<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von masshaltigen Formteilen aus
Polyvinylchloridschaum
Es ist bekannt, dass sich weiche Kunststoffschaumstoffe aus einer treibmittelhaltigen Polyvinylchloridpaste herstellen lassen, indem man die Kunststoffmischung in einer gasdicht verschlossenen Form aufheizt, um das Treibmittel zur Reaktion zu bringen und die Gelierung des Kunststoffes zu bewirken, die Mischung in der Form auf eine Temperatur unter zirka. 7Q abkühlt, den gashaltigen Rohling entformt und in einer zweiten Stufe durch nochmalige Wärmeeinwirkung zu einem Schaumstoff expandiert. Man kommt nach diesem Verfahren zu einem geschlossenzelligen Weich-Polyvinylchloridscha. umstoff.
Dieses Hochdruckverfahren hat verschiedene Nachteile :
Man benötigt einen hohen Anteil relativ teurer Treibmittel. Zur Aufnahme des Schliessdruckes sind
EMI1.1
bend. Es ist schwierig, nach diesem Verfahren absolut masshaltige Formteile herzustellen, da das Expan- sionsverhältnis der Teile nie gleich ausfällt und da femer die geschlossenzelligen Schaumstoffe bei Dauerbelastung oder auch bei nicht optimal gewählten Expansionsbedingungen gewisse Schrumpfungserscheinungen zeigen.
EMI1.2
machertypen sowie allen stickstoffabgebenden Treibmitteln, sofern deren Reaktionstemperatur zwischen etwa 100 und 170 liegt, zu einem Schaumstoff.
Die Unwirtschaftlichkeit des Hochdruckverfahrens und die technischen Mängel des nach diesem Verfahren herzustellenden Schaumstoffes führen zur Entwicklung von Rezepturen und Treibmitteln, die in optimaler Kombination bei Erwärmung unter Atmosphärendruck aufgeschäumt und zu einem Schaumstoff fixiert werden können. Dadurch kommt man in einem einstufigen Prozess zu einem In der Regel offenzelligen Schaumstoff. Es wurde auch versucht, diese drucklos zu verarbeitenden Mischungen in offene
EMI1.3
Verfahrens,Aufwand und in einer beträchtlichen Verringerung des Treibmittelgehaltes auf zirka 5% liegen, machen sich dabei oft die hohen Ansprüche, welche an die Rezeptur gestellt werden, nachteilig bemerkbar.
Es kommt darauf an, die Zusammensetzung der Mischung so zu wählen, dass ihr Gelierbereich genau auf die Reaktionstemperatur des Treibmittels abgestimmt ist. Schoh fabrikarionsmässig bedingte geringe Schwankungen in der Qualität der Grundkomponenten können zu empfindlicher Beeinträchtigung des Verschäu- mungsablaufes führen. Am unangenehmsten aber macht sich diese Empfindlichkeit der Aufschäumungs-
EMI1.4
<Desc/Clms Page number 2>
Man hat auch versucht, die Mischung ausserhalb der Form unter Druck mit einem Gas zu sättigen und dann als Schaum in den Formhohlraum einzudrücken bzw.'die gasgesättigxe Mischung während des Ein- drUckens in die Form aufschäumen zu lassen.
Auch dieses Verfahren bringt eine sehr unregelmässige Zellstruktur infolge Entmischung der Paste, die namentlich bei der Herstellung von Teilen eintritt, in denen der Schaum komplizierte Fliesswege in der Form zurücklegen muss.
Es ist weiterhin bekannt, dass die Ansprüche, welche an die Rezeptur gestellt werden, geringer sein können und dass die erwähnten Nachteile sich weit weniger bemerkbar machen, wenn man die Ausgangsmischung drucklos oder unter geringem Gegendruck durch Erwärmen in der Form bis zur Ausschäumung des Formhohlraumes ansteigen lässt und dann den Schaum in der verschlossenen Form unter dem sich in-
EMI2.1
10-60% mit der treibmittelhaltigen Mischung gefillt ist, wird mit dem Anschäumen der Mischung aus dem Formhohlraum, der bis zur Ausschäumung nur lose verschlossen ist, herausgedrängt.
