NO123663B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til regulering av viskositeten

av lateksblandinger beregnet til fremstilling

av skumprodukter.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til regulering av viskositeten av lateksblandinger beregnet til fremstilling av skumprodukter og for reduksjon av formaldehydlukten til skummet.

Siden tiden omkring den annen verdenskrig har det vært

kjent å anvende syntetiske latekser ved fremstilling av skumgummi, først blandet med naturgummi-lateks og senere som den eneste la-tekskomponent. Senere er det i US-patent 3 215 647 beskrevet nye syntetiske lateks-skum som er fremstilt fra latekser (noen ganger kalt reaktive latekser) av kopolymerer med reaktive grupper og fra tilsatte vanndispergerbare komposisjoner som er reaktive med dis-

se, ved fremstilling av slike lateks-skumprodukter fremstilles blandinger som nødvendigvis inneholder lateksen og det reaktive stoff og som ofte også inneholder andre bestanddeler, som skum-stabiliserende midler, stoffer for kontroll av pH-verdien, hjelpe-

stoffer for oppskummingen, fortykningsmidler, mineralske fyll-stoffer, antioksydasjonsmidler og som kan inneholde andre stoffer som myknere og andre tilsetningsstoffer. Den resulterende vandige komposisjon oppskummes ved en av de forskjellige kjente fremgangsmåter, som ved hjelp av esemidler eller ved pisking, eller ved bruk av innretninger som har handelsmessig tilgjengelige skum-hatter ("foam heads").

Tidlige virkninger av reaksjonen mellom lateks-komponen-ten og det reaktive stoff (som ofte kalles gelering) hjelper til med å holde den oppskummede komposisjon i celleform inntil videre tørking og herding har funnet sted, i alminnelighet ved anvendelse av varme, resulterer i det ønskede skumprodukt. Blandingen av lateksreaktivt stoff og eventuelle tilsatte andre bestanddeler, som er klar for oppskumningstrinnet, kalles ofte for letthets skyld "skumpreparatet". Efter oppskumningstrinnet, men før merkbar tørking og herding har funnet sted, kalles komposisjonen ofte "vått skum". Det våte skum må ha den egenskap at det beholder sin celleformede struktur, men må ikke være unødig viskøs, særlig når det våte skum skal presses gjennom en slange og/eller behandles med skrapeorganer, en såkalt doktor for å få en forutbestemt skum-tykkelse. Ved fremgangsmåter som bruker slike innretninger, med-fører unødig høy viskositet i det våte skum dannelse av store luft-bobler i skummet bak doktorkniven. Disse boblene blir innesluttet i det våte skummet og nedsetter kvaliteten av det ferdige skum. I tillegg til dette er det særlig fordelaktig å anvende ei. skumpreparat som har et høyt innhold av faststoffer, for å gjøre den mengde vann som ved tørkning må fjernes fra det våte skum minst mulig. Følgelig er det meget ønskelig å ha muligheter for å kunne kontrol-lere eller justere viskositeten av det våte skum uten samtidig å nedsette skumstabiliteten, og uten å nedsette innholdet av faststoffer i preparatet eller i sammensetningen av det våte skum.

For å lette pumping eller annen behandling av skumpreparatet, er det også ønskelig å ha muligheter for å nedsette viskositeten av preparatet uten å forårsake vesentlig nedsettelse av ståbiliteten av det senere fremstilte våte skum.

Ved fremstilling av lateks-skumstrukturer, særlig ved påføring av et skumlag på et belegningsmateriale som ved skumbe-lagte tekstilstoffer, er det ønskelig å oppnå en forutbeistemttyk-keise av det ferdige skum. Det er vanlig å bruke en eller annen form for avskrapningsutstyr for å oppnå den ønskede tykkelse av det våte skum og derefter å utføre herdningen og tørkningen. Det er meget fordelaktig å ha et system hvor tykkelsen av det ferdige, herdede skum ikke i vesentlig grad skiller seg fra tykkelsen av det avstrøkne lag av vått skum - denne egenskap kalles ofte "oppretthol-delse av tykkelse"("gauge retention"). Bibeholdelsen av cellestruk-turen er knyttet til opprettholdelsen av tykkelsen.

