DE102004061983A1 - Materialzusammensetzung zur Vernetzung - Google Patents

Materialzusammensetzung zur Vernetzung Download PDF

Info

Publication number
DE102004061983A1
DE102004061983A1 DE200410061983 DE102004061983A DE102004061983A1 DE 102004061983 A1 DE102004061983 A1 DE 102004061983A1 DE 200410061983 DE200410061983 DE 200410061983 DE 102004061983 A DE102004061983 A DE 102004061983A DE 102004061983 A1 DE102004061983 A1 DE 102004061983A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
material composition
composition according
polymer
groups
weight percent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200410061983
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Eibl
Steven Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rehau Automotive SE and Co KG
Original Assignee
Rehau AG and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rehau AG and Co filed Critical Rehau AG and Co
Priority to DE200410061983 priority Critical patent/DE102004061983A1/de
Publication of DE102004061983A1 publication Critical patent/DE102004061983A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/56—Organo-metallic compounds, i.e. organic compounds containing a metal-to-carbon bond
    • C08K5/57—Organo-tin compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Die erfindungsgemäße Materialzusammensetzung, geeignet zur Herstellung eines Formteils, die vernetzbar ist unter Bildung eines vernetzten polymeren Werkstoffs, zeichnet sich dadurch aus, dass sie mindestens ein siliziumhaltiges Polymer enthält, das nach der Plastifizierung und Formgebung unter Einwirkung von UV-Strahlung in einem kontinuierlichen Fertigungsverfahren siliziumhaltige Vernetzungsstrukturen bildet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Materialzusammensetzung zur Vernetzung von Polymeren und das Verfahren zur Vernetzung der Materialzusammensetzung.
  • Die Vernetzung von Polymeren durch Silane ist seit langem bekannt.
  • Die Schrift US 6 448 343 lehrt die Herstellung von silanvernetzten thermoplastischen Elastomeren. Die Vernetzung erfolgt durch Aminosilane, die mit radikalisch gepfropften Carbonsäureanhydridgruppen von Polyolefinen reagieren. Die Vernetzungsgrade betragen dabei zwischen 10 und 50 %. Hierbei wird ein Anteil an Aminosilan von 250 bis 25.000 ppm bezogen auf den Polymeranteil verwendet.
  • Die Schrift DE 196 29 429 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten olefinischen Polymeren. Die Vernetzung erfolgt durch gesättigte und ungesättigte Organosilanverbindungen unter Zugabe eines thermisch zerfallenden Radikalbildners, welcher Acylperoxid und/oder Alkylperoxid und/oder Hydroperoxid und/oder Ketonperoxid und/oder Peroxiketal und/oder Perester und Peroxicarbonat und/oder Azonitril und/oder eine Azoverbindung ist.
  • Die Silanvernetzung von Polyolefinen erlangte erstmals 1968 durch Einführung des SIOPLAS-Verfahrens für die Vernetzung von Ethylen-vinylsilan-Copolymeren industrielle Bedeutung. Weitere Verfahren sind das MONOSIL- und das SPHERISIL-Verfahren. Nachteil dieser Verfahren, welche insbesondere nur für die Vernetzung von Polyethylen angewendet werden können, ist die sehr aufwendige Prozessführung und umständliche Produktionslogistik.
  • Infolge des zweigliedrigen Prozesses – Extrusion und anschließende Lagerung der Extrudate für 6 bis 48 Stunden in Wasser- oder Dampfbädern, welche zur Vernetzung erforderlich ist – ist eine Prozesskontrolle schwierig. Während der Lagerung im Wasser- oder Dampfbad findet die Vernetzung der Oligoalkoxysilylgruppen zu Silyloxygruppen statt.
  • Mit diesem nasschemischen Verfahren der Silanvernetzung lassen sich lediglich Vernetzungsgrade von 70 % bei Polyethylen erzielen.
  • Bei der Extrusion muss zudem auf Ausschluss von Wasser geachtet werden, da im Extruder radikalisch induziert die Silanverbindungen auf die Polymere gepfropft werden. In Gegenwart von Wasser würde bereits im Extruder die Vernetzung erfolgen.
  • Um eine Vorvernetzung im Extruder zu vermeiden, muss zudem mit geringen Silankonzentrationen gearbeitet werden.
    •
  • Die Aufgabe besteht also darin, eine Materialzusammensetzung anzugeben, die eine vollständige Vernetzung unter Ausbildung von siliziumhaltigen Vernetzungsstrukturen nach der Formgebung der Materialzusammensetzung unter Verzicht auf eine anschließende 6- bis 48-stündige Wasser- und/oder Dampfbadlagerung ermöglicht und das zugehörige Verfahren zur Vernetzung.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Materialzusammensetzung, die geeignet ist zur Vernetzung mit UV-Strahlung, die sich dadurch auszeichnet, dass sie mindestens ein siliziumhaltiges Polymer, das unter Einwirkung von UV-Strahlung in einem kontinuierlichen Fertigungsverfahren siliziumhaltige Vernetzungsstrukturen bildet, umfasst.
  • Das siliziumhaltige Polymer weist dazu zumindest eine organofunktionelle Silylalkoxygruppe und/oder eine organofunktionelle Silazangruppe auf.
