DE1719311B2

DE1719311B2 - Schäumhilfe zur Herstellung von Polyvinylchloridscha

Info

Publication number: DE1719311B2
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: 1975-05-28
Also published as: SE344071B; GB1122970A; US3432449A; DE1719311A1; DE1719311C3

Description

35 stabilisatoren für Piastisole Kaliumphthalat 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- 40 beeinträchtigt. Außerdem erfordern diese Schaumstellung eines oiTenzelligen 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- 50 Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist 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 dünnen ein Polyvinylchloridschwamm mit geschlossenen Zellen Wandstärken im Bereich zwischen 38,10-10 ³ cm 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 zusätz-Plastisol unter Freisetzen eines Gases, wie z. B. liehe Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stickstoff, zersetzen, wobei aus dem Plastisol der Schäumhilfe zur Herstellung eines offenzelligen PolySchaum oder Schwamm gebildet wird. Bei dem dritten vinylchloridschaumes zu schaffen, mit deren Hilfe ein und hauptsächlich angewandten Verfahren zur Her- ⁶° Schaumprodukt mit einer Schaumstruktur von hoher stellung von Polyvinylchloridschaum wird das Plastisol Qualität erhalten werden kann, auch wenn das Erzur Inkorporierung von Luft mechanisch geschlagen hilzcn zur Gelbildung und zum Schmelzen nicht oder geschäumt. gleichförmig durchgeführt wird und die Bedingungen

Di; Hauptnachteile des Kompressionsgas-Ver- zur Gelbildung und zum Schmelzen nicht sorgfältig fahrens bestehen darin, daß es die Anwendung ⁶5 gesteuert werden. Eine andere Aufgabe der Erfindung verhältnismäßig teurer Flaschengase, eine teure Kühl- ist es, eine Schäumhilfe zu schaffen, weiche die Hervorrichtung zur genauen Regelung der niedrigen stellung von Polyvinylchloridschaum auch bei einer Temperatur und eine komplizierte Hochdruckanlage normalen Feuchtigkeit im Bereich von 10% relativer

Feuchtigkeit bei 21,1°C bis 65% relativer Feuchtigkeit

• 35 o^cC ermöglicht, d. h. einer Schäumhilfe, deren

^rwendunfj es zuläßt, Spurenmengen von Wasser zu Dieneren.

Es wurde nun gefunden, daß man diese Aufgaben K_St wenn man eine Schäumhilfe verwendet, die aus

(a) 1 bis ό Gewichtsteilen eines organischen, nichtseifigen, grenzflächenaktiven Mittels als Schaummittel,

ΛΛ 0 5 bis 3,5 Gewichtsteilen saurem Kaliumphthalat, saurem Natriumphthalat oder Natriumphthalat als Schaumstabilisator und gegebenenfalls außer-

(j_em

, > _bj_s etwa 1 Gewichtsteile Wasser, (d) etwa 0,5 bis etwa 6 Gcwichtsteiien eines Hitze-

und Lichtstabilisators für das Polyvinylchlorid-

_harz und
(A etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsteilen ölsäure besieht.

Eine besonders bevorzugte Schäumhilfe gemäß Frfindung ist eine solche, die durch einen Gehalt von etwa 2 5 bis etwa 4 Gewichtsteilen Natriumdodecylbenzolsulfcnat und etwa 1,5 bis etwa 2 Gewichtsteilen saurem Kaliumphthalat gekennzeichnet ist.

Diese Schäumhilfen gemäß Erfindung haben sich für die Herstellung von offenzelligen Polyvinylchloridschäumen außerordentlich gut bewährt. Ihre Ver-™>ndune hierfür ist daher ebenfalls Gegenstand der

