DE1719311A1

DE1719311A1 - Vinylschaum

Info

Publication number: DE1719311A1
Application number: DE19671719311
Authority: DE
Inventors: Deal Kenneth M; Waterman Raymond R
Original assignee: RT Vanderbilt Co Inc
Current assignee: Vanderbilt Chemicals LLC
Priority date: 1966-08-11
Filing date: 1967-08-11
Publication date: 1970-12-03
Also published as: SE344071B; GB1122970A; US3432449A; DE1719311B2; DE1719311C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylchloridschaum und hierfür anwendbare Gemische.

Polyvinylchloridschaum oder -schwamm mit offenen wie mit geschlossenen Zellen wird durch Expandieren oder Schäumen eines Plastisols und anschliessendes Erhitzen zur Gelbildung und Schmelzen der expandierten oder zellenförmigen Anordnung hergestellt. Der Schaum wird im allgemeinen nach einem von drei Verfahren hergestellt. Bei dem !Compress ions gas·

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verfahren wird ein Gas wie Kohlendioxyd oder Stickstoff in dem Plastisol unter Druck gelöst. Beim Machlassen des Drucks expandiert das gelöste Gas in den Plastisol, vobei in dem Plastisol ein Vinylschwamm mit geschlossenen Zellen gebildet wird. Bei einem anderen Verfahren werden chemische Treibmittel verwendet, die sich in dem Plastisol unter Freisetzen eines Gases wie Stickstoff zersetzen, wobei in den Plastisol der Schaum oder Schwamm gebildet wird. Bei dem verbleibenden Hauptverfahren zur Herstellung von Polyvinylchloridschaum wird das Plastisol zur Einverleibung der Luft mechanisch geschlagen oder geschäumt.

Die Ilauptnachteile des Kompressionsgasverfahrens bestehen darin, daß es die Anwendung verhältnismässig teurer Flaschengase, eine teure Kühlvorrichtung zur genauen Kontrollierung der niedrigen Temperatur und eine komplizierte Hochdruckanlage erfordert. Die Anwendung chemischer Treibmittel ist deshalb von Nachteil, weil diese Mittel teuer sind und das Verfahren schwierig zu-steuern ist. Das mechanische Schlagverfahren ist im allgemeinen für Leichtstoffschäume nicht zufriedenstellend, weil das geschäumte Plastisol dazu tendiert, zusammenzubrechen oder zu vergröbern, bevor oder während es geschmolzen wird.

Es wurden kürzlich mechanische Schlagverfahren zur Herstellung

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von Polyvinylcliloridschaum entwickelt, bei denen es zu keinem Zusammenbrechen des Schaums könnt, so daß der entstehende Schaum eine feine, einheitliche, offenzellige Struktur hat. Oiese Verfahren und Produkte, die abhängig sind von der Anwesenheit entweder einer Alkalimetallseife und Wasser oder einer Alkal!metallseife, einer Aminseife und Lasser in dem Plastisol, bevor dieses zur Bildung des Schaums geschäunt oder geschlagen wird, haben sich als höchst zufriedenstellend erwiesen. Jedoch haben diese Verfahren keine universelle Anwendbarkeit insofern, als sie wegen der Anwesenheit beträchtlicher Mengen an Kasser, das während der Gelbildung und während des Schmelzens freigesetzt wird, nicht in zufriedenstellender Heise zur Herstellung von Schäumen verwendet werden können, die zwischen zwei dampfundurchlSssigen Überflächen oder Schichten gebildet werden sollen. Ferner können sie wegen Zusammenbrechen des Schaums nicht zur Bildung akzeptabler Schäume mit dünnen Wandstärken (thin sections) verwendet werden. Auch erfordern diese Verfahren eki gleichförmiges und ziemlich sorgfältig gesteuertes Erhitzen während der Gelbildung und während des Schmelzens.

Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Herstellen von Polyvinylchloridschaum und hierfür anwendbare Gemische, welche die zufriedenstellende Ausbildung von Schäumen zwischen

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zwei dampfundurchlässigen Überflächen oder Schichten, wie zwischen Papier, Kunststoff oder behandeltem Gewebe oder in geschlossenen Formen ermöglichen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein solches Verfahren zur Herstellung von Polyvinylchloridschaum und hierfür anwendbare Gemische, daß akzeptable Schäume mit dünnen V.'andstärken in φ dem Bereich zwischen 38,Io χ 1ο"^ύ cm bis 114 χ lo~ cm Dicke hergestellt werden können, ohne daß der Schaum zusammenbricht. Ein zusätzliches Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylchloridschaum einschließlich hierfür anwendbarer Gemische, welches zu einem Schaumprodukt mit einer hohen Qualität der Schaunstruktur führt, auch wenn das Erhitzen zur Gelbildung und zum Schmelzen nicht gleichförmig durchgeführt wird und die Bedingungen zur Gelbildung und zum Schmelzen nicht sorgfältig gesteuert werden. Ein anderes Ziel der Erfindung ist ein solches Verfahren zum Her-

stellen von Polyvinylchloridschaum und hierfür anwendbarer

Gemische, das eine Hu rc hf ül run;; des Verfahrens bei einer normalen Feuchtigkeit in den Bereich von Io % relativer Feuchtigkeit bei 21,1 ° C - 05 % relativer Feuchtigkeit bei 35,o°C erlaubt, hin weiteres Ziel der Erfindung ist schließlich ein Verfahren zun Herstellen von Polyvinylchloridschaum einschließlich hierfür anwendbarer Gemische, bei dem Spurenmengen an Wasser toleriert werden können, bei Hern jedoch im allgemeinen kein ii'asser in dem Plastisol anwesend ist.