  • Die organofunktionelle Silylalkoxygruppe und/oder organofunktionelle Silazangruppe enthält mindestens einen organischen Rest R, über welchen die Silylalkoxygruppe und/oder Silazangruppe an das Polymer angebunden ist.
  • Dabei kann das siliziumhaltige Polymer durch eine Pfropfungsreaktion und/oder eine Additionsreaktion und/oder eine Kondensationsreaktion und/oder Kombinationen hiervon hergestellt sein.
  • Der organische Rest R, über welchen die Silylalkoxygruppe und/oder Silazangruppe an das Polymer angebunden wird, ist Aminobutenyl und/oder Aminoethylallyl und/oder Aminoethyl und/oder Amino- und/oder Aminophenylvinyl und/oder Methacryloxypropyl und/oder Methacryloxydimethyl und/oder Styrylethyl und/oder Vinyl und/oder Cyclohexenyl und/oder Cycloheptenyl und/oder Ethyl und/oder Propyl und/oder Butyl und/oder Pentyl und/oder Hexyl und/oder Heptyl und/oder Octyl und/oder Mischungen hiervon.
  • Das siliziumhaltige Polymer reagiert durch UV-Strahlung unter Ausbildung von [SixOy]-Einheiten, welche intermolekular und/oder intramolekular vernetzen.
  • Die Reaktion zu [SixOy]-Einheiten wird unter dem Einfluss von Luftsauerstoff und/oder Ozon und/oder in Gegenwart von Wasser und/oder in Gegenwart einer Lewis-Säure und/oder mindestens eines Photoinitiators begünstigt.
  • Die Lewis-Säure kann erfindungsgemäß ein Zinndioctanoat und/oder ein Zinnoxalat und/oder ein Zinnoxid und/oder ein Dioctylzinndilaurat und/oder ein Dibutylzinndilaurat und/oder ein Laurylstannoxan und/oder ein Dibutylzinncarboxylat und/oder ein Monobutylzinntris(2-ethylhexanoat) und/oder ein Dibutylzinndiisooctanoat und/oder ein Dibutylzinndiacetat und/oder ein Dibutylzinnoxid und/oder eine Mischung hiervon sein.
  • Die Lewis-Säure kann in einer Menge von 0,01 bis 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, enthalten sein.
  • Der Photoinitiator ist ausgewählt aus einem Derivat des Benzophenons und/oder einem Derivat des Benzils und/oder aus IRGACURETM 754, ein Zweikomponentensystem aus Oxy-phenyl-essigsäure-2-[2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethylester und Oxy-phenyl-essigsäure-2-(2-hydroxy-ethoxy)ethylester und/oder aus IRGACURETM 369, 2-Benzyl-2(dimethylamino)-4-morpholinobutyrophenon und/oder aus einer Mischung hiervon.
  • Das Derivat des Benzophenons und/oder das Derivat des Benzils weist UV-Absorptionsbanden auf, die komplementär zu den Banden im Emissionsspektrum der UV-Strahlenquelle liegen.
  • Die Substituenten des Derivats des Benzophenons und/oder des Derivats des Benzils tragen in den Positionen 1 bis 10, wahlweise in den Positionen 1 und/oder 2 und/oder 3 und/oder 4 und/oder 5 und/oder 6 und/oder 7 und/oder 8 und/oder 9 und/oder 10 der Benzolringe Wasserstoffatome und/oder Alkyl- (C1 bis C24) und/oder Cycloalkyl- und/oder Cycloalkenyl- und/oder Alkenylgruppen und/oder Alkylglycol- und/oder Alkenylglycolgruppen und/oder Acyl- und/oder Acylamid und/oder Acylimidgruppen und/oder Alkanoyl- und/oder Alkenoylgruppen und/oder Amino- und/oder Aminoalkyl und/oder Aminoalkenyl- und/oder Aminoalkenylglycoylgruppen und/oder Imino- und/oder Iminoalkyl- und/oder Iminoalkenyl- und/oder Iminoalkenylglycoylgruppen und/oder Hydroxygruppen und/oder Alkoxy- und/oder Alkenoxygruppen und/oder Benzyl- und/oder Phenyl- und/oder Phenoxy- und/oder Phenylamin- und/oder Diphenylimingruppen und/oder N-Heterocylengruppen auf der Basis von Pyridin, Pyrrol, Pyrrazol, Pyrrolidon, Pyrrolidinopyridin, Pyrimidin, Pyrazin, Pyridazin, Pyrazol, Imidazol, Piperidin, Tetrahydrofuran, Furan, Lacton und/oder Chlorogruppen.
  • Die Reste R der Ketalgruppen des Benzils sind Methyl- und/oder Ethyl- und/oder Propyl und/oder Butyl-Gruppen.
  • Als Photoinitiator wird insbesondere 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon und/oder para-Dodecylbenzophenon und/oder 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-4-morpholinobutyrophenon und/oder eine Mischung hiervon eingesetzt.
  • Der Photoinitiator wird erfindungsgemäß, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, in einer Menge von 0,5 bis 8 Gewichtsprozent eingesetzt.
  • Insbesondere wird der Photoinitiator para-Dodecylbenzophenon, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer (I), in einer Menge von 1 bis 2 Gewichtsprozent zugegeben.
  • In der Materialzusammensetzung können erfindungsgemäß weitere Komponenten enthalten sein, umfassend
    • (A) Radikalfänger und/oder
    • (B) grenzflächenaktive Substanzen und/oder
    • (C) Füllstoffe und/oder
    • (D) Mischungen hiervon.
