CH310511A

CH310511A - Verfahren zur Herstellung eines Zellmaterials und nach diesem Verfahren hergestelltes Zellmaterial.

Info

Publication number: CH310511A
Authority: CH
Inventors: Winston J Roberts
Original assignee: Wingfoot Corp
Priority date: 1951-10-20
Filing date: 1952-05-09
Publication date: 1955-10-31
Also published as: GB713702A; DE950327C; LU31576A1; BE512940A; US2744075A; FR1065512A

Description

Verfahren zur Herstellung eines Zellmaterials und nach diesem Verfahren hergestelltes Zellmaterial.

Kork und Kapok werden hÏufig zur Herstellung von Rettungsringen und Schwimm- westen verwendet, weil sie ein günstiges Ver hältnis zwisehen Gewieht und Auftrieb besitzen. Kork schrumpft aber mit der Zeit, und Kapok kann kompakter werden und seine Sehwimmfähigkeit einbüssen. An Stell dieser Materialien wurde deshalb neuerdings ein durch Gasexpansion hergestelltes Zellmaterial aus Polyvinylehlorid verwendet. Aber auch dieses zeigt unter dauernder Druckbelastung eine Schwindung und b ¯t. an Schwimmfähig- keit ein.

Es wurde nun gefunden, dass sich ein Zellmaterial mit geschlossenen Zellen aus Polyvinylhalogeniden, wie Polyvinylchlorid, oder Mischpolymerisaten mit mindestens 70 Ge wichtsprozent Vinylhalogenidgehalt herstellen lässt, dessen Druekschwindung um nahezu 70% geringer ist als die von gewöhnliehem Polyvinylzellmaterial. Es zeigte sich nämlich, dass sich durch einen Zusatz eines Wachses oder wachsähnlichen Produktes mit oberhalb 49 C liegendem Sehmeizpunkt zum Polymer, einem aus dieser Mischung hergestellten Zellmaterial eine vermehrte Fähigkeit verleihen lässt, nach Druckeinwirkung in den ursprüng- lichen Zustand zurückzukehren.

Zusätze, welche diese Wirkung haben, sind vor allem wachsähnliche Kohlenwasserstoffe mit oberhalb 49 C liegenden Sehmelzpunkt. Um eine gute Wirkung auszuüben, muss das Wachs bzw. waehsähnliche Produkt dem Polir- mer in Mengen von 5 bis 26 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Polymer zugesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zellmaterials mit geschlossenen Zellen aus Polyvinylhaloge- niden oder Mischpolymerisaten mit minde- stens 70 Gewichtsprozent Vinylhalogenidgehalt unter Verwendung eines Treibmittels. Das Verfahren ist dadurch ekennzeiehnet, dass man der zu treibenden Masse ein oberhalb 49 C schmelzendes Wachs oder ein oberhalb 49 C schmelzendes wachsähnliehes Produkt im Ausmass von 5-25 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Polymerisat zusetzt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein nach diesem Verfahren hergestelltes Zellmaterial.

Beispiel 1 :
Zur Herstellung des Zellmaterials wurden folgende Stoffe in folgenden Mengen verwendet : Polyvinylchloridharz 100 Teile Octyldiphenylphosphat als Weichmacher 56, 2 Teile l) ioctylphthalat als Weichmacher 18, 8 Teile Magnesiumoxyd als Stabilisator 5, 0 Teile p-Tertiärbutylbenzazid als Treibmittel 30, 0 Teile Paraffinwachs vom Schmelzpunkt 57 C 15, 0 Teile
Das gepulverte Polyvinylchlorid nwlrde durch Mischen mit einem Weichmacher zu einem Plastisol verarbeitet, indem die beiden Staffe in kleinen Portionen allmählich in einen Mischer nach Baker-Perkins gebracht wurden. Der Stabilisator wurde gleichzeitig beigemischt.

Unter Luftrührung wurden weitere Weichmachermengen sowie das Paraffinwachs zu kleinen Mengen des teigig gewor- denen Ansatzes zugeführt. Die fertige Mischung wurde auf 2. 1 C gekühlt, das Treib- mittel zugesetzt und die Mischung in Formen während 10 Minuten auf 160 C erhitzt. Die behandelte Mischung wurde nach Abkühlung auf Zimmertemperatur aus der Form genommen und wÏhrend, 30 Minuten bei 135 C expandiert.