I overensstemmelse med det foran anførte går fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ut på regulering av viskositeten av lateksblandinger beregnet til fremstilling av skumprodukter og for reduksjon av formaldehydlukten i skummet, hvilke blandinger består av (1) en lateks av en kopolymer av en styrenforbindelse, et alifatisk konjugert dien med 4 til 10 karbonatomer og en a,/3-etylenisk umettet karboksylsyre og (2) en vanndispergerbar melaminformaldehyd-harpiks, og det karakteristiske ved fremgangsmåten er at det til blandingen før oppskummingen tilsettes fra 0,5 til 2,0 vektdeler, fortrinnsvis fra 1,0 til 1,5 vektdeler pr. 100 deler lateksfaststoffer av natriumsulfitt, kaiiumsulfitt, ammoniumsulfitt eller blandinger av disse.

Anvendelsen av den vannoppløselige sulfitt i de angitte mengder til en blanding som omfatter en reaktiv lateks og et reaktivt stoff, gir muligheter for å justere viskositeten av preparatet og viskositeten av det våte skummet, samtidig som det nedsetter eller eliminerer uønsket lukt uten tap av opprettholdelsen av tykkelsen.

Lateksene som kan anvendes ved fremgangsmåten i henhold til denne oppfinnelse, fremstilles fra kjente monomerer ved kjente fremgangsmåter. Disse kjente monomerene består av minst tre forskjellige typer:

(1) en styrenforbindelse,

(2) et alifatisk konjugert dien, og (3) en a,/3-etylenisk umettet karboksylsyre eller en monomer som kan hydrolyséres til en slik karboksylsyre.

Med uttrykket "styrenforbindelse" menes styren selv og substituerte styrener, i særdeleshet alkylsubstituerte styrener.

I alminnelighet er alkylsubstituenten en lavere alkylgruppe, dvs.

en alkylgruppe med fra 1 til 4 karbonatomer. Eksempler på styren-forbindelsene er styren, a-metylstyren, p-vinyltoluen, o-vinyltoluen, p-tert.-butylstyren, 4-etylstyren og a,p-dimetylstyren.

De alifatiske konjugerte dien-monomerene har fra 4 til

10 karbonatomer og representeres ved isopren, og i særdeleshet 1,3-butadien.

i

Karboksylsyremonomerene består av de a,0-etylenisk umettede syrer og forbindelser som kan overføres til slike monomerer. Representative eksempler er monokarboksylsyrer som akrylsyre, meta-krylsyre og etakrylsyre; dikarboksylsyrer som maleinsyre,, fumar-

syre og itakonsyre; monoestere av dikarboksylsyrer som maleinsyre-halvestere, fumarsyre-halvestere, itakonsyre-halvestere og blandinger av de ovenfor nevnte. Monomerene som kan hydrolyseres til a,/3-etylenisk umettede karboksylsyrer omfatter maleinsyreanhydrid, estere og amider av de ovenfor nevnte karboksylsyrer, særlig ester-

ne og amidene av monokarboksylsyrer, og også de tilsvarende nitri-ler, som akrylnitril og metakrylnitril.

Lateksene fremstilles ved vanlige fremgangsmåter fra de angitte monomerklassene, fortrinnsvis ved emulsjonspolymerisering. Oppløsningspolymerisering eller andre polymeriseringsmetoder kan imidlertid anvendes ved efterfølgende overføring av produktene til lateksform ved kjente fremgangsmåter. Den type monomerer som kan overføres til karboksylsyrer, kopolymeriseres i alminnelighet med én eller flere av hver av de andre nødvendige monomertyper, derefter utføres omdannelsestrinnet (som f.eks. hydrolyse). Som et alternativ til direkte kopolymerisering av minst én monomer fra hver av de tre monomerklassene, kan en kopolymer fremstilles fra styrenforbindelsen og det alifatiske konjugerte dien, og den ety-lenisk umettede karboksylsyre eller tilsvarende kan tilpolymerise-

res til en slik fordannet polymer ved kjente fremgangsmåter for podepolymerisering.

