DE1679826B2

DE1679826B2 - Verfahren und vorrichtung zum strangpressen von vernetzbarem thermoplastischen kunststoff

Info

Publication number: DE1679826B2
Application number: DE1967E0033582
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-03-14
Filing date: 1967-03-11
Publication date: 1978-02-02
Also published as: US3591674A; NL6703789A; CH477973A; DE1974254U; DE1679826C3; GB1158011A; FI46343B; FI46343C; SE324450B; DE1679826A1; NL156343B; AT309048B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strangpressen von vernetzbarem thermoplastischem Kunststoff, insbesondere zur Herstellung von Rohren, bei dem in den Kunststoff Vernetzungsmittel, Zusatz- und Hilfsstoffe eingemischt werden, die so erzeugte Mischung auf eine Temperatur unterhalb der Schwellentemperatur erwärmt und anschließend unter Formgebung extrudiert wird, wonach auf eine Temperatur bei oder

jo oberhalb der Schwellentemperatur erhitzt wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ausübung eines solchen Verfahrens, insbesondere zur Herstellung von Rohren, mit einer vom Arbeitsraum der Förderschnecke getrennten Druckkammer.

Es ist bekannt, daß thermoplastisches Material wie Polyolefine durch Vernetzung in seinen chemischen und mechanischen Eigenschaften, besonders in seiner mechanischen Festigkeit und Wärmefestigkeit, erheblich verbessert werden kann; dabei kann die Vernetzung durch Einwirkung ionisierender Strahlung oder auch durch die thermische Zersetzung von radikalbildenden Vernetzungsmitteln, wie Peroxiden, bewirkt werden (H. Ferch, Kunststoffe, Band 52, 1962, S. 326 f.). Polyolefine mit peroxidischen Vernetzungsmitteln sind in Strangpressen beispielsweise zur Herstellung von Isolierungen für elektrische Leiter (CA-PS 6 96 222) oder von Rohren (CA-PS 7 33 418) verwendet worden. In beiden Fällen wurde entsprechend der immer noch niedrigen Warmfestigkeit und entsprechend den Gelgehalten in den so erhaltenen Produkten nur eine unvollständige Vernetzung erzielt. Jedoch sind hohe und gleichförmige Vernetzungsgrade wünschenswert, damit die volle Verbesserung nutzbar wird, die in den Eigenschaften des vernetzten Produktes liegt. Zur Erreichung des gewünschten hohen, gleichförmigen Vernetzungsgrades sind in der Strangpresse hohe Drücke für die Sicherstellung einer gleichförmigen Verteilung des Vernetzungsmittels in der zu verarbeitende Masse und für den Formgebungsprozeß erforderlieh. Es hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, daß in üblichen Schneckenextrudern Drücke über 1500 bar nicht aufgebracht werden können, da dann Leckströmungen des thermoplastischen Materials an der Schnecke auftreten. Solche Leckströmungen führen

ι,) dazu, daß Teile der Masse aus dem Arbeitsbereich der Schnecke heraustreten, mit heißen Stellen der Strangpresse in Berührung kommen und durch frühzeitige Auslösung der Vernetzung erhärten. Dieses verfestigte

Material beeinträchtigt dann den Betrieb der Strangpresse erheblich. Die Anordnung einer von dem Schneckenextruder getrennten Druckkammer, wie sie aus der Spritzgußtechnik bekannt ist (vgl. beispielsweise GB-PS 8 90 840), löst das Problem nicht, da die Arbeitsdrücke darin 2000 bar nicht überichreiten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht dementsprechend darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung anzugeben, das eine homogene Verteilung des Vernetzungsmittels in der Preßmasse sicherstellt und dadurch die Herstellung eines durchgehend gleichmäßig vernetzten Produktes ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die vorgemischte Preßmasse durch Komprimieren auf Drücke erheblich über 2000 bar innerhalb einiger Sekunden vor der Formgebung auf Temperaturen unterhalb der Schwellentemperatur erwärmt wird. Dabei wird zweckmäßigerweise auf Drücke zwischen 2000 und 12000 bar komprimiert.