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Deshaib bringt die vorliegende Erfindung neue und höchst wertvolle Polyvinylchloridplastisole, ein kombiniertes (composite) Schaumbildung- und Schaumstabilisierungsgemisch, das in das Plastisol eingebracht wird, und ein Verfahren zum Herstellen von Schaum ausgehend von dem neuen Plastisol, Der Kernpunkt der Erfindung ist das kombinierte Schaumbildungs- und Schaumstabilisierungsgeirisch, das im einzelnen in folgenden beschrieben wird und insbesondere dessen Schaumstabilisierungskomponente.

Ein Polyvinylchloridplastisol ist eine Dispersion feinteiliger Polyvinylihloridharzteilchen in-flüssigem Weichmacher für das Polyvinylchloridharz. Typische wertvolle plastisol-reine Polyvinylchloridharze oder solche Dispersionsharze vom Hinrührtyp sind Gecn 121 (ein hochmolekulares Polyvinylchloridplastisolharz vom Einrührtyp, das von der B.F. Goodrich Chemical Company verkauft wird), Exon 6 54 (ein ähnliches Harz, das von der Firestone Plastic Company verkauft wird), Marvinol VR-5o und VR-53 ( plastisolreine Allzweck-Polyvinylchloridharze der Naugatuck Chemical Company), Opalon 41o (ein plastisolreines Polyvinylchloridharz der Monsanto Chemical Company) und Pliovic M-9o. Wenn es wünschenswert ist, die" Schmelztemperatur zu erniedrigen, kann ein Teil, z.B. eine Menge bis zu etwa 3o Gew.% des homopolymeren Vinylchloridharzes ersetzt werden durch oder vermischt werden mit einem

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copolymeren Vinylchloridplastisolharz, beispielsweise dem Geon 135 der B.F. Goodrich Chemical Company.

Der in dem Plastisol als Dispersionsrcedium für Polyvinylchloridharzteilchen anwesende flüssige V/ ei chin ac her wird in wechselnden !!engen verwendet, was von der Art des Weichmachers und des Polyvinylchloridharzes abhängt. In allgemeinen wird der Weichmacher in einer Menge von etwa 45 - etv/a 15o Gewichtsteilen pro loo Gewichtsteilen Polyvinylchloridharz angewandt. Gewöhnlich wird das Plastisol etwa 54 - etwa 95 Gewichtsteile Weichmacher pro loo Gewichtsteile Polyvinylchloridharz enthalten. Typische geeignete Weichmacher sind beispielsweise Dioctylphthalat oder Di-(2-äthyl-hexyl)phthalat; Butyl-decyl-phthalat; Dicapryl-phthalat; Butyl-benzyl-phthalat; Dioctyl-adipat; Dioctylsebacat; Tricresyl-phosphat; Trioctyl-phosphat; Cresyl-diphenylphosphat; Acetyl-tributyl-citrat; Dipropylen-glycol-dibenzoat; Weichmacher vom Epoxydtyp wie Monoplex S-73 (Rohm & Haas); polymere Weichmacher wie Paraplex G-5o und Paraplex G-62 (Rohm & Haas); und Butadien-acrylonitril-Mischpolymerisate wie Ilycar 1312 (B.F. Goodrich Chemical Company). Im allgemeinen werden diese Weichmacher in Verbindung miteinander verwendet, so daß zusammengesetzte Weichmachersysteme gebildet werden.

Bei der Wahl des Weichmachers soll seine Wirkung auf die Bheologie des Plastisols und seine Fähigkeit Luft zu halten oder

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freizugeben ir. Betracht gezogen werden. Die Erfahrung hat p.ezeigt, daß eine Plastisolviskosität von 1. 5oo - lo.ooo cps, j'.enessen rit einem Brookfield Viskosimeter hei 3o Umdrehungen 'το Minute mit einer Spindelgeschwindißkeit Nr. 4, in den Verfahren der Irfindunp in zufriedenstellender Keise verwendet werden kann. Unter dieser unteren Viskosität ist die rähipkeit des Plastisols Luft zu halten verringert. Oberhalb dieser oberen Viskosität wird das Problem der weiterleitung des Plastisols beträchtlich vergrössert.

Das angewandte Plastisol muß die Eigenschaft besitzen, beim Ruhren dünner zu werden. Bei Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters können die Fließeigenschaften durch !!essen mit zwei Spindelgeschwindigkeiten überprüft werden. Thixotrop! sehe Piastisole zeigen eine Verringerung der Viskosität bei der höheren Spindelgeschwindigkeit. Newton'sehe Plastisole erpeben bei jeder Geschwindigkeit annähernd die gleichen Ergebnisse. Sowohl Thixotropische als auch Newton' sehe Plastisole lassen sich in zufriedenstellender Weise in dem Verfahren der Erfindung verwenden. Dilatante Plastisole jedoch zeigen bei der grösseren Spindelgeschwindigkeit eine Erhöhung der Viskosität und lassen sich deshalb schwierig in dem Verfahren verwenden.

