DE2146024A1

DE2146024A1 - Kunststoffverarbeitung

Info

Publication number: DE2146024A1
Application number: DE2146024A
Authority: DE
Inventors: Kurt Schulze; Horst Dipl Ing Seifert
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1971-09-15
Filing date: 1971-09-15
Publication date: 1973-03-22
Also published as: SE7211464L; IT967369B; FR2152851A1; JPS4838360A; CH545184A; BE788552A

Description

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FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG IN ESSEN

Kunststoffverarbeitung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Verarbeiten von Kunststoffen, insbesondere Elastomeren in einem Schneckenextruder unter Vernetzung des Kunststoffs nach Zugabe von RadikalSpendern,z. B. organischen Peroxiden durch Erwärmung auf Vernetzungstemperatur.

Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird das zu verarbeitende Material nach seinen Austritt aus dem Spritzkopf des Extruders auf die Vernetzungstemperatur erhitzt und in einer sogen. Vernetzungsstrecke vernetzt. Als Vernetzungsstrecken sind verschiedene Einrichtungen bekannt. Die Vernetzung in einem Dampfrohr hat den Nachteil, daß sie nur für Kabelummantelungen od. dgl. verwendet werden kann, weil der Leiter gleichzeitig als Stütze für das zu vernetzende Material dient. Die Vernetzung im Salzbad hat den Nachteil, daß das Gut anschließend vom Salz gereinigt werden muß. Die Verwendung von Mikrowellen erfordert Zusätze von Absorbersubstanzen., so daß das Produkt zum Beispiel als Isolatoi/für Hochspannungsleitungen nicht geeignet ist. IJei der Verarbeitung von füllstofffreihe/JEuüststoff nuß die Vernetatmg, wenn blasen-, lunkor- und schliereiifreie Produkte hergestellt worden sollen, unter Druck erfolgen. Eine solche Vernetzung ist aber* nur im Darapi rohr oder l.iit diskontinuierlichen Verfahren mügli

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Tile zum Beispiel beim Drucksiiiterverfahren zum Vernetzen von Polyäthylen,bei den das Gut unter lioher.i Druclr von einen Kolbenextruder durch eine liaruekatiimer geführt und dabei vernetzt wird.

Ein weiterer Nachteil der bekannt en Verfahren ist die verhältnismäßig ^roße Lallte der Veruetzungsstrecke und die niedrige Produktlonsgeschwindigi:eit, die dadtirch bedingt ist, daii die bis zum Abschluß der* Vernetzung erforderliche Zeit vervhältnismäß lan;; ist. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorerwähnten Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und ein universell eiiisetzuares !/"erarbeitungsverfahren mit erheblich höherer Produktionsgesclrwiiiaigkeit bei *timiiidest gleichwertiger Prodtiktquali tut zu schaffen»

Danach wird vorgeschlagen, da," das zu verarbeitende Ilaterial zunächst auf einer Verarbeitungstemperatiir gehalten^ die noch keine Vernetzung eintreten läßt und anschließend, noch vor der Formgebung in der Spritzöffnung des Extruder/-spriczkoplos auf die Vei'iietzungstemperatur erhitzt l.'ircl, wobei die Zeitspanne zwischen Erreichen der Vorne ti;uiigstenipera fcur und Formgebung in der Spri fcz'3 i.xinmg höchstens gltiicli der lieaktionsanliiuf .-,ο L fc . iir dio Vorne tzuiig ist. Dadui'ch i/ird siowolil ei Lo iii"i7ar.:iua;^:; des (lutes von der Vor— ai'ijo it im;; :j Li;i ι per a tür tiuf dio Vru-notimiigs tenpni. a ti-r , tiLau i.L (i(!i· 1U>; ο!, im etwa ,^r>0 I)Ls 6ü C als auch zuuLiiiltJsfc ein Teil eins lieiiktioiisanlavifs vor die FomipjOliuii;·; clef; Caitoji verlogt· J;u:ii t findet Ln (Hü* liiichgtj.ichii I ho tea V"ornot^iui_v;si5 trnci.o ·πιι^- noch

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die Vernetzung im engeren Sinn statt. Sie kann
also gegenübei- den bekannten Verfahren verkürzt ■werden, obwohl sich die Produktionsgeschwindigkeit ganz beträchtlich erhöhen laßt. Die Erwärmung des zu verarbeitenden Materials auf die Vernetzungstemperatur kann nur durch Wärmezufuhr oder durch Wärmezufuhr und Druckerhöhung
erfolgen» Es ist, da bei der vorhergehenden
Verarbeitung keine Vorvernetzurig eintritt, ohne weiteres möglich, auch eine drucklose Vernetzung sowohl von füllstofffreiem als auch von füllstoffhaltigem Material vorzunehmen, wenn dei-Radikalspender nicht im Überschuß vorliegt.
Bei füllstoffhaltigem Haterial ist lediglich in bekannter Weise zx\ beachten, daß das Verarbeitungsgut koine Feuchtigkeit mehr enthält.

