DE2451218A1

DE2451218A1 - Vernetzte polyaethylene bzw. polyaethylenschaeume

Info

Publication number: DE2451218A1
Application number: DE19742451218
Authority: DE
Inventors: Frank Gerald Dr Kleiner; Richard Muehlbauer; Edwin Woldenberg
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1974-10-29
Filing date: 1974-10-29
Publication date: 1976-05-13
Also published as: JPS5166334A; ES442134A1; AU8611675A; BR7507039A; SE7512050L; BE834886A; FR2289550A1; NL7512547A

Description

Bayer Aktiengesellschaft

Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen

509 Leverkusen. Bayerwerk

Str/Ra

2 8, OKt 1974

Vernetzte Polyäthylene bzw. Polyäthylens chäuine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polyäthylenen, die gegebenenfalls unter Verwendung eines chemischen Treibmittels verschäumt werden.

Es ist bekannt, daß man Polyäthylen in Gegenwart, von organischen Peroxiden vernetzen und damit seine Eigenschaften verbessern kann. Dieses Verfahren hat aber den großen Nachteil, daß während der Verarbeitung eine exakte TemperaturfUhrung eingehalten werden muß, um ein vorzeitiges Vernetzen und eventuell Verschäumen zu verhindern.

Ferner ist bekannt, daß man auf Polyäthylen, in dem man dr)uch mechanische Bearbeitung oder durch organische Peroxide Radikalstellen geschaffen hat, Silane vom Typ R-Si-R', aufpfropfen kann, die dann durch Einwirkung von Feuchtigkeit in Anwesenheit eines in der zu vernetzenden Masse bereits vorhandenen Kondensationskatalysators vernetzt werden können. Bei dieser Vernetzung mit Hilfe von Silanen ist es schwierig, die bereits anvernetzten, katalysatorhaltigen Mischungen einer Formgebung zu unterziehen und bei der anschließenden Vernetzung einwandfreie Oberflächen zu erhalten. Wird nach diesem Verfahren Polyäthylenschaum erzeugt, so können kaum Schäume mit einwand-

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freien Oberflächen una Porenst^ukturen hergestellt werden.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Pormkörpern aus vernetztem Polyäthylen- bzw. Polyäthylenschaum durch mechanisches Vermischen unter Formgebung von Polyäthylen, einem Peroxid, einem Silan und gegebenenfalls einem chemischen Treibmittel und gegebenenfalls Erhitzen des Formkörpers unter Verschäumung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Formkörper vor dem Erhitzen zum Vernetzen in Wasser, das einen Silan-Kondensationskatalysator enthält, gelagert wird.

Als Silane eignen sich besonders solche der allgemeinen Formel I

R - Si - R¹^ I

in der R eine olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, wie Vinyl-, Äthenyl-, Butenyl- oder Cyclohexenyl-, bevorzugt jedoch eine Vinyl-Gruppe und R¹ ein Halogen, wie Chlor, Brom oder eine Alkoxy gruppe mit 1 bis 5 C-Atomen, vorzugsweise 1-3 C-Atomen wie z. B. Methoxy-, Äthoxy- oder Propoxygruppe bedeuten, oder der allgemeinen Formel II

^R - ^S1 - ^R'

n^x5-n

in der R die oben angegebene Bedeutung hat, R¹ einen Alkylrest mit 1-5 C-Atomen, vorzugsweise Methyl- oder Äthyl-, und X ein Halogen, vorzugsweise Chlor und Brom, oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 5 C-Atomen, vorzugsweise Methoxy- oder Äthoxy bedeuten, η = 0, 1 oder 2.

Besonders bevorzugt werden Vinyltrimethoxysilan und Vinyltriäthoxysilan verwendet.,Das Silan wird in Mengen von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyäthylen, eingesetzt.

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Bevorzugt werden als Peroxide organische Peroxide, deren Konzentration zwischen 0,05 bis 1,5 Gewichtsprozente, vorzugsweise 0,075 bis 0,1 Gewichtsprozente, bezogen auf Polyäthylen, liegt, eingesetzt. Von diesen eignen sich besonders Dicumylperoxid und Tertiärbutylperbenzoat.

Dicumylperoxid in Mengen von 0,1 % wird besonders bevorzugt verwendet.

Bei der Herstellung von vernetzten Polyäthylenschäumen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden den Polymeren chemische Treibmittel, vorzugsweise Azodicarbonamid, in Mengen von 2,5 bis 15 fo, bezogen auf die Gesamtmischung, zugegeben. Dadurch werden Raumgewichte zwischen J5o und 75 kg/nr erreicht. Auch davon abweichende Treibmittelmengen sind möglich.