  • Der Radikalfänger (A) kann dabei ein Methylethylketon und/oder ein Methylisobutylketon und/oder ein sterisch gehindertes Amin (HALS), und/oder ein Benzotriazol und/oder ein Diphenylacrylat und/oder ein Zimtsäureester und/oder ein Derivat des 2,2,6,6-Tetramethyl-piperidin-1-oxyl (TEMPO), und/oder ein 4-Hydroxycoumarin und/oder ein D, L-α-Tocopherol und/oder eine Mischung hiervon sein.
  • Der Radikalfänger (A) wird zwischen 0,01 und 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, der Materialzusammensetzung zugegeben.
  • In der erfindungsgemäßen Materialzusammensetzung ist die grenzflächenaktive Substanz (B) eine siliziumhaltige Verbindung.
  • Die grenzflächenaktive Substanz (B) kann ausgewählt sein aus einem Vinyltrimethoxysilan und/oder einem Vinyltriethoxysilan und/oder einem Vinyltriacetoxysilan und/oder einem Vinyltris(2-methoxyethoxy)silan und/oder einem 3-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan und/oder einem Methacryloxymethyl-methyldimethoxysilan und/oder einem Methacryloxymethyl-trimethoxysilan und/oder einem Methacryloxymethyl-methyldiethoxysilan und/oder einem Methacryloxymethyl-triethoxysilan und/oder einem Methyltrimethoxysilan und/oder einem Methyltriethoxysilan und/oder einem Dimethyldiethoxysilan und/oder einem Trimethylethoxysilan und/oder einem Isooctyltrimethoxysilan und/oder einem Isooctyltriethoxysilan und/oder einem Hexadecyltrimethoxysilan und/oder einem Cyclohexylmethyldimethoxysilan und/oder einem Dicyclopentyldimethoxysilan und/oder einem Phenyltriethoxysilan und/oder einem Octadecylmethyldimethoxysilan und/oder einem 3-Aminopropyltriethoxysilan und/oder einem 3-Aminopropyltrimethoxysilan und/oder einem Glycidylpropyltrimethoxysilan und/oder einem 3-Aminopropyldiethoxysilan und/oder einem Octamethylcyclotetrasiloxan und/oder einem Decamethylcyclopentasiloxan und/oder einem Dodecamethylcyclohexasiloxan und/oder einem Hexamethyldisiloxan und/oder einem Hexamethyldisilazan und/oder einem Hexamethyldisilan und/oder einem Tetramethylsilan und/oder einem Tetraethoxysilan und/oder einem Trimethylsilyldimethylamin und/oder einer Mischung hiervon.
  • Die grenzflächenaktive Substanz (B) kann zwischen 0,1 und 10 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, enthalten sein.
  • Die grenzflächenaktive Substanz (B) führt zur UV-vernetzenden Anbindung von silikatischen Füllstoffen, wie Glasfasern und/oder anorganischen Füllstoffen auf Basis von Schichtsilikaten und/oder Talkum und/oder Kaolin und/oder Wollastonit und/oder Zeolithen an die Polymermatrix.
  • Erfindungsgemäß kann zur Materialzusammensetzung ein Füllstoff (C), ausgewählt aus Fasern und/oder Pulver und/oder Partikel, bestehend aus Metallen und/oder Kohlenstoff-Modifikationen und/oder Naturstoffen und/oder Gläsern und/oder Keramiken und/oder Metalloxiden und/oder Kunststoffen und/oder Schichtsilikaten, zugegeben werden.
  • Dabei kann der Füllstoff (C) zwischen 0,1 und 40 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, enthalten sein.
  • Die erfindungsgemäße Materialzusammensetzung wird zur Herstellung von Formteilen, ausgewählt aus Extrudaten, Coextrudaten, Compositen und Verbundwerkstoffen eingesetzt.
  • Dabei lassen sich mit der Materialzusammensetzung Formteile jeglicher Art, umfassend insbesondere Rohre, Schläuche, Dichtungen und Profile, in vorteilhafter Weise erzeugen.
  • Die Aufgabe, das Verfahren zur Vernetzung anzugeben, wird wie folgt gelöst: Die UV-Vernetzung der erfindungsgemäßen Materialzusammensetzung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess ein Formteil bereitgestellt wird, das eine Wandstärke von größer 0,5 mm aufweist, welches bei einer Fertigungsgeschwindigkeit von 5 m/min bis 100 m/min unter Einstrahlung von UV-Licht der Wellenlänge 120 bis 450 nm mit einer Strahlungsintensität im UV-Bereich von 10 bis 100 W/cm, ausgesandt von mindestens einer monochromatischen und/oder polychromatischen UV-Strahlenquelle, umfassend einen Excimer-Laser, ausgewählt aus einem Xenon-Fluorid- oder einem Xenon-Chlorid- oder einem Krypton-Fluorid- oder einem Krypton-Chlorid-Laser, und/oder einer Excimer-Lampe, ausgewählt aus einer Xenon-Chlorid- oder einer Krypton-Chlorid- oder einer Krypton-Bromid-Lampe, und/oder einer Quecksilberdampflampe mit Mikrowellenanregung und/oder Lichtbogenanregung und/oder einer Quecksilberdampflampe mit Eisen- oder Gallium-Indium- oder Gallium-Blei-Dotierung, in der Materialzusammensetzung siliziumhaltige Vernetzungsstrukturen ausbildet, wobei nach der UV-Vernetzung der Vernetzungsgrad 50 bis 98 %, insbesondere 70 bis 80 %, und/oder der Zugverformungsrest (gemessen entsprechend DIN ISO 2285 bei 70 °C) 10 bis 50 %, bevorzugt 10 bis 20 %, beträgt.