Ein Luft gut freigebender Weichmacher, wie er für viele Verwendungszwecke für Plastisole erforderlich ist, ist für das

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vorliegende Verfahren nicht wünschenswert, da das Verfahren der Erfindung durch mechanisches liinfangen von Luft in das Plastisol funktioniert. Jedoch können geringe Mengen von Luft hervorragend freigebenden !Veichmachern verwendet werden, wenn in dein fertigen Schaum besondere Eigenschaften erwünscht sind.·

Zusätzlich zu der dispergierten Phase, nänlich dem plastisolreinen Polyvinylchloridharz, und dem Dispersionsmediun;, nämlich dem flüssigen '.Veichm.acher, können die Polyvinylchloridplastisole gegebenenfalls übliche Zusätze enthalten« Gewöhnlich sind Hitze- und Lichtstabilisatoren anwesend, welche Blei-, Zinn-, Zirfc-, Cadmium-·und Bariumverbindungen oder-Komplexe sind, wie die Stabilisatoren, die unter den Mandelsnahmen Vanstay RZ 25, Vanstay IiTA, Vanstay SA, Vanstay RR-Z und Vanstay 6060 (R.T. Vanderbilt Co.) verkauft werden. Die Hitze- und Lichtstabilisatoren sind in dem Plastisol normalerweise in einer .Menge von etwa o,5 bis etwa 6 Gewichtsteilen pro loo Gewichtsteilen PolyvinylchloridJiarz, insbesondere in einer Menge von etwa 1,5 - etwa 3 Gewichts teilen pro loo Gev.ichtsteilen des Polyvinylchloridharzes anwesend.

Zur Erniedrigung der Kosten des fertigen Schaums und zur Modifizierung seiner Eigenschaften werden häufig Füllstoffe vom .'.'iederölabsorptioiiHt yp (low oil absorption type) verwendet. Typische Füllstoffe sind Calcium-Carbonat und Talkun oder ' v.asserres ."a.^neriunsilikat. i'.enn Füllstoffe in den. Plastisol

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angewandt werden, sind sie im allgemeinen in einer Menge bis zu etwa loo Gewichtsteile Füllstoff pro loo Gewichtsteile Polyvinylchloridharz anwesend.

Wenn ein gefärbter oder getönter i'olyvinylchloridschaum gewünscht wird, werden dem Plastisol Farbstoffe oder farbbeständige Pigmente einverleibt. Diese Farbstoffe oder Pigmente werden in dem Plastisol gewöhnlich in einer Menge _etwa von 1 Gewichtsteil pro loo Gewichtsteilen Polyvinylchloridharz anwesend sein.

oben erwähnt, ist ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung ein organisches nicht seifiges Oberflächenbehandlungsmittel, das durch seine Eigenschaft oder Fähigkeit gekennzeichnet ist als Schäummittel für das Plastisol zu wirken, wenn dieses mechanisch geschlagen wird, um die Luft zu inkorporieren. Das organische nicht seifige als Schäummittel dienende Oberflächenbehandlungsmittel ist in dem Plastisol in einer Menge von etwa 1 - etwa 6 Gewichtsteilen, und gewöhnlich in einer Menge von etwa 2,5 - etwa 4 Gewichtsteilen pro loo Gewichtsteilen Polyvinylchloridharz anwesend.

TJpische anwendbare Beispiele von derartigen an sich bekannten nicht seifigen OberflächenbehandlungsmitteIn, die als Schäummittel wirken können, sind Natrium-dodecyl-benzol-sulfo-

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-lo-

nat, wie Siponate DS-Io; Polyoxyäthylen-oxypropylen-stearat v;ie Atlas G-2162; Polyoxyäthylen-lauryl-äther, wie Brij 3o; Tridecyloxypolyäthylenoxy-athanol, wie Hinulphop.ene BC-6I0; Kokosnußöl-alkanol-amid, wie Foair.ole AR; ein modifiziertes Kokosnußöl-Fettsäureamin-Kondensationsprodukt wie Solar 25; Octylphenoxy-polyäthylenoxyäthanol, wie Igepal CA-73o; und Diäthanolamid-Gemüseöl, wie Promide A-3551.

Der andere wesentliche Bestandteil des erfindungsgemässen Plastisolgernisches ist ein neuer Schaumstabilisator, der dazu dient, die Schaumstruktur während des Hrhitzens zur Gelbildung und zum Schmelzen zu stabilisieren und hierdurch verhindert, daß der Schaum zusammenbricht oder gröber wird. Der Schaumstabilisator ist in dei.. Plastisol in einer Menge von etwa o,5 - etwa 3,5 Gewichtsteilen, gewöhnlich in einer Menge von etwa 1,5 - 2 Gewichtsteilen pro loo Gewichtsteilen Polyvinylchloridharz anwesend· Der angewandte Schaumstabilisator ist saueres Kalium-phthalat, saures Natrium-phthalat oder Natrium-phthala.t. Interessanterweise wurde festgestellt, daß ein eng verwandtes Salz der Phthalsäure, nämlich Kaliumphthalat, ebenso wie die Ester der PhtM.säure nicht die Eigenschaft besitzen, als Schaumstabilisator zu wirken«

Spurenmengen an Wasser können in dem Plastisol der Erfindung gegebenenfalls toleriert werden, un die Viskosität des feuchten Schaums zu verringern, obwohl es bevorzugt ist, daß das PIa-