Für die Durchführung des erf induiigsgeraäßen Verfahrene eignet eich besonders eine Vorrichtung, bei der der· Sch'e^clcenextruder· i.iit einen Spx'itn-Lx >pf vorsehen ist, der einen Kühlbereicli, in dem dna τλ\ verarbeitende llaterial auf der Verarbeitsterrperattir gehalten wird und einen ebenfalls noch vor der Spritzöffnung liegenden ISrwärmungsbereich aufweist, der für eine axisreichcncl gleichmäßige IäjT7äri.nm<; dos llaterials auf die VernetHungsteia- !»oratrr kür^est-möglich bone ssen ist und soweit vor der Spritnöffnung liegt, daß bei der sich ergebenden Iiaterialdurchlaiifgeschwindigkeit eiie

Stelle in liaterial, an der die Ucaktionuanlauf-

hinter
:,eit ondet, möglichst Imrr/ der Sjjrit^öffnung

liegt. Falls ein Üruckaufbau vor der Spritzöfi'nung ei'wünscht ist, läßt sich dieser zum Beispiel durch entsprechende Verminderung des Durch— riußquorßclmitts des liingl^nnnls «wischen Spritz-

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Kopfgehäuse und Spritzkopfkern, meist als Pinole bezeichnet, in Durchflußrichtung erreichen. Zur Anpassung des Spritzkopfes an unterschiedliche Materialstrukturen des Verarbeitungsgutes ist zweckmäßig die Pinole axial verstellbar ausgebildet. Als der Spritzöffnung des Extruderspritzkopfes nachgeschaltete Vernetzungsstrecken können die bekannten Einrichtungen dieser Art verwendet werden, z· B. ein Dampfrohr, ein Salzbad, ein Mikrowellenfeld, ein Fluidbett, eine Heißgas- beispielsweise Stickstoffstrecke oder eine lietallform. Deren Länge kann selbst bei mit dem neuen Aggregat höchst erreichbarer Produktionsgeschwindigkeit noch kürzer sein als bei den herkömmlichen Anordnungen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Extruderspritzkopfes dargestellt.

An einen Schneckenextruder 1 mit einer ExÜJuderschnecke 2 ist ein Querspritzkopf 3 angeflanscht, der hier für die Kabelummantelung eines Hochspannungskabels 4 eingesetzt werden soll· In das Spritzkopfgehäuse 5 mit dem Guteinlauf 6 ist die axial verstellbare Pinole 7 mit der Kabelführung 8 eingesetzt. Das Verarbeitungsgut passiert zunächst den Guteinlauf 6, dann einen Umlenkbereich 9t anschließend einen Ringkanal zwischen Pinole 7 und Spritzkopf gehäuse 5 und schließlich die Spritzöffnung im Mundstück Im Kühlbereich ist der Querspritzkopf 3 mit einem Temperiersystem 12 und im Erwärmungsbereich mit einem Heizsystem 13 versehen. Kühlbereich

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und Erwärmungsbereich sind durch eine Wärmeisolierung l4 thermisch voneinander getrennt.

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Claims

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Patentanspx'üche

Verfahi"on zur kontinuierlichen Verarbeitung von Kunststoffen insbesondere Elastomeren in einem Schneckenextruder unter Vernetzung des Kunststoffs nach Zugabe von Radikalspendern, s. B. organischen Peroxiden durch Erwärmung auf Vernetaungstemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verarbeitende Material zunächst auf einer Verarbeitungstemperatur gehalten, die noch keine Vernetzung eintreten läßt, rind anschließend, noch vor der Formgebung in der Spritzöffnung des Extruderspritskopf es auf die Vernetzungst ciaperatur erhitzt wird, wobei die Zeitspanne zwischen Erreichen der■Vernetüuagstemperatur und Formgebung in der Spritzöffnung höchstens gleich der Reaktionsanlaufzeit für die Vernetzung ist ο
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenextruder (l) mit einem Spritzkopf (3) versehen ist, der einen Kühlbereich (12), in dem das zu verarbeitende Material auf der Verarbeitungstemperatur gehalten wird, und e%ßn ebenfalls noch vor der Spritzöffnung (ll) liegenden Erwärmungsber*eich (13) aufweist, der für eine ausreichend gleichmäßige Erwärmung

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des Materials auf die ernetzmigsteniperatur kürzest-möglich beuessen ist und soweit vor der Spritzöffnung (ll) liegt, daß bei der sich ergebenden MaterialdurcliLaufgeschwindig-

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koit die Stelle in Material, an der die lleaktionsanlauf zeit endet, möglichst kurz hinter der Spritxöffnung (ll) liegt.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dein ExtruderspritzkojDjE" (3) eine an sich bekannte·Vernetaungsstrecke, in der das Material bis zur vollständigen Vernetzung auf der Vernetzungstemperatux" gehalten wird, nachgeschaltet ist, die :;. D. durch ein Da^frohr, ein Salzbad, ein Hilcrowellenf eld, ein Fluidbett, eine Heißgas-, beispielsweise Stickstoffstrecke oder eine Metallform gebildet ist.

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