  • Das Verfahren zur Vernetzung der erfindungsgemäßen Materialzusammensetzung findet insbesondere ohne jeglichen Zutritt von Wasser statt.
  • Der Vernetzungsgrad wurde wie folgt bestimmt:
    Die Bestimmung des Vernetzungsgrades an vernetzten Formteilen aus Polyolefinen wurde entsprechend DIN EN 579 durchgeführt.
  • Die Bestimmung des Vernetzungsgrades/Gelgehalts an Polyolefin-Polyamid-Blends wurde wie folgt durchgeführt:
    • a) analog DIN EN 579: Bestimmung des extrahierbaren Anteils aus der Polyolefinphase,
    • b) durch Extraktion mit Ameisensäure unter Rückflusskochen: Bestimmung des extrahierbaren Anteils aus der Polyamidphase.
  • Der Vernetzungsgrad bzw. der Gelgehalt entsprechen dem Restgewicht nach Trocknung bezogen auf die Einwaage.
    •
  • Beispiele für Materialzusammensetzungen:
  • Im folgenden wird die Erfindung durch nachstehend aufgeführte Beispiele in der Tabelle 1 verdeutlicht.
  • Die Bandextrudate, an denen die experimentellen Daten ermittelt wurden, sind inline vernetzt. Die Vernetzung fand nach der Formgebung der Materialzusammensetzung statt. Die Bestrahlungsdauer betrug 10 sec.
  • Es sind beispielhaft Rezepturen 1 bis 5 (Rez. 1 bis Rez. 5) angegeben, wobei die Zusammensetzung gemäß der Tabelle 1 in Massenanteilen genannt ist.
    Figure 00070001
    Tabelle 1
  • Legende
    • (1) LLDPE-g-(VTMO):
    VinyltrimethoxUVysilan-gepfropftes linear low density polyethylene
    (2) SEBS-a-(STMSO):
    Styryltrimethoxysilan-addiertes Styrol-Ethylen-Butylen-Blockcopolymer
    (3)PA12-k-(AEDEOVS):
    Kondensat aus Polyamid 12 und Aminoethyldiethoxyvinylsilan (AEDEOVS)
    (4) POE-g-MAH:
    Maleinsäure-gepfropftes Polyolefinelastomer
    (5) HDPE-g-(VTMO):
    Vinyltrimethoxysilan-gepfropftes high density polyethylene
    (6)PP-g-(VTMO):
    Vinyltrimethoxysilan-gepfropftes Polypropylen
    (7) POE:
    Polyolefinelastomer.
    • 1)Bestimmung des Vernetzungsgrades/Gelgehalts: Die Bestimmung des Vernetzungsgrades an vernetzten Formteilen aus Polyolefinen wurde entsprechend DIN EN 579 durchgeführt. Die Bestimmung des Vernetzungsgrades/Gelgehalts an Polyolefin-Polyamid-Blends wurde wie folgt durchgeführt: a) analog DIN EN 579: Bestimmung des extrahierbaren Anteils aus der Polyolefinphase, b) durch Extraktion mit Ameisensäure unter Rückflusskochen: Bestimmung des extrahierbaren Anteils aus der Polyamidphase. Der Vernetzungsgrad bzw. der Gelgehalt entsprechen dem Restgewicht nach Trocknung bezogen auf die Einwaage.
    • 2)Zugverformungsrest gemäß DIN ISO 2285 bei 70 °C bestimmt (bei Weichmaterialien/Elastomeren, nicht bestimmt bei Hartmaterialien (n.b.), bei Rez. 2 und Rez. 5).
  • Der Erfindungsgedanke lässt sich auch so weiterbilden, dass die erfindungsgemäße Materialzusammensetzung mit einem Polymermaterial abgemischt wird, das seinerseits keine siliziumhaltige Gruppen aufweist.
  • Insbesondere ist aber auch denkbar, den Erfindungsgedanken noch so weiterzubilden, dass Abmischungen der erfindungsgemäßen Materialzusammensetzung mit einem Polymer, das seinerseits keine siliziumhaltigen Gruppen aufweist, erfolgen, wobei niedermolekulare Silanverbindungen zugesetzt werden und die so gebildete Materialzusammensetzung unter Einwirkung von UV-Strahlung vernetzt wird.