Nach der Erfindung wird somit die Preßmasse vor der Formgebung adiabatisch in kurzer Zeil komprimiert, wobei das Material nicht nur durch die Kompressionswärme auf die gewünschte Verarbeitungstemperatur erhitzt wird, sondern gleichzeitig auch die gewünschte gleichmäßige Verteilung des Vernetzungsmittels erzielt wird. Dabei erfolgt die Wärmezufuhr in einer solchen Weise, daß es nicht zu einer örtlichen Überhitzung und damit einer frühzeitigen Auslösung der Vernetzungsreaktion kommt. Es hat sich herausgestellt, daß nach der Formgebung und Vernetzung ein Material erhalten wird, das durchgehend gleichmäßig vernetzt ist, und es läßt sich auf diese Weise auch Material mit sehr hohem Vernetzungsgrad (über 95%) erhalten.

Vorzugsweise wird die Mischung nach der Erfindung beim Komprimieren auf Temperaturen von 100 bis v-, 120°C erwärmt, während die Mischung unmittelbar nach der Formgebung auf Temperaturen über 140⁰C erhitzt werden kann. Durch die Wahl der Kompressionsdrücke kann so eine vorzeitige Auslösung der Vernetzungsreaktion verhindert werden, wie es ebenfalls möglich ist, in Abhängigkeit von dem jeweils gewählten Vernetzungsmittel die entsprechenden Temperaturen vor und nach der Formgebung einzustellen. Wird dabei die Differenz der durch die Kompression erzeugten Temperaturen und der nach der Formgebung für die Vernetzung notwendigen Temperatur klein gehalten, so wird dadurch eine rasche und gleichmäßige Vernetzung begünstigt.

Vorzugsweise wird die extrudierte Mischung unmittelbar vor Beendigung der Formgebung gekühlt. Eine solche Kühlung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil dadurch ein Rückdruck hervorgerufen wird, der eine Erhöhung der Kristallinität des Materials verursacht, wodurch die mechanische Festigkeit des Endproduktes zusätzlich günstig beeinflußt wird. Ein vorteilhaftes Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung von Rohren arbeitet so, daß das offene Ende des Rohres nach der Formgebung verschlossen wird und das hierdurch zusammengefallene Rohr aufgewickelt wird. Das Verschließen des offenen Endes des Rohres ho bewirkt, daß beim Abziehvorgang aus der Form ein Teilvakuum entsteht, so daß das Rohr in abgeflachter, zusammengefallener Form erhalten wird, in der es leicht in besonders raumsparender Weise aufgewickelt werden kann. h~>

Nach der Erfindung ist bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens die Druckkammer dem Formwerkzeug vorgeschaltet und in der Druckkammer ein bewegbarer Druckslempel vorgesehen, der während des Komprimieren."; den üruckkamiiiereingang abschließt, und bildet das Formwerkzeug für die Herstellung von Rohren eine Ringkammer mit einem inneren Dorn, die über einen Stoffen mit vorspringendem Gewindezupfen mit Innenbohrung an den Druck kammerausgang angeschlossen ist. Dabei kann der Druckstempel auch gegen einen mit einem einstellbaren Gegendruck beaufschlagten, bei Überschreitung des jeweils eingestellten Gegendrucks den Druekkunimerausgang freigebenden Gegcndruckstempel bewegbar sein.

