DE2851434A1

DE2851434A1 - Verfahren zur herstellung von vernetzten polyolefingegenstaenden

Info

Publication number: DE2851434A1
Application number: DE19782851434
Authority: DE
Inventors: John Allan Denning; Michael John Summers
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1978-11-28
Publication date: 1979-06-21
Also published as: AU4199378A; SE7813057L; FR2412576A1

Description

Verfahren zur Herstellung von vernetzten
Polyolefingegenstanden

Die Erfindung betrifft die Herstellung von vernetzten PoIyoIe fingegens tänden.

Es ist bekannt, die Eigenschaften von Gegenständen aus Polyäthylen und anderen Polyolefinen durch Vernetzung der Polymere zu verändern. Dies kann mit Hilfe eines organischen Peroxidkatalysators und Reaktion mit einem Silan erreicht werden.
Ein Beispiel einer solchen Vernetzung ist in der GB-PS
12 86 460 beschrieben.

Die Wirkung dieser Vernetzung kann äußerst vorteilhaft sein. So besitzen aus vernetztem Polyäthylen hergestellte Rohre

- 4 909 8 25/0 672

285U3A

-A-

eine stark erhöhte Deformationsfestigkeit bei Temperaturveränderungen, und sind diese Rohre daher beispielsweise geeignet, heiße Fluida, beispielsweise heißes Wasser, aufzunehmen bzw. zu transportieren. ■ .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zweckmäßige, praktische Ausbildung für die Herstellung von vernetzbaren polyolefinen Gegenständen zu schaffen-

Hierzu sieht die Erfindung vor ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten polyolefinen Gegenständen, das gekennzeichnet ist durch Vermischen des Polyolefins in Part'ikelform mit ' einem Silan, einem organischen Peroxidkatalysator und einem Stabilisierungsmittel, durch anschließendes Verformen der Mischung zu der Gestalt des herzustellenden Gegenstands und durch Vernetzen des Materials des Gegenstands.

Es ist festgestellt worden, daß die Möglichkeit besteht, die Mischung fertig zum Verformen zu dem betreffenden Gegenstand wie oben definiert herzustellen in einer Weise, die im wesentlichen als eine einstufige Arbeitsweise bezeichnet werden kann. Die so hergestellfe Mischung kann gewünschtenfalls in luftdichten Behältern oder Beuteln für mehrere Tage gelagert werden und noch direkt zur Formung des betreffenden Gegenstandes verwendbar sein.. .

Das Polyolefin kann ein Polyäthylen hoher oder mittlerer Dichte oder ein Copolymer mit einem solchen Polyäthylen sein, und' die Mischung kann nach ihrer Herstellung bei Extrusion beispielsweise eines Rohrs verwendet werden. Es ist ebenfalls festgestellt worden, daß die Erfindung besonders brauchbar und nützlich bei der Herstellung von Rohranschlußstücken bzw. -Zubehörteilen im Wege des Spritzgießens ist.

309825/0672

285H34

Zwar kann die Partikelform des Polyolefins in Pellets oder Granulen bestehen, jedoch ist festgestellt worden, daß die Erfindung dann besonders wirkungsvoll einsetzbar ist, wenn das Polyolefin feiner verteilt ist, so daß das Polyolefin vorteilhafterweise ein Pulver sein kann. Das Silan kann ein solches des Typs sein, der im Detail in der GB-PS 12 86 beschrieben ist, und kann insbesondere in Vinyltrimethoxysilan bestehen.

Das organische Peroxid kann eines der vielen aus dem Stand der Technik bekannten Peroxide sein, beispielsweise Dicumylperoxid, tert. Butylperpivalat oder 1-3 bis - (tert. Butylperoxyisopropyl)-benzol.

Das Stabilisierungsmittel kann in einem einzigen Antioxidant bekannter Art oder in einer Mischung aus zwei oder mehr Antioxidantien oder einem oder mehreren solcher Antioxidantien mit einem oder mehreren Stabilisierungsmitteln bekannter Art gegen eine UV-Licht-Zersetzung bestehen.

Der Mischung kann während ihrer Herstellung ein geeignetes Farbpigment zugegeben werden.

Es ist festgestellt worden, daß die Vernetzung des Materials der erfindungsgemäß hergestellten Gegenstände ohne die Verwendung weiterer Katalysatoren der bekannten Silanolkondensationsart erreicht werden kann und daß eine zufriedenstellende Vernetzung erhalten werden kann, indem die Gegenstände Niederdruck-Dampf oder heißem Wasser ausgesetzt werden.

Im folgenden wird ein Beispiel der Herstellung von Polyäthylen-Wasserrohren und Zubehörteilen angegeben.

Die erforderliche Menge des Pulvers von Polyäthylen hoher Dichte wird in einen Hochgeschwindigkeitsmischer bekannter Art eingewogen.

285U34

Ein geeignetes Pigment (bis zu 4 Gew.-%) kann dem Polymeren direkt oder mit einer kleinen Menge des Polymeren vorgemischt zur Unterstützung der Dispersion beigegeben werden. Es ist zu beachten, daß das Pigment alternativ zugegeben werden kann eingemischt mit dem Silan oder in dem Silan mit organischem Peroxid. In einem besonderen Fall besteht das Pigment aus 0,500 % Irgalite Yellow WSB. und Ο,ΟΟΙ % Cromophtal Green GFN und O,006 % Carbon Black und O,O2O % Titandioxid. Das Polymer und Pigment werden vermischt, bis die vollständige Dispersion erreicht ist. Die erforderlichen Stabilisierungsmittel können auch in das Polymer zur selben Zeit wie das Pigment eingemischt werden oder im Wege einer separaten Mischoperation oder in der Form eines Breis, der in die gesamte Vinyltrimethoxysilan/Peroxid-Lösung oder einen Teil derselben eingemischt ist.

