DE1719311C3

DE1719311C3 - Schäumhilfe zur Herstellung von Polyvinylchloridschaum

Info

Publication number: DE1719311C3
Application number: DE1719311A
Authority: DE
Inventors: Kenneth M. Norwalk Deal; Raymond R. Easton Waterman
Original assignee: RT Vanderbilt Co Inc
Current assignee: Vanderbilt Chemicals LLC
Priority date: 1966-08-11
Filing date: 1967-08-11
Publication date: 1976-01-08
Also published as: DE1719311B2; US3432449A; SE344071B; DE1719311A1; GB1122970A

Description

³ 4

r^n^riSkKr⁰^⁶⁵^"?^^"*⁰"*¹^¹ (gemessen mit einem Brookfield Viskosimeter bei

bei 35,0 C ermöglicht, d. h. einer Schaumh.lfe, deren 30 Umdrehungen pro Minute mit einer Spindel Nr. 4)

Verwendung es zulaßt, Spurenmengen von Wasser zu unter Verwendung der Schäumhilfe gemäß Erfindung,

tolerieren. zufriedenstellende, offenzellig« Polyvinylchloridschäu-

Es wurde nun gefunden, daß man diese Aufgaben 5 me erhalten werden können. Plastisole mit einer

lost, wenn rr.„. ei..e i>c..ai:inni_uc ve. wendel, die aus niedrigeren Viskosität, als dem vorstehend angsgebe-

, ^ . ■.· c t- ■ u* . ι - ^nen> unteren Wert entspricht, weisen eine verringerte

(a) 1 bis 6 Gewichtsteilen emes organischen, nicht- Fähigkeit auf, Luft inkorporiert zu halten. Bei

seifigen, grenzflächenaktiven Mittels als Schäum- Plastisolen mit einer Viskosität über der oberen Grenze

H. ,->-·■.., ^lo wird das Problem der Förderung des Plastisols schwie-

(b) 0,5 bis 3,5 Gewichtsteilen saurem Kaliumphthalat, rig

saurem Natriumphthalat oder Natriumphthalat Das mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schäumhilfe

als Schaumstabihsator und gegebenenfalls außer- zu verschäumende Plastisol muß die Eigenschaft

^^eni . besitzen, beim Rühren dünner zu werden. Bei Ver-

(C) bis etwa 1 Gewichtsteile Wasser, _{15 wen}dung eines Brookfield-Viskosimeter können die

(d) etwa 0,5 bis etwa 6 Gew.chtsteilen eines Hitze- Fließeigenschaften durch Messen mit zwei Spindel- und Lichtstabilisators fur das Polyvinylchlorid- geschwindigkeiten überprüftwerden. Thixotrope Plasti^harZ n^°u· c^· « ^sole zeigen eine Verringerung der Viskosität bei der

(e) etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsteilen ölsäure besteht. höheren Spindelgeschwindigkeit. Newtonsche Piastisole

ao ergeben bei jeder Geschwindigkeit annähernd die

Eine besonders bevorzugte Schäumhilfe gemäß gleichen Ergebnisse. Sowohl thixotrope als auch Erfindung ist eine solche, die durch einen Gehalt von Newtonsche Plastisole lassen sich in zufriedenstellender etwa 2,5 bis etwa 4 Gewichtsteilen Natriumdodecyl- Weise mit den Schäumhilfen gemäß Erfindung verbenzolsulfcnat und etwa 1,5 bis etwa 2 Gewichtsteilen schäumen. Dilatante Plastisole jedoch zeigen bei der saurem Kaliumphthalat gekennzeichnet ist. a₅ größeren Spindelgeschwindigkeit eine Viskositäts-

Diese Schäumhilfen gemäß Erfindung haben sich erhöhung und lassen sich deshalb schwieriger verfür die Herstellung von oflenzelligen Polyvinylchlorid- schäume·.!.

schäumen außerordentlich gut bewährt. Ihre Ver- Ein Weichmacher, der inkorporierte Luft gut frei-

wendung hierfür isi daher ebenfalls Gegenstand der setzt, wie er für viele Verwendungszwecke für Plastisole Erfindung. ₃₀ erforderlich ist, ist für eine Herstellung eines offenzelli-

Ein Polyvinylchlorid-Plastisol ist bekanntlich eine gen Polyvinylchloridschaumes unter Verwendung der Dispersion feinteiliger Polyvinylchlorid-Teilchen in erfindungsgemäßen Schäumhilfe nicht wünschenswert, einem flüssigen Weichmacher für das Polyvinylchlorid. Jedoch können geringe Mengen derartiger Weich-Typisch brauchbar sind Polyvinylchloride vom Plasti- macher anwesend sein, wenn in dem fertigen Schaum sol- oder Einrührtyp, die mit Hilfe der erfindungs- 35 besondere Eigenschaften erwünscht sind,
gemäßen Schäumhilfe verschäumt werden können. Wie oben erwähnt, ist ein wesentlicher Bestandteil

Wenn es gewünscht wird, daß die Schmelztemperatur der erfindungsgemäßen Schäumhilfe ein organisches, erniedrigt werden soll, kann ein Teil, z. B. eine Menge nichtseifiges, grenzflächenaktives Mittel, das durch bis ;:u etwa 30 Gewichtsprozent des houiopolymeren seine Eigenschaft oder Fähigkeit gekennzeichnet ist, Vinylchlorides ersetzt werden durch oder vermischt 40 als Schäummittel für das Plastisol zu wirken, wenn werden mit einem copolymcren Vinylchloridplastisol. dieses mechanisch geschlagen wird, um die Luft zu

Der in den mit der Schäumhilfe gemäß Erfindung zu inkorporieren. Das organische, nichtseifige, als Schäumoffenzelligen Polyvinylchloridschäumen verschäum- mittel dienende, grenzflächenaktive Mittel, ist in dem baren Plastisolen als Dispersionsmedium für die Poly- Plastisol in einer Menge von 1 bis etwa 6 Gewichtsvinylchloridteilchen anwesende flüssige Weichmacher 45 teilen und gewöhnlich in einer Menge von etwa wird je nach der Art des Weichmachers und des Poly- 2,5 bis etwa 4 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile vinylchlorides in wechselnden Mengen verwendet. Polyvinylchlorid anwesend.