rfindune
p_in poiyvinylchlorid-Plastisol ist bekanntlich eine

Disoersion feinteiliger Polyvinylchlorid-Teilchen in einem flüssigen Weichmacher für das Polyvinylchlorid. TvDisch brauchbar sind Polyvinylchloride vom Plasti-Jl oder Einrührtyp, die mit Hilfe der erfindungs-Gemäßen Schäumhilfe verschäumt werden können. Wenn es gewünscht wird, daß die Schmelztemperatur «Sedriet werden soll, kann ein Teil, z. B. eine Menge S zu etwa 30 Gewichtsprozent des homopolymeren Vinvlchlorides ersetzt werden durch oder vermischt werden mit einem copolymeren Vinylchloridplastisol. Der in den mit der Schäumhilfe gemäß Erfindung zu nffenzelligen Polyvinylchloridschäumen verschäum-Sen Plastisol als Dispersionsmedium für die Polyvinylchloridteilchen anwesende flüssige Weichmacher wird je nach der Art des Weichmachers und des Polyvinvlchlorides in wechselnden Mengen verwendet. ObUcherweise wird der Weichmacher in einer Menge von etwa 45 bis etwa 150 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid eingesetzt. Gewöhnlich wd das Plastisol etwa 54 bis etwa 95 Gewichtsteile Weichmacher pro 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid Sten Tvpische geeignete Weichmacher sind S5S£eiiBS*ylpSthi-t oder Di-(2-äthylhexy»- ohthalat Butyldecylphthalat, Dicaprylphthalat, Butyl-SnS phthali DioVdipat, Dioctylsebacat, Tncresylphosphat, Trioctylphosphat, Cresyldiphenylphosphai, Acetyltributylcitrat, Dipropylenglykoldibenzoat, Weichmacher vom Epoxidtyp, polymere Weichmacher undButadien-Acrylnitril-Mischpolymerisate.Imallgemeinen werden diese Weichmacher kombiniert eingesetzt so daß zusammengesetzte Weichmachersysteme

s Weichmachers so,, seine Wirkung (gemessen mit einem Brookfield Viskosimeter bei 30 Umdrehungen pro Minute mit einer Spindel Nr. 4) unter Verwendung der Schäumhilfe gemäß Erfindung, zufriedenstellende, ofTenzellige Po'.yvinylchloridschäume erhalten werden können. Plastisole mit einer niedrigeren Viskosität, als dem vorstehend angegebenen, unteren Wert entspricht, weisen eine verringerte Fähigkeit auf, Luft inkorporiert zu halten. Bei Plastisolen mit einer Viskosität über der oberen Grenze ίο wird das Problem der Förderung des Plastisol schwierig.

Das mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schäumhilfe zu verschäumende Plastisol muß die Eigenschaft besitzen, beim Rühren dünner zu werden. Bei Ver_t5 wendung eines Brookfield-Viskosimeters können die Fließeigenschaften durch Messen mit zwei Spindelgeschwindigkeiten überprüft werden. Thixotrope Plastisole zeigen eine Verringerung der Viskosität bei der höheren Spindelgeschwindigkeit. Newtonsche Plastisole ergeben bei jeder Geschwindigkeit annähernd die gleichen Ergebnisse. Sowohl thixotrope als auch Newtonsche Plastisole lassen sich in zufriedenstellender Weise mit den Schäumhilfen gemäß Erfindung verschäumen. Dilatante Plastisole jedoch zeigen bei der größeren Spindelgeschwindigkeit eine Viskositatserhöhung und lassen sich deshalb schwieriger verschäumen. .

Ein Weichmacher, der inkorporierte Luft gut treiseta, wie er für viele Verwendungszwecke fur Plastisole erforderlich ist, ist für eine Herstellung eines offenzelligen Polyvinylchloridschaumes unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schäumhilfe nicht wünschenswert. Jedoch können geringe Mengen derartiger Weicnmacher anwesend sein, wenn in dem fertigen Schaum besondere Eigenschaften erwünscht sind.