  • Als niedermolekulare Silanverbindung kann dazu eine siliziumhaltige Verbindung ausgewählt sein aus einem Vinyltrimethoxysilan und/oder einem Vinyltriethoxysilan und/oder einem Vinyltriacetoxysilan und/oder einem Vinyltris(2-methoxyethoxy)silan und/oder einem 3-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan und/oder einem Methacryloxymethyl-methyldimethoxysilan und/oder einem Methacryloxymethyl-trimethoxysilan und/oder einem Methacryloxymethyl-methyldiethoxysilan und/oder einem Methacryloxymethyl-triethoxysilan und/oder einem Methyltrimethoxysilan und/oder einem Methyltriethoxysilan und/oder einem Dimethyldiethoxysilan und/oder einem Trimethylethoxysilan und/oder einem Isooctyltrimethoxysilan und/oder einem Isooctyltriethoxysilan und/oder einem Hexadecyltrimethoxysilan und/oder einem Cyclohexylmethyldimethoxysilan und/oder einem Dicyclopentyldimethoxysilan und/oder einem Phenyltriethoxysilan und/oder einem Octadecylmethyldimethoxysilan und/oder einem 3-Aminopropyltriethoxysilan und/oder einem 3-Aminopropyltrimethoxysilan und/oder einem Glycidylpropyltrimethoxysilan und/oder einem 3-Aminopropyldiethoxysilan und/oder einem Octamethylcyclotetrasiloxan und/oder einem Decamethylcyclopentasiloxan und/oder einem Dodecamethylcyclohexasiloxan und/oder einem Hexamethyldisiloxan und/oder einem Hexamethyldisilazan und/oder einem Hexamethyldisilan und/oder einem Tetramethylsilan und/oder einem Tetraethoxysilan und/oder einem Trimethylsilyldimethylamin und/oder einer Mischung hiervon.
  • In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann schließlich die vorgestellte erfindungsgemäße Materialzusammensetzung, die unter Einwirkung von UV-Strahlung in einem kontinuierlichen Fertigungsverfahren siliziumhaltige Vernetzungsstrukturen bildet, insbesondere auch so ergänzt werden, dass parallel dazu auch Vernetzungsprozesse unter Ausbildung von kovalenten und/oder ionischen Vernetzungsstrukturen ablaufen können, wozu der Materialzusammensetzung die hierfür notwendigen Komponenten zugesetzt werden.

Claims (29)

  1. Materialzusammensetzung, geeignet zur Herstellung eines Formteils, die vernetzbar ist unter Bildung eines vernetzten polymeren Werkstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein siliziumhaltiges Polymer (I) enthalten ist, das unter Einwirkung von UV-Strahlung in einem kontinuierlichen Fertigungsverfahren siliziumhaltige Vernetzungsstrukturen bildet.
  2. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das siliziumhaltige Polymer (I) zumindest eine organofunktionelle Silylgruppe und/oder eine organofunktionelle Silazangruppe aufweist.
  3. Materialzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die organofunktionelle Silylalkoxygruppe und/oder organofunktionelle Silazangruppe mindestens einen organischen Rest R enthält, über welchen die Silylalkoxygruppe und/oder Silazangruppe an das Polymer angebunden ist.
  4. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das siliziumhaltige Polymer (I) durch eine Pfropfungsreaktion und/oder eine Additionsreaktion und/oder eine Kondensationsreaktion und/oder Kombinationen hiervon hergestellt ist.
  5. Materialzusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der organische Rest R, über welchen die Silylalkoxygruppe und/oder Silazangruppe an das Polymer angebunden wird, Aminobutenyl und/oder Aminoethylallyl und/oder Aminoethyl und/oder Amino- und/oder Aminophenylvinyl und/oder Methacryloxypropyl und/oder Methacryloxydimethyl und/oder Styrylethyl und/oder Vinyl und/oder Cyclohexenyl und/oder Cycloheptenyl und/oder Ethyl und/oder Propyl und/oder Butyl und/oder Pentyl und/oder Hexyl und/oder Heptyl und/oder Octyl und/oder Mischungen hiervon ist.
  6. Materialzusammensetzung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ausgewählt ist aus (a) einem Polyolefin und/oder (b) einem Styrol-Olefin-Blockcopolymer und/oder (c) einem Polyamid und/oder (d) Kombinationen hiervon.
  7. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das siliziumhaltige Polymer (I) durch UV-Strahlung zu intermolekular und/oder intramolekular vernetzenden [SixOy]-Einheiten reagiert.
  8. Materialzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion zu [SixOy]-Einheiten unter dem Einfluss von Luftsauerstoff und/oder Ozon und/oder in Gegenwart von Wasser und/oder in Gegenwart einer Lewis-Säure und/oder in Gegenwart eines Photoinitiators begünstigt wird.
  9. Materialzusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lewis-Säure (1) ein Zinndioctanoat und/oder (2) ein Zinnoxalat und/oder (3) ein Zinnoxid und/oder (4) ein Dioctylzinndilaurat und/oder (5) ein Dibutylzinndilaurat und/oder (6) ein Laurylstannoxan und/oder (7) ein Dibutylzinncarboxylat und/oder (8) ein Monobutylzinntris(2-ethylhexanoat) und/oder (9) ein Dibutylzinndiisooctanoat und/oder (10) ein Dibutylzinndiacetat und/oder (11) ein Dibutylzinnoxid und/oder (12) eine Mischung hiervon ist.
  10. Materialzusammensetzung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lewis-Säure in einer Menge von 0,01 bis 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, enthalten ist.
  11. Materialzusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Photoinitiator (1) ein Derivat des Benzophenons und/oder (2) ein Derivat des Benzils und/oder (3) IRGACURETM 754, ein Zweikomponentensystem aus Oxy-phenyl-essigsäure-2-[2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethylester und Oxy-phenyl-essigsäure-2-(2-hydroxy-ethoxy)ethylester und/oder (4) IRGACURETM 369, 2-Benzyl-2(dimethylamino)-4-morpholinobutyrophenon und/oder (5) eine Mischung hiervon ist.