Üblicherweise wird der Weichmacher in einer Menge Typische Beispiele für derartige, an sich bekannte,

von etwa 45 bis etwa 150 Gtwichtsleilen pro 100 Ge- nichtseifige, grenzflächenaktive Mittel, die als Schäumwichtsteile Polyvinylchlorid eingesetzt. Gewöhnlich 5° mittel wirken können, sind Natriumdodecylbenzolwird das Plastisol etwa 54 bis etwa 95 Gewichtsteile sulfonat, Polyoxyäthylenoxypropylenstearat, Polyoxy-Weichmacher pro 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid äthy1enlauryIäther,TridecyloxypolyäthylenoxyäthanoI, enthalten. Typische geeignete Weichmacher sind Alkanolamide von Fettsäuren aus Kokosnußöl, ein beispielsweise Dioctylphthalat oder Di-(2-äthylhexyI)- modifiziertes Kokosnußölfettsäureamin-Kondensaphthalat, Butyldecylphthalat, Dicaprylphthalat, Butyl- 55 tionsprodukt, Octylphenoxypolyäthylenoxyäthanol benzylphthalat, Dioctyladipat, Dioctylsebacat, Tri- und Diäthanolamidfettsäuren von Pflanzenölen.
cresylphosphat,Trioctylpkosphat, Cresyldiphenylphos- Der andere wesentliche Bestandteil der erfindungs-

phät, Acetyltributylcitrat, Dipropylenglykoldibenzoat, gemäßen Schäumhilfe ist ein neuer Schaumstabilisator, Weichmacher vom Epoxidtyp, polymere Weichmacher der dazu dient, die Schaumstruktur während des und Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisate. Im allge- 60 Erhitzern zur Gelbildung und zum Schmelzen zu meinen werden diese Weichmacher kombiniert einge- stabilisieren und hierdurch verhindert, daß der Schaum setzt, so daß zusammengesetzte Weichmachersysteme zusammenbricht oder sich vergröbert. Der Schaumerhalten werden. stabilisator ist in der Scliäumhilfe in einer Menge von

Bei der Wahl des Weichmachers soll seine Wirkung etwa 0,5 bis etwa 3,5 Gewichtsteilen, gewöhnlich in auf die Rheologie des Plastisols und seine Fähigkeit, 65 einer Menge von etwa 1,5 bis 2 Gewichtsteilen anLuft aufzunehmen oder freizugeben, in Betracht wesend. Der angewandte Schaumstabilisator ist saures gezogen werden. Die Erfahrung hat gezeigt, daß aus Kaliumphthalat, saures Natriumphthalat oder Na-Plastisolen mit einer Viskosität von 1500 bis 10 000 cP triumphthalat. Interessantenveise wurde festgestellt,

<t

daß ein sehr ähnliches Salz der Phthalsäure, nämlich chlorid anwesend. Auch Farbstoffe oder Pigmente Kaliumphthalat, ebenso wie die Ester der Phthalsäure, können in dem Plastisol gewöhnlich in einer Menge nicht die Eigenschaft besitzen, als Schaumstabilisator von etwa 1 Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteile PoIyzu wirken. vinylchlorid anwesend sein.

Spurenmengen an Wasser können in dem mit der 5 Die erfindungsgemäße Schä^mhilfe kann beispielssrfindungsgemäßen Schäumhilfe zu verschäumenden weise dadurch hergestellt werden, daß der flüssige Plastisol gegebenenfalls tolerie.t werden, um die Hitze- und Lichtstabilisator mit der flüssigen ölsäure Viskosität des feuchten Schaums zu verringern. Auch vermischt wird. Das als Schäummittel dienende, puldie erfindungsgemäße Schäumhilfe kann gegebenen- verisierte organische, nichtseifigi;, grenzflächenaktive falls noch Wasser enthalten. Falls Wasser anwesend io Mittel wird dann langsam zugegeben, während die ist, dann in einer Menge von bis etwa 1 Gewichtsteil, Mischung gerührt und erhitzt wird, bis die Temperatur und gewöhnlich bis etwa 0,1 Gewichtsteile pro 100 Ge- etwa 110° C erreicht Dann läßt man die Mischung wichtsteile Polyvinylchlorid. Die Tatsache, daß Wasser unter Rühren auf 29,4 bis 37,8° C abkühlen land gibt in dem mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schäumhilfe den frisch vermahlenen Schaumstabilisator (frei von zu verschäumenden Plastisol in Spurenmengen toleriert 15 Klumpen) langsam unter Rührung zu, bis der Schaumwerden kann, macht ein Arbeiten in einem normalen stabilisator völlig dispergiert und das flüssige Produkt Feuchtigkeitsbereich zwischen 10% relativer Feuchtig- frei von allen Agglomeraten ist Es ist selbstverständkeitbei21,l^cCbis65%relativerFeuchtigkeitbei35°C lieh auch möglich, die einzelnen Komponenten der möglich. Darüber hinaus bedeutet dij Tatsache, daß erfindungsgemäßen Schäumhilfe getrennt oder in das mit der Schäumhilfe gemäß Erfindung zu ver- ao beliebiger Kombination getrennt zu einem Plastisol schäumende Plastisol derart geringe Mengen an hinzuzufügen. Hiervon wurde zur besseren Erläuterung Wasser enthalten kann, daß die Komponenten des der Erfindung bei den Beispielen 1 bis 13 Gebrauch Plastisols vorher nicht entwässert werden müssen. gemacht.

