DE1282922B

DE1282922B - Verfahren zur Herstellung von schaumflockenartigen Formmassen aus vernetzten AEthylenpolymerisaten

Info

Publication number: DE1282922B
Application number: DED49359A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Rolf Beckmann; Dipl-Chem Dr Erich Behr
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1966-02-14
Filing date: 1966-02-14
Publication date: 1968-11-14
Also published as: FR1511308A; US3622554A; BE694024A; GB1146393A; NL6702132A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WJTWl· PATENTAMT Int. CL:

C08f

AUSLEGESCHRIFT

F16j;H01b;
B01d;C08f

Deutsche KL: 39 b4 -|9/04

47 f-All; 21 c-2/14;
12 d - 25/01; 39 b4-47/08

Nummer: 1282922

Aktenzeichen: P 12 82 922.0-43 (D 49359)

Anmeldetag: 14. Februar 1966

Auslegetag: 14. November 1968

Es ist bekannt, Polyäthylen durch Peroxyde zu vernetzen. Die Schwierigkeiten bei dieser Vernetzung liegen in einer gleichmäßigen Verteilung des Peroxyds im Polymeren. Eine gute und gleichmäßige Verteilung ist nur im geschmolzenen Zustand des Polymeren möglich. Bei diesen Temperaturen zersetzen sich aber bereits brauchbare Peroxyde und zerfallen in Radikale. Dieser Zerfall führt zu einer unerwünschten vorzeitigen Vernetzung, wobei gleichzeitig die Viskosität erhöht und die Verteilung des Peroxyds erschwert wird. Durch zusätzlich frei werdende Reibungswärme führt der Prozeß schließlich zum sogenannten »scorching«, d. h. zum Anbrennen und Verklumpen des Gemisches. Ein auf diese Weise erhaltenes Produkt ist technisch nicht mehr brauchbar.

Um den erwähnten unerwünschten Effekt zu vermeiden, arbeiten daher die bisher bekannten Verfahren immer in der Reihenfolge Compoundierung— Formgebung—Vernetzung. Die Vernetzung wird also erst nach der Formgebung vorgenommen. Nach diesen Verfahren ist es auch möglich, durch Zusatz von Treibmitteln Schaumstoffe aus vernetztem Polyäthylen herzustellen. Man muß allerdings Treibmittel wählen, deren Zersetzungstemperatur oberhalb der Plastifizierungstemperatur des Polyäthylens liegt. Andererseits muß die Zersetzungstemperatur unterhalb der des verwendeten Peroxyds liegen.

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung von schaumflockenartigen Formmassen aus Äthylenpolymerisaten durch Plastifizieren bei erhöhter Temperatur, Zugeben eines peroxydischen Vernetzungsmittels und Erhöhung der Temperatur über die Zersetzungstemperatur des Peroxyds unter Kneten, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Überschreiten der maximalen Zähigkeit schlagartig entspannt.

Es wurde dabei überraschend gefunden, daß man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren technisch brauchbare schaumflockenartige Produkte aus vernetztem Polyäthylen erhält.

Polyäthylen wird in einem geschlossenen Kneter plastifiziert. Die Füllung des Kneters muß dabei so groß sein, daß durch den Kneterverschluß ein gewisser Druck auf die Masse ausgeübt wird. Nach der Plastifizierung wird Peroxyd zugefügt, der Kneter schnell wieder geschlossen und die Temperatur rasch gesteigert. Der einsetzende Vernetzungsprozeß kann durch Erhöhung der Knetgeschwindigkeit noch beschleunigt werden. Mit zunehmender Zähigkeit der Masse wird eine erhöhte Knetkraft benötigt, was durch Messung der Stromaufnahme des Kneters Verfahren zur Herstellung von
schaumflockenartigen Formmassen aus
vernetzten Äthylenpolymerisaten

Anmelder:

Dynamit Nobel Aktiengesellschaft,

5210 Troisdorf

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Dr. Erich Behr, 5210 Troisdorf;

Dipl.-Chem. Dr. Rolf Beckmann, 5200 Siegburg

leicht festzustellen ist. Bei Knetern mit Scherkraftmeßeinrichtungen, wie z. B. dem Brabender-Plasto-

ao graphen, läßt sich diese Kraft direkt verfolgen. Kurz nach Erreichen der größten Zähigkeit wird die Kammer schlagartig vom gebildeten Druck entspannt. Dabei quillt ein feinflockiges, schneeweißes Produkt heraus, das keiner weiteren Nachbehandlung mehr

as bedarf. Eventuell von einem Peroxyd herrührende geruchsbelästigende Spaltprodukte werden durch Trocknen der vernetzten Polyäthylenflocken entfernt.