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stisol nicht wässrig ist. Kenn Wasser anwesend ist, dann in einer Menge von 0 bis 1, und gewöhnlich von 0 bis etwa o,1 Gewichtsteilen pro loo Gewichtsteilen Harz. Die Tatsache, daf^ nasser.in den Plastisol der Jirfindunp in Spurenmengen toleriert werden kann, macht die Verwendung des Plastisols in einem normalen Feuchtigkeitsbereich zwischen Io Λ relativer Feuchtigkeit bei 21,1 ° C bis 65 % relativer Feuchtigkeit bei 35,o° C möglich. Darüber hinaus bedeutet die Tatsache, daf das Plastisol derartig geringe !!engen an

asscr tolerieren kann, daß die Bestandteile des Plastisols nicht entwassert werden nüssen, lrvor sie in dem Plastisol verwendet werden. -Venn Jedoch das geschäumte Plastisol zwischen zwei dainpfundurchlüssijcn Schichten oder Oberflächen* in ein UeI übergeführt oder geschmolzen werden soll, seilen nicht wüf-rige Piastisole Verwendung finden. Das Freiwerden von nasser aus den Plastisol während des Erhitzen? zur Gelbildung und zun Schmelzen verursacht Ülasen und ein nicht geeignetes !laften des Plastisolschauns an den dampfundurchlässigen Oberflächen, wie Papier, behandeltes Gewebe, Kunststoff od. dgl., die zur Herstellung von Schichtstoffen verwendet werden.

Hin weiterer wünschenswerter Bestandteil des Plastisols ist Olein-Säure, wobei dieser Ausdruck hier die natürlich vorkommenden Mischungen von Olein-Siaire halti.cen Fettsäuren unfaßt, wie die natürlich vorkoirienden Iischlingen von Fettsäuren

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aus Schweinefett, V.rfauPöl, Tal.σ öl und Maisöl, ',.'enn Clein-Siiure anwesend ist, wird sie in einer Menge von etwa o,5 etwa 5, und gewöhn] i ch in einer ^en.ie von etwa 1,5 - etwa 2,5 Gewichtsteilen pro loo Gewichtsteilen Polyvinylchloridliarz angewandt. Die Olein-S.Mure dient dazu, das geringfügige Zusainnenbrechen des Schaums zu veriiindern, zu den es iii allgemeinen während der Gelbildung und während des Schnei zens von Piastisolen homr.it, welche Hitze- und Lichtstabilisatoren enthalten.

Das zusammengesetzte sc'iaumbildende und schaunstabi 1 isierende Gemisch der Erfindung enthält nun etwa 1 - etwa 6 Gewichtsteile und gewöhnlich etwa 2,5 - etwa 4 Gewichtsteile eines als Schäummittel dienenden organischen Oberflächenbehandlungmittel? wie oben beschrieben und etwa o,5 - etwa 3,5 Gewichtsteile, gewöhnlich etwa 1,5 - etwa 2 Gewichtsteile des oben beschriebenen Schaumstabilisators. Gegebenenfalls kann das zusammengesetzte schaumbildende und scliauinstabi] isierende Genisch ferner etwa O bis etwa ΐ Gewichtsteil, gewöhnlich etwa O bis etwa o_fi Gewichtsteile '.Vasscr; etwa o,5 bis etwa 6 Gewichtsteile, fjewöhnlich etwa 1,5 - etwa 3 Cewichtsteile der oben erwähnten Hitze- und Lichtstabilisatoren für Polyvinylchloridharz sowie etwa o,5 bis etwa 5 Gewichtsteile, gewöhnlich etwa 1,5 - etwa 2,5 Gewichtsteile der oben erwähnten Oleinsäure enthalten.

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Das kombinierte schaumbildende und schaumstabilisierende Gemisch kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß der flüssige Hitze- und Lichtstabilisator mit der flüssigen Olein-Siiure vermischt wird. Das als .Schäummittel dienende pulverisierte organische nicht seifige Oberflächenbehandlungsmittel kann dann langsam zugegeben werden, während die Mischung gerührt und erhitzt wird, bis die Temperatur etwa llo° C erreicht. Dann kann man die Mischung unter Rühren auf 29,4 - 37,8° C abkühlen lassen. Hierauf kann der frisch vermahlene Schaumstabilisator (frei von Klumpen) langsam zugegeben und die Mischung gerührt werden, bis der Schaumstabilisator darin völlig dispergiert ist und das flüssige zusammengesetzte Produkt frei von allen Agglomeraten ist.

Das flüssige kombinierte schaumbildende und schaumstabilisierende Gemisch wird in dem Verfahren der Erfindung verwendet, indem die oben erwähnten Mengen seiner Bestandteile mit etwa 45 - etwa 15o, gewöhnlich etwa 54 - etwa 95 Gewichtsteilen Weichmacher und mit etwa loo Gewichtsteilen eines Polyvinylchloridharzes in einem hochscherenden Mischgerät unter Bildung eines Plastisols vermischt werden. Das Plastisol kann sofort verwendet werden, oder es kann gegebenenfalls bis au 7 Wochen oder sogar länger gelagert werden, da es während der Lagerung ein im wesentliches gelfreies Fließverhilten zeigt.