Das erhaltene, geschlossene Zellen aufweisende Zellmaterial wurde einem Kom pressionstest nach den Normen der ASTM D395-49T vmterworfen, nur wurden die Proben statt nur 20-40% gemÏ¯ der ASTM Methode hier um 75% zusammengedr ckt und bei. 25 C während 24 Stunden in diesem Zustand gehalten. Eine 25 mm dicke, runde Scheibe aus dem Zellmaterial wurde zwischen zwei Platten gelegt, auf % der Dicke zusam- mengedrückt und in diesem Zustand während 24 Stunden bei 25 C gehalten. Der Druck wurde dann aufgehoben, und nach 24 Stunden bei 23 C wurde durch Dickemessung fest- gestellt, dass die Kompression zu 30, 06 /o irreversibel geblieben war.

Das Zellmaterial hatte vor dem Zusammendrücken eine Dichte von 0, 069 g/cm3.

Zum Vergleich wurde in gleicher Weise wie eben beschrieben, jedoch ohne Zusatz von Paraffinwachs, ein geschlossene Zellen aufweisendes Zellmaterial mit einer Dichte von ebenfalls 0, 069 g ! CM3 hergestellt. Die Prüfung des Materials unter den gleichen Prüfbedin- gungen wie oben ergab eine Druckschwindung von 80 /o.

Beispiel 2 :
Das Vorgehen von Beispiel 1 wurde wiederholt, doch wurde als Polymer ein Misch- polymerisat aus 95 Teilen Vinylchlorid und 5 Teilen Diäthylmaleat verwendet. Die Dichte des erhaltenen, geschlossene Zellen aufweisen- den Zellmaterials betrug 0, 067 g/cm3, die Druekschwindung 24, 88%.

In den folgenden Tabellen sind die Ergebnisse der Druckschwindungsprüfung einiger weiterer Beispiele zusammengestellt. Bei diesen Beispielen wurde ebenfalls Polyvinyl- chlorid und ein Paraffinwachs verwendet, und es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet. Die Beispiele 3, 7, 11, 17, 22 und 28 sind nicht erfindungsgemässe Vergleichsbeispiele. Aus den Tabellen I und II ist der Einfluss des Schmelzpunktes des Paraffinwachses auf die Druckschwindung ersichtlich. Bei den Beispielen der Tabelle I wurde dlas Zellmaterial während 30 Minuten bei 140 C expandiert ; das Gewichts- verhältnis Polyvinylchlorid : Paraffinwachs betrug 100 : 15.

Tabelle I: Druokschwindung Schmelzpunkt des
Beispiel in Volumenprozent Paraffinwachses
3 65 43
4 2452
5 15 57
6 17 66
Bei den Beispielen der Tabelle II wurde das Zellmaterial während 30 Minuten bei 129 C expandiert ; das Gewichtsverhältnis Polyvinyl- chlorid : Paraffinwachs betrug 100 : 15.

Tabelle II: Beispiel Druckschwindung Schmelzpunkt des in Volumenprozent Paraffinwachses
7 86, 5 43
8 56, 0 52
9 38, 5 57
10 25, 0 66
Aus der Tabelle III ist der Einflu¯ der den mit Materialien ausgeführt, die während rtugesetzten Wachsmenge anf die Druck-30 Minuten bei 93 C expandiert worden schwindung ersichtlich. Die Prüfungen wur-waren.

Tabelle III :
Waehsmenge Drucksehwindung in Beispiel (Smp. 52¯) Volumenprozent
11 0 72
12 5 30
13 il0 24
14 15 16
15 20 22
16 25 30
17 0 72
18 5 30
19 10 18
20 15 18
21 20 18
Die in Tabelle IV angef hrten Materialien waren bei 129¯ C während 30 Minuten expancliert worden.

Tabelle IV :
Beispiel Wachsmenge Drucksehwindung (Smp. 52 ) Volumenprozent
22 0 83
23 5 44
24 10 38
25 15 30
26 20 23
27 25 29 (Smp. 66¯)
28 0 83
29 5 43
30 10 25
31 15 25
32 20 34
In den Tabellen III und IV wird die Menge des Waehszusatzes in bezug auf 100 Teile des Polymers angegeben. Als geeignete Wachse bzw. wachsähnliche Produkte mit einem Schmelzpunkt oberhalb 49 C seieu au¯er Paraffin noch Ceresin, Ozokerit, Carnaubawachs und Montanwachs genannt.

Günstige Resultate werden erhalten, wenn etwa 15 Teile Wachs auf 100 Teile des Poly- mers verwendet werden. Es treten jedoch stets Verbesserungen d. er Druckschwindung ein, wenn der Wachszusatz 5 bis 25 Teile auf 100 Teile Polymer beträgt.

