DE2836798C2 - Verfahren zur Herstellung von zonenweise vernetzten Formteilen oder Halbzeugen aus Plastomergranulat - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von zonenweise vernetzten Formteilen oder Halbzeugen aus Plastomergranulat

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Helmut Prof. Dr.-Ing. Potente
Roland Dipl.-Ing. Schulzekadelbach
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Eduard Dipl.-Ing. 5160 Dueren Winkel
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zonenweise vernetzter Formteile oder Halbzeug aus Plastomergranulat. Mit Hilfe dieses Verfahren ist es möglich, Formteile und Halbzeuge beliebiger Dicke in sehr kurzen Zeiten (von 30 see bis 5 Minuten) herzustellen, die sofort entformt werden können, wodurch die mitunter sehr lange Kühlzeit entfällt. Außerdem kann bei Anwendung dieses Verfahrens nach jedem Herstellungsvorgang ein beliebiger Materialwechsel vorgenommen werden.
Der Verfahrensablauf sieht so aus, daß ein System aus Peroxid und Plastomergranulat in einen Druckbehälter unter niedrigem Druck zusammengepreßt wird. Während des Preßvorganges wird durch Zufuhr der notwendigen Aktivierungsenergie das eingesetzte Peroxid in energiereiche Primärradikale gespalten, die dann die zonenweise Vernetzung des Piastomeren bewirken. Eine zonenweise Vernetzung liegt deshalb vor, weil das Peroxid nicht wie beim Extrudieren oder Spritzgießen homogen in der Plastomermasse verteilt wird, sondern nur an der Oberfläche der Granulatköroer haftet. Da die Granulatkörner bei diesem neuen Verfahren nicht aufgeschmolzen werden, kommt es nur zu einem Verbinden der Granulat-Oberflächen, so daß auch nur diese relativ dünnen Schichten vernetzen. Es bleiben daher erhebliche Anteile an rein thermoplastischer Substanz erhalten, so daß eine spätere thermoplastische Umformung möglich ist. Der so entstandene Vorformling kann als Halbzeug verwendet werden oder durch einen unmittelbar an den Preßvorgang anschließenden Umformvorgang, z. B. durch Gesenkschmieden, in die gewünschte Endform gebracht werden.
Als ein direktes Verfahren zur Herstellung von vernetzten Formteilen aus Piastomeren ist das Spritzgießen zu nennen. Dabei wird eine Mischung aus z. B. Polyäthylen und Peroxid in der Spritzgießmaschine bei Temperaturen, die unterhalb der normalerweise verwendeten Temperaturen liegen, plastifiziert und anschließend in das in diesem Fall heiße Werkzeug (bei normalem Spritzgießverfahren wird das Werkzeuggekühlt) eingespritzt. Die vom heißen Werkzeug gelieferte Energie führt zu einer Zersetzung des Peroxids und zu einer Vernetzungdes Polyäthylens.
Die Nachteile bei diesem Verfahren sind in der Gefahr der Anvernetzung der Formmasse im Zylinder sowie in einem großen Zeitaufwand beim Aufheizen der Maschine und beim Materialwechsel zu sehen.
Die Herstellung der Vorformlinge nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde in einem Druckbehälter aus Polytetrafluoräthylen (PTEE) durchgeführt. Hierhinein wurde das vorher mit Peroxid benetzte/getränkte Granulat oder Pulver eingefüllt und mit 5 bar kalt zusammengepreßt, dann wurde der Preßling entweder durch Wärme, kinetische Energie oder bei Eignung des Peroxids im Hochfrequenzfeld erwärmt und damit die Granulatkörner an ihren Oberflächen miteinander verbunden. Die Tränkung mit dem Peroxid führt dabei zu vernetzten Bereichen mit hohen Haftkräften und die zur Erzeugung der Primärradikale notwendige Aktivierungsenergie wurde von einem Mikrowellengerät geliefert.
Der mit dem System aus Plastomer und Peroxid gefüllte Behälter wurde in ein Mikrowellengerät gestellt und mit einem Druck von 5 bar beaufschlagt.
Das Mikrowellengerät hat eine Leistung von 2,5 kW bei einer Frequenz von 2450 MHz.
Je nach Plastomerart konnten die Vorformlinge nach 30 bis 240 see Bestrahlungszeit dem Druckbehälter entnommen werden.
Unmittelbar im Anschluß daran konnten die Vorformlinge in einem Preßwerkzeug in die gewünschte Endform, z. B. einen dickwandigen Becher mit einer Wandstärke von 5 mm, umgeformt werden, wobei die gesamte Herstellzcit für dieses Formteil ca. 5 Minuten betrug.
Die Vorteile dieses Verfahrens gegenüber den zur Zeit üblichen Verfahren zur Herstellung vernetzter Formteile sind:
- der gesamte Verfahrensablauf ist wesentlich einfacher und kürzer
- der Aufwand an Maschinen und Geräten ist geringer
- das Verfahren ist weniger störanfällig
- mit dem Verfahren lassen sich sehr dickwandige Teile und Halbzeugt' direkt aus Pulver und Granulat herstellen, wobei keine Kühlzeit nötig ist
- praktisch ist nach jedem Preß Vorgang ein Wechsel des Poiymermaterials möglich.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von zonenweise vernetzten Formteilen oder Halbzeugen direkt aus Plastomergranulat, da durch gekennzeichnet, daß ein System aus Plastomer und Vernetzungsmittel bei niedrigen Tempeiaturen unter geringem Druck zusammengepreßt wird, wobei während oder nach dem Preßvorgang das Vernetzungsmittel aktiviert wird und die Granulatkörner an ihren Oberflächen miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel ein Peroxid eingesetzt wird.
3. Verfahren zur Herstellung von Formteilen und Halbzeugen beliebiger Dicke, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Anspruch 1 bis 2 hergestellten Formkörper unmittelbar nach der Entformung ohne weitere Zwischenbehandlung in einer an sich bekannten Vorrichtung, z. B. durch Pressen, Tiefziehen, Kaltschmieden usw. weiter verformt und unmittelbar danach entformt werden.
4. Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Beschichtungen auf Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß der zu beschichtende, u. U. vorgewärmte Gegenstand in ein System aus Plastomer und Peroxid getaucht wird bzw. durch dieses System gezogen wird und anschließend im UHF- oder Wärmeofen die Vernetzung des Systems erfolgt.
5. Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen (Rohren, Profilen, Tafeln, Folien), dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannten Vorrichtungen das Gemisch aus Plastomerpulver und Peroxid kalt in die gewünschte Gestalt verformt wird und dann beim Durchlauf durch ein Feld mit elektromagnetischen Wellen die Kunststoffpartikel an ihren Oberflächen miteinander verbunden werden.
DE19782836798 1978-08-23 1978-08-23 Verfahren zur Herstellung von zonenweise vernetzten Formteilen oder Halbzeugen aus Plastomergranulat Expired DE2836798C2 (de)

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