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Verfahren zur Herstellung von gefärbten Elastomeren
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Als in der Hitze zu Elastomeren vernetzbare Crganopolysiloxanmassen
sind unter anderem sogenannte "non-milling-compounds" in gestreckter Form, z. B.
in Bandform, bereits seit längerer Zeit be-kannt. Hierzu sei z. B. auf H.H. Bashore
und Mitarbeiter sNew Extrusion Bechniques With Silicone Rubber" in "Wire and Wire
Products", 34. Jahrgang, l9-59, Seite 960 bis 962, und W. Noll ttChemie und technologie
der Silicone", 2.. Auflage, Weinheim 1968, Seite 348, verwiesen. Solche "non-milling-compounds"
oder verarbeitungsfertigen Mischungen haben gegenüber anderen Lieferformen von in
der Hitze zu Elastomeren vernetzbaren Organopolysiloxanmassen insbesondere den Vorteil,
daß für den Verarbeiter der Aufwand für das Verwalzen der Massen nach dem Lagern,
un die Massen vor der endgültigen Formgebung wieder zu plastifizieren, also weich
zu machen, entfällt.
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Aufgaben der Erfindung waren nun, ein wirtschaftliches Verfahren zur
Herstellung von gleichmäßig gefärbten Elastomeren aus in gestreckter Form angelieferten
r in der Hitze zu Elastomeren vernetzbaren Organopolysiloxanmassen zu schaffen und
dabei geringeren Aufwand für die Lagerung zu benötigen, als für die Lagerhaltung
von in der Hitze zu Elastomeren vernetzbaren Organopolysiloxanmassen, die in gestreckter
Form angeliefert werden und bereits die im fertigen Elastomer gewünschte Menge an
Pigmentfarbstoff
in der Gesamtmenge der jeweiligen Masse gleichmäßig
verteilt enthalten, benötigt würde. Diese Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von gefärbten
Elastomeren aus in gestreckter Form angelieferten, in der Hitze zu Elastomeren vernetzbaren
Organopolysiloxanmassen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vorrichtung zur endgültigen
Formgebung und Vernetzung der Massen gemeinsam mit ungefärbter, in der Hitze zu
Elastomer vernetzbarer und in gestreckter Form befindlicher Organopolysiloxanmasse
in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse,
welche Pigmentfarbstoff enthält, eingeführt wird.
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Die gestreckte Form, in der die im Rahmen der Erfindung eingesetzten
Organopolysiloxanmassen angeliefert werden und sich auch beim Einführen in die Vorrichtung
zur endgültigen Formgebung und Vernetzen der Massen befinden, kann z. B. diejenige
eines Bandes, Streifens oder einer runden, ovalen oder polygonalen Schnur sein.
Die in gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff
enthält, hat der Einfachheit halber vorzugsweise die Form einer Rundschnur.
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Als Vorrichtungen zur endgültigen Formgebung und Vernetzung der Massen
können auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens alle Vorrichtungen verwendet
werden, in die auch bisher in gestreckter Form befindliche, in der Hitze zu Elastomeren
vernetzbare Organopolysiloxanmassen zum Zwecke der endgültigen Formgebung und Vernetzung
eingeführt werden konnten. Solche Vorrichtungen sind z. B. Extruder, Spritzguß(=
injection molding)-maschinen und Spritzpreß(=transfer molding)-maschinen. Vorzugsweise
beträgt die Länge der Schnecke in diesen Vorrichtungen mindestens das 8fache, insbesondere
10 bis 20fache des Durchmessers der Schnecke.
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Bei den Extrudern beträgt die Querschnittfläche der Öffnung, bei der
das Extrudat aus dem Extruder austritt, vorzugsweise höchstens 1/5 des Durchmessers
der Schnecke.
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Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten, ungefärbten,
in der Hitze zu Elastomer vernetzbaren und in gestreckter Form befindlichen Organopolysiloxanmassen
können, abgesehen davon, daß sie keinen Pigmentfarbstoff enthalten, die gleiche
Zusammensetzung haben wie die bisher verwendeten, in der Hitze zu Elastomeren vernetzbaren
und in gestreckter Form befindlichen Organopolysiloxanmassen. Sie können als Organopolysiloxane
insbesondere solche aus 89,5 bis 100 Molprozent Dimethylsiloxaneinheiten, 0 bis
0,5 Molprozent Trimethylsiloxan-, Methylvinylsiloxan- und/oder Dimethylvinylsiloxaneinheiten
und 0 bis 10 Molprozent Methylphenylsiloxan-Einheiten mit einer Viskosität tron
mindestens 106 mPa-s bei 25 OC enthalten. Eine entscheidende obere Grenze der Viskosität
der Organopolysiloxane in solchen Massen ist nicht bekannt. Diese hochviskosen Organopolysiloxane
befinden sich im Gemisch mit verstärkenden Füllstoffen, gegebenenfalls neben nicht-verstärkenden
Füllstoffen, sowie meist auch Mitteln zur Verhinderung der Verstrammung der Massen
beim Lagern, insbesondere Organosilanolen und/oder Organosiloxanolen, und Vernetzungsmitteln,
gegebenenfalls neben weiteren anderen herkömmlichen Zusätzen als Pigmentfarbstoffen,
wie Antioxydantien und/ oder durch Trimethylsiloxygruppen endblockiertes Dimethylpolysiloxan
mit einer Viskosität von höchstens 200 mPa,s.bei 25 OC.
