DE3528066A1

DE3528066A1 - Verfahren zum chemischen vernetzen von schrumpfbarem kunststoffmaterial fuer formteile

Info

Publication number: DE3528066A1
Application number: DE19853528066
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Giebel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1987-02-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum chemischen Vernetzen von schrumpfbarem Kunststoffmaterial für Formteile mit Hilfe von Zusätzen aus Vernetzungsanregern, wie zum Beispiel Peroxiden.

Im allgemeinen ist wie z. B. aus der DE-OS 28 03 252 bereits bekannt, die Vernetzung von Kunststoffmaterial für schrumpfbare Formteile durch chemische Vernetzung vorzunehmen. Eine derartige Vernetzung bringt jedoch auch Nachteile mit sich, die besonders in der entsprechenden Temperaturführung liegen.

Aufgabe der Erfindung ist nun, ein Verfahren der eingangs erläuterten Art zu finden, bei dem die Vernetzung nur in den jeweils gewünschten Bereichen der Formteile in der entsprechenden Intensität erfolgt.

Die gestellte Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das mit Vernetzungsanregern vermengte Kunststoffmaterial für die Herstellung von Formteilen bei einer Temperatur unterhalb der Ansprechtemperatur des Vernetzungsanregers extrudiert bzw. gegossen wird, daß die anschließende Vernetzung durch entsprechende Temperaturführung geregelt wird und daß die nachfolgende Aufweitung des extrudierten bzw. gegossenen und in gewünschtem Maße vernetzten Gegenstandes ebenfalls unterhalb der Ansprechtemperatur der Vernetzung vorgenommen wird.

Bisher ist bei der chemischen Vernetzungs das Dosierproblem für den Vernetzungsanreger, zum Beispiel des Peroxids, ein großes Problem, da besonders bei niedriger Dosierung Schwierigkeiten bezüglich der gleichmäßigen Verteilung und des eigentlichen Ansprechpegels auftreten. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht nun darin, daß dem Kunststoffmaterial für die Vernetzung eine höhere Dosis von Vernetzungsanregern beigemischt werden kann, da der Vernetzungsprozeß durch die Vernetzungstemperatur gesteuert wird. So kann der Vernetzungsanreger bereits dem Kunststoffmaterial vor der Extrusion beigemengt oder in das Material eincompoundiert werden. Bei der anschließenden Formgebung dieses Kunststoffmaterials durch Extrusions- oder Spritzgießverfahren, wird unterhalb der Ansprechtemperatur des Vernetzungsanregers gearbeitet. Erst wenn das hergestellte Formteil über die Ansprechtemperatur des Vernetzungsanregers hinaus erwärmt wird, setzt die Vernetzung des Materials ein. Der Vernetzungsgrad läßt sich nun durch gezielte Temperaturführung oder auch durch besondere Teilegeometrie der Formteile beeinflussen. Ohne eine derartige Temperaturführung würde der Vernetzungsanreger das für schrumpfbare Formteile vorgesehene Material aufgrund der Überdosis bis zur Unbrauchbarkeit vernetzen. Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung hingegen wird die Vernetzung durch die gesteuerte Temperaturführung nur bis zum optimalen Vernetzungsgrad durchgeführt. Auch die nachfolgenden Verfahrensschritte, beispielsweise das Aufweiten des Formteils für die Herstellung eines schrumpfbaren Gegenstandes wird bei einer Temperatur ausgeführt, die unterhalb der Ansprechtemperatur des Vernetzungsanregers liegt. Aufweit- und Schrumpftemperatur korrelieren zu einem hohen Prozentsatz. Wird ein Material z. B. bei 100°C aufgeweitet, dann schrumpft es zu einem hohen Prozentsatz bei dieser Aufweittemperatur. Bereits vor diesem Aufweitungsvorgang ist dem Formteil das gewünschte Formgedächtnis eingegeben. Bei dem späteren Schrumpfen des Formteils wird entweder die Schrumpftemperatur unter der Vernetzungstemperatur gehalten oder es wird mit der Flamme eine Temperatur erzeugt, die über der Ansprechtemperatur des Vernetzungsanregers liegt, doch schrumpft das Formteil bevor das Material selbst nachvernetzt. Ist nun das Formteil geschrumpft, schadet eine Nachvernetzung des Materials nicht, da die relevante Schrumpfkraft erst beim Abkühlen, das heißt unterhalb 100°C, erzeugt wird. Es ist also lediglich zu empfehlen, den Schrumpfvorgang beschleunigt vorzunehmen, so daß die Nachvernetzung erst in geschrumpftem Zustand erfolgt.

Die Vernetzung durch die Vernetzungsanreger kann nun in verschiedener Weise beeinflußt werden, so durch die Höhe der gewählten Temperatur oder durch die Zeitdauer der Temperatureinwirkung, wobei die Temperatur jeweils über der Ansprechtemperatur der Vernetzung liegen muß. So ist auch eine Kombination dieser beiden Einflußgrößen möglich. Weiterhin kann die Temperaturführung auch so gestaltet werden, daß nur Teilbereiche der Formteile erfaßt werden, so daß auch nur diese von der Temperatur beeinflußten Teilbereiche vernetzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist, die Vernetzung der Formteile durch verschieden verteilte Dosis von Vernetzungsanregern zu variieren.

Für Formteile, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, eignen sich beispielsweise folgende Materialzusammensetzungen; wobei sich hierfür füllstoffarme (Beispiel 1) wie auch füllstoffangereicherte (Beispiel 2) Mixturen eignen:

Beispiel 1

0,3-1% Peroxid, z. B. Dicumylperoxid
2,5% Rußanteil
3% Stabilisator, Vernetzungsbeschleuniger und Füllstoff
Rest: Vernetzbares Polyolefin

Beispiel 2

0,4-1% Peroxid, z. B. Luperox
ca. 25% Stabilisator, Vernetzungsbeschleuniger, Ruß und Füllstoffe
Rest: Vernetzbares Polyolefin

Die Formteile aus solchen Mixturen werden nach dem Verfahren z. B. durch Spritzgießen bei einer Temperatur von 140°C hergestellt. Anschließend erfolgt ein Nachwärmen bei einer Temperatur von 170°C über einen Zeitraum von ca. 1 Minute hinweg, wobei ca. 60% der Vernetzung anspringt. Nach Abkühlung auf ca. 100°C erfolgt das für schrumpfbare Gegenstände erforderliche Weiten. Bei der Rückschrumpfung mit einer Temperatur von ca. 110°C erfolgt dann noch das Fertigvernetzen.

Claims

1. Verfahren zum chemischen Vernetzen von schrumpfbarem Kunststoffmaterial für Formteile mit Hilfe von Zusätzen aus Vernetzungsanregern, wie zum Beispiel Peroxiden, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Vernetzungsanregern vermengte Kunststoffmaterial für die Herstellung von Formteilen bei einer Temperatur unterhalb der Ansprechtemperatur des Vernetzungsanregers extrudiert bzw. gegossen wird, daß die anschließende Vernetzung durch entsprechende Temperaturführung geregelt wird und daß die nachfolgende Aufweitung des extrudierten bzw. gegossenen und in gewünschtem Maße vernetzten Gegenstandes ebenfalls unterhalb der Ansprechtemperatur der Vernetzung vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung durch die Höhe der gewählten Temperatur geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung durch die Zeitdauer der Temperatureinwirkung geregelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung durch die Höhe und die Einwirkungsdauer der Temperatur geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur Teilbereiche der Formteile mit Vernetzungsanregern versehen werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur Teilbereiche der Formteile der Vernetzungstemperatur ausgesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Formteile bei einer Temperatur von ca. 140°C vorgenommen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptvernetzung bei einer Temperatur von ca. 170°C vorgenommen wid, wobei diese Temperatur über einen Zeitraum von ca. 1 Minute gehalten wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitung bei einer Temperatur von ca. 100°C vorgenommen wird.