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Das Plastisol wird zur Einverleibung der Luft mechanisch geschlagen oder geschäumt unter Verwendung eines tiobart-Chargen-Mischgerätes oder vorzugsweise eines kontinuierlichen Oakes-Mischgerätes oder einer ähnlichen Vorrichtung um einen flüssigen oder feuchten Schaum auszubilden. Die normale Schäumtemperatur liegt bei etwa 18 C bis etwa 35°C. Nachdem der flüssige Schaum in die gewünschte Forn gebracht ist durch Ausbreiten auf einer Fläche oder Giessen in eine Form wird er auf eine Temperatur von etwa 143 C bis etwa 185 C während etwa 3o Sekunden bis etwa 4 Stunden erhitzt um ihn in ein Gel überzuführen und zu schmelzen. Die Gelbildun.^ kann als separate Operation durchgeführt werden, indem nan auf eine Temperatur von etwa 6o°C bis etwa 88⁰C während etwa Io Sekunden bis etwa 2 Stunden erhitzt. Während der Gelbildungszeit erstarrt der diskrete oder geschlossene Luftzellen enthaltende flüssige Schaum zu einem weichen Gel. Das Schmelzen erzielt man als separate Operation durch weiteres Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 143⁰C bis etwa 185⁰C während etwa 2o Sekunden bis etwa 4 Stunden. ..'ährend des Schmelzens werden die diskreten oder geschlossenen Zellen miteinander verbunden oder offenzellig und es bildet sich im allgemeinen auf dem Schaum eine semi-permeable Haut. Hochfrequenz- oder dielektrische Erwärmung, Strahlungswärme sowie zirkulierende Heißluft sind geeignet, um die Gelbildung und das Schmelzen zu bewirken. Die Temperatur und Erwärmungszeit werden natürlich in Abhängigkeit von den in dem Plastisol anwesenden

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Bcstamlteilcn und der Dicke und Dichte des Schaums variieren. .'Nach ilen Hrhitzon wird der peschriolzene oder ;zetroc! note Schaun auf Z iirierteuperatur abgekühlt.

Die 'folgenden P.eispiele sollen die Iirfindun^ erläutern. bei spiele 1-15

i)ie Stamxharse S oder das unten beschriebene Plastisol wurde hergestellt durch Y-c misch en der Polyvinylchloridliarzteilchen und der 'ncicamacher hierfür mittels eines Li<ihtnin-."ischj»erates mit einem schiffscliraubenartipen nach abwärtsdrüchenden Propeller, tier ·ιίΐ 75o - 2o5o Ur.idrehuin*en pro Minute betrieben wurde.

Stanmcharge S Bestandteile Gewichtsteile

Polyvinyl-chlorid-

dispersionsharz (Hxon 654) Ιοο,ο

Uutyl-benzyl-phthalat (ein

l«eicl\nacher) 3o,o

Dioctyl-phthalat (ein Weichmacher)

J)O ,0

Weichmacher vom L^:poxyd-

typ (Monoplex S-73) 5,ο

Gesamt 165,ο

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üie in Tabelle I unten aufgeführten Zusätze wurden der Stamncharge S in derselben Vorrichtung zugesetzt unter Bildung des folgenden Basis-Kompounds oder Plastisols.

Basis-Kompound

Bestandteile	Hewichtsteile
Polyvinyl-chlorid- dispersionsharz (Iixon 654)	Ιοο,ο
Butyl-benzyl-phthalat (ein Weichmacher)	3o,o
Dioctyl-phthalat (ein Weichmacher)	5o,o
Weichmacher vom Hpoxydtyp (Monoplex S-73)	5,ο

Gesamt 185,ο

Das pulverisierte organische nicht seifige Oberflächenbehandlungsnittel bzw. Schäummittel (Natrium-dodecyl-benzolsulfonat) wurde geschmolzen und vermischt mit einem Anteil (7,5 Teile) des flüssigen Dioctyl-phthalat-Weichmachers unter Bildung einer leicht gießbaren Flüssigkeit. Bei diesen nicht wäßrigen Plastisolen wurde die Schäummittel-Weichmachermischung auf Ho⁰ C erhitzt un alle Spuren an V/asser aus dem Schäummittel auszutreiben. Der pulverisierte Schaumstabilisator (das normale oder saure Salz der Phthalsäure) wurde während 6 Stunden in einer Kieselmühle mit einem

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weiteren Anteil (2-3 Tale) des flüssigen Dioctyl-phthalat-Weichmachers vermählen, um eine gleichförmige Dispersion zu gewährleisten. Die flüssige Olein-Säure, der flüssige Hitze- und Lichtstabilisator (Vanstay 6060, das ist eine komplexe Mischung von Barium-, Cadmium- und Zinkverbindungen), die Schäummittel-Weichmachermischung, die Schaumstabilisierungs-Weichmachermischung und ein weiterer Anteil des Dioctyl-phthalat-Vieichmachers (so daß sich eine Gesamtmenge von 2o Teilen desselben ergibt, was den Unterschied zwischen der Stammcharge S und dem Basis-Kompound ausmacht) wurden dann der Stammcharge S zugegeben unter Erzielung des Basis-Kompounds, das die verschiedenen in Tabelle I unten aufgeführten Zusätze enthält.