Als Polyäthylenkomponente können Polyäthylene mit einer Dichte zwischen 0,91o und 0,965 und im Schmelzindexbereich zwischen 0.2 und 20 verwendet werden.

Das Polyäthylen wird mit den Zusatzstoffen, vorzugsweise in einem Extruder, vermischt bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise 14O°C und zu einer Platte oder einem Profilstrang extrudiert. Der so erhaltene Formkörper wird mit Wasser in Berührung gebracht, vorzugsweise gelagert, um die gewünschte Vernetzung zu bewirken. Vorzugsweise enthält das Wasser 1 » 10 Gew.-% eines Silankatalysators, der in das Halbzeug mithinein diffundiert. Als Kondensationskatalysatoren eignen sich primäre, sekundäre und tertiäre Amine, wie z.B. 1-Amino-3-dimethylaminopropan. Dem katalysatorhaltigen Wasser kann noch ein organisches Lösungsmittel, wie Methylethylketon als Schleppsubstanz zugegeben werden. Das Vernetzungsbad hat vorzugsweise eine Temperatur von 70 bis 80⁰C. Gegebenenfalls kann sich auch noch an die Vernetzung eine Verschäumung des Formkörpers anschließen. Diese wird bevorzugt in einem IR- und /oder luftbeheizten Ofen bei über l6o°C kontinuierlich

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durchgeführt, wobei die Verschäumung auf einem Transportnetz horizontal oder ohne Unterstützung vertikal durchgeführt werden kann.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyäthylene zeichnen sich durch sehr gute Oberflächenbeschaffenheit und die Polyäthylenschäume zusätzlich durch eine regelmäßige, geschlossene Porenstruktur aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist außer zur Herstellung von geschäumten Teilen auch für die Herstellung von nur vernetzten Polyäthylenartikeln verschiedenster Form, wie Platten, Profile, Rohre und Folien geeignet. Die geschäumten Teile werden verwendet als Dichtungsprofile, Isolierplatten.

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87	*,9 %*
15	fo
1,	0 fo
ο,	1 %

Beispiel 1;

Polyäthylen (Dichte 0,924, Mi 4,5 g/lo¹) Treibmittel Azodicarbonamid
Vinyltriäthoxysilan
Dicumylperoxid

werden in einem Extruder gemischt und bei l4o°C zu einer planen Platte extrudiert. Diese Platte wurde anschließend in einem Gemisch aus 5-10 % Methyläthy!keton, 1 Amino-3-dimethylamino-propan, Wasser und bei 8o°C 1 Stunde gelagert, wobei die Vernetzung bewirkt wurde. Die vernetzte Platte wurde in einen Ofen mit IR-Strahlen senkrecht ohne Unterstützung verschäumt.

Beispiel 2t

Eine Mischung wie in Beispiel 1 angegeben mit Ausnahme, das Niederdruckpolyäthylen (Dichte 0,96 und MI 70 g/lo') statt Hochdruckpolyäthylen eingesetzt wurde, wurde zu einer Platte gemäß Beispiel 1 extrudiert und vernetzt. Diese Platte wurde in einem Heißluftofen horizontal auf einem Drahtnetz verschäumt.

Beispiel 3χ

Mit folgender Rezeptur wurde eine Platte bei Temperaturen unter l4o°C Massetemperatur im Extruder gemischt, extrudiert und gepfropft «^

Polyäthylen (Dichte 0,409* Mi 4,5 g/lo') 98,65 % Vinyltriäthoxysilan 1 ,2 %

Tertiärbutylperbenzoat 0,15 fo

Die Vernetzung wurde analog zu Beispiel 1 durchgeführt, wobei eine vernetzte Polyäthylenplatte hergestellt wurde, die in der Schmelzindexprüfung keinen Fluß mehr zeigte.

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Claims

Pat entanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus vernetzten! Polyäthylen- bzw. Polyäthylenschaum durch mechanisches Vermischen unter Formgebung von Polyäthylen, einem Peroxid, einem Silan und gegebenenfalls einem chemischen Treibmittel bei Temperaturen und gegebenenfalls Erhitzen des Formkörpers unter Verschäumung, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper vor dem Erhitzen zum Vernetzen in Wasser, das einen Silan-Kondensationskatalysator enthält, gelagert wird.

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