Wie oben erwähnt, ist ein wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Schäumhilfe ein organisches nichtseifiges, grenzflächenaktives Mittel, das durch seine Eigenschaft oder Fähigkeit gekennzeichnet ist, als Schäummittel für das Plastisol zu wirken wenn dieses mechanisch geschlagen wird, um dieϊ LuM^ zu inkorporieren. Das organische, ™htseifige als Schaurn mittel dienende, grenzflächenaktive Mittel ist indem Plastisol in einer Menge von 1 bis etwa 6 Gewichtsteilen und gewöhnlich in einer Menge von etwa 2,5 bis etwa 4 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtste.le Polyvinylchlorid anwesend.
Typische Beispiele fur g.™^ ·» »^CJ

nichtseifige e^ren*^flachenakt7
mittel wirken können, sind

sulfonat, Ροίγο^
äthylenlauryläther,Tndecyloxypolyathyy

Alkanolamide von Fettsäuren aus Kokosnußol ein

modifiziertes ^^^^^^Z 55 tionsprodukt, Octylphenoxypolyayy und Diäthano.amidfettsauren von Pflanzenölen.

Der andere wesentlich ^.f^^^.f^^bSor, gemäßen Schaumhilfe ist-η ^uwSchau mstab.i.sa der dazu dient die Schaum struktur wah^rena 60 Erh.tzens zur Gelbildung ^u"f ,^_d^^h _d™ _s*_haum stabilis.eren und '"^r^ -a-menbncht J^sjch ^rgro^ ^ ^

^a ö 5 bis etwa 3 5 ^wi^tci^gewöhnUch ,n

17 IS

daß ein sehr ähnliches Salz der Phthalsäure, nämlich Kaliumphthalat, ebenso wie die Ester der Phthalsäure, nicht die Eigenschaft besitzen, als Schaumstabilisator zu wirken.

Spurenmengen an Wasser können in dem mit der erfindungsgemäßen Schäumhilfe zu. verschäumenden Plastisol gegebenenfalls toleriert werden, um die Viskosität des feuchten Schaums zu verringern. Auch die erfindungsgemäße Schäumhilfe kann gegebenenfalls noch Wasser enthalten. Falls Wasser anwesend ist, dann in einer Menge von bis etwa 1 Gewichtsteil, und gewöhnlich bis etwa 0,1 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid. Die Tatsache, daß Wasser in dem mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schäumhilfe zu verschäumenden Plastisol in Spurenmengen toleriert werden kann, macht ein Arbeiten in einem normalen Feuchtigkeitsbereich zwischen 10% relativer Feuchtigkeit bei 21,1°C bis 65% relativer Feuchtigkeit bei 35 = C Tiöglich. Darüber hinaus bedeutet die Tatsache, daß <iis mit der Schäumhilfe gemäß Erfindung zu verschäumende Plastisol derart geringe Mengen an Wasser enthalten kann, daß die Komponenten des Plastisols vorher nicht entwässert werden müssen. Wenn jedoch das unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schäumhilfe geschäumte Plastisol zwischen zwei dampfundurchlässigen Schichten oder Oberflächen in ein Gel überführt oder geschmolzen werden soll, sollen nicht wäßrige Piastisole Verwendung finden. Das Freisetzen von Wasser aus dem Plastisol während des Erhitzens zur Gelbildung und zum Schmelzen verursacht Blasen und ein nicht geeignetes Haften des Plastisolschaumes an den dampfundurchlässigen Oberflächen wie Papier, behandeltes Gewebe, Kunststoff, die zur Herstellung von Schichtstoffen verwendet werden können. Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Schäumhilfe noch Hitze- und Lichtstabilisatoren enthalten, welche Blei-, Zinn-, Zink-, Cadmium- und Bariumverbindungen oder -Komplexe sind. Die Hitze- und Lichtstabilisatoren sind in der Schäumhilfe normalerweise in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 6 Gewichtsteilen, insbesondere in einer Menge von etwa 1,5 bis etwa 3 Gewichtsteilen, enthalten.

Ein weiterer wünschenswerter Bestandteil des Plastisols ist ölsäure, wobei dieser Ausdruck hier die natürlich vorkommenden Mischungen von ölsäurehaltigen Fettsäuren umfaßt, wie die natürlich vorkommenden Mischungen von Fettsäuren aus Schweinefett, Erdnußöl, Talgöl und Maisöl. Wenn ölsäure anwesend ist, wird sie in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 5, und gewöhnlich in einer Men^e von etwa 1,5 bis etwa 2,5 Gewichtsteilen enthalten sein. Die ölsäure dient dazu, das geringfügige Zusammenbrechen des Schaums zu verhindern, zu dem es im allgemeinen während der Gelbildung und während des Schmelzens von Piastisolen kommt, welche Hitze- und Lichtstabilisatoren enthalten.