Die erhaltenen Piastisole wurden getrennt geschäumt in einem 10-M-Oakes-Mischgerät mit einem Pumpendurchsatz von 3,41 χ Io /kg/Min., einer Rotorgeschvindigkeit von loo Umdrehungen pro Minute, wobei die Luft so inkorporiert wurde, daß ein Rückdruck von 3,16 kg/qcm erhalten wurde. Die Schäume wurden durch 3,66 m eines flexiblen Schlauchs mit einem inneren Durchmesser von 1,27 cm sowie durch o,91 m eines flexiblen Schlauchs mit einem inneren Durchmesser von 1,91 cm geleitet. Die Schäume wurden auf Trennpapier oder gebleichten Muslin in Schichten von α,64 cm Dicke ausgebreitet, in ein Gel übergeführt und geschmolzen, zwischen 5,o8 - 61,ο cm χ 122 cm strahlenden

2 Heizplatten, die mit einem Kilowatt pro o,o929 m betrieben wurden bei einer Heizelementtemperatur von 427⁰C während etwa

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2-4 Minuten. Die Platten befanden sich in einen¹. Abstand von 25,4 cm voneinander und der Schaum wurde gleichmässig zwischen ihnen angeordnet. Das Schaumprodukt wurde dann
auf Zimmertemperatur abgekühlt.

Die Dichte des feuchten Schaums (das ist die Dichte 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 fertigen Schaunprodukts festgestellt und aufgezeichnet. Die verschiedenen in den repräsentativen Schäumen anwesenden Zusätze und deren Menqen sind ebenso wie die Dichte des feuchten Schaums, die Dichte des trockenen Schaums und das Aussehen der Schäume in Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I:

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Beispiel

O CO OO *■» CO

CO CO

5 6 Gewichtsteile

Natrium-dodeeyl- beneol-sulfonat 2.5	2.1»	2.5	2	,5	2.5	2.5	2.5	1	0,2659
Wasser	0.1							\	0,2595
Kalium-Dhthalat		2
Saures Kalium-phthalat			O	.5	1.0	1.5	2
Saures Natrlum-phthalat
Natriun-phthalat
Vaustay 6060
Olein-Säure
Dichte des feuch ten Schaums(k/ccm) 0.2995	0,3136	1,0892	O	.3532	0,3252	0,3476
Dichte des trocke nen Schaums(κ/ecm) 0.3412	0.3876	0.9707	O	,3204	0.3107	0.3316

Aussehen des Schaums Zusammen	Zusammen	kein	fein u.	fein u.	fein u.	fein u.
brechen	brechen	Schaum	einheit	einheit	einheit	einheit
d.Ober	d.Ober		lich	lich	lich	lich, im -a
fläche	fläche					we s en t Ii cherKj __» CD CO

	Beispiel	8	9	10	2	11 12 Gewichtsteile	2.4	1.5	13
	Natrium-dodeeyl- bensol-sulfonat	2.4	2.5	2.5		2.5	0.1		2.5
	Wasser	0.1						0,2723
	Kalium-phthalat				0.3412		2	0.2755
	Saures Kalium-phthalat	2			0.3236	2		fein und einheit lich	2
ο	Saures Natrium-phthalat		2		fein,nicht einheit lich
co co cn	Natrium-phthalat
co	Vauetay 6060			1.5	1.5
	Olein-Säure				2,5 JS
co co	Dichte des feuch ten Schaums κ/ecm)	0.3204	0.333«	0,2883	0.3412
	Dichte des trocke nen Schaums g/cem)	0.2739	0.3380	0.3091	0.3091
	Aussehen des Schaums	sehr fein u.einheit lich	ausrei chend fein u.einheit lich	ausrei chend fein u.einheit lich	fein und einheit lich

Die Beispiele 1 - 3 in Tabelle I oben sind Vergleichsbeispiele, die nicht in den Rahmen der vorliegenden Hrfindung fallen. Somit enthielt in Vergleichsversuch 1 das Plastisol und der hieraus hergestellte Schaum ein typisches organisches nicht seifiges Oberflächenbehandlungsinittel als Schäummittel nämlich Natrium-dodecyl-benzol-sulfonat ebenso wie Ester der Phthalsäure (Weichmacher). Obwohl dieses Schäummittel richtig als Schäummittel wirkte in Minsicht auf die Tatsache, daß eine genügend geringe Dichte des feuchten Schaums von o,2995 erzielt wurde, stieg die Dichte des trockenen Schaums auf einen ",\'ert von o,3412 und die Schaumstruktur brach in der Oberfläche zusammen, womit der Bedarf nach einem Schaumstabilisator deutlich xvurde, 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 feuchter Schaum mit einer zufriedenstellenden Dichte von o,134o erzielt. Dieser feuchte Schaum jedoch hatte nach dem Gelieren und Schmelzen eine erhöhte Trockenschaumdichte von o,38 76 und zeigte ein Zusammenbrechen der Oberfläche, was wiederum ein Anzeichen für den Bedarf nach einem Schaumstabilisator war. Gemäß Vergleichsversuch 3 wurden ein Schaummittel und Kalium-phthalat als potentieller Schaumstabilisator verwendet. Jedoch wurde mit einem derartigen Plastisolsystem kein Schaum erhalten, da nämlich die Dichte des feuchten Schaums den extrem hohen Wert von I,o892 und die Dichte

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des trockenen Schaums einen ebenso hohen '.ert von o_f97o7 aufwies.

lie Beispiele 4 - 13 in Tabelle I oben betreffen alle die Gemische und das Verfahren der Erfindung. Hei den lieispielen 4-7 wurden nicht wäßrige Plastisole verwendet, die kombinierte schaumbildende und schaunistabilisierende Gemische mit verschiedenen Mengen an saurem Kalium-phthalat als Schaum· Stabilisator enthielten.