EMI2.2
grobe Blase und Fehlstelle in dem Schaumstoff zurückbleibt.
Es wurde gefunden, dass man masshaltige Formteile aus Polyviaylcbloridschaum in einem einstufigen Prozess aus einer weichmacher- und treibmittelhaltigen Polyvinylchloridmischung vorrteilhaft herstellen kann, wenn man die Form zu 10-60% mit einer Mischung füllt, die bis zum vollständigen Anschäumen der Form flüssig genug bleibt, um die im Formhohlraum elngeschlossene Luft a.
ufnehmen zu können, anschliessend die Mischung bei geschlossener Form aufschäumt, dass sich ein Druck unterhalb von 10 atü einstellt, und bei diesem Druck und erhöhter Temperatur den Schaumstoff ausgeliert. Diese Arbeitsme-
EMI2.3
Deckel verschlossen werden, den Vorteil, tbss man auch diese Formen von Anfang an verschliessen kann und dadurch die sonst erforderliche Unterbrechung des Arbeitsprozesses vermeidet, die nach dem Herausschieben der Luft mit Vollendung der Ausschäumung beim Verschliessen der Form eintritt.
Grundlegende Bedingung für diese Arbeitsweise ist, dass der ansteigende Schaum, insbesondere seine Oberfläche, lange genug, d. h. bis der Schaum die gegenüberliegende Fornwandung berührt, ausreichend flüssig gehalten wird, um die Luft absorbieren zu können, "Verhornt" die Oberfläche des Schaumes infol-
EMI2.4
Gelierung.1asswiderstand. Es kommt zu den bekannten Fehlstellen zwischen Wand und Haut bzw. auch, sofern der ansteigende Schaum zu früh ausgeliert, zu groben Lunkern im Schaumstoff.
Es ist möglich, die geforderte Verzögerung der Gelierung einer Paste bis zur vollendeten Ausschäumung der Form sowohl durch Verwendung höher gelierender Weichmacher und/oder höher gelierenden Polyvinylchloridtypen und/oder die Gelierung verzögernde Zusätze als auch durch Kombinationen von Treibmitteln, die verschiedene Zersetzungspunkte haben, zu erreichen. Mit dieser Staffelung der Zersetzung-
EMI2.5
plötzlichen Aufschäumens eine unregelmässige Zellstruktur und lässt den Schaumstoff infolge der freiwerdenden Zersetzungswärme schnell gelieren. Dadurch kann das Luftpolster nicht : mehr aufgenommen werden.
Führt man der Mischung die Wärme vorsichtig zu, um das reibmittellangsam zu zersetzen, be- steht die Gefahr, dass der Schaumstoff unter der dann relativ langen Wärmeeinwirkung bereits vor der Ausschäumung des Formhohlraumes so weit angeliert, dass das Luftpolster ebenfalls nicht voll aufgenommen wird.
Geeignete, bei höherer Temperatur gelierende Weichmacher sind beispielsweise Dinonylphthalat, Diisodecylphthalat sowie die Polymerweichmacher.
Als die Gelierung verzögernde Zusätze können die bekannten Extender, wie Oktylstearat, Dibenzyl-
<Desc/Clms Page number 3>
toluol, Verwendung finden. Eine geeignete Treibmittelkombination besteht z. B. aus 0, 5 - 1 Teilen, bezogen auf 100 - 120 Teile Polyvinylchloridpaste, eines sich bei zirka 60 zersetzenden Treibmittels, wie Ammoniumcarbonat oder Ammoniumbicarbonat, und 3 - 5 Teilen eines Sulmydrazides, wie z. B. Diphe- nylsulfon-3, 3'-disulfohydrazid und Benzolsulfohydrazid, die zwischen 90 und 1600 reagieren. Steigert man den Gehalt an Treibmittel der ersten Zersetzungsstufe weiter, entsteht infolge der zu heftigen Reaktion eine Schaumstoffstruktur mit zunehmenden Fehlstellen.