Die erfindungsgemäße Schäumhilfe zur Herstellung eines offenzelligen Polyvinylchloridschaumes kann auch bei Polyvinylchlorid-Plastisolen verwendet werden, denen zur Erniedrigung der Kosten des fertigen Schaums und zur Modifizierung seiner Eigenschaften Füllstoffe eines Typs mit niederer Ölzahl zugesetzt worden sind. Typische Füllstoffe sind Calciumcarbonat und Talk oder wasserfreies Magnesiumsilikat. Wenn Füllstoffe in dem Plastisol angewandt werden, sind sie im allgemeinen in einer Menge bis zu etwa 100 Gewichtsteile Füllstoff pro 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid anwesend. Auch Farbstoffe oder Pigmente können in dem Plastisol gewöhnlich in einer Menge von etwa 1 Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid anwesend sein.

Die erfindungsgemäße Scbäumhilfe kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß der flüssige Hitze- und Lichtstabilisator mit der flüssigen Ölsäure vermischt wird. Das als Schäummittel dienende, pulverisierte organische, nichtseifige, grenzflächenaktive Mittel wird dann langsam zugegeben, während die Mischung gerührt und erhitzt wird, bis die Temperatur etwa 110" C erreicht. Dann läßt man die Mischung unter Rühren auf 29,4 bis 37,8"C abkühlen und gibt den frisch vermaWenen Schaumstabilisator (frei von Klumpen) langsam unter Rührung zu, bis der Schaumstabilisator völlig dispergiert und das flüssige Produkt frei von allen Agglomeraten ist. Es ist selbstverständlich auch möglich, die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Schäumhilfe getrennt oder in beliebiger Kombination getrennt zu einem Plastisol hinzuzufügen. Hiervon wurde zur besseren Erläuterung der Erfindung bei den Beispielen 1 bis 13 Gebrauch gemacht.

Die erfindungsgemäße Schäumhilfe wird gemäß Erfindung verwendet, indem man die obenerwähnten Mengen seiner Bestandteile mit etwa 45 bis etwa 150, gewöhnlich etwa 54 bis etwa 95 Gewichtsteilen Weichmacher und mit etwa 100 Gewichtsteilen eines PoIyvinylchlorides in einem hochscherenden Mischgerät unter Bildung eines Plastisols vermischt. Das Plastisol kann sofort verwendet oder es kann gegebenenfalls bis zu 7 Wochen oder sogar langer gelagert werden, da es während der Lagerung ein im wesentlichen gelfreies Fließverhalten zeigt.

Das die erfindungsgemäße Schäumhilfe enthaltende Plastisol wird zur Einverleibung der Luft unter Verwendung eines Hobart-Chargen-Mischgerätes oder vorzugsweise eines kontinuierlichen Oakes-Mischgerätes oder einer ähnlichen Vorrichtung mechanisch geschlagen oder geschäumt, um einen flüssigen oder feuchten Schaum auszubilden. Die normale Schäumtemperatur liegt bei etwa 18 bis etwa 35°C. Nachdem der flüssige Schaum durch Ausbreiten auf einer Fläche oder Gießen in eine Form in die gewünschte Form gebracht worden ist, wird er während eines Zeitraumes von etwa 30 Sekunden bis etwa 4 Stunden auf eine Temperatur von etwa 143 bis etwa 185°C erhitzt, um ihn in ein Gel überzuführen und zu schmelzen. Die Gelbildung kann als getrennter Arbeitsvorgang durchgeführt werden, indem man während eines Zeitraums von etwa 10 Sekunden bis etwa 2 Stunden auf eine Temperatur von etwa 60 bis etwa 88⁰C erhitzt. Während der Gelbildungszeit erstarrt der diskrete oder geschlossene Luftzellen enthaltende, flüssige Schaum zu einem weichen Gel. Das Schmelzen erreicht man durch weiteres Erhitzen während eines Zeitraumes von etwa 20 Sekunden bis etwa 4 Stunden auf eine Temperatur von etwa 143 bis etwa 185°C. Während des Schmelzens werden die diskreten oder geschlossenen Zellen miteinander verbunden oder offenzellig, und es bildet sich im allgemeinen auf dem Schaum eine semipermeable Haut aus. Zur Herbeiführung der Gclbildung und zur Durchführung des Schmelzens sind die Anwendung von Hochfrequenz- oder dielektrischer Erwärmung, Strahlungswärme, sowie zirkulierende Heißluft, geeignet. Die Temperatur und Erwärmungszeit werden natürlich in Abhängigkeit 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 Polyvinylchloridteilchen 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 Gewichtsteile