Wenn jedoch das unter Verwendung der erfindungs- Die erfindungsgemäße Schäumhilfe wird gemäß

gemäßen Schäumhilfe geschäumte Plastisol zwischen 35 Erfindung verwendet, indem man die obenerwähnten zwei dampf undurchlässigen Schichten oder Ober- Mengen seiner Bestandteile mit etwa 45 bis etwa 150, flächen in ein Gel überführt oder geschmolzen werden gewöhnlich etwa 54 bis etwa 95 Gewichtsteilen Weichsoll, sollen nicht wäßrige Plastisole Verwendung macher und mit etwa 100 Gewichtsteilen eines PoIyfinden. Das Freisetzen von Wasser aus dem Plastisol vinylchlorides in einem hochscherenden Mischgerät während des Erhitzens zur Gelbildung und zum 30 unter Bildung eines Plastisols vermischt. Das Plastisol Schmelzen verursacht Blasen und ein nicht geeignetes kann sofort verwendet oder es kann gegebenenfalls Haften des Plastisolschaumes an den dampfundurch- bis zu 7 Wochen oder sogar länger gelagert, werden, lässigen Oberflächen wie Papier, behandeltes Gewebe, da es während der Lagerung ein im wesentlichen Kunststoff, die zur Herstellung von Schichtstoffen gelfreies Fließverhalten zeigt.

verwendet werden können. Zusätzlich kann die erfin- 35 Das die erfindungsgemäße Schäumhilfe enthaltende dungsgemäße Schäumhilfe noch Hitze- und Licht- Plastisol wird zur Einverleibung der Luft unter Verstabilisatoren enthalten, welche Blei-, Zinn-, Zink-, Wendung eines Hobart-Chargen-Mischgerä.tes oder Cadmium- und Bariumverbindungen oder -Komplexe vorzugsweise eines kontinuierlichen Oakes-Mischsind. Die Hitze- und Lichtstabilisatoren sind in der gerätes oder einer ähnlichen Vorrichtung mechanisch Schäumhilfe normalerweise in einer Menge von etwa 40 geschlagen oder geschäumt, um einen flüssigen oder 0,5 bis etwa 6 Gewichtsteilen, insbesondere in einer feuchten Schaum auszubilden. Die normale Schaum-Menge von etwa 1,5 bis etwa 3 Gewichtsteilen, ent- temperatur liegt bei etwa 18 bis etwa 35°C. Nachdem halten. der flüssige Schaum durch Ausbreiten auf einer Fläche

Ein weiterer wünschenswerter Bestandteil des Plasti- oder Gießen in eine Form in die gewünschte Form sols ist ölsäure, wobei dieser Ausdruck hier die 45 gebracht worden ist, wird er während eines Zeitraumes natürlich vorkommenden Mischungen von ölsäure- von etwa 30 Sekunden bis etwa 4 Stunden auf eine haltigen Fettsäuren umfaßt, wie dio natürlich vor- Temperatur von etwa 143 bis etwa 185° C erhitzt, um kommenden Mischungen von Fettsäuren aus Schweine- ihn in ein Gel überzuführen und zu schmelzen. Die fett, Erdnußöl, Talgöl und Maisöl. Wenn ölsäure Gelbildung kann als getrennter Arbeitsvorgang durchanwesend ist, wird sie in einer Menge von etwa 0,5 50 geführt werden, indem man während eines Zeitraums bis etwa 5, und gewöhnlich in einer Menge von etwa von etwa 10 Sekunden bis etwa 2 Stunden auf eine 1,5 bis etwa 2,5 Gewichtsteilen enthalten sein. Die Temperatur von etwa 60 bis etwa 88⁰C erhitzt. Wäh-Ölsäure dient dazu, das geringfügige Zusammen- rend der Gelbildungszeit erstarrt der diskrete oder brechen des Schaums zu verhindern, zu dem es im geschlossene Luftzellen enthaltende, flüssige Schaum allgemeinen während der Gelbildung und während des 55 zu einem weichen Gel. Das Schmelzen erreicht man Schmelzens von Piastisolen kommt, welche Hitze- und durch weiteres Erhitzen während eines 2'eitraumes Lichtstabilisatoren enthalten. von etwa 20 Sekunden -bis etwa 4 Stunden auf eine