Weiterhin kann man die Gelierung verzögern. wenn man die Temperatur so steuert, dassimBereich der Angelierung die Wärme vorsichtig zugeführt wird, damit das Treibmittel zur Reaktion, die. Paste jedoch noch nicht zur Gelierung kommt. Auch hiedurch kann die Paste - allerdings nur in begrenztem Mass wegen der bereits erwähnten Gefahr der zu starken Angelierung bei längerer Wärmeeinwirkung - in genügend flüssigem Zustand aufschäumen und die Luft aufnehmen. Den Einfluss der Aufheizgeschwindigkeit auf die Beseitigung des Luftpolsters zeigt die Versuchsreihe in Beispiel 2.
Der vorzeitigen Angelierung der Oberfläche des Schaumstoffes wirkt von seiten der Heizbedingungen entgegen, wenn die Form einseitig von unten erwärmt wird, indem man sie nicht in ein allseitig die Form umschliessendes Heizfutter, sondern auf eine flache Heizplatte stellt.
Beispiel l : Zur Herstellung eines 240 mm langen und 30 x 40 mm im Querschnitt messenden Teiles verwendet man eine zweiteilige Aluminiumform mit 15 mm Wandstärke, die in halber Höhe des Formhohlraumes geteilt ist. Die Formhälften werden auf 1000 erhitzt und mit einer Mischung aus 50 Gew.-Teilen Dioktylphthalat und 50 Teilen Polyvinylchlorid ausgeschwenkt, so dass eine 0. 5 mm starke Polyvinylchloridhaut in den Formhälften haften bleibt.
Sodann füllt man die eine Formhälfte zu 30% des Volumens vom gesamten Formhohlraum mit einer treibmittelhaltigen Paste auf 50 Gew.-Teilen Polyvi- nylchlorid, 70 Gew.-Teilen Dinonylphthalat, 0, 75 Gew.-Teilen Natriumbicarbonat, 5 Gew.-Teilen Di- phenyl-3, 3'-disulfohydrazid und 0, 5 Gew.-Teilen Ammoniumbicarbonat, belegt die Trennflächender Form zwecks gasdichten Verschlusses mit einer Weichdichtung, verschraubt die Form mit der zweiten Formhälfte mittels vier eingelassener Stahlschrauben und stellt sie mit einer Ausgangstemperatur von 800 in waagrechter Lage in ein mit elektrischen Heizpatronen ausgerüstetes Heizfutter, das auf eine konstante Temperatur von 1900 eingestellt ist.
Nach 13 Minuten erreicht die Form eine Temperatur von 172 , sie wird nach 18 Minuten aus dem Heizfutter herausgezogen, 20 Minuten lang in kaltes Wassergehalten, und dann wird das Teil entformt. Es entsteht ein fehlerloser Schaumstoff mit gleichmässig feiner Zellstruktur. Ohne den Zusatz von Ammoniumbicarbonat erhält man einen Schaumstoff, in dem sich die Luft zum grossen Teil in Form von groben Blasen niedergeschlagen hat.
B eisp iel 2 : Man füllt die in Beispiel 1 beschriebene Form zu 300/0 mit der treibmittelhaltigen Pa- ste, taucht sie in ein auf 2000 gebrachtes, auf einer Heizplatte stehendes Flüssigkeitsbad. Die graphische Darstellung in Fig. l zeigt den unterschiedlichen Temperaturanstieg der Form, wenn diese auf 650 oder 800 vorgewärmt in das Flüssigkeitsbad eingelegt wird. Bei einer Ausgangstemperatur von 6ff verläuft die weitere Aufheizung so vorsichtig, dass die Mischung durch Aufnahme des Gaspolsters den Formhohlraum
EMI3.1
MischungLuftaufnahmefähigkeit der Paste an der schrittweisen Vergrösserung der Blase zu erkennen.
Die Fehlstellen treten anderseits auch zunehmend auf, wenn man die Form mit einer Ausgangstemperatur von 500 oder 400 in das Ölbad einsetzt, weil dann die Verzögerung der Aufheizung zu gross wird und dadurch die Paste vor ausreichender Reaktion des Treibmittels zu stark angeliert.