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 I angegebenen Basis-Kompounds oder Plastisols zugesetzt.

Tabelle I

Basis-Kompound

Bestandteile Gewichtsteile

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 (Natriumdodecylbenzolsulfonat) 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 110° C 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 Schlauchs

ίο mii 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 m² bei einer Heizelementtemperatur von 427⁰C 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 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 Vcrgleichsversuch 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 Estei der Phthalsäure nicht gegeben war. Im Vergleichsversuch 2, bei dem ein Schäummittel sowie eine geringe Menge Wasser als auch Ester der Phthalsäun (Weichmacher) verwendet wurden, wurde ein feuchtei Schaum mit einer zufriedenstellenden Dichte vor 0,3136 erzielt. Dieser feuchte Schaum hatte jedocl nach dem Gelieren und Schmelzen eine erhöht Trockenschaumdichte von 0,3876 und zeigte eii Zusammenbrechen der Oberfläche, was wiederum eii Anzeichen für den Bedarf nach einem Schaumstabili sator war. Gemäß Vergleichsversuch 3 wurden eii 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 vo 0,9707 aufwies.

509 522/37

(ο

10

Tabelle II

Beispiel 1

Vergleichsversuche (Gewichtsteiie)

Natriumdodecylbenzolsulfonat

Wasser

Kaliumphthalat Saures Kaliumphthalat Saures Natriumphthalat Natriumphthalat Hitze- und Lichtstabilisatoren

ölsäure

Dichte des feuchten Schaums (g/cm³) Dichte des trockenen Schaums (g/cm³) Aussehen des Schaums

2,5

0,2995 0,3412

2,4 0,1

2,5

0,3136 0,3876

1,0892 0,9707

2,5

0,5

0,3332
0,3204

2,5

1,0

0,3252
0,3107

2,5

1,5

2,5

0,3476 0,2659 0,3316 0,2595

Zusammen-Zusammen-kein fein und fein und fein und im

brechen brechen Schaum einheitlich einheitlich einheitlich liehen feir

und einheitlich

der Ober- der Oberfläche fläche

Tabelle II (Fortsetzung)

	Beispiel	9	10	11	12	13
	8
	(Gewichtsteile)	2,5	2,5	2,5	24	2 5
Natriumdodecylbenzol-	2,4
sulfonat					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, nicht	ausreichend	fein und	fein
Aussehen des Schaums	sehr fein und	fein und	einheitlich	fein und	einheitlich	und
	einheitlich	einheitlich		einheitlich		einheit
						lieh

Die Beispiele 4 bis 13 in der Tabelle II betreffen alle offenzellige Polyvinylchloridschäume, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schäumhilfen hergestellt worden sind. Bei den Beispielen 4 bis wurden nichtwäßrige Plastisole eingesetzt, bei denen

kombinierte Schäumhilfen mit verschiedenen Menge an saurem Kaliumphthalat als Schaumstabilisatc verwendet wurden.