Das thermoplastische Material mit den für die Verarbeitung notwendigen Zumischungen wird zweckmäßigerweise vorgemischl und der Druckkammer über eine Transportschnecke zugeführt. Dabei wird der Druckkammereingang durch den bewegbaren Druck-Stempel in jeder Kompressionsphase verschlossen; der Druckstempel kann durch jede zur Erzeugung der notwendigen Drücke geeignete mechanische, elektrische oder hydraulische Antriebsvorrichtung angetrieben werden. Gegebenenfalls kann der bei der Kompression erzielte Enddruck durch einen Gegendruckstempel eingestellt werden, der bei Überschreitung des jeweils gewünschten Drucks den Driickkammerausgang freigibt. Der Druckstempel bewirkt die gewünschte Kompression in einem Zeitraum von ca. 20 Sekunden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In das erfindungsgemäße Verfahren können übliche radikalbildcnde Vernetzungsmittel eingesetzt werden. Dabei können auch Hemmstoffe zugesetzt werden, die eine Verzögerung der Vernetzung bewirken, so daß das Material nach Einleitung der Vernetzungsreaktion über längere Zeit fließfähig bleibt. Es können auch Katalysatoren für die Vernetzung zugesetzt werden, z. 15. Chromverbindungen, Methacrylsäureester, Triallylcyanate, Diallylphthalat oder Divinylbenzol. Außer Polyolefinen können auch Polyäthylenterephthalale eingesetzt werden, aber auch Phenolformaldehydharze und Polyvinylhalogenide. Die Preßmasse kann weiterhin übliche Füllstoffe wie Talkum, Kaolin, Graphit oder Kalk enthalten.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung;

F i g. 2 einen Teilschnitt durch einen Teil der Vorrichtung nach F i g. 1 und ein Formwerkzeug;

Fig. 3 einen Teilschnitt entsprechend Fig.2 durch eine andere Ausführung des Formwerkzeugs;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung und eine damit verbundene Zufuhreinrichtung;

Fig.5 einen Teilschnitt entsprechend Fig.4 mit einer abgewandelten Zufuhreinrichtung.

Die in Fig. 1 und 2 dargestell'e Vorrichtung besitzt eine Druckkammer 12 in Gestalt einer Zylinderbohrung 11 in einem Gehäuse 10, wobei die Druckkammer 12 mit ihrer Längsachse in Vorwärts- Rückwärts-Richtung angeordnet ist. Die Druckkammer 12 ist mit einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten, radialliegenden Kanälen (13 und 14) verschen, die den Druckkammereingang 13 am rückwärtigen Ende der Druckkammer 12 und den Druckkammerausgang 14 am vorderen Ende der Druckkammer 12 bilden. Ein erster

Druckstempcl 15 enthält einen länglichen zylindrischen Kolben 16, der innerhalb der Druckkammer 12 derart gleitend beweglich ist, daß der Druckkammereingang 13 zur Druckkammer 12 hin offen ist, wenn sich der Druckstempel 15 in der rückwärtigen Stellung befindet, und durch den Druckstempel 15 geschlossen ist, wenn dieser sich in der vorderen Stellung befindet. Der Druckstempel 15 ist mit einem hydraulischen Antrieb 17 verbunden, der den Druckstempel 15 in Vorwärtsrichtung drückt und in Rückwärtsrichtung zurückzieht. Ein Gegcndruckstempcl 18 ist ebenfalls gleitbcweglich in die Druckkammer 12 eingepaßt. Die Druckkammer 12 erweitert sich an ihrem vorderen Ende zu einer Zylinderbohrung 20 von größerem Durchmesser, wobei der hintere Teil 21 der erweiterten Bohrung 20 im wesentlichen glatt ausgebildet ist und der vordere Teil 22 der Bohrung 20 mit einem Gewinde 23 versehen ist. Der Gegcndruckstempcl 18 ist an seinem vorderen Ende mit einem verstärkten Kolbcnabschnitt 25 versehen, der in die erweiterte Bohrung 20 eingepaßt ist, wobei der Gegendruckstcmpcl 18 und der Kolbenabschnitt 25 innerhalb ihrer jeweiligen Bohrungen 11 und 20 begrenzt vorwärts und rückwärts beweglich sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß in der rückwärtigen Stellung des Gegcndruckstempels 18 die ringförmige hintere Fläche 26 des Kolbenabschnitts 25 an der ringförmigen Schulter zwischen den Zylindcrflächen der erweiterten Bohrung 20 und der Bohrung 11 anliegt und der Druckkammerausgang 14 abgeschlossen ist. Der Kolbenabschnitt 25 und damit der Gegendruck-Stempel 18 sind auf diese rückwärtige Stellung durch eine Feder 30 vorgespannt, die vor dem Kolbenabschnitt 25 angeordnet ist. Die Feder 30 liegt an ihrem vorderen F.nde an einer zylindrischen Packung 31 an, die mittels eines länglichen, mit Gewinde versehenen Stellgliedes 32 in der erweiterten Bohrung 20 gehalten ist, das in dem vorderen Teil 22 der erweiterten Bohrung 20 angeordnet ist, so daß eine Drehung des Stellgliedes 32 durch den Gcwindccingriff eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Stellgliedes 32 in der erweiterten Bohrung 20 bewirkt. Dadurch wird eine entsprechende Bewegung der Packung 31 bewirkt, so daß die Spannung der Feder 30 und dadurch der Ausweichdruck des Gegcndruckstempels 18 geändert wird.