Die erfindungsgemäße Schäumhilfe zur Herstellung Temperatur von etwa 143 bis etwa 185° C. Während eines offenzelligen Polyvinylchloridschaumes kann des Schmelzens werden die diskreten oder geschlosseauch bei Polyvinylchlorid-Plastisolen verwendet wer- 60 nen Zellen miteinander verbunden oder offenzellig, den, denen zur Erniedrigung der Kosten des fertigen und es bildet sich im allgemeinen auf dem Schaum eine Schaums und zur Modifizierung seiner Eigenschaften semipermeable Haut aus. Zur Herbeiführung der Füllstoffe eines Typs mit niederer ölzahl zugesetzt Gelbildung und zur Durchführung des Schmelzens worden sind. Typische Füllstoffe sind Calciumcarbonat sind die Anwendung von Hochfrequenz- oder dielekp¹?.,. Talk oder wasserfreies Magnesiumsilikat. Wenn 65 frischer Erwärmung, Strahlungswärme, sowie zirkut-ullstoffe in dem Plastisol angewandt werden, sind lierende Heißluft, geeignet. Die Temperatur und sie im allgemeinen in einer Menge bis zu etwa 100 Ge- Erwärmungszeit werden natürlich in Abhängigkeit wicntsteue Füllstoff pro 100 Gewichtsteile Polyvinyl- von den in dem Plastisol anwesenden Bestandteilen

und der Dicke und Dichte des Schaumes variieren. Nach dem Erhitzen wird der geschmolzene oder getrocknete Schaum auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern.

Beispiele 1 bis 13

Zunächst wurde die Stammcharge S bzw. das unten beschriebene Plastisol durch Vermischen der PoIyvinylchloridteilchen und des Weichmachers hierfür mittels eines Lightnin-Mischgerätes mit einem schiffschraubenartigen, nach abwärts drückenden Propeller, der mit 750 bis 2050 Umdrehungen pro Minute betrieben wurde, hergestellt.

Stammcharge S

Bestandteile Gewichtsteüe

Polyvinylchloriddispersion 100,0

Butylbenzylphthalat (ein Weichmacher) 30,0

Dioctylphthalat (ein Weichmacher) 30,0
Weichmacher vom Epoxidtyp 5,0

Gesamtmenge der Komponenten ... 165,0

Die in der Tabelle II aufgeführten Zusätze wurden der Stammcharge S in derselben Vorrichtung unter Bildung des in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Basis-Kompounds oder Plastisols zugesetzt.

Tabelle I

Basis-Kompound

Bestandteile Gewichtsteüe

Polyvinylchloriddispersion 100,0

Butylbenzylphthalat (ein Weichmacher) 30,0

Dioctylphthalat (ein Weichmacher).. 50,0

Weichmacher vom Epoxidtyp 5,0

Gesamtmenge der Komponenten ... 185,0

Das pulverisierte organische, nichtseifige, grenzflächenaktive Mittel bzw. Schäummittel (Natriumdodecylbenzolsulf onat) wurde geschmolzen und mit einem Anteil (7,5 Teile) des flüssigen Dioctylphthalat-Weichmachers unter Bildung einer leicht gießbaren Flüssigkeit vermischt. Bei diesen nichtwäßrigen Piastisolen wurde die Schäummittel-Weichmachermischung auf 110⁰C erhitzt, um alle Spuren an Wasser aus dem Schäummittel auszutreiben. Der pulverisierte Schaumstabilisator (das normale oder saure Salz der Phthalsäure) wurde während 6 Stunden in einer Kugelmühle mit einem weiteren Anteil (2 bis 3 Teile) des flüssigen Dioctylphthalat-Weichmachers vermählen, um eine gleichförmige Dispersion zu gewährleisten. Die flüssige ölsäure, der flüssige Hitze- und Lichtstabilisator (eine komplexe Mischung von Barium-, Cadmium- und Zinkverbindungen), die Schäummittel-Weichmachermischung, die Schaumstabilisierungs-Weichmachermischung und ein weiterer Anteil des Dioctylphthalat-Weichmachers (so daß sich eine Gesamtmenge von 20 Teilen desselben ergibt, was den Unterschied zwischen der Stammcharge S und dem Basis-Kompound ausmacht) wurden dann der Stammcharge S unter Bildung des* Basis-Kompounds zugegeben, das die verschiedenen in der nachfolgenden Tabelle II aufgeführten Zusätze enthält.

Die erhaltenen Plastisole wurden dann getrennt geschäumt in einem 10-M-Oakes-Mischgerät mit einem Pumpendurchsatz von 0,34 kg/Min., einer Rotorgeschwindigkeit von 100 Umdrehungen pro Minute, wobei die Luft so inkorporiert wurde, daß ein Rückdruck von 3,16 kg/cm² erhalten wurde. Die Schäume wurden durch 3,66 m eines flexiblen Schläuche

ίο mit einem inneren Durchmesser von 1,27 cm, sowie durch 0,91 m eines flexiblen Schlauchs mit einem inneren Durchmesser von 1,91 cm geleitet. Die Schäume wurden auf Entformungspapier oder gebleichtem Musselin in Schichten von 0,64 cm Dicke ausgebreitet, in ein Gel überführt und zwischen 5,08 bis 61,0 χ 122 cm Strahlungsheizplatten, die mit 1 Kilowatt pro 0,0929 m^a bei einer Heizelementtemperatur von 427° C während eines Zeitraumes von etwa 2 bis 4 Minuten betrieben wurden, geschmolzen.