Beispiel 8 ist typisch für ein wäßriees Plastiso system, das unter Verwendung einer Schäumhilfe m

11 12

saurem Kaliumphthalat als Schaumstabilisator ver- Die Schaumdichte und das Aussehen des Schaumes

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 Natriumphthalat 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 zeigen. Bei dem unter Verwendung einer

Schäumhilfe verschäumten, nichtwäßrigen Plastisol- Polyoxyäthylenlauryläther 2,5 Teile

system von Beispiel 13, welches einen Hitze- und ao 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 25 Plastisol-Mischung zugegeben:

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

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 ³ bis 114 · 10"³ cm. 35 Diese Mischung ergab einen zufriedenstellenden

Bei Verwendung der Schäumhilfe 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 35°C ein zufriedenstellendes (g/cm^s) 0,6512

Verschäumen möglich. 40 Dichte des trockenen Schaumes

(g/cm³) 0,7216

Beispiel 14 Aussehen des Schaumes fein, nicht

einheitlich

Es wurde zunächst durch inniges trockenes Mischen

von 45 B e i s ρ i e 1 16

Natriumdodecylbenzolsulfonat.... 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 »cnaummlfe B

dann mit der Polyvinylchlorid-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 100 Teile

der nachstehend angegebenen Weichmacher-Mischung Dipropylenglykoldibenzoat 45 Teile

zugegeben: Dioctylphthalat 35 Teile

65 2-Äthylhexylepoxidphthallat-Weich-

Butylbenzylphthalat 35 Teile macher 5 Teile

Dioctylphthalat 40 Teile Schäumhilfe B wie vorstehend beWeichmacher vom Epoxid-Typ ... 5 Teile schrieben 7 Teile

13 14

Diese Mischung lieferte die nachstehenden Ergeb- Alkylphenoxypolyoxyäthylen-

_njsse. äthanol 2,5 Teile

Saures Kaliumphthalat 2,0 Teile

Dichte des feuchten Schaumes ölsäure 2,5 ^Teile

(g/cm³) 0,5456 5 ₁₀ _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

Dipropylenglykoldibenzoat 45 Teile

Zur Herstellung einer schaumbildenden und schaum- Dioctylphthalat 35 Teile

»tabilisierenden 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 Das Verschäumen erfolgte zufriedenstellend mit

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

nol - Dichte des feuchten Schaumes

Saures Kaliumphthalat 2,0 Tei e _(g/cm3) ^₅₆₈₀

^Olsaure Dichte des trockenen Schaumes

7,0 Teile (g/cm³) 0,5072

, ... , j t ,.._D„j„ , Aussehen des Schaumes fein, nicht

Diese Schäumhilfe wurde zu der nachstehenden 25 einheitlich

Plastisol-Mischung zugegeben:

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/cm³) 0,6016 Polsterungen und zur Campingausrüstung. Bei der

Dichte des trockenen Schaumes Herstellung von Gegenständen für solche Zwecke

(g/cm³) 0.5008 kann ein nichtporöser Plastisol-Überzug auf der

Aussehen des Schaumes fein, nicht 45 Oberfläche der Form abgelagert werden, bevor das

einheitlich geschäumte Material zugegeben wird. Nach dem

Schmelzen haftet die schützende, nichtporöse Haul

Beispiel 18 fest auf der darunterliegenden semipermeablen Haul

der Zellstruktur.

Die nachstehend angeführten Bestandteile wurden 50 Zusätzliche Verwendungsmöglichkeiten umfasser rur Herstellung einer schaumbildenden und schaum- Sicherheitspolster für Automobile, Fabriken und füi «tabilisierenden Schäumhilfe sorgfältig gemischt: Sportzwecke. Schallisolierung für Automobile, Iso

Schäumhilfe D lierung von Brücken gegen Frost und für Dichtungen

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. Schäumhilfe zur Herstellung eines offen- nische Schlagverfahren hingegen ist im allgemeinen zelligen Polyvinylchloridschaumes aus Polyvinyl- 5 für Schäume mit geringer Dichte nicht zufriedenchlorid-Plastisol, bestehend aus stellend, weil der Plastisol-Schaum dazu tendiert,

vor oder während des Schme'.zens 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 ?,chlag-

(b) 0,5 bis 3,5 Gewichtsteilen saurem Kalium- verfahren zur Herstellung von Polyvin .nloridphthalat, 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, offenzelliger 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 Amin-

(e) etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsteile 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 liumphthalat. 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 offenzelligen Polyvinylchloridschaumes. 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-