DE2142993A1

DE2142993A1 - Verfahren zum vernetzen und sintern von kunststoffen und/oder kautschuk

Info

Publication number: DE2142993A1
Application number: DE19712142993
Authority: DE
Inventors: Kurt Schulze
Original assignee: Dipolith Chemie Werkstoff GmbH
Current assignee: Dipolith Chemie Werkstoff GmbH
Priority date: 1971-08-27
Filing date: 1971-08-27
Publication date: 1973-03-15
Also published as: JPS4832152A; FR2150818A1; IT964016B

Description

DIPOLITH GMBH

4240 Emmerich-Borghees

meine Akte: 676/71

Neuanmeldung

Verfahren zum Vernetzen und Sintern von Kunststoffen und/oder

Kautschuk

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vernetzen und Sintern von Kunststoffen und/oder Kautschuk durch dielektrische Erwärmung, bei dem dem zu vernetzenden und/oder zu versinternden Kunststoff und/oder Kautschuk polarisierende Zusatzstoffe eingemischt und das Gemisch der Einwirkung eines elektrischen Wechselfeldes ausgesetzt wird.

Seit einiger Zeit ist die Vernetzung bzw. Vulkanisation mit Mikrowellen bekannt. Dabei durchläuft der aus dem zu vernetzenden bzw. zu vulkanisierenden Kunststoff oder Kautschuk gefertigte Rohling ein lektromagnetisches Wechselfeld, absorbiert dessen Energie, und diese setzt sich innerhalb des Materials in Wärme um, die für die Vernetzung erforderlich ist. Man muß, um die für die Vernetzung erforderliche Wärmemenge zu erzielen, die Rezepturen

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für das zu vernetzende Material so ansetzen, daß das Material eine ausreichende Absorptionsfähigkeit für die Energie des elektromagnetischen Wechselfeldes hat, andernfalls die Vernetzung nicht oder nicht ausreichend erfolgt. Es ist üblich, den auf diese Weise zu vernetzenden Kunststoff- bzw. Kautschukansätzen polare Zusatzstoffe, z_eB. Russ oder polare Lösungsmittel oder Weichmacher zuzusetzen, falls der Kunetstoff nicht polar oder nur schwach polar ist. Russ ist jedoch nicht für alle Zwecke brauchbar, insbesondere dann nicht, wenn die vernetzten Produkte eine helle Farbe haben sollen. Weichmacher und Lösungsmittel haben den Nachteil, daß sie beim Arbeiten gesundheitebeeinträchtigende Dämpfe entwickeln und eine Versottung des Hohlleiters bewirken. Bei allen bisher bekannten Verfahren dieser Art besteht darüber hinaus die Schwierigkeit, daß entweder nicht genügend Energie absorbiert wird, wenn die Mengen an Zusatzstoffen zu niedrig bemessen sind, oder daß sofern die Zusatzstoffe in ausreichend hohen Mengen eingearbeitet werden - die Erwärmung ßo schnell fortschreitet, daß die zu vernetzenden Rohlinge mindestens stellenweise verbrennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bisherigen Nachteile zu beheben. Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Verfahrens der eingangs beschriebenen Art zum Vernetzen und/oder Sintern von Kunststoffen und/oder Kautschuk, durch dielektrische Erwärmung, bei dem dem zu vernetzenden und/oder zu versinternden Kunststoff und/oder Kautschuk polarisierende

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Zusatzstoffe eingemischt und das Gemisch der Einwirkung eines elektrischen Wechselfeldes ausgesetzt wird, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß als polarisierende Zusatzstoffe Perroeleletrica oder Ferrite mit hohen Verlusten im Mikrowellenfeld verwendet werden.

Will man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Schaumprodukte herstellen, dann setzt man zusätzlich zu den Perroelektrica oder Perriten bekannte Treibmittel zum Schäumen zu. Außerdem kann es vorteilhaft sein, in Kombination Russ und/oder andere energieabsorbierende Stoffe, wie beispielsweise Triäthanolamin, Wasser oder Diäthylenglykol und dergleichen mit zu verwenden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn man, zum Beispiel bei komplizierten Profilen mit dünnen Lippen, eine andere als die sich ausbildende Wärmeverteilung erreichen will.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß man beim erfindungsgemäßen Verfahren eine so ausreichend hohe Menge an polarisierenden Zusatzstoffen dem Kunststoffansätζ zumischen kann, daß dieser die erwünschte rasche Erwärmung im elektromagnetischen Wechselfeld zeigt, jedoch ohne daß die Gefahr einer Verbrennung besteht, auch nicht bei komplizierten Profilen_c Vielmehr erfolgt nach einem anfänglichen raschen und steilen Temperaturanstieg bei der weiteren Behandlung praktisch keine Temperatursteigerung mehr. Dadurch ist es möglich, in der gewünschten kurzen Zeit