Die Platten befanden sich in einem räumlichen Abstand von 25,4 cm, und der Schaum wurde gleichmäßig zwischen ihnen angeordnet. Das Schaumprodukt wurde dann auf Zimmertemperatur abgekühlt.
Die Dichte des feuchten Schaums (das ist die Dichte

as des Schaums vor der Gelbildung und vor dem Schmelzen) und die Dichte des trockenen Schaums (das ist die Dichte des Schaums nach der Gelbildung und nach dem Schmelzen) wurden gemessen und ebenso wurde das Aussehen des fertiggestellten Schaumproduktes bewertet und registriert. Die verschiedenen, in den repräsentativen Schäumen anwesenden Zusätze und deren Mengen, sind ebenso wie die Dichte des feuchten Schaumes, die Dichte des trockenen Schaumes und das Aussehen der Schäume in Tabelle II aufgeführt.

Die Beispiele 1 bis 3 in der nachstehenden Tabelle II sind Vergleichsversuche, die nicht in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen. Somit enthielt in Vergleichsversuch 1 das Plastisol und der hieraus hergestellte Schaum ein typisches organisches, nichtseifiges, grenzflächenaktives Mittel als Schäummittel, nämlich Natriumdodecylbenzolsulfonat, ebenso wie Ester der Phthalsäure (Weichmacher). Obwohl dieses Schäummittel zwar unter Berücksichtigung der Tatsache, daß eine genügend geringe Dichte des feuchten Schaums von 0,2995 erzielt wurde, wirkte, stieg jedoch die Dichte des trockenen Schaums auf einen Wert von 0,3412, und die Schaumstruktur brach in der Oberfläche zusammen, womit der Bedarf nach einem Schaumstabilisator deutlich wurde, der durch die Ester der Phthalsäure nicht gegeben war. Im' Vergleichsversuch 2, bei dem ein Schäummittel sowie eine geringe Menge Wasser als auch Ester der Phthalsäure (Weichmacher) verwendet wurden, wurde ein feucht« Schaum mit einer zufriedenstellenden Dichte von 0,3136 erzielt. Dieser feuchte Schaum hatte jedoct nach dem Gelieren und Schmelzen eine erhöhte Trockenschaumdichte von 0,3876 und zeigte eic Zusammenbrechen der Oberfläche, was wiederum eir Anzeichen für den Bedarf nach einem Schaumstabili· sator war. Gemäß Vergleichsversuch 3 wurden eir Schaummittel und Kaliumphthalat als potentielle] Schaumstabilisator verwendet. Jedoch wurde mi einem derartigen Plastisolsystem kein Schaum er halten, da nämlich die Dichte des feuchten Schaum: den extrem hohen Wert von 1,0892 und die Dichte de: trockenen Schaums einen ebenso hohen Wert voi 0,9707 aufwies.

509682/8;

501

	Tabelle II	17	Beispiel	19 3	1	3	1	4	(9	6	7
9			1 2					^ 10
		Vergleichsversuche
	(Gewichtsteile)				2,5		2,5	2,5
	2,5 2,4			5
Natriumdodecylbenzol- sulfonat	0.1	2,5
Wasser			0,5		1,5	2
Kaliumphthalat		2		2.5
Saures Kaliumphthalat
Saures Natrmmphthalat
Natriumphthalat				1,0
Hitze- und Licht stabilisatoren			0,3332		0,3476	0,2659
ölsäure	0,2995 0,3136		0,3204		0,3316	0,2595
Dichte des feuchten Schaums (g/cm^s)	0,3412 0,3876	1,0892	fein und		fein und	im wesent-
Dichte des trockenen Schaums (g/cm·)	0,9707
Aussehen des Schaums	Zusammen- Zusammen- kein	0,3252
	0,3107
fein und

brechen brechen Schaum einheitlich einheitlich einheitlich liehen fein der Ober- der Ober- und ein-

fläche fläche heitlich

Tabelle II (Fortsetzung)

	Beispiel	9	10	11	12	13
	8
	(Gewichtsteile)	2.5	2,5	2,5	2,4	2,5
Natriumdodecylbenzol- sulfonat	2,4				0.1
Wasser	0.1
Kaliumphthalat				2	2	2
Saures Kaliumphthalat	2	2
Saures Natriumphthalat			2
Natriumphthalat				1,5	1.5	1,5
Hitze- und Licht stabilisatoren						2,5
ölsäure		0,3332	0,3412	0,2883	0,2723	0,3412
Dichte des feuchten Schaums (g/cm³)	0,3204	0,3380	0,3236	0,3091	0,2755	0,3091
Dichte des trockenen Schaums (g/cm³)	0,2739	ausreichend fein und einheitlich	fein, nicht einheitlich	ausreichend fein und einheitlich	fein und einheitlich	fein und einheit lieh
Aussehen des Schaums	sehr fein und einheitlich

Die Be^;spiele 4 bis 13 in der Tabelle II betreffen kombinierte Schäumhilfen mit verschiedenen Menge

alle offenzellige Polyvinylchloridschäume, die unter 6₅ an saurem Kaliumphthalat als Schaumstabilisato

VerwendunE der erfindungsgemäßen Schäumhilfen verwendet wurden.

hergestellt worden sind. Bei den Beispielen 4 bis 7 Beispiels ist typisch für ein wäßriges Plastisol

wurden nichtwäßrige Plastisole eingesetzt, bei denen system, das unter Verwendung einer Schaumhilfe m

501

11 12

saurem Kaliumphthalat als Schaumstabilisator ver- Die Schaumdichte und das Aussehen des Schau;nes

schäumt wurde. Die Beispiele 9 und 10 sind typisch waren wie folgt:

für nichtwäßrige Plastisolsysteme, die jeweils unter

Verwendung einer Schäumhilfe mit saurem Natrium- Dichte des feuchten Schaumes

phthalat und Natrium phthalat als Schaumstabilisator 5 (g/cm³) 0,3408

verschäumt wurden. Dichte des trockenen Schaumes

Die Beispiele 11 bis 13 zeigen die Wirkung der (g/cm³) 0,3536

Verwendung einer Schäumhilfe mit einem typischen Aussehen des Schaumes ausreichend

