Gewichtsprozent Äthylacetat werden dann nur 35 Gewichtsprozent dieser Substanz zugegeben, wobei ein wesentlich viskoseres Erzeugnis entsteht als im Beispiel 5.

Die beschriebenen wäßrigen Emulsionen oder die Toluollösungen, die als Ausgangsprodukte für die Herstellung der Lösungen dienen, aus welchen dann die Schutzüberzüge für das Schaummaterial hergestellt werden, können zusätzlich noch geeignete Weichmacher und bzw. oder Mittel für die Vulkanisation oder Polymerisation enthalten.

Die aus den Lösungen nach den Beispielen 1, 2 und 3 hergestellten Überzüge besitzen folgende Eigenschaften :

Der Überzug aus der nach Beispie: 1 hergestellten relativ flüssigen Lösung besitzt hinsichtlich Dichte dieselben Eigenschaften wie das als Unterlage dienende schaumige Material, wenn der Überzug durch Aufspritzen erhalten worden ist. Die Eindringtiefe in die Unterlage beträgt etwa ¹ZiO mm. Man kann diese erste Schicht als Übergangslage auffassen. Die Oberflächenhaftung zwischen dem Überzug und dem Schaummaterial ist sehr groß, wodurch die Gefahr eines Einreißens sehr verringert wird.

ίο Auf diese erste Schicht wird dann wiederum durch Spritzen eine zweite Lage aufgebracht, wozu die Lösung verwendet wird, die nach Beispiel 2 hergestellt wurde. Infolge der vorhandenen ersten Schicht kann die zusätzlich aufgebrachte Lösung nicht in die Zellen der Unterlage eindringen und erhöht so die Stärke der ersteren um etwa Vso mm.

Es besteht auch noch die Möglichkeit, auf einen Überzug, der mit der Lösung nach Beispiel 1 hergestellt worden ist, ein starkes viskoses Produkt, her-

ao gestellt nach Beispiel 3, aufzuspritzen. Dieser zweite Überzug ist sehr viel stärker als der mit der Lösung nach Beispiel 2 hergestellte und hat eine Dicke von etwa V20 mm, um die sich die Stärke des ersten Überzuges vermehrt.

Wird die Masse für den Überzug aufgespachtelt, dann verwendet man vorzugsweise Lösungen, die nach den Beispielen 2 und 3 hergestellt worden sind. Die so erhaltenen Überzüge sind im allgemeinen wesentlich stärker.

Die angeführten Ausführungsbeispiele erschöpfen selbstverständlich nicht den Anwendungsbereich der Erfindung.

Aus den Methoden, die in den Beispielen 1 bis 4 beschrieben sind, ist zu erkennen, daß das Koagulieren durch Zugabe unterschiedlicher Mengen von mit Wasser mischbaren, geeigneten Lösungsmitteln variierbar ist. Nach dem Dekantieren der überschüssigen Flüssigkeiten können auch die Lösungsmittel oder die Lösungsmktelgemische, die zum Verdünnen zugegeben werden, in sehr unterschiedlichen Mengen zur Verwendung kommen.

Das Koagulieren kann man selbstverständlich auch durch Erwärmen herbeiführen oder man fügt anstatt der mit Wasser mischbaren Lösungsmittel geeignete anorganische chemische Stoffe zu, beispielsweise Aluminiumchlorid, Soda usw., in Wasser oder sonst geeigneten Medien gelöst. Oder es wenden zunächst die erforderlichen Mengen mit Wasser mischbarer Lösungsmittel oder Gemische von Lösungsmitteln zugefügt, die jedoch selbst keine Koagulation bewirken. Im Falle der Beispiele 5 und 6 kann die Konzentration der Ausgangslösungen unterschiedlich sein, je nachdem, welche Endviskosität erreicht werden soll. Auch die Wassermenge und die Menge des mit Wasser mischbaren Lösungsmittels kann verschieden groß sein; die Variationsmöglichkeiten sind jedoch verhältnismäßig beschränkt, wenn man von Ausgangslösungen bestimmter Konzentration ausgeht. Auch das am Schluß des Verfahrens vorgenommene Verdünnen mit einem oder mehreren Lösungsmitteln kann in mehr oder minder großem Umfang variiert werden, und zwar in Abhängigkeit von den weiten Variationsbereichen der zur Verwendung gelangenden Gewichtsmengen an Lösungsmitteln.

Außerdem umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die Vulkanisation oder Polymerisation »in situ« bei gewöhnlicher Temperatur oder durch Erwärmen innerhalb solcher Temperaturbereiche, die mit Rücksicht auf die Eigenschaften der Unterlagen anwendbar sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Für Schaumstoffe wie z. B. Polyurethanschaumstoffe bestimmte Überzugsmittel auf der Grundlage von Harzen oder synthetischen Kautschuken, die in organischen Lösungsmitteln bzw. Gemischen dieser gelöst sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie geringe prozentuale Anteile an Wasser enthalten,

2. Verfahren zur Herstellung eines Überzugsmittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine wäßrige Emulsion aus Harzen oder synthetischen Kautschuksorten bereitet wird, deren Gehalt an Trockensubstanz in Gewichtsprozent 40 bis 70% des Gesamtgewichtes beträgt, und daß die in den Emulsionen vorhandenen festen Stoffe sodann durch Zugabe eines Gemisches von mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln und von mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln zur Koagulation gebracht werden, wonach das Ganze umgerührt wird, die überschüssigen Flüssigkeiten dekantiert werden und schließlich der so erhaltene wasserhaltige Gummi bis zur gewünschten Viskosität unter Verwendung eines geeigneten oder eines Gemisches geeigneter Lösungsmittel verdünnt wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines Überzugsmittels gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Emulsion aus Harzen oder synthetischen Kautschuksorten mit einem Festkörpergehalt zwischen 40 und 70% mit Wasser nicht

mischbaren Lösungsmitteln vermischt wird, um so eine Emulsion zu erhalten, in der sich die festen Bestandteile in einem halbgelösten Zustand befindet, woraus die festen Stoffe in diesen Emulsionen durch Zugabe von organischen, mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln koaguliert und schließlich die im Anspruch 2 beschriebenen Maßnahmen, wie Umrühren, Dekantieren und Verdünnen, durchgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Lösung von Harzen oder synthetischen Kautschuksorten in einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, z. B. Toluol, bereitet wird und anschließend eine Mischung von Wasser mit einem oder mehreren mit der Mischung verträglichen Lösungsmitteln, von denen eines mit Wasser mischbar sein soll (um das Einbringen des Wassers in die Lösung zu ermöglichen), in einem solchen Anteil zugesetzt wird, daß die Lösung die gewünschte Viskosität erhält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch Zugabe von Weichmachern und bzw. oder chemischen Vulkanisations- oder Polymerisationsmitteln, wobei der Überzug »in situ« vulkanisiert oder polymerisiert werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 968 705, 1020 045: USA.-Patentschrift Nr. 2 257 911;
Kunststoffe, 1952, S. 455, rechte Spalte.