De melamin-formaldehydharpikser som er nyttige ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, er adduktene mellom formaldehyd og melamin som har tilstrekkelig lav molekyl-vekt til å være dispergerbare i vann, og de lavere alkyletere, særlig metyleteren, av de ovenfor nevnte melaminformaldehyd-addukter.

De foretrede (eller alkylerte) me1amin-formaldehydaddukter kan væ-

re delvis eller fullstendig foretret, dvs. hydroksymetyl-substi-tuenten i adduktet kan være delvis eller i alt vesentlig fullsten-

dig overført til lavere alkyl-etergrupper. Melamin-formaldehyd-addukter med varierende foretringsgrad kan også blandes med hver-andre eller med melamin-formaldehyd-addukter uten etersubstituen-

ter. Uttrykket "melamin-formaldehyd-harpikser" skal omfatte stof-fene i henhold til beskrivelsen ovenfor. Beskrivelser og fremgangsmåter for fremstilling av stoffer av denne typen finnes i kap. VIII,

i

"Condensations with Formaldehyd" i Schildknecht, Polymer Processes, Vol. X, High Polymer Series, interscience Publishers Inc., New York, s. 295-350. Ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende

oppfinnelse utelukker ikke den beskrevne forbedring tilsetningen av andre stoffer som kan reagere med lateksen, forutsatt at minst noe av melamin-formaldehyd-harpiksen tilsettes.

Ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse følger fremstillingen av lateks-skumproduktene den alminnelige fremgangsmåte som er angitt i US-patent 3 215 647. Skumpreparåte-ne inneholder nødvendigvis lateksen som beskrevet her og melamin-formaldehyd-harpiks. Slike preparater omfatter ofte også andre tilsatte bestanddeler som sium-stabiliserende stoffer, stoffer for kontroll av pH-verdien, hjelpestoffer for oppskummingen, fortykningsmidler, antioksydasjonsmidler og vanlige uorganiske fyllstof-fer, f.eks. leire, kritt, talkum, mica eller litopon, men disse

er ikke nødvendige. Forbedringen som tilveiebringes ved den foreliggende oppfinnelse, dvs. tilsetning av det vannoppløselige sulfitt av den beskrevne type, kan finne sted til forskjellige tider og ved forskjellige trinn av den samlede prosess. Sulfitten kan f.eks. blandes med den reaktive lateks før eller efter fremstillingen av blandingen av lateks og reaktivt stoff (melamin-formaldehyd-harpiks) eller på et hvilket som helst senere tidspunkt inntil oppskumningstrinnet er tilendebragt. Den foretrukne mengde vannoppløselig sulfitt som anvendes for å oppnå alle fordelene ved oppfinnelsen, er fra 1,0 til 1,5 vektdeler pr. 100 vektdeler lateks faststoffer i komposisjonen. Noen av fordelene kan imidlertid oppnåes innenfor områdene 0,5 deler til 1,0 deler og fra 1,5 til 2,0 deler; således er det samlede mulige område fra 0,5 deler til 2,0 deler.

Det våte skummet påføres på en egnet måte på et substrat som det vil klebe til, eller slik at det igjen kan fjerne fra en overflate som er blitt behandlet f.eks. med polytetrafluor-etylen, f.eks. et bånd som er behandlet på denne måten eller et annet substrat som er behandlet på lignende måte. Alternativt kan det våte skummet anbringes i støpeformer eller spres ut på flate brett. Herdning og tørkning finner sted på vanlig måte,

i alminnelighet under anvendelse av varme.

I de følgende eksempler som illustrerer oppfinnelsen, er alle deler og prosentangivelser vektdeler og vektprosent, unntatt når angitt på annen måte.