Hitze- und Lichtstabilisator auf ein Plastisolsystem, fein und

mit oder ohne Anwesenheit von ölsäure. So ist das io einheitlich Plastisolsystem gemäß Beispiel 11 ein nichtwäßriges

Plastisolsystem und bei Beispiel 12 ein wäßriges Beispiel 15
Plastisolsystem, wobei beide eine Schäumhilfe mit

einem Hitze- und Lichtstabilisator enthalten und beide Die nachstehend angeführten Bestandteile wurden ein zulässiges geringes Zusammenbrechen des Schaumes 15 zur Herstellung einer schaumbildenden und schaumunter Berücksichtigung der geringen Dichteerhöhung stabilisierenden Schäumhilfe sorgfältig gemischt: beim Übergang vom feuchten Schaum zum trockenen Schäumhilfe A
Schaum neigen. Bei dem unter Verwendung einer

Schäumhilfe verschäumten, nichtwäßrigen Plastisol- Polyoxyäthylenlauryläther 2,5 Teile

system von Beispiel 13, welches einen Hitze- und .10 Saures Kaliumphthalat 2,0 Teile

Lichtstabilisator plus ölsäure enthielt, kam es während ölsäure 2,5 Teile

der Gelbildung und des Schmelzens zu keinem 7 0 Teile

Zusammenbrechen, was durch die Tatsache belegt

wird, daß die Dichte des trockenen Schaums geringer Diese Schäumhilfe wurde zu der nachstehenden

als die Dichte des feuchten Schaums war, wodurch »5 Plastisol-Mischung zugegeben:

gezeigt wird, wie vorteilhaft die schaumstabilisierende _n. . .... .

Wirkung der ölsäure in einer erfindungsgemäß in Plastisol-Mischung

einem Plastisolsystem verwendeten Schäumhilfe ist, Polyvinylchlorid-Dispersion 100 Teile

die zusätzlich einen Hitze- und Lichtstabilisator Dipropylenglykoldibenzoat 45 Teile

enthält. 30 Dioctylphthalat 35 Teile

Bei Verwendung der typischen Schäumhilfe von Weichmacher vom Epoxid-Typ ... 5 Teile

Beispiel 13 erhält man zufriedenstellende, geschäumte Schäumhilfe A wie vorstehend be-

Schichten aus Textilgewebe/Schaum/Textilgewebe oder schrieben 7 Teile

Plastikfolie, ebenso wie zufriedenstellende Schäume

mit einer Dicke von nur 38,10 · 10~⁸ bis 114 · 10~⁸ cm. 35 Diese Mischung ergab einen zufriedenstellenden

Bei Verwendung der Schäumhüfe gemäß Erfindung Schaum mit den folgenden Ergebnissen:

ist auch bei normalen Feuchtigkeiten im Bereich von

10% relativer Feuchtigkeit bei 21,1⁰C bis 65% Dichte des feuchten Schaumes

relativer Feuchtigkeit bei 35⁰C ein zufriedenstellendes (g/cm⁸) 0,6512

Verschäumen möglich. 40 Dichte des trockenen Schaumes

(g/cm⁸) 0,7216

Beispiel 14 Aussehen des Schaumes fein, nicht

einheitlich

Es wurde zunächst durch inniges trockenes Mischen

von 45 Beispiel 16

Natriumdodecylbenzolsulf onat 2,5 Teile Zur Herstellung einer schaumbildenden und schaum-

Saures Kaliumphthalat 2,5 Teile stabilisierenden Schäumhilfe wurden die nachstehend

angeführten Bestandteile sorgfältig gemischt:
eine schaumbildende und schaumstabilisierende Zwei- 50

Komponenten-Schäumhilfe hergestellt. Diese wurde kcnaumhilfe B

dann mit der Pclyvinylchlorid-Mischung unter Bildung Tridecyloxypoly-(äthylenoxy)-ätha-

der nachstehenden Trockenmischung trocken ver- nol 2,5 Teile

mischt. Saures Kaliumphthalat 2,0 Teile

55 ölsäure 2,5 Teile

Polyvinylchlorid-Dispersion 60 Teile 7 0 Teile

Allzweck-Polyvinylchlorid-Plastisol-

Mischung 40 Teile Diese Mischung wurde zu der folgenden Plastisol-

Natriumdodecylbenzolsulfonat 2,5 Teile Mischung zugegeben:

Saures Kaliumphthalat 2,5 Teile 60

Plastisol-Mischung

Anschließend wurde diese trockene Mischung zu Polyvinylchlorid-Dispersion ?

der nachstehend angegebenen Weichmacher-Mischung Dipropylenglykoldibenzoat....... 45 Teile

zugegeben: Dioctylphthalat · · ^{35 Teae}

65 2-ÄthylhexylepoxidphthaUat-Weich-

Butylbenzylphthalat 35 Teile macher · - · · ·" · ^{3 le}"^e

Dioctylphthalat 40 Teile Schaumfolie B wie vorstehend be-

Weichmacher vom Epoxid-Typ ... 5 Teile schrieben ..:..· / 1 eile

Diese Mischung lieferte die nachstehenden Ergeb- Alkylphenoxypolyoxyäthylen-

äthanol 2,5 Teile

Saures Kaliumphthalat 2,0 Teile

Dichte des feuchten Schaumes ölsäure 2,5 Teile

(g/cm³) 0,5456 5 7,0 Teile

Dichte des trockenen Schaumes

(g/cm³) 0,4624 Diese Schäumhilfe wurde zu der nachfolgenden

Aussehen des Schaumes fein, nicht Plastisol-Mischung zugegeben:

einheitlich _. . .... .