Der zur Herstellung der erfindungsge- mässen Produkte bevorzugte Kunststoff ist Polyvinylchlorid. Aber auch andere Polyvinylhalogenide, wie zum Beispiel Polyvinylbromid, sind geeignet.

Als Beispiele von Mischpolymerisaten mit mindestens 70 Gewichtsprozent Vinylhalogenidgehalt seien insbesondere die binären Mischpolymerisate des Vinylchlorids mit Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Styrol, Alkyl- fumaraten, Mono-und Dialkylmaleaten, Al kylchlormaleaten, Alkylchlorfumaraten, Alkyl akrylaten und alkylsubstituierten Alkylakry- laten mit 70-98 Gewichtsprozent Vinyl- chloridgehalt genannt.

Als Treibmittel zur Expansion der Vinyl halogenid-Polymerisate oder-Mischpolymerisate kann zum Beispiel eine der bekannten, stickstoffabgebenden Verbindungen dienen.

Dazu gehören zum Beispiel die Verbindungen mit der allgemeinen Formel
EMI4.1
worin R Methyl oder Wasserstoff iuid R' Methyl,Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl und Carboxyäthyl bedeutet, beispielsweise a, a'-Azobis-isobutyronitril, ferner Di azoaminobenzol und die Pentazdiene, ferner Benzolsulfonylhydrazid, Dinitrosopentamethy- lentetramin und die organischen Carbonylazide mit der Strukturformel
EMI4.2
worin R ein organisches Radikal und n die Zahlen 1, 2 oder 3 bedeutet Je nach dem gewünschten Expansionsgrad werden die Treibmittel in verschiedenen Mengen verwendet.

Dem Kunststoff wird zweckmässig so viel Weichmacher zugegeben, dass die Mischung giessbar wird. Geeignete Weichmacher sind zum Beispiel Dibutylphthalat, Dioctylphtha- lat, Octyldiphenylphosphat, Dioctylsebacat.

Trikresylphosphat und andere ähnliche Verbindungen. Wenn die Komponenten der Mi- schung in einer Mühle vermischt und zu Platten verarbeitet werden, kann auch ein Weichmacher zugesetzt werden, der bei ge wöhnlicher Temperatur fest ist, wie etwa Diphenyladipat. Wenn Vinylpolymerisate zur Verwendung gelangen, die schon im reinen Zustand mehr oder weniger weich und plastisch sind, kann auf das Zusetzen eines Weichmachers auch gänzlich verzichtet werden.

Das erfindungsgemäss hergestellte Zellmaterial ist ausgezeichnet zur Herstellung von verschiedenartigen Rettungsgeräten, wie Rettungsringen, Schwimmwesten, Rettungsbooten und -flo¯en geeignet. Da es stark schall- schluckende und die Vibration dämpfende Eigenschaften besitzt, kann es auch als Fundament für Maschinen und Instrumente verwendet werden. Seine elastischen Eigen- schaften lassen es zur Verwendung als Teppichmterlage geeignet erscheinen.

Claims

PATENTANSPRUCH I : Verfahren zur Herstellung eines Zellmaterials mit geschlossenen Zellen aus Poly- vinylhalogeniden oder Mischpolymerisaten mit mindestens 70 Gewichtsprozent Vinylhaloge- nidgehalt unter Verwendung eines Treih- mittels, dadurch gekennzeichnet, dass man der zu treibenden Masse ein oberhalb 49 C schmelzendes Wachs oder ein oberhalb 49¯ C schmelzendes, wachsähnliches Produkt im Ausmass von 525 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Polymerisat zusetzt.

UNTERANSPRÜCHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Wachs bzw. wachsähnliche Produkt einen Schmelzpunkt zwischen 57 und 60 C besitzt.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff ein binäres Mischpolymerisat mit 70-98 Ge wichtsprozent Vinylchloridgehalt verwendet wird.

3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die andere neben Vinylchlorid im Mischpolymerisat enthaltene Komponente Vinylacetat ist.

4. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die andere neben Vinylchlorid im Mischpolymerisat enthaltene Komponente Vinvlidenchlorid ist.

5. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die andere neben Vinylehlorid im Mischpolymerisat enthaltene Komponente Styrol ist.

6. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die andere neben Vinylchlorid im Mischpolymerisat enthaltene Komponente ein Dialkylmaleat ist.

7. Verfahren nach Unteransprueh 2, dadurch gekennzeichnet, dass die andere neben Vinylehlorid im Mischpolymerisat enthaltene Komponente ein Dialkylfumarat ist.

PATENTANSPRUCH II : Zellmaterial mit geschlossenen Zellen, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch I.