Dann werden 1,5 bis 5 Volumenprozent (typischerweise 2 Volumenprozent) (bezogen auf das Polymer) Silan {beispielsweise Vinyltrimethoxysilan) genommen. Dieser Menge werden 0,Ol bis 5 Gew.-% (typischerweise 0,10 Gew.-%) (bezogen auf das Polymer) eines organischen Peroxidkatalysators» der im Handel unter der Bezeichnung "Perkadox 14" (1-3 bis-{tert. ButylperoxyisopropyI)-benzol) erhältlich ist, zugegeben, wonach beide ivomponenten miteinander vermischt werden, bis der Lösungszustand erreicht ist oder bis sich so viel wie möglich in Lösung befindet.

In Abhängigkeit von dem gewählten Verfahren können dann dieser Lösung die Polymermischung oder die erforderlichen Mengen der Stabilisierungsmittel dieser Lösung in ihrer Gesamtheit oder einem Teil derselben und der so mit dem Rest, gegebenenfalls der Vinyl^trimethoxysilan/Peroxid-Lösung, gebildete Brei den Inhalten der Mischungen zugegeben werden.

Die verwendeten Stabilisierungsmittel machen bis zu 4 Gew.-% des Polymer aus und enthalten typischerweise 0,4 % "Irganox

1035" (2,2·-Thiodiäthanol-bis-C 3(3,5-di-_t-butyl-^hydroxyphenyl) propionat]) und 0,25 % "Tinuvin 326" (2-2'-Hydroxy-3'-tert. butyl-S'-methylpentyD-S-ehlorobenzotriazol) .

Die gesamten Bestandteile der Mischungen werden für die Dauer von zwei Minuten vermischt oder für eine Dauer so lang wie erforderlich, um die vollständige Dispersion aller zugegebenen Materialien in dem Polymer zu schaffen. Wenn ein langwieriges Mischen erforderlich ist, kann ein Silanverlust infolge der Reibungswärme auftreten, in welchem Fall ein gekühlter Mischer verwendet werden kann. In einigen Fällen können Mittel zur Rückführung des Silandampfs zum Mischer erforderlich sein.

Nach dem Mischen kann das Material eingesackt oder in luftdichten Behältern gelagert werden, bis es für eine Rohrextrusionsmaschine benötigt wird. Bei Lagerung in luftdichten Be^ hältern·kann das Material für einige Tage aufbewahrt werden, während die Lagerung in Säcken offensichtlich nur für eine deutlich kürzere Zeitspanne infolge der Verdampfungsproblsme geeignet ist. Es. ist für jeden Fall festgestellt worden, daß eine Lagerühgsperiode· insofern günstig ist, da sie die Absorption des Silans durch das Polymer begünstigt.

Das Material wird erforderlichenfalls mit Hilfe irgendwelcher geeigneter Mittel in einen Rohrextruder im Temperaturbereich von 180 C bis 240 C in Abhängigkeit von dem verwendeten Peroxid und Polymer (typischerweise etwas über 215 Cf eingebracht.

Die Vernetzung der extrudierten Rohre wurde mit Hilfe einer Dampf-Autoklavenbehandlung bei 120 ⁰C erreicht.

Spritzgegoßene Zubehörteile werden aus dem Material unter Verwendung derselben Herstellungstemperaturbereiche und derselben Autoklavenbehandlungsbedingungen hergestellt.

909825/0672

Claims

DR. A. VAN DERWERTH DIPL.-ING. (1934-1974) PATENTANWÄLTE DR. FRANZ LEDERER DlPL-CHEM. REINER F. MEYER - DIPL.-ING. British Steel Corporation 33 Grosvenor Place London S.W.l England 8000 MÜNCHEN 80 LUCILE-GRAHN-STRASSE 22 TELEFON: (089) 472947 TELEX: 524624 LEDET D TELEGR.: LEDERERPATENT 28. November 1978 M/no Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von vernetzten polyolefinen Gegenständen, gekennzeichnet durch Vermischen des Polyolefins in Partikelform mit einem Silan, einem organischen Peroxidkatalysator und Stabilisierungsmittel, durch anschließendes Verformen der Mischung zu der Gestalt des herzustellenden Gegenstands und durch Vernetzen des Materials des Gegenstands.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Polyolefin ein Polyäthylen hoher oder mittlerer Dichte verarbeitet wird.

909825/0672

ORiGSNAL INSPECTED

285H34

_ ο —

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyolefin ein Copolymer mit Polyäthylen verarbeitet wird.

4. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin in der Form eines Pulvers verarbeitet wird.

5. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in der Form eines Rohrs extrudiert wird.

6. Verfahren nach irgendeinem der Anspruchs 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zu Rohrzubehörteilen spritzvergossen wird.

7. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung während ihrer Herstellung ein Farbpigment zugegeben wird,.

8. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Silan Vinyltrimethoxysilan verarbeitet wird.

9· Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisierungsmittel eine Mischung aus einem oder mehreren Antioxidantien mit einem oder mehreren Stabilisierungsmitteln gegen UV-Licht-Zersetzung verarbeitet wird.

10. Vernetzte Polyolefingegen3tände hergestellt nach dem Verfahren irgeneinem der vorhergehenden Ansprüche.

90982 5/0672