Der Druckkammerausgang 14 mündet in ein Formwerkzeug 42 über ein erweitertes Teil 46 des Gehäuses. Das Formwerkzeug besitzt ein äußeres Rohr 43, das sich vom Gehäuse 10 bis zu seinem Ende 44 erstreckt. Das vordere F.nde des Rohres 43 ist durch einen zylindrischen Stopfen 45 geschlossen, der über einen vorspringenden Gewindezapfen 46a in den erweiterten Teil 46 des Gehäuses 10 eingeschraubt ist. Der Stopfen 45 trägt einen länglichen zylindrischen Dorn 47, der im wesentlichen konzentrisch zu dem Rohr 43 verläuft und eine Ringkammer 48 zwischen dem Rohr 43 und dem Dorn 47 bildet. Die Ringkammer 48 trägt stromab von dem Stopfen 45 eine F.inschnürung in Gestalt einer von dein Dorn 47 vorspringenden Rippe 49.

Der Gewindezapfen 46<i und der Stopfen 45 sind mit einer konzentrischen Inncnbohrung 50 versehen, die sich an der Übergangsstelle zum Dorn 47 in fünf Kanäle 51 aufteilt, die im Winkel davon ab/weigen und in die Ringkammer 48 /wischen dem Dorn 47 und dem Rohr 43 münden.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist so, daß ein Gemisch von thermoplastischem Material wie Polyäthylen und Vernetzungsmittel in die Druckkammer 12 eingeführt wird, wobei der Dnickstempel 15 und der Gegcndruckstempcl 18 in die Rückwärtsstellung verschoben sind und das Reaktionsgemisch über den Druckkammereingang 13 zugeführt wird.

Der Druckstempel 15 bewegt sich unier dem EinfluC des hydraulischen Antriebs 17 in Vorwärtsrichtung aul den Gegendruckstempcl 18 zu. Dadurch wird momentan der Druck auf das Gemisch innerhalb der Druckkammer 12 und dadurch auch seine Temperatur erhöht. Bei schnellem Ansteigen des Druckes auf den vorgegebenen Wert im Bereich von 2000 bis 12000 bar wird durch die adiabatischc Kompression die Temperatur des Gemisches erhöht und gleichzeitig das Vernetzungsmittel gleichförmig in dem gesamter thermoplastischen Material verteilt. Wenn sich der Druck in der Druckkammer 12 dem vorgegebenen Wen nähert, bewegt sich der Gegendruckstcmpel 18 unter dem Einfluß des von dem Druckstempel 15 ausgeübter und über das Gemisch übertragenen Druckes geger seine Federvorspannung vorwärts. Dadurch wird dei Druckkammerausgang 14 frei, und das thermoplastische Gemisch tritt aus der Druckkammer 12 durch der Druckkammerausgang 14 in das Formwerkzeug 42. Der Druckstempel 15 bewegt sich vorwärts bis das gesamte Material aus der Druckkammer 12 ausgestoßen ist und sein vorderer Teil an der rückwärtigen Fläche des Gegcndruckstempels 18 zur Anlage kommt. Bei Rückzug des Druckstempcls 15 bewegt sich der Gegcndrucksternpel 18 unter dem Einfluß der Feder 3C zurück bis der Kolbcnabschnitt 25 an der ringförmiger Schulter der erweiterten Bohrung 20 in dem Gehäuse IC anliegt; der Gcgcndruckstempel 18 schließt dann wieder den Druckkammerausgang 14. Die Rückbewegung de; Druckstempcls 15 führt zur Bildung eines Unterdrück« in der Druckkammer 12, wobei der Druckkammerein gang 13 offen ist, wenn der Druckstempel 15 in seiner rückwärtigen Stellung ist, so daß weiteres Gemisch vor thermoplastischem Material und Vernetzungsmittel zui Wiederholung des Zyklus in die Druckkammer Ii eintreten kann.