Eksempler 1- 12

I hvert av eksemplene 1 til og med 12 og for sammenlig-ningsstoffene ,C2og c3ble et skumpreparat fremstilt ved å blande de følgende bestanddeler og ved å justere pH-verdién av den resulterende blanding til 9,5 med ammoniumhydroksyd:

For det sammenlignende stoff (som ikke er et eksempel i henhold til foreliggende oppfinnelse) ble de samme arbeidstrinn

i

og de samme bestanddeler brukt, med den unntagelse at intet vann-oppløselig sulfitt ble tilsatt.

Det ble tatt små prøver av de resulterende skumprepara-ter for å måle viskositeten av disse ved hjelp av et koaksialt sy-linder-viskosimeter. Resultatene av viskositeten av preparatene er vist i tabell I. Resten av skumpreparatene ble pisket i en Hobart-blander, Modell N-50 til en tetthet eller spesifikk vekt av det våte skum på omtrent 192 g/l. Det ble tatt små prøver av det resulterende våte skum for å bestemme viskositeten av vått skum, denne er også vist i tabell I. Resten av det våte skum fra hvert eksempel ble påført på ostelerret. For hver prøve ble tykkelsen av laget av det våte skum målt, derefter ble en del øyeblikkelig anbragt i en varmluftovn med luftgjennomstrømning ved 160°C i 30 minutter. En annen del av det avstrøkne våte skum fikk stå i 7 minutter, hvorefter tykkelsen ble målt og denné deløn ble umiddel-bart derefter opphetet på samme måte og under de samme betingelser som den ikke-eldnede del. Resultatene er vist i tabell II.

Eksempler 13- 21

Ytterligere skumprøver ble fremstillet ved fremgangsmåten og med de bestanddeler som ble beskrevet for eksemplene 1-12, med den unntagelse at det våte skum ble opphetet i en ovn i 40 minutter, dvs. inntil temperaturen i det indre av skummet var 160°C. Efter at lerretet på hvilket skummet var påført var fjernet, ble en prøve som veide 1,00 g skåret fra hver herdet prøve og ble rystet natten over i 100 ml destillert vann. Formaldehydinnholdet i den resulterende vandige fase ble fastslått ved polarografisk bestemmelse. Resultatene er vist i tabell III.

Fra resultatene som er vist i tabell III fremgår det

at tilsetningen av vannoppløselige sulfitter av den angitte type har som virkning å redusere formaldehydinnholdet i det herdede skum. Direkte sammenligninger av lukten ved lukting, stadfestet at sulf itt-tilsetningen, unntatt ammoniumsulfitt, hadde forbedret luk-teegenskapene av skumprøvene. Med ammoniumsulfittprøvene var det

i alt vesentlig ingen formaldehydlukt, men det var imidlertid en

annen ikke-identifisert lukt. Følgelig foretrekkes derfor natriumsulfitt og kaliumsulfitt.

For sammenligning med de foregående eksempler i henhold

til oppfinnelsen (nr. 1-21) ble det fremstilt andre prøver ved den samme fremgangsmåte som beskrevet i eksemplene 1-12, med den unntagelse at det vannoppløselige sulfitt i disse ble erstattet med natriumbisulfitt i mengder på 0,5 deler, 1,0 deler og 1,5 deler

pr. 100 deler lateksfaststoff. I hvert tilfelle fant en uheldig gulfarvning sted og ikke-identifiserte nye, illeluktende odører kunne påvises.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til regulering av viskositeten av lateksblandinger beregnet til fremstilling av skumprodukter og for reduksjon av formaldehydlukten i skummet, hvilke blandinger består av (1) en lateks av en kopolymer av en styrenforbindelse, et alifatisk konjugert dien med 4 til 10 karbonatomer og en a,/ 3-etylenisk umettet karboksylsyre og (2) en vanndispergerbar melaminformaldehyd-harpiks, karakterisert ved at det til blandingen før oppskummingen tilsettes fra 0,5 til 2,0 vektdeler, fortrinnsvis fra 1,0 til 1,5 vektdeler pr. 100 deler lateksfaststoffer av natriumsulfitt, kaliumsulfitt, ammoniumsulfitt eller blandinger av disse.