  12. Materialzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Derivat des Benzophenons und/oder das Derivat des Benzils UV-Absorptionsbanden aufweist, die komplementär zu den Banden im Emissionsspektrum der UV-Strahlenquelle liegen.
  13. Materialzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Substituenten des Derivats des Benzophenons und/oder des Derivats des Benzils in den Positionen 1 bis 10, wahlweise in den Positionen 1 und/oder 2 und/oder 3 und/oder 4 und/oder 5 und/oder 6 und/oder 7 und/oder 8 und/oder 9 und/oder 10, der Benzolringe – Wasserstoffatome und/oder – Alkyl- (C1 bis C24) und/oder Cycloalkyl- und/oder Cycloalkenyl- und/oder Alkenylgruppen und/oder – Alkylglycol- und/oder Alkenylglycolgruppen und/oder – Acyl- und/oder Acylamid und/oder Acylimidgruppen und/oder – Alkanoyl- und/oder Alkenoylgruppen und/oder – Amino- und/oder Aminoalkyl und/oder Aminoalkenyl- und/oder Aminoalkenylglycoylgruppen und/oder – Imino- und/oder Iminoalkyl- und/oder Iminoalkenyl- und/oder Iminoalkenylglycoyl- und/oder Hydroxygruppen und/oder – Alkoxy- und/oder Alkenoxygruppen und/oder – Benzyl- und/oder Phenyl- und/oder Phenoxy- und/oder Phenylamin- und/oder Diphenylimingruppen und/oder N-Heterocylengruppen auf der Basis von Pyridin, Pyrrol, Pyrrazol, Pyrrolidon, Pyrrolidinopyridin, Pyrimidin, Pyrazin, Pyridazin, Pyrazol, Imidazol, Piperidin, Tetrahydrofuran, Furan, Lacton und/oder – Chlorogruppen sind.
  14. Materialzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reste R der Ketalgruppen des Benzils Methyl- und/oder Ethyl- und/oder Propyl- und/oder Butyl-Gruppen sind.
  15. Materialzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Photoinitiator insbesondere (1) 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon und/oder (2) para-Dodecylbenzophenon und/oder (3) 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-4-morpholinobutyrophenon und/oder (4) eine Mischung hiervon ist.
  16. Materialzusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Photoinitiator, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, in einer Menge von 0,5 bis 8 Gewichtsprozent enthalten ist.
  17. Materialzusammensetzung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Photoinitiator para-Dodecylbenzophenon, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, insbesondere in einer Menge von 1 bis 2 Gewichtsprozent enthalten ist.
  18. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Komponenten enthalten sind, umfassend (A) Radikalfänger und/oder (B) grenzflächenaktive Substanzen und/oder (C) Füllstoffe und/oder (D) Mischungen hiervon.
  19. Materialzusammensetzung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Radikalfänger (A) (1) ein Methylethylketon und/oder (2) ein Methylisobutylketon und/oder (3) ein sterisch gehindertes Amine (HALS), und/oder (4) ein Benzotriazol und/oder (5) ein Diphenylacrylat und/oder (6) ein Zimtsäureester und/oder (7) ein Derivat des 2,2,6,6-Tetramethyl-piperidin-1-oxyl (TEMPO), und/oder (8) ein 4-Hydroxycoumarin und/oder (9) ein D, L-α-Tocopherol und/oder (10) eine Mischung hiervon ist.
  20. Materialzusammensetzung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radikalfänger (A) zwischen 0,01 und 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, enthalten ist.
  21. Materialzusammensetzung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die grenzflächenaktive Substanz (B) eine siliziumhaltige Verbindung ist.
  22. Materialzusammensetzung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die grenzflächenaktive Substanz (B) ausgewählt sind aus (1) einem Vinyltrimethoxysilan und/oder (2) einem Vinyltriethoxysilan und/oder (3) einem Vinyltriacetoxysilan und/oder (4) einem Vinyltris(2-methoxyethoxy)silan und/oder (5) einem 3-Methacryloxypropyl-trimethoxysilan und/oder (6) einem Methacryloxymethyl-methyldimethoxysilan und/oder (7) einem Methacryloxymethyl-trimethoxysilan und/oder (8) einem Methacryloxymethyl-methyldiethoxysilan und/oder (9) einem Methacryloxymethyl-triethoxysilan und/oder (10) einem Methyltrimethoxysilan und/oder (11) einem Methyltriethoxysilan und/oder (12) einem Dimethyldiethoxysilan und/oder (13) einem Trimethylethoxysilan und/oder (14) einem Isooctyltrimethoxysilan und/oder (15) einem Isooctyltriethoxysilan und/oder (16) einem Hexadecyltrimethoxysilan und/oder (17) einem Cyclohexylmethyldimethoxysilan und/oder (18) einem Dicyclopentyldimethoxysilan und/oder (19) einem Phenyltriethoxysilan und/oder (20) einem Octadecylmethyldimethoxysilan und/oder (21) einem 3-Aminopropyltriethoxysilan und/oder (22) einem 3-Aminopropyltrimethoxysilan und/oder (23) einem Glycidylpropyltrimethoxysilan und/oder (24) einem 3-Aminopropyldiethoxysilan und/oder (25) einem Octamethylcyclotetrasiloxan und/oder (26) einem Decamethylcyclopentasiloxan und/oder (27) einem Dodecamethylcyclohexasiloxan und/oder (28) einem Hexamethyldisiloxan und/oder (29) einem Hexamethyldisilazan und/oder (30) einem Hexamethyldisilan und/oder (31) einem Tetramethylsilan und/oder (32) einem Tetraethoxysilan und/oder (33) einem Trimethylsilyldimethylamin und/oder (34) einer Mischung hiervon.