Statt des dargestellten hydraulischen Antriebs 1/ kann auch ein mechanischer oder elektrischer Antrieb für den Druckstempel 15 verwendet werden.

Das komprimierte Material wird aus der Druckkam mer 12 durch den Druckkammerausgang 14 ausgesto Ben und gelangt noch im thermoplastischen Zustanc durch die Innenbohrung 50 des Gewindezapfens 46; und die Kanäle 51 in die Ringkammer 48 zwischen derr Dorn 47 und dem Rohr 43. Das Material tritt dann ar der Rippe 49 vorbei durch die Ringkammer 48 hindurch wobei die von den Kanälen ausgehenden einzelner Bänder unter Bildung eines fortlaufenden Rohre; miteinander verschmolzen werden. Der mittlere Tei des Domes 47 stromab von der Rippe 49 wird irr Bereich 52 elektrisch beheizt, um die Temperatur des ar

ν, dem Dorn 47 vorbcilaufenden Materials zu erhöhen unc die Vernetzungsreaktion in Gang zu setzen, so daß dai aus der Rinkammer 48 austretende Material in wesentlichen vernetzt ist.

Bei einer weiteren Ausführung (Fig.3) ist da:

du Aitstrittsteil des Formwerkzeugs 42 mit einer Kühlvor richtung 53 verschen. Das austretende Formteil wire dadurch auf den Dorn 47 aufgeschrumpft und erzeug einen Rückdruck in dem elektrisch beheizten Bereich 52 wodurch die Kristallinitäl des Produktes erhöht wird.

ι,-, Zur Erzeugung einer gleichmäßigen Zufuhr dci Preßnicissc ist bei einer anderen Ausführung de Druckkammereingang 13 endscitig erweitert und bilde ein erweitertes Finliißteil 7! (F ig. 4, 5). Das erweitert!

Einlaßteil 71 erweitert sich zu einem nochmals erweiterten Endteil 72 mit Gewinde.

Ein Rohr 73 trägt eine durch (nicht gezeigte) Antriebsmittel darin drehbare Förderschnecke 74, so daß die Gänge der Förderschnecke 74 das Material, das in das Rohr 73 eingeführt wird, durch das Rohr 73 hindurch fördern. Das Rohr 73 ist an seinem stromabwärtigen Ende mit einem Gewindeteil 75 versehen, das in das Gewinde des Endteils 72 des Druckkammereingangs 13 eingeschraubt ist. Das Rohr 73 ist an seinem Umfang eingangsseitig mit einem Fülltrichter 76 zur Zufuhr von Material versehen. Zwischen dem Gewindeteil 75 und dem Fülltrichter 76 mündet eine Dosierpumpe 77 in das Rohr 73, durch die dem durch die Förderschnecke 74 geförderten thermoplastischen Material ständig abgemessene Anteile von einem oder mehreren flüssigen Zusätzen zugeführt werden. Flüssiges oder körniges thermoplastisches Materia! wird so über den Fülltrichter 76 kontinuierlich längs des Rohres 73 in den Druckkammereingang 13 und durch diesen in die Druckkammer 12 gefördert. Die Dosierpumpe 77 fördert ständig dosierte Mengen von flüssigem Vernetzungsmittel. Die Schneckenförderung bewirkt eine Vermischung des Materials vor dem Eintritt in die Druckkammer 12.

Bei der in Fig.5 dargestellten Ausführung ist die Dosierpumpe 77 durch eine weitere Förderschnecke 92 ersetzt worden, durch die geringe Anteile eines körnigen Vernetzungsmittels in die Masse von thermoplastischem Material eingeführt werden, das durch die Förderschnecke 74 transportiert wird. Dabei ist die Geschwindigkeit der Förderschnecke 92 so gesteuert, daß die gewünschte Zuführungsgeschwindigkeit von Vernetzungsmittel zu dem von der Förderschnecke 74 geförderten Kunststoff erzielt wird. Das Mischen erfolgt während des Transports längs des Rohres 73. Das Gehäuse 93 der Förderschnecke 92 und das Gehäuse 73 der Förderschnecke 74 sind elektrisch beheizt.

Nachfolgend werden Versuchsbeispiele zur Herstellung von vernetzten! Material mit vorstehend beschriebenen Vorrichtungen angegeben.

Beispiel 1

Feinverteiltes Polyäthylen wurde mit 2,5 Gewichtsprozent Dicumylperoxid gemischt, und das erhaltene Gemisch wurde in die Druckkammer 12 eingebracht, wobei der Gegendruckstempel 18 bei einem Druck von ca. 10 000 bar nachgibt. Die Temperatur des Materials am Druckkammerausgang 14 bzw. in der Innenbohrung so 50 des Gewindezapfens 46a betrug ca. 110° C. Das Material tritt durch die Kanäle 51 in die Ringkammer 48 zwischen dem Dorn 47 und dem Rohr 43 und über die Rippe 49 und wird dann im Bereich 52 auf ca. 160⁰C erhitzt. Bei dieser Temperatur läuft die Vernetzungsreaktion schnell und vollständig ab, und es wird am Ausgang des Formwerkzeuges 42 ein Rohr aus vernetzten! Polyäthylen erhalten.

Das so erhaltene Rohr aus vernetztem Material ist außerordentlich hart und erweicht auch nicht wesentlich fco beim Erhitzen. Es ist möglich, aus dem Material ein einseitig geschlossenes Rohr zu formen und darin direkt über einer Bunscnflamme Wasser zu kochen, ohne daß eine Formveränderung eintritt.

fcs Beispiel 2

Beispiel 1 wurde unter Verwendung von 1/2 Gewichtsprozent Dicumylperoxid wiederholt. Der Druck in der Druckkammer 12 betrug 8 000 bar; das am Ende des Formwerkzeugs 42 erhaltene vernetzte Material wurde noch warm auf eine Trommel gewickelt. Vor dem Aufwickeln wurde das offene Ende des Rohres verschlossen, so daß das Aufrollen zusammen mit der Wirkung des Abziehens des Materials vom Dorn 47 zu einem Zusammenfallen des Rohres während des Aufwickeins auf die Trommel führt. Dieses Zusammenfallen erfolgt durch das Teilvakuum, das innerhalb des Rohres infolge des Abziehens vom Dorn 47 entsteht. Nach dem Aufwickeln einer bestimmten Menge auf die Trommel wird das Rohr abgeschnitten, und man läßt das Material auf der Trommel abkühlen. Da das auf die Trommel aufgewickelte Material vollständig vernetzt und nicht mehr thermoplastisch ist, tritt zwischen benachbarten Lagen des Rohres keine Verschmelzung mehr auf.

Die Trommel kann mit dem aufgewickelten Rohr zum Einsatzort transportiert werden, wo das Rohr in seiner abgeflachten Gestalt abgewickelt wird. Das Ende des abgeflachten Rohres wird durch eine Hülse mit Heizelementen geführt, in der das Rohr schnell bis aul ca. 200°C erhitzt werden kann. Dabei dehnt es sich aus und bildet ein Rohr von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt. Dadurch wird der Transport und die Verlegung von Rohren aus vernetztem Material sehi erleichtert. So erhaltenes Rohr aus vernetztem Polyäthylen zeigt keine Nachteile gegenüber Rohren, die direkt vom Dorn 47 erhalten werden, und bietet der Vorteil, daß sein Raumbedarf für Transportzwecke erheblich vermindert ist. Rohre dieser Art werder vorteilhaft für Wasserleitungen verwendet.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde unter Verwendung eines Gemische; von 1000 Gramm Polyäthylen hoher Dichte, SGramrr Cumylperoxid als Vernetzungsmittel und 5 Gramrr Bismethacrylsäureester als Katalysator wiederholt Dei Druck in der Druckkammer 12 lag bei 8000 bar und die Temperatur bei 120°C. Die Heizung am Dorn 47 inBereich 52 war auf eine Temperatur des Materials vor ca. 180°C eingestellt.

Es wurde so weitgehend vernetztes Material mii guter Durchsichtigkeit erhalten.

Beispiel 4

Beispiel 1 wurde unter Verwendung eines Phenolfor maldehydharzes und eines Beschleunigers wiederholt Der Druck in der Druckkammer 12 betrug ca. 8500 bar Das Ergebnis war ein Rohr aus vernetztem Phenolfor maldehydharz, das außerordentlich gute Härte und ein« sehr gute Oberflächenglätte besaß.

Beispiel 5

Beispiel 1 wurde unter Verwendung einer Kühlvor richtung (Wasserkühlung) 53 wiederholt. Das führt« dazu, daß das Polyäthylen um den Dorn 47 geschrumpf wurde und einen Rückdruck auf das Material in den beheizten Bereich 52 erzeugte. Das Ergebnis war eil vernetztes Produkt hoher Kristallinität mit im Vergleicl zu dem Produkt von Beispiel 1 verbesserter Härte. Da: nach Beispiel 1 hergestellte Produkt besaß ein« geringere Kristallinität.

Beispiel 6

Beispiel 1 wurde unter Verwendung eines lincarci Polyäthylens, dem 0,25 Gewichtsprozent von Ditcrtiär butylpcroxid und 0,24 Gewichtsprozent Diallylphthala

zugesetzt wurden, wiederholt. Der Druck in der Druckkammer 12 betrug 9 000 bar, die Temperatur 100°C, und die Temperatur im Bereich 52 des Dornes 47 war so eingestellt, daß das Material auf 200°C erhitzt wurde. Ein Rohr mit den Abmessungen von 25 mal 31 mm wurde so mit einem Durchsatz von 12 kg pro Stunde hergestellt. Das vernetzte Material, aus dem das Rohr bestand, hatte ein Molekulargewicht über 10 000 000 und einen Vernetzungsgrad von 97%.

Beispiel 7

Beispiel 6 wurde für die Herstellung eines Rohres mit den Abmessungen 25 mal 31 mm wiederholt, wobei zusätzlich anorganische Katalysatoren zugesetzt wurden. Das Vernetzungsmittel aus Titanchlorid, Vanadiumtrichlorid und Ditertiärbutylperoxid wurde zu 0,25 bzw. 0,25 bzw. 0,5 Gewichtsprozent zugesetzt. Der Druck in der Druckkammer 12 betrug 9 000 bar und die Temperatur 100⁰C. Die Temperatur im Bereich 52 des Dornes 47 wurde auf 200° C gehalten. Es wurde ein Rohr mit guten mechanischen Eigenschaften bei einem Durchsatz von 12 kg pro Stunde erzeugt.

Beispiel 8

Beispiel 6 wurde zur Herstellung eines gezogenen Rohres mit den Dimensionen 25 mal 31 mm wiederholt, wobei das Polyäthylen von Beispiel 6 durch handelsübliches Polyethylenterephthalat ersetzt wurde. Dem Polyäthylenterephthalat wurden 0,40 Gewichtsprozent

ίο eines handelsüblichen Diallylphthalat-Vorpolymeren und 15 Gewichtsprozent eines inerten Füllstoffes zugesetzt. Der Druck in der Druckkammer 12 betrug 7000 bar bei einer Druckkammertemperatur von 60°C. Der Dorn 47 wurde im Bereich 52 auf 100°C gehalten; die Polymerisation und Vernetzung erfolgte sehr schnell und ergab ein Rohr mit guten thermischen Eigenschaften.

Nach den vorstehend beschriebenen Beispielen hergestellte Rohrstücke können unicr Verwendung eines Epoxidharzes miteinander zu einer durchgehenden Raumform verklebt werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Verfahren zum Strangpressen von vernelzbarem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere zur Herstellung von Rohren, bei dem in den Kunststoff Vernetzungsmittel, Zusatz- und Hilfsstoffe eingemischt werden, die so erzeugte Mischung auf eine Temperatur unterhalb der Schwellentemperatur erwärmt und anschließend unter Formgebung extrudiert wird, wonach auf eine Temperatur bei oder oberhalb der Schwcllentemperatur erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgemischle Preßmasse durch Komprimieren auf Drücke erheblich über 200U bar innerhalb einiger Sekunden vor der Formgebung auf Temperaturen unterhalb der Schwellentcmperatur erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf Drücke von 2000 bis 12000 bar komprimiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung beim Komprimieren auf Temperaturen von 100 bis 120⁰C erwärmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung unmittelbar nach der Formgebung auf Temperaturen über 140⁰C erhitzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die extrudierte Mischung unmittelbar vor Beendigung der Formgebung gekühlt wird.

6. Verfahren zur Herstellung von Rohren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende des Rohres nach der Formgebung verschlossen wird und das hierdurch zusammengefallene Rohr aufgewickelt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere zur Herstellung von Rohren, mit einer vom Arbeitsraum der Förderschnecke getrennten Druckkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (12) dem Formwerkzeug (42) vorgeschaltet ist und in der Druckkammer ein bewegbarer Druckstempel (15) vorgesehen ist, der während des Komprimierens den Druckkammereingang abschließt, und daß das Formwerkzeug (42) eine Ringkammer (48) mit einem inneren Dorn (47) bildet, die über einen Stopfen (45) mit vorspringendem Gewindezapfen (463J mit Innenbohrung (50) an den Druckkammerausgang (14) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstempel (15) gegen einen mit einem einstellbaren Gegendruck beaufschlagten, bei Überschreiten des jeweils eingestellten Gegendrucks den Druckkammerausgang (14) freigebenden Gegendruckstempel (18) bewegbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (12) eine Zylinderbohrung (11) in einem druckfesten Gehäuse (10) und der Druckkammereingang (13) und der Druckkammerausgang (14) in radialer Richtung von der Zylinderbohrung (11) im Abstand voneinander ausgehende Kanäle bilden und daß die Zylinderbohrung (11) an dem eingangsseitigen Ende durch den Druckstempel (15) und am ausgangsseitigen Ende durch den Gegendruckstempel (18) abgeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (47) und der Stopfen (45) aus einem Teil gebildet sind und daß sich die Innenbohrung (50) des Stopfens (45) an der Übergangsstelle zum Dorn (47) zu einer Mehrzahl von davon im Winkel abzweigenden, in die Ringkammer (48) einmündenden Kanälen (51) verzweigt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer

ίο (48) stromab von dem Stopfen (45) eine Einschnürung aufweist, und daß die Einschnürung von einer umfangsmäßig an dem Dorn (47) vorspringenden Rippe (49) gebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug

(42) nahe seinem Ausgang mit einer Kühlvorrichtung (53) versehen ist.