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Der Anteil der hochviskosen Organopolysiloxane an diesen Gemischen
beträgt meist 30 bis 85 Gewichtsprozent, der Anteil der Füllstoffe an diesen Gemischen
beträgt meist 10 bis 65 Gewichtsprozent und der Anteil der Vernetzungsmittel an
diesen Gemischen beträgt meist 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das
Gesamtgewicht der ungefärbten Masse.
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Beispiele für verstärkende Füllstoffe sind insbesondere pyrogen erzeugte
Siliciumdioxyde, unter Erhaltung der Struktur entwässerte Kieselsäurehydrogele und
andere gefällte Siliciumdioxyde mit ei-2 ner Oberfläche von mindestens 50 m /g.
Beispiele für nicht-verstärkende Füllstoffe sind insbesondere Diatomeenerde, Quarzmehl
und Kreide. Beispiele für Vernetzungsmittel sind insbesondere peroxydische Verbindungen,
wie Acylperoxyde, z. B. Dibenzoylperoxyd,
Bis-(4-chlorbenzoyl)-peroxyd
und Bis-(2,4-dichlorbenzoyl)-peroxyd; Alkylperoxyde und Arylperoxyde, wie Di-tert.-butylperoxyd
und Dicumylperoxyd; Perketale, wie 2,5-Bis-(tert.-butylperoxy)-2,5-dimethylhexan;
sowie Perester, wie Diacetylperoxydicarbonat, tert.-Butylperbenzoat, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat
und tert.-Butylperisononanoat; ferner tert.-Butylbeta-hydroxyäthylperoxyd und als
Radikale bildende Mittel bekannte Azoverbindungen, wie Azoisobuttersäurenitril,
schließlich Kombinationen von mindestens 3 Si-gebundene Wasserstoffatome je Molekül
aufweisenden Organopolysiloxanen mit Platinverbindungen. Die Vernetzung kann jedoch
auch z. B. durch Hochenergiestrahlen, wie alpha-, beta- oder gamma-Strahlen erfolgen.
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Die Menge an Pigmentfarbstoff in in der Hitze zu Elastomer vernetzbarer
und in gestreckter Form befindlicher Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff
enthält, beträgt vorzugsweise 1 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht
der Pigmentfarbstoff enthaltenden Organopolysiloxanmasse einschließlich Pigmentfarbstoff.
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Als Pigmentfarbstoff können auch im Rahmen der Erfindung die gleichen
Pigmentfarbstoffe eingesetzt werden, die bisher bei der Herstellung von gefärbten
Elastomeren aus in der Hitze zu Elastomeren vernetzbaren Massen, gleichgültig ob
es sich dabei um non-milling-compounds handelt oder nicht, verwendet werden konnten.
Beispiele für solche Pigmentfarbstoffe sind anorganische Pigmente, wie schwarzes,
braunes oder rotes Eisenoxyd, Titandioxyd, Cobaltoxyd und Cadmiumgelb, und hitzebeständige
organische Pigmente, wie Phthalocyaningrün und Phthalocyaninblau, und Gemische aus
mindestens zwei solcher Pigmente.
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Der Rest der Bestandteile von in der Hitze zu Elastomer vernetzbarer
und in gestreckter Form befindlicher Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff
enthält, kann die gleiche
Zusammensetzung aufweisen, wie oben für
ungefärbte, in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter Form befindlicher
Organopolysiloxanmasse angegeben. Insbesondere, wenn die Länge der Schnecke in der
Vorrichtung zur endgültigen Formgebung der Masse mindestens das 16fach des Durchmessers
der Schnecke beträgt, kann die ungefärbte, in der Hitze zu Elastomer vernetzbare
und in gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse auch frei von Vernetzungsmittel
sein und lediglich die in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter
Form befindliche Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält, Vernetzungsmittel
in auch zur Vernetzung der ungefärbten Masse ausreichender Menge enthalten.
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Es kann aber auch die in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in
gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält,
frei von Vernetzungsmittel sein.
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Um den Raumbedarf für die Lagerhaltung möglichst gering zu halten,
ist es bevorzugt, daß die Querschnittsfläche des Bandes oder von -anderer gestreckter
Form von Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält, höchstens 1/2
der Querschnittsfläche des Bandes oder von anderer gestreckter Form von ungefärbter
Organopolysiloxanmasse beträgt. Um eine ausreichende "Grünfestigkeit" zu haben,
ist es bevorzugt, daß die Querschnittsfläche des Bandes oder von anderer gestreckter
Form von Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält, mindestens 1/40
der Querschnitts fläche des Bandes oder von anderer gestreckter Form von ungefärbter
Organopolys iloxanmasse beträgt.