₁₀ Plastisol-Mischung

Beispiel 17 Polyvinylchlorid-Dispersion 100 Teile

Dipropylenglykcidibenzoat 45 Teile

Zur Herstellung einer schaumbildenden und schaum- Dioctylphthalat 35 Teile

stabilisierenden Schäumhilfe wurden die nachstehend Weichmacher vom Epoxid-Typ ... 5 Teile
angeführten Bestandteile sorgfältig miteinander ge- 15 Schäumhilfe D wie vorstehend bemischt: schrieben 7 Teile

Schäumhilfe C rj_as Verschäumen erfolgte zufriedenstellend mit

Tridecyloxypoly-(äthylenoxy)-ätha- den nachstehenden Ergebnissen:

no ...... <-. Dichte des feuchten Schaumes

Saures Kaliumphthalat '-,0 Teile _f , ₃v _{n s}

Λ "> S Til (&l^cm ) U.D

_Schaumes

7,0 Teile (g/cm³) 0,5072

Diese Schäumhilfe wurde zu der nachstehenden *₅ Aussehen des Schaumes fein nicht

Plastisol-Mischung zugegeben: einnemicn

Das unter Verwendung der erfindungsgemäßen

Plastisol-Mischung Schäumhilfe hergestellte offenzellige Polyvinylchlorid-

schaumprodukt kann als Wattierung für Büstenhalter

Polyvinylchlorid-Dispersion 100 Teile 30 oder Isolierung bei zahlreichen Kleidungsstücken

Dipropylenglykoldibenzoat 45 Teile Verwendung finden, wobei die Verwendungsmöglich-

Dioctylphthalat 35 Teile keiten von bequemen, lang haltbaren Schuhfutter

2-Äthylhexylepoxidphthallat-Weich- und Schuheinlegesohlen bis zu imitiertem glatten Leder

macher 5 Teile und Wildleder und wetterfester Kopfbedeckung rei-

Schäumhilfe C wie vorstehend be- 35 chen. Die Verwendungsmöglichkeiten als Polster

schrieben 7 Teile umfassen öffentliche Sitze in Gebäuden, Flugzeugen,

Bussen und Untergrund- oder Eisenbahnwagen, wo

Diese Mischung ergab einen zufriedenstellenden die Flammbeständigkeit eine wünschenswerte Eigen-Schaum mit den nachstehenden Ergebnissen: schaft sein kann. Gute Alterungseigenschaften im

40 Freien eröffnen Verwendungsmöglichkeiten zur Aus-Dichte des feuchten Schaumes stattung von Lichthöfen, Swimmingpools, Stadion-

(g/cm⁸) 0,6016 Polsterungen und zur Campingausrüstung. Bei dei

Dichte des trockenen Schaumes Herstellung von Gegenständen für solche Zwecke

(g/cm⁸) 0,5008 kann ein nichtporöser Plastisol-Überzug auf dei

Aussehen des Schaumes fein, nicht 45 Oberfläche der Form abgelagert weiden, bevor da;

einheitlich geschäumte Material zugegeben wird. Nach den

Schmelzen haftet die schützende, nichtporöse Hau

Beispiel 18 fest auf der darunterliegenden semipermeablen Hau

der Zellstruktur.

Die nachstehend angeführten Bestandteile wurden 50 Zusätzliche Verwendungsmöglichkeiten umfasset zur Herstellung einer schaumbildenden und schaum- Sicherheitspolster für Automobile, Fabriken und fü stabilisierenden Schäumhilfe sorgfältig gemischt: Sportzwecke, Schallisolierung für Automobile, Iso

Schäumhilfe D lierung von Brücken gegen Frost und für Dichtungen

12501

Claims

erfordert. Die Anwendung chemischer Treibmittel ist Patentansprüche: deshalb von Nachteil, weil diese Mittel teuer sind und das Verfahren schwierig zu steuern ist. Das mecha-

1. Schäumbilfe zur Herstellung eines offen- nische Sdilagverfahren hingegen ist im allgemeinen zelligen Polyvinylchloiidschaumes aus Polyvinyl· 5 für Schäume mit geringer Dichte nicht zufriedenchlorid-Plastisol, bestehend aus stellend, weil der Plastisol-Schaum dazu tendiert,

vor oder während des Schmelzens zusammenzubrechen

(a) 1 bis 6 Gewichtsteilen eines organischen, oder zumindest hinsichtlich der Porengröße gröber nichtseifigen, grenzflächenaktiven Mittels als zu werden.

Schäummittel, io Es wurden in letzter Zeit mechanische Schlag-

(b) 0,5 bis 3,5 Gewichtsteilen saurem Kalium- verfahren zur Herstellung von Polyvinylchloridphthalat, saurem Natriumphthalat oder Na- Schaum entwickelt, bei denen kein Zusammenbrechen triumphthalat als Schaumstabilisator und des Schaums auftritt, so daß man einen Schaum mit gegebenenfalls außerdem feiner, einheitlicher, offenzeiliger Struktur erhält.

