DE3007451C2

DE3007451C2 - Verfahren zur Herstellung von gefärbten Elastomeren

Info

Publication number: DE3007451C2
Application number: DE19803007451
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl.-Ing. Dr. Untereching Wolfer
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1980-02-28
Filing date: 1980-02-28
Publication date: 1984-09-06
Also published as: DE3007451A1

Description

Als in der Hitze zu Elastomeren vernetzbare Organopolysiloxanmassen sind unter anderem sogenannte »non-milling-compounds« in gestreckter Form. z. B. in Bandform, bereits seit längerer Zeit bekannt. Hierzu sei /.. B. auf H. H. Bashore und Mitarbeiter »New Extrusion Techniques With Silicone Rubber« in »Wire and Wire Products«, 34. Jahrgang, 1959, Seite 960 bis 962, und W. Noil »Chemie und Technologie der Silicone«, 2. Auflage, Weinheim 1968. Seite 348, verwiesen. Solche »nonmilling-compounds« oder verarbeitungsfertigen Mischungen haben gegenüber anderen Lieferfornien von in der Hitze zu Elastomeren vernetzbaren Organopolysiloxanmassen insbesondere den Vorteil, daß für den Verarbeiter der Aul wand für das Vcrwalzen der Massen nach dem Lagern, um die Massen vor der endgültigen Formgebung wieder /u plastifizieren, also weich /u machen, entfällt.

Aufgaben dor Erfindung waren nun. ein wirtschaftliches Verfahren /ur Herstellung von gleichmäßig gefärbten Elastomeren aut in gestreckter Form angelieferten, in,der Hjtze zu Elastomeren vernetzbaren Organopolysilöxanmassen 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

κι verteilt enthalten, benötigt würde. Diese Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst.

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

zn in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse. welche Pigmentfarbstoff enthält, eingeführt wird.

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 Orga-

jo nopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält, hat der Einfachheit halber vorzugsweise die Form einer Rundschnur.

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 konn-

w ten. 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 Sfache, insbesondere 10 bis 20fache des Durch-

■ti messers der Schnecke.

Bei den Extrudern beträgt die Querschnittfläche der Öffnung, bei der das Extrudat aus dem Extruder austi itt, vorzugsweise höchstens Ά des Durchmessers der Schnecke.

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 vernetzbarcn und in gestreckter Form befindlichen Organopolysiloxanmassen. Sie können als Organopolysiloxane insbesondere solche aus 89,5 bis 100 Molprozent Dimethylsiloxaneinheiten, 0 bis

w) 0,5 Molprozent Trimethylsiloxan-, Methylvinylsiloxan- und/oder Dimethylvinylsiloxaneinheitcn und 0 bis IO Molprozent Methylphenylsiloxan-Einheiten mit einer Viskosität von mindestens IO^h mPa · s bei 25 C enthalten. Eine entscheidende obere Grenze der Viskosität

π", der Organopolysiloxane in solchen Massen ist nicht bekannt. Diese hochviskosen Organopolysiloxane befinden sich im Gemisch mit verstärkenden Füllstoffen, gegebenenfalls neben nichi-verstärkenden Füllstoffen, so-

wie meist auch Mitteln zur Verhinderung der Verstrammung der Massen beim Lagern, insbesondere Organosilanolen und/oder Organosiloxanole^ und Vernetzungsmitieln, 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°C. 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.

Beispiele für verstärkende Füllstoffe sind insbesondere pyrogen erzeugte Siliciumdioxyde, unter Erhaiiung der Struxtur entwässerte Kieselsäurehydrogele und andere gefällte Siliciumdioxyde mit einer Oberfläche von mindestens 50 m²/g. Beispiele für nicht-versfärkende Füllstoffe sind insbesondere Diatromeenerde, Quarzmehl und Kreide. Beispiele für Vernetzungsmittel sind insbesondere peroxydische Verbindungen, wie Acylperoxyde, z. B. Dibenzoylperoxyd, Bis-(4-chlorbenzoyl)-peroxyd und Bis-(2,4-dichlorbenzoy!)-peroxyd; Alkylperoxyde und Arylperoxyde, wie Di-tert.-butylperoxyd und Dicumylperoxyd; Perketale, wie 2,5-Bis-(tert.-buty!-peroxy)-2,5-dimethylhexan; sowie Perester, wie Diacetylperoxy-dicarbonat, tert.-Butylperbenzoat, tert.-Butylperoxyisopropyl-carbonat und tert.-Butylperisononanoat; ferner tert.-Butyl-beta-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.

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.

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 Pthtalocyaningrün und Phthalocyaninblau, und Gemische aus mindestens zwei solcher Pigmente.

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 I6fache des Durchmessers der Schnecke beträgt, k;inn 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 entnalten.

Es kann aber auch die in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält, frei von Vernetzungsmittel sein.

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 'Λ der Querschnittsfläche des Bandes oder von anderer gestreckter Form von ungefärbter Organopolysiloxanmasse beträgt. Um eine ausreichende »Grünfestigkeit« zu haben, ist es bevorzugt, daß die Querschniltsfläche des Bandes oder von anderer gestreckter Form von Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält, mindestens ¹Ao der Querschnittsfläche des Bandes oder von anderer gestreckter Form von ungefärbter Organopolysiloxanmasse beträgt.

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 befindliche Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält, kann mit Pulver, z. B. einem der oben genannten Füllstoffe, insbesondere jedoch Talkum, gepudert sein, damit aufgewickelte Lagen aus diesen Massen nicht miteinander verkleben.

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.

In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen auf das Gewicht, soweit nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

25 kg eines Bandes mit einer Querschnittsfläche von 4 cm³, 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 enthallender, in der Hitze zu Elastomer vernetzbarer Organopolysiloxanmasse in einen Extruder mit einer Schnecke, deren Länge das lOfache ihres Durchmessers und deren Durchmesser 45 mm beträgt, und Querspritzkopf eingeführt.

Die ungefärbte, in der Hitze zu Elastomer vernetzbare Organopolysiloxanmasse wurde dadurch hergestellt, daß 100 Teile eines durch Trimethylsiioxygruppen endblockierten Diorganopolysiloxanes aus 99,93 Molpro-

bo zent Dimethylsiloxaneinheiten und 0,07 Molprozent Vinylmethylsiloxaneinheiten mit einer Viskosität von 8 ■ 10¹¹InPa · s bei 25"C in einem bei 150"C betriebenen Kneter zunächst mit 50 Teilen pyrogen in der Gasphase erzeugtem Siliciumdioxyd mit einer Oberfläche von

b5 200 Hi¹Vg, dann mit 1 Teil durch Trimethylsiioxygruppen endblockiertcm Dimethylenpolysiloxan mit einer Viskosität von 96 mPa . s bei 25^rC, dann mit 7 Teilen eines in den endständigen Einheiten je eine Si-gebundene Hy-

droxylgnippe aufweisenden Oimethylpolysiloxanes mit einer Viskosität von 40 mPa · s bei 25° C und dann erneut mit 1 Teil des durch Trimethylsiloxygruppen endblockierten Dimethylpolysiloxans mit tiner Viskosität von 96 mPa · s bei 25°C 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 Di- methy!polysiloxans mit einer Viskosität von 250 mPa · s bei 25°C vermischt wurde.

Die Pigment farbstoff enthaltende, in der Hitze zu Elastomer vernetzbare Organopolysiloxanmasse hatte die gleiche Zusammensetzung wie die ungefärbte Organo- is polysiloxanmasse, enthielt jedoch zusätzlich 10%. bezogen auf ihr Gewicht rotbraunes Eisenoxydpigment.

Die Schnecke in dem Extruder macht 13 Umdrehungen je Minute. In dem Extruder wird t'.n elektrischer Leiter (Litze 13 mm²) isoliert. Die Dicke der unvernetzten Isolierung beträgt 0.6 mm. Die Temperatur im durch Infrarotstrahlen betriebenen Heizkanal beträgt 350° C. 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.

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.

40

45

50

55

60

b5

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gefärbten Elastomeren aus in gestreckter Form angelieferten, in der Hitze zu Elastomeren vernetzbaren Organopolysiloxanmassen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hitze zu Elastomeren vernetzbare und in gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse. welche Pigmentfarbstoff enthält, 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 eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Pigmentfarbstoff in in der Hitze zu Elastomer vernetzbarer und in gestreckter Form befindlicher Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält, I bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Pigmentfarbstoff enthaltenden Organopolysiloxanmasse, beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Bandes oder von anderer gestreckter Form von Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält. '/_w bis ¹A der Qiierschnittsfläche des Bandes oder von anderer gestreckter Form von ungefärbter Organopolysiloxanmasse beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ungefärbte, in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse frei von Vernetzungsmittel ist und lediglich die in der Hitze zu Elastomer vernetzbare und in gestreckter Form befindliche Organopolysiloxanmasse. welche Pigmcnifarbsloff enthält. Vernetzungsmittel in auch zur Vernetzung der ungefärbten Masse ausreichender Menge enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die in gestreckter Korni befindliche Organopolysiloxanmasse, welche Pigmentfarbstoff enthält, die Form einer Rundschnur hat.