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Sowohl in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter Form
befindliche Organopolysiloxanmasse, welche ungefärbt ist, als auch in der Hitze
zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter Form bef indllche Organopolysiloxanmasse,
welche Pigmentfarbstoff enthält, kann mit Pulver, z. B. einem der oben genannten
Füllstoffe, insbesondere jedoch Talkum, gepudert sein, damit aufgewickelte Lagen
aus diesen Masten nicht miteinander verkleben.
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In die Vorrichtung zur endgültigen Formgebung und Vernetzung der Massen
können, falls erwünscht, mehr als z. B. ein Band aus ungefärbter Masse und/oder
aus Pigmentfarbstoff enthaltender Masse eingeführt werden.
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In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen
und Prozentsätzen auf das Gewicht, soweit nichts anderes angegeben ist.
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Beispiel 1 25 kg eines Bandes mit einer Querschnittsfläche von 4 cm2,
welche rechteckig ist, aus ungefärbter in der Hitze zu Elastomer vernetzbarer Organopolysiloxanmasse
werden gemeinsam mit 2,5 kg einer Rundschnur mit einer Querschnittsfläche von 0,4
cm2 aus Pigmentfarbstoff enthaltender, in der Hitze zu Elastomer vernetzbarer Organopolysiloxanmasse
in einen Extruder mit einer Schnecke, deren Länge das 10fach ihres Durchmessers
und deren Durchmesser 45 mm beträgt, und Querspritzkopf eingeführt.
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Die ungefärbte, in der Hitze zu Elastomer vernetzbare Organopolysiloxanmasse
wurde dadurch hergestellt, daß 100 Teile eines durch Trimethylsiloxygruppen endblockierten
Diorganopolysiloxanes aus 99,93 Molprozent Dimethylsiloxaneinheiten und 0,07 Molprozent
Vinylmethylsiloxaneinheiten mit einer Viskosität von 8.106 mPa.s bei 25 OC in einem
bei 150 OC betriebenen Kneter zunächst mit 50 Teilen pyrogen in der Gasphase erzeugtem
Siliciumdioxyd mit einer Oberfläche von 200 m2/g, dann mit 1 Teil durch Trimethylsiloxygruppen
endblockiertem Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 96 mPa.s bei 25 OC,
dann mit 7 Teilen eines in den endständigen Einheiten je eine Si-gebundene Hydroxylgruppe
aufweisenden Dimethylpolysiloxanes mit einer Viskosität von 40 mPa's bei 25 OC und
dann erneut mit 1 Teil des durch Trimethylsiloxygruppen endblockierten Dimethylpolysiloxans
mit einer Viskosität von 96 mPa.s bei 25 OC vermischt wurden und dann das so erhaltene
Gemisch nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur auf einem
Walzwerk
mit 1,8 %, bezogen auf das Gewicht des Gemisches, einer Paste aus gleichen Teilen
Bis- (2,4-dichlorbenzoyl) -peroxyd und eines durch Trimethylsiloxygruppen endblockierten
Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 250 mPa.s bei 25 OC vermischt wurde.
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Die Pigmentfarbstoff enthaltende, in der Hitze zu Elastomer vernetzbare
Organopolysiloxanmasse hatte die gleiche Zusammensetzung wie die ungefärbte Organopolysiloxanmasse,
enthielt jedoch zusätzlich 10 %, bezogen auf ihr Gewicht rotbraunes Eisenoxydpigment.
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Die Schnecke in dem Extruder macht 13 Umdrehungen je Minute. In dem
Extruder wird ein elektrischer Leiter (Litze 1,5 mm2) isoliert. Die Dicke der unvernetzten
Isolierung beträgt 0,6 mm.
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Die Temperatur im durch Infrarotstrahlen betriebenen Heizkanal beträgt
350 OC. Die Verweilzeit des mit Organopolysiloxan umhüllten elektrischen Leiters
in diesem Heizkanal beträgt 20 Sekunden. Beim Durchschneiden der Isolierung ergibt
sich, daß sie völlig gleichmäßig pigmentiert ist.
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Beispiel 2 Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt
mit den Abänderungen, daß die gesamte Menge an Bis-(2,4-dichlorbenzoyl)-peroxyd
in dem Band aus Pigmentfarbstoff enthaltender Organopolysiloxanmasse beim Einführen
in den Extruder vorliegt und anstelle des dort verwendeten Extruders ein Extruder
mit einer Schnecke, deren Länge das 16fache ihres Durchmessers und deren Durchmesser
60 mm beträgt, verwendet wird. Die so erhaltene Isolierung ist vollständig vernetzt
und gleichmäßig pigmentiert.
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Verfahren zur Herstellung von gefärbten Elastomeren Z u s a m m e
n f a s s u n g Gefärbte Elastomere aus in gestreckter Form, z. B. Bandform, angelieferten,
in der Hitze zu Elastomeren vernetzbaren Organopolysiloxanmassen werden dadurch
hergestellt, daß in die Vorrichtung zur endgültigen Formgebung und Vernetzung der
Massen gemeinsam mit ungefärbter, in der Hitze zu Elastomer vernetzbarer Organopolysiloxanmasse
in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse,
welche Pigmentfarbstoff enthält, eingeführt wird.