Das entstandene Produkt ist im Gegensatz zum Ausgangspolyäthylen in allen bekannten Lösungsmitteln unlöslich. Der Schmelzbereich der Flocken liegt — je nach der verwendeten Polyäthylensorte — meist 50 bis 100° C höher als der Schmelzbereich des Ausgangsproduktes. Unter hohem Druck lassen sich die Flocken auch bei niederen Temperaturen zu porösen Platten verdichten oder mit kompakten Polyäthylenplatten oder anderen Teilen verbinden.

Die Flocken besitzen ein Schüttgewicht von 0,2 bis 0,3 g/cm³.

Für dieses Verfahren eignen sich alle bekannten Polyäthylene und Äthylencopolymerisate mit Dichten von 0,92 bis 0,965.

Als Peroxyde werden die für die Vernetzung von Polyäthylen üblichen verwendet, also vorwiegend Dialkylperoxyde oder z. B. Dicumylperoxyd. Die benötigte Peroxydmenge richtet sich etwas nach dem zu vernetzenden Polymeren. Das Polyäthylen niederer Dichte liegt zwischen 2,5 und 6 Gewichtsprozent, das Polyäthylen hoher Dichte zwischen 3,5 und 6 Gewichtsprozent. Je mehr Peroxyd verwendet wird, desto feinflockiger und gleichmäßiger ist das entstehende Produkt.

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Die Plastifizierungstemperatur liegt bei einem Polyäthylen mit niedriger Dichte bei 110 bis 120° C. Bei einem Polyäthylen mit hoher Dichte bei 130 bis 140⁰C. Die Vernetzungstemperatur soll mindestens 20⁰C über der Plastifizierungstemperatur liegen. Zweckmäßig arbeitet man nach dem Zweistromprinzip, d. h., man stellt einen Thermostaten auf die Plastifizierungstemperatur, einen zweiten auf die Vernetzungstemperatur (150 bis 190° C) ein und schaltet die Temperierung des Kneters nach dem Plastifizieren und Einarbeiten des Peroxyds auf den zweiten Thermostaten um.

Das erhaltene Produkt ist infolge seiner thermischen und chemischen Beständigkeit für verschiedene Isolationszwecke, z. B. für die Heißwasserisolation aber auch für die Kälte- und Schallisolierung geeignet. Auf Grund seiner ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften läßt sich das Produkt für verschiedene Zwecke in der Elektroindustrie, z. B. zur Kabelisolierung als dielektrische Zwischenschicht verwenden. Weiter können verdichtete und verpreßte Flocken als chemisch besonders beständige Flüssigkeits- oder Gasfilter verwendet werden. Ebenso lassen sich durch Verpressen Formisolationsstücke herstellen, as

Beispiel

Die Versuchsbedingungen werden dem jeweils zur Verfügung stehenden Knetaggregat angepaßt. In einem Brabender-Plastograph mit Nockenkneter und Druckstempel wird Polyäthylen mit einer Dichte von 0,918 bei 120° C und Polyäthylen mit einer Dichte von 0,955 bei 140° C plastifiziert. Nach Zugabe des Peroxyds (Dicumylperoxyd) wird die Temperatur auf 18O⁰C erhöht. Nach Überschreiten der maximalen Zähigkeit wird das Gemisch durch Beseitigung des Druckstempels entspannt.

Die folgende Tabelle zeigt das erhaltene Schüttgewicht der Produkte bei verschiedenem Peroxydzusatz.

	Schüttgewicht der Flocken	r	IT Polyäthylen Dichte 0,955
Peroxy dmenge Gewichtsprozent	Polyäthylen Dichte 0,918		g/cm3
	g/cm3		0,33
2,5	0,22		0,30
3	0,19		0,28
3,5	0,25		0,28
4	0,34
4,5	0,32		0,27
5	0,28
6	0,29

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Formmassen aus Äthylenpolymerisat durch Plastifizieren bei erhöhter Temperatur, Zugeben eines peroxydischen Vernetzungsmittels und Erhöhung der Temperatur über die Zersetzungstemperatur des Peroxyds unter Kneten, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Überschreiten der maximalen Zähigkeit schlagartig entspannt.