(c) bis etwa 1 Gewichtsteil Wasser, 15 Diese Verfahren und Produkte, die sich als höchst

(d) etwa 0,5 bis etwa 6 Gewichtsteile eines Hitze- zufriedenstellend erwiesen haben, erfordern jedoch und Lichtstabilisators für das Polyvinylchlorid die Anwesenheit von entweder einer Alkalimetallseife und und Wasser oder einer Alkalimetallseife, einer Aminie) etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsteite ölsäure. seife und Wasser in dem Plastisol, bevor dieses zur

20 Bildung des Schaums geschäumt oder geschlagen

2. Schäumhilfe nach Anspruch 1, gekennzeichnet wird. Außerdem sind diese Verfahren nicht universell durch einen Gehalt von etwa 2,5 bis etwa 4 Ge- anwendbar, da sie wegen der Anwesenheit beträchtwichtsteilen Natriumdodecylbenzolsulfonat und licher Wassermengen, die während der Gelbildung etwa 1,5 bis etwa 2 Gewichtsteilen saurem Ka- und während des Schmelzens freigesetzt werden, vor liumphtha'at. 25 allem nicht zur Herstellung von Schäumen geeignet

3. Verwendung der Schäumhilfe gemäß einem sind, die zwischen zwei dampfundurchlässigen Oberder Ansprüche 1 und 2 zur Herstellung eines flächen oder Schichten gebildet werden sollen. Ferner offerzelligen Polyvinylchioridschaumes. können sie wegen des Zusammenbrechens des Schaums

nicht zur Bildung geeigneter Schäume mit dünnen 30 Wandstärken verwendet werden. Auch erfordern diese Verfahren während der Gelbildung und während des Schmelzens ein gleichmäßiges und ziemlich sorgfältig gesteuertes Erhitzen.

Aus der US-PS 29 66 470 sind ferner als Schaum-

35 stabilisatoren für Piastisole Kaliumphlhalat und Phthalsäureester, wie Dioctylphthalat und Isooctyldecylphthalat, bekannt. Diese führen jedoch entweder zu einem Zusammenbrechen des Schaumes an der Oberfläche, oder es wird die Schaumbildung stark

Die Erfindung betrifft eine Schäumhilfe zur Her- 4° beeinträchtigt. Außerdem erfordern diese Schaumstellung eines offenzelligen Polyvinylchloridschaumes stabilisatoren die Anwesenheit großer Wassermengen, aus Polyvinylchlorid-Plastisol. was nachteilig für das geschäumte Endprodukt ist.

Polyvinylchloridschaum oder-schwamm mit offenen Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine

als auch mit geschlossenen Zellen wird durch Expan- Schäumhilfe zur Herstellung eines offenzelligen PoIydieren oder Schäumen eines Plastisols und anschließen- 45 vinylchloridschaumes zu schaffen, welche eine zudes Erhitzen zur Gelbildung und Schmelzen der friedenstellende Herstellung von Schäumen zwischen expandierten oder zellenförmigen Anordnung herge- zwei dampfundurchlässigen Oberflächen oder Schichstellt. Der Schaum wird im allgemeinen nach einem ten, wie zwischen Papier, Kunststoff oder behandeltem von drei bekannten Verfahren erhalten. Bei dem Gewebe, oder in geschlossenen Formen, ermöglicht. Kompressionsgas-Verfahren wird ein Gas, wie Kohlen- 5° Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung isl dioxid, oder Stickstoff, in dem Plastisol unter Druck es, eine solche Schäumhilfe zur Herstellung eines gelöst. Beim Entspannen des Drucks expandiert das offenzelligen Polyvinylchloridschaums zur Verfügung gelöste Gas in dem Plastisol, wobei in dem Plastisol zu stellen, daß annehmbare Schäume mit dünner ein Polyvinylchloridschwamm mit geschlossenen Zellen Wandstärken im Bereich zwischen 38,10 · 10~³ cit gebildet wird. Bei einem anderen Verfahren werden 55 bis 114-10~³cm Dicke hergestellt werden können chemische Treibmittel verwendet, die sich in dem ohne daß der Schaum zusammenbricht. Eine zusatz Plastisol unter Freisetzen eines Gases, wie z. B. liehe Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein« Stickstoff, zersetzen, wobei aus dem Plastisol der Schäumhilfe zur Herstellung eines offenzelligen Poly Schaum oder Schwamm gebildet wird. Bei dem dritten vinylchloridschaumes zu schaffen, mit deren Hilfe e<i und hauptsächlich angewandten Verfahren zur Her- ⁶° Schaumprodukt mit einer Schaumstruktur von hohe stellung von Polyvinylchloridschaum wird das Plastisol Qualität erhalten werden kann, aucli wenn das Er zur Inkorporierung von luft mechanisch geschlagen hitzen zur Gelbildung und zum Schmelzen nich oder geschäumt. gleichförmig durchgeführt wird und die Bedingungei

Di; Hauptnachteile des Kompressionsgas-Ver- zur Gclbildung und zum Schmelzen nicht sorgfälti fahrens bestehen darin, daß es die Anwendung ⁶5 gesteuert werden. Eine andere Aufgabe der Erfindun verhältnismäßig teurer Flaschengase, eine teure Kühl- ist es, eine Schäumhilfe zu schaffen, welche die Hei vorrichtung zur genauen Regelung der niedrigen stellung von Polyvinylchloridschaum auch bei eine Temperatur und eine komplizierte Hochdruckanlage normalen Feuchtigkeit im Bereich von 10% relative