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gerade die Wärmemenge einzubringen, die für die Vernetzung erforderlich ist, ohne daß darüber hinaus weitere Wärme, die zu Verbrennungserecheinungen führen könnte, entsteht. Es ißt mit dem Verfahren der Erfindung infolgedessen möglich, auch die kompliziertesten Profile, selbst solche mit sehr dünnen Stellen und Spitzen, gleichmäßig und schnell zu vernetzen«,

Die mögliche theoretische Erklärung dieser mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichten besonderen Wirkung wird darin gesehen, daß die erflndungsgeraäß als polarisierende Zusatzstoffe verwendeten Perroelektrica und Ferrite nur unterhalb ihre» Curie-Punktes hohe Verluste aufweisen, die sich in Wärme umsetzen, bei ihrer Curie-Temperatur und bei höheren Temperaturen Jedoch nur noch geringe magnetische Energie aufzunehmen vermögen. Die verwendeten polarisierenden Zusatzstoffe wirken als Absorbermaterial,

Beispiel

Es wurde ein Mischungsansatz (Grundmaterial) hergestellt ausι 1,2-cis-Polybutadien 15 g

Talkum 24 g

Alkyliertes Benzol 10 g

4Obiges 1,l-Di-tert.-butylperoxid-3, J5,5-trimethylcyclohexan (mit 6C# Inertstoff) lg·

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Es wurden drei Ansätze, je 50 g zubereitet, die als Ansatz A, Ansatz B und Ansatz C bezeichnet sind«, Dem Ansatz A wurden 1,5 g Ruse P 1250 zugesetzt und damit vermischt;

dem Ansatz B wurden 10 g eines handelsüblichen Zinkeisen-Ferrit-Produkt es (^_x ²³¹X_-I⁵¹⁸S⁰Ii.) ^als Absorberraaterial eingemischt;
der Ansatz C blieb ohne polarisierenden Zusatz.

Die drei Ansätze wurden in gleicher Weise in einem UHF-Wärmeschrank (Resonator) 600 W geprüft.

Die Temperaturmessung erfolgte mit elektronischem Kontaktthermometer.

Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt und auf der beiliegenden Zeichnung graphisch veranschaulicht.

Tabelle

Ansatz Erwärmung auf ⁰C nach Sekunden

O 30 60 90 120 ISO 180

A	25	98	180	200	210	320
B	24	115	190	215	223	228
C	25	34	41	53	64	75

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+ probe verbrennt

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In der Zeichnung ist auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate die Temperatur in ⁰C aufgetragen.

Man erkennt, daß bis zu einer Temperatur von ca. 210 C die Ansätze A und B etwa gleichen Erwärmungsverlauf zeigen. Ab 210 C steigt die Wärmekurve des Ansatzes A steil an und das Präparat verbrennt bei ca. 30O⁰Cj

der Ansatz B zeigt keinerlei Verbrennungserscheinungen, die anfänglich steile Wärmekurve flacht ab und zeigt bald einen W nur sehr geringen Temperaturanstieg; der Ansatz C hat einen so langsamen Temperaturanstieg, daß die für die Vernetzung erforderliche Temperatur von ca. 200⁰C in diskutablen Zeiten nicht erreicht wird.

Der Vorteil des erfindungsgemäSen Verfahrens ist offensichtlich.

Die gleiche Wirkung wurde erreicht, wenn, was sehr vorteilhaft sein kann, das in dem Grundmaterial verwendete Peroxid beim erfindungsgemäßen Verfahren 40#ig im Gemisch mit dem Absorbermaterial anstelle des handelsüblichen Inertstoffes verarbeitet wird.

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Claims

- 7 Patentansprüche

ΐΛ Verfahren zum Vernetzen und/oder Sintern von Kunststoffen und/oder Kautschuk durch dielektrische Erwärmung, bei dem dem zu vernetzenden und/oder zu versinternden Kunststoff und/oder Kautschuk polarisierende Zusatzstoffe eingemischt und das Qemisch der Einwirkung eines elektrischen Wechselfeldes ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als polarisierende Zusatzstoffe Ferroelektrica oder Ferrite mit hohen Verlusten im Mikrowellenfeld verwendet werden,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich an sich bekannte Treibmittel zum Schäumen zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination mit den Ferroelektrica oder Ferrlten Russ und/oder andere energieabsorbierende Stoffe verwendet werden.

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