Beispiel 8 ist typisch für ein wäßriges Plastisolsystem, das saures Kalium-phthalat als Schaumstabilisator enthält. Die Beispiele 9 und Io sind typisch für nicht wäßrige Plastisolsysteme, die jeweils saures Natrium-phthalat und Katriumphthalat als Schaumstabilisator enthalten.

Die Beispiele 11 - 13 zeigen die Wirkung eines typischen Hitze- und Lich,tstabilisators (Vanstay 6060) auf ein Plastisolsystem, mit oder ohne Anwesenheit von Olein-Säure. So ist das Plastisolsystem gemäß Beispiel 11 ein nicht wäßriges Plastisolsystem und bei Beispiel 12 ein wäßriges Plastisolsystem, wobei beide einen Hitze- und Lichtstabilisator (Vanstay 6060) enthalten und beide ein zulässiges geringes Zusammenbrechen des Schaums zeigen unter Berücksichtigung der geringen Dichteerhöhung beim Obergang vom feuchten Schaum

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zum trockenen Schaum. Bei dem nicht wäßrigen Plastisolsystem von Beispiel 13, das einen Hitze- und Lichtstabilisator (Vanstay 6060) plus Olein-Säure enthielt, kam es während der Gelbildunp und des Schmelzens zu keinem Zusammenbrechen, was durch die Tatsache ßezeißt wurde, daß die Dichte des trockenen Schaums geringer als die Richte des feuchten Schaums war, wodurch gezeigt wird, wie vorteilhaft die schaumstabilisierende Wirkung der Olein-SUure in einem Plastisolsystem ist, das einen Hitze- und Lichtstabilisator zusätzlich zu dem zusarmengesetzten schaumbildenden und schaumstabilisierenden Genisch der Erfindung enthält·

Bei Verwendung des typischen Plastisols von Beispiel 13 erhält man zufriedenstellende Schichten aus Text ilgewebe/Schaum/Tex·* tilgewebe oder Plastikfolie, ebenso wie zufriedenstellende Schäume mit einer Dicke von nur 38,Io χ Io - 114 χ Io cm. Das Verfahren arbeitet auch in zufriedenstellender Weise bei normalen Feuchtigkeiten in dem Bereich von Io % relativer Feuchtigkeit bei 21,1⁰C - 65 % relativer Feuchtigkeit bei 35⁰C.

Das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte offenzellige Vinylschaumprodukt kann als Wattierung für Büstenhalter oder Isolierung bei zahlreichen Kleidungsstücken Verwendung finden.

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wobei die Verwendungsmöglichkeiten von bequemem, lang haltbaren Schuhfutter und Schuheinlegesohlen bis zu nachgemachtem glatten und Wildleder und wetterfester Kopfbedeckung reichen. Die Verwendungsmöglichkeiten als Polster umfassen öffentliche Sitze in Gebäuden, Flugzeugen, Bussen und 'Untergrund- oder Eisenbahnwagen, wo die Flammbeständigkeit eine wünschenswerte üigenschaft sein kann. Gute Alterungseigenschaften im Freien eröffnen Verwendungsmöglichkeiten zur Ausstattung von Lichthöfen, Swimmingpools, Stadionpolsterungen und zur Campingausrüstung. Bei der Herstellung von Gegenständen für solche Zwecke kann ein nicht poröser Plastisolüberzug auf der Oberfläche der Form abgelagert werden, bevor das geschäumte Material zugegeben wird. Nach dem Schmelzen haftet die schützende nicht poröse Haut fest auf der darunter liegenden semi-permeablen Haut der Zellstruktur.

Zusätzliche Verwendungsmöglichkeiten umfassen Sicherheitspolster für Automobile, Fabriken und Sportzwecke, Schallisolierung für Automobile, Isolierung von Brücken gegen Frost und für Dichtungen.

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Claims

1. Ungeschäumtes, besonders zur Bildung eines offenzelligen Polyvinylchloridschaums durch Inkorporierung von Luft geeignetes Plastisol, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa loo Gewichtsteilen Polyvinylchloridharz , die in etwa 45 bis etwa 15o Gewichtsteilen Weichmacher für das Polyvinylchloridharz dispergiert sind, etwa 1 bis etwa 6 Gewichtsteilen eines als Schäummittel dienenden organischen nicht seifigen Oberflächenbehandlungs· mittels und etwa o,5 bis etwa 3,5 Gewichtsteilen saurem Kalium-phthalat, saurem Natrium-phthalat oder Natriumphthalat als Schaumstabilisator.

2. Plastisol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net ,daß es ausserdem etwa O bis etwa 1 Gewichtsteil Wasser enthält.

3. Plastisol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es ausserdem o,5 bis etwa 6 Gewichtsteile eines

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Hitze- und Lichtstabilisators für das Polyvinylchloridharz enthält.

4. Plastisol nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net , daß es ausserdem etwa o,5 bis etwa 5 Gewichtsteile Olein-Säure enthält.

5. Plastisol nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa loo Gewichtsteilen Polyvinylchloridharzteilchen, die in etwa 54 bis etwa 95 Gewichtsteilen Weichmacher dispergiert sind, etwa 2,5 bis etwa

4 Gewichtsteilen Natrium-dodecyl-benzol-sulfonat und

etwa 1,5 bis etwa 2 Gewichtsteilen saurem Kaliiim-phthalat.

6. Plastisol nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net , daß' es ausserdem 0 bis etwa o,l Gewichtsteile Wasser enthält.