  23. Materialzusammensetzung nach Anspruch 18, 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass die grenzflächenaktive Substanz (B) zwischen 0,1 und 10 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, enthalten ist.
  24. Materialzusammensetzung nach Anspruch 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die grenzflächenaktive Substanz (B) zur Anbindung von silikatischen Füllstoffen, wie Glasfasern und/oder anorganischen Füllstoffen auf Basis von Schichtsilikaten und/oder Talkum und/oder Kaolin und/oder Wollastonit und/oder Zeolithen UV-vernetzend an die Polymermatrix führt.
  25. Materialzusammensetzung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (C) ausgewählt ist aus Fasern und/oder Pulver und/oder Partikel, bestehend aus Metallen und/oder Kohlenstoff-Modifikationen und/oder Naturstoffen und/oder Gläsern und/oder Keramiken und/oder Metalloxiden und/oder Kunststoffen und/oder Schichtsilikaten.
  26. Materialzusammensetzung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (C) zwischen 0,1 und 40 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsprozent Polymer, enthalten ist.
  27. Verwendung der Materialzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26 zur Herstellung von Formteilen, ausgewählt aus Extrudaten, Coextrudaten, Compositen und Verbundwerkstoffen.
  28. Verwendung der Materialzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26 zur Herstellung von Formteilen jeglicher Art, insbesondere von Rohren, Schläuchen, Dichtungen und Profilen.
  29. Verfahren zur Vernetzung der Materialzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess aus der Materialzusammensetzung durch Plastifizieren und nachfolgendes Formen ein Formteil bereitgestellt wird, das eine Wandstärke von größer 0,5 mm aufweist, welches bei einer Fertigungsgeschwindigkeit von 5 m/min bis 100 m/min unter Einstrahlung von UV-Licht der Wellenlänge 120 bis 450 nm mit einer Strahlungsintensität im UV-Bereich von 10 bis 100 W/cm, ausgesandt von mindestens einer monochromatischen und/oder polychromatischen UV-Strahlenquelle, umfassend einen Excimer-Laser, ausgewählt aus einem Xenon-Fluorid- oder einem Xenon-Chlorid- oder einem Krypton-Fluorid- oder einem Krypton-Chlorid-Laser, und/oder einer Excimer-Lampe, ausgewählt aus einer Xenon-Chlorid- oder einer Krypton-Chlorid- oder einer Krypton-Bromid-Lampe, und/oder einer Quecksilberdampflampe mit Mikrowellenanregung und/oder Lichtbogenanregung und/oder einer Quecksilberdampflampe mit Eisen- oder Gallium-Indium- oder Gallium-Blei-Dotierung, auf welches UV-Licht vor oder nach dem Erstarren der plastifizierten Materialzusammensetzung trifft und welches unter Ausbildung siliziumhaltiger Strukturen vernetzt wird, wobei nach der UV-Vernetzung der Vernetzungsgrad 50 bis 98 %, insbesondere 70 bis 80 %, und/oder der Zugverformungsrest (gemessen entsprechend DIN ISO 2285 bei 70 °C) 10 bis 50 %, bevorzugt 10 bis 20 %, beträgt.
DE200410061983 2004-12-23 2004-12-23 Materialzusammensetzung zur Vernetzung Withdrawn DE102004061983A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410061983 DE102004061983A1 (de) 2004-12-23 2004-12-23 Materialzusammensetzung zur Vernetzung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410061983 DE102004061983A1 (de) 2004-12-23 2004-12-23 Materialzusammensetzung zur Vernetzung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004061983A1 true DE102004061983A1 (de) 2006-07-06

Family

ID=36590466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410061983 Withdrawn DE102004061983A1 (de) 2004-12-23 2004-12-23 Materialzusammensetzung zur Vernetzung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004061983A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1806379A1 (de) * 2006-01-04 2007-07-11 Nexans Verfahren zur Vernetzung eines gefüllten Polymers auf Basis von Polyethylen
WO2009059670A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Borealis Technology Oy Crosslinkable polyolefin composition comprising dihydrocarbyl tin dicarboxylate as silanol condensation catalyst
EP2144714A2 (de) * 2007-04-30 2010-01-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum herstellen dünner schichten und entsprechende schicht
US9963573B2 (en) 2013-05-03 2018-05-08 Uponor Innovation Ab Polyolefin pipe
US10519286B2 (en) 2014-04-23 2019-12-31 Uponor Innovation Ab Polyolefin pipe

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3646155A (en) * 1968-12-20 1972-02-29 Midland Silicones Ltd Cross-linking of a polyolefin with a silane