7. Plastisol nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß es ausserdem etwa 1,5 bis etwa 3 Gewichtsteile eines Hitze- und Lichtstabilisators für das Polyvinylchloridharz enthält.

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H. Plastisol nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da" es ausserder etwa 1,5 bis etwa 2,5 Gewichtsteile Olein-Süure enthält.

9, lusanmengesetztes, schaumbildendes und schaumstabilisierendes (ionisch,besonders geeignet zur Förderunp der Schaumbildung und Verhinderung von dessen Zusammenbrechen durch Inkorporierunp. von Luft in ein unßeschiiuntes, dieses Genisch enthaltendes Polyvinylcliloridplastisol, gekenn zeichnet durch einen Gehalt von etwa 1 bis etwa t> Gewichtsteilen eines organischen, nicht seifigen OberflSchenbchandlunpsmittels als Schäunnittel und etwa o,5 bis etwa 3,5 Gewichtsteilen saurem KÄium-phthaiat, saurem Natrium-phthalat oder Natrium-phthalat als Schaunstabilisator·

10. Gemisch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es ausserdem O bis etwa 1 Gewichtsteil Kasser enthält.

11, Gemisch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es ausserdem etwa o,5 - etwa 6 Gewichtsteile

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iS

eines Hitze- und Lichtstabilisators für Jas Polyvinylchloridharz enthält.

12. (ionisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dai' es ausserdem etwa o,5 bis etwa 5 Gewichtsteile Olein-Säure enthält.

13. Zusammengesetztes schaumbildendes und schaumstabilisierendes Genisch, besonders geeignet zur Förderung der Schaumbildung und Verhinderung von dessen Zusammenbrechen durch Inkorporierunt» von Luft in ein dieses Gemisch enthaltendes unfieschäumtes Polyvinylchloridplastisol, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 2,5 bis etwa 4 Gewichtsteilen Natrium-dodecyl-benzolsulfonat und etwa 1,5 bis etwa 2 Gewichtsteilen saureit Kalium-phthalat.

14. Gemisch nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß es ausserden ο bis etwa o,l Gewichtsteil Wasser enthält.

15. Gemisch nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeich -

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net, daß es ausserdem etwa 1,5 bis etwa 3 Gewichtsteile eines Hitze- und Lichtstabilisators für das Polyvinylchloridharz enthält.

16. Gemisch nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich net, daß es ausserdem etwa 1,5 bis etwa 2,5 Gewichtsteile Olein-Säure enthält.

17. Verfahren zum Herstellen eines offenzelligen Polyvinylchloridschaums, gekennzeich net durch Vermischen von etwa loo Gewichtsteilen Polyvinylchloridharzpartikeln, etwa 45 bis etwa 15o Gewichtsteilen stfichmacher für das Harz, etwa 1 bis etwa 6 Gewichtsteilen eines als Schäummittel dienenden organischen nicht seifigen Oberflächenbehandlungsmittels und etwa o,5 bis etwa 3,5 Gewichtsteilen als Schaumstabilisator dienenden saurem Kalium-phthalat, saurem Natrium-phthalat oder Natriumphthalat unter Bildung eines Plastisols; mechanisches Schlagen oder Schäumen zur Inkorporierung von Luft in das Plastisol zur Bildung eines flüssigen Schaums; Formen des flüssigen Schaums; Erhitzen des flüssigen Schaums zur Gelbildung und zum Schmelzen und Abkühlen des geschmolzenen Schaums auf Zimmertemperatur.

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SO

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Plastisol ausserder 0 bis etwa 1 Gewichtsteil Wasser enthält.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch g ekennzeich net , daß das Plastisol ausserdem etwa o,5 bis etwa

6 Gewichtsteile eines flitze- und Lichtstabilisators für das Polyvinylchloridharz enthält.

20. Veifihren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich net, daß das Plastisol ausserdem etwa o,5 bis etwa

5 Gewichtsteile Olein-Säure entläLt.

21. Verfahren zum Herstellen eines offenzelligen Polyvinylchloridschaums, gekennzeichnet durch Vermischen von etwa loo Gewichtsteilen Polyvinylchloridharzpartikeln, etwa 54 - etwa 95 Gewichtsteilen Weichmacher für das Harz, etwa 2,5 bis etwa 4 Gewichtsteilen Natrium-dodecyl-benzol-sulfonat und etwa 1,5 bis etwa 2 Gewichtsteilen saurem jcalium-phthalat zur Bildung eines Plastisols; mechanisches Schlagen oder Luft in das Plastisol Einschäumen zur Bildung eines flüssigen

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Schau.ns; Formen des flüssigen ^chauus; Erhitzen des flüssigen Schauns auf eine Temperatur von etwa 143 C bis etwa 185⁰C wahrend etwa 3o Sekunden bis etwa 4 Stunden zur <>elhildung und zun Schmelzen und Abkühlen des jieschnol zenen Schauns auf Zinnertenneratur.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch π ^e k e η η zeichnet , daP das Plastisol ausserdem 0 bis etwa o,l Gewichtsteile Wasser enthalt.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch g e k e η η -

zeichnet , daß da? Plastisol ausserde:. etwa 1,5 bis etwa 3 Gevichtsteile eines üitze- und Lichtstabilisators für das Polyvinylchloridharz enthält.

24. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , da? das Plastisol ausserden etwa 1,5 bis etwa 2,5 Gewichtsteile Olein-Säure enthalt.

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