US3730951A (en) * 1971-12-22 1973-05-01 Grace W R & Co Polyenes modified with polyfunctional n-halo amines
EP0450205A1 (de) * 1987-02-24 1991-10-09 Astro-Valcour, Incorporated Formbare geschrumpfte thermoplastische Schaumperlen
DE19629429A1 (de) * 1996-07-22 1998-01-29 Danubia Petrochem Polymere Verfahren zur Herstellung von vernetzbaren olefinischen Polymeren
US6448343B1 (en) * 1998-06-22 2002-09-10 Crompton Corporation Silane vulcanized thermoplastic elastomers
DE10316845A1 (de) * 2003-04-11 2004-11-11 Rehau Ag + Co. Polyolefinrohr

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3646155A (en) * 1968-12-20 1972-02-29 Midland Silicones Ltd Cross-linking of a polyolefin with a silane
US3730951A (en) * 1971-12-22 1973-05-01 Grace W R & Co Polyenes modified with polyfunctional n-halo amines
EP0450205A1 (de) * 1987-02-24 1991-10-09 Astro-Valcour, Incorporated Formbare geschrumpfte thermoplastische Schaumperlen
DE19629429A1 (de) * 1996-07-22 1998-01-29 Danubia Petrochem Polymere Verfahren zur Herstellung von vernetzbaren olefinischen Polymeren
US6448343B1 (en) * 1998-06-22 2002-09-10 Crompton Corporation Silane vulcanized thermoplastic elastomers
DE10316845A1 (de) * 2003-04-11 2004-11-11 Rehau Ag + Co. Polyolefinrohr

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1806379A1 (de) * 2006-01-04 2007-07-11 Nexans Verfahren zur Vernetzung eines gefüllten Polymers auf Basis von Polyethylen
EP2144714A2 (de) * 2007-04-30 2010-01-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum herstellen dünner schichten und entsprechende schicht
EP2527048A3 (de) * 2007-04-30 2013-01-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Herstellen dünner Schichten und entsprechende Schicht
WO2009059670A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Borealis Technology Oy Crosslinkable polyolefin composition comprising dihydrocarbyl tin dicarboxylate as silanol condensation catalyst
EP2077295A1 (de) * 2007-11-08 2009-07-08 Borealis Technology Oy Vernetzbare Polyolefinzusammensetzung mit Dihydrocarbylzinndicarboxylat als Silanolkondensationskatalysator
EA018317B1 (ru) * 2007-11-08 2013-07-30 Бореалис Текнолоджи Ой Кабель низкого, среднего или высокого напряжения, включающий сшиваемую полиолефиновую композицию, содержащую дикарбоксилат дигидрокарбилолова в качестве катализатора силанольной конденсации
US9963573B2 (en) 2013-05-03 2018-05-08 Uponor Innovation Ab Polyolefin pipe
US10392496B2 (en) 2013-05-03 2019-08-27 Uponor Innovation Ab Polyolefin pipe
US10519286B2 (en) 2014-04-23 2019-12-31 Uponor Innovation Ab Polyolefin pipe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1674513A1 (de) TPV-Alternative
DE69632774T2 (de) Silan, freie radikalbildner, amin-mischungen zur vernetzung von olefinpolameren
DE69624023T2 (de) Härtbare Organopolysiloxanzusammensetzung
EP2918648B1 (de) Beschichtungszusammensetzung zum abdichten von oberflächen
EP2061841B1 (de) Siliconzusammensetzung
DE102004007456A1 (de) Hochgefüllte Polyolefin-Compounds
EP2358819B1 (de) Lagerstabile zweikomponentige siliconkleb- und dichtstoffe mit verlängerter mischeroffenzeit
DE3883633T2 (de) Modifizierter, mit Polysiloxan beschichteter, sanitärer Kautschukartikel und Verfahren zu dessen Herstellung.
DE69117036T2 (de) Verbesserte, bei Zimmertemperatur härtbare, Siliconzusammensetzungen
DE69117053T2 (de) Vernetzbare Harzzusammensetzung, ein thermoplastisches Harz enthaltend
DE69817236T2 (de) Formulierung zum Isolieren elektrischer Leiter
WO2010057796A1 (de) Verfahren zum abdichten von oberflächen
EP2151479A1 (de) Polyorganosiloxane und deren Verwendung bei der Verarbeitung und Vulkanisation von Kautschuk
DE102004061983A1 (de) Materialzusammensetzung zur Vernetzung
EP0005773B1 (de) Verfahren zur Vernetzung und Stabilisierung von radikalisch vernetzbaren Polymeren
EP2531512B1 (de) Verwendung von polyorganosiloxanen bei der verarbeitung und vulkanisation von kautschuk
DE3224476A1 (de) Wetterfeste kautschuk-formkoerper und ihre herstellung
EP0741167A2 (de) Lagerstabile alkoxyvernetzende RTV1-Systeme
DE3104645A1 (de) Polysiloxanformmassen
DE102004061981A1 (de) Materialzusammensetzung zur UV-Vernetzung
DE102004061984A1 (de) Materialzusammensetzung zur UV-Vernetzung
DE3207336C2 (de) Silikonzusammensetzung und ihre Verwendung
DE102005030579A1 (de) Siliconharze mit definierter Reaktivität
DE102005041330A1 (de) Silikonelastomere und deren Oberflächenmodifikationen mittels Plasmaverfahren zwecks Beschichtung
DE3719151A1 (de) Verfahren zur herstellung von vernetzbaren halogenkohlenwasserstoffpolymerisaten

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee