DE3705992A1

DE3705992A1 - Heiss schmelzendes giessmaterial

Info

Publication number: DE3705992A1
Application number: DE19873705992
Authority: DE
Inventors: Takatsugu Hama; Shozo Ohtsuka
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1987-02-20
Publication date: 1987-08-27
Also published as: KR870007979A; JPS62192441A; KR950003157B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein heiß schmelzendes Gießmaterial.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Material dieser Art zu schaffen, das leicht mit Metall, Kunststoff und ähnlichen Substraten vergossen werden kann, ohne daß Adhäsive verwendet werden müssen, und das ferner ausgezeichnete Eigenschaften, insbesondere gummiähnliche Elastizität, besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Material, enthaltend ein Basis-Polymer in Form eines hydrierten Styrol-Butadien-Block-Copolymers oder eines demgegenüber modifizierten Block-Polymers in einer Menge von 100 Gewichtsteilen, einen Kohlenwasserstoff-Weichmacher in einer Menge von 20-300 Gewichtsteilen, einen Binder (tackifier) in einer Menge von 20-200 Gewichtsteilen und ein Wachs in einer Menge von 20-200 Gewichtsteilen.

Ein in dieser Weise ausgebildetes Material kann zur Herstellung von insbesondere komplizierten Formen mit Metall- und Kunststoffgrundteilen verwendet werden. Solche Formen können dann zur Herstellung von Gummi- und Kunststoffartikeln dienen. Die Herstellung der erwähnten Formen ist überdies einfach und billig.

Es zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht eine Anordnung, bei der ein heißes Gießmaterial gemäß der Erfindung mit einer Plastikplatte vergossen worden ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 in Perspektive das fertige Teil gemäß der Erfindung.

Das Gießmaterial gemäß der Erfindung besteht aus Kohlenwasserstoff- Weichmachern, Binder und Wachsen in Kombination mit Basis-Polymeren.

Das erfindungsgemäße Produkt hat folgende Eigenschaften:

1. Der Viskositätsbereich ist solcher Art, daß es leicht gehandhabt werden kann.
2. Die Härte einerseits und die Elastizität andererseits des fertigen Materials ist hoch.
3. Das Material ist gut fließfähig.
4. Das Material kann leicht von der Gießform getrennt werden.
5. Das Material verbindet sich intensiv mit dem Basismaterial.

Hydrierte Styrol-Butadien-Block-Copolymere oder dazu modifizierte Block-Polymere sind im Handel erhältlich und als Basiskomponente für das erfindungsgemäße Material geeignet. Das modifizierte Block-Polymere schließt beispielsweise Block-Polymere ein, die als SEBS-Block-Polymere bekannt sind und von hydrierten Styrol-Butadien- Styrol-Block-Polymeren abgeleitet sind, die als SBS- Block-Copolymere bekannt sind. Außerdem fallen hierunter Polymere, die durch Carboxylation oder Hydroxylation der SEBS-Block-Polymere entstanden sind.

Die Weichmacher, die in vorliegendem Fall in Frage kommen, sind Kohlenwasserstoff-Weichmacher. In Frage kommen vorzugsweise flüssiges Paraffin, Polybuten, flüssiges Polybutadien od. dgl. Die Weichmacher, die üblicherweise mit Gummi und Kunststoff verwendet werden, sind Phthalatester, aliphatische dibasische Ester, Glykolester und Phosphatester sowie Weichmacher der Epoxygruppe.

Die Menge der Kohlenwasserstoff-Weichmacher liegt zweckmäßigerweise im Bereich zwischen 20 und 300 Gewichtsteilen pro 100 Teile Basis-Polymer. Kleinere Mengen als 20 Gewichtsteile würden dazu führen, daß die Viskosität sich derart verschlechtert, daß die Handhabung des Materials schlechter wird, und weiterhin dazu führen, daß unelastische Gummiformen verwendet werden müßten. Größere Mengen als 300 Gewichtsteile würden das erfindungsgemäße Material zu weich und zu klebrig machen. Das hätte zur Folge, daß es sich schlecht von der Form trennen ließe.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Binder sind vorzugsweise natürliche Harze, wie z. B. Kolophonium, Derivate davon, Terpenharze u. dgl., künstliche Harze, wie Petroleumharze, hydriertes Petroleumharz u. dgl. Diese Binder können allein oder in Kombination verwendet werden. Typische Beispiele für die Kolophoniumharze sind Gummikolophonium, Holtkolophonium, Tallöl u. dgl. Spezifische Beispiele für Kolophoniumderivate sind modifiziertes Kolophonium, hydriertes Kolophonium, Methanolester von Kolophonium, Glyzerinester von Kolophonium und Pentaaerythritester davon und die hydrierten Formen dieser Ester. Typische Beispiele für Petroleumharze sind aromatische Petroleumharze, vorzugsweise von Styrol, Alphamethylstyrol, Vinyltoluol, Inden, Methylinden u. dgl., hydrierte Cyclopentadienpetroleumharze, hydrierte Petroleumharze mit C₄- und/oder C₅-Abschnitten (cuts) und copolymerisierte Petroleumharze.

Die Menge an Binder sollte im Bereich zwischen 20 und 200 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Basis-Polymerem liegen. Kleinere Mengen als 20 Gewichtsteile würden nicht zu einer geeigneten Reduzierung der Viskosität bei erhöhten Temperaturen führen und die Cohäsiv- und Bindekräfte reduzieren. Größere Mengen als 200 Gewichtsteile würden die Sprödigkeit des Materials erhöhen.

Die Wachse schließen ein: Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, Fisher-Tropsch-Wachs, niedermolekulares Polyäthylen, niedermolekulares Polypropylen, gegenüber diesen teilweise modifizierte Wachse, ataktisches (unregelmäßiges) Polypropylen u. dgl.

Die Menge des Wachses sollte im Bereich zwischen 20 und 200 Gewichtsteilen pro 100 Teilen Basis-Polymerem liegen. Kleinere Mengen als 20 Gewichtsteile führen zu einer ungeeigneten Viskositätsreduzierung bei erhöhten Temperaturen und zu allzu niedriger Kohäsivität, die zu einer reduzierten Entfernbarkeit des Materials von einer Wand führt. Größere Mengen als 200 Gewichtsteile würden die Elastizität reduzieren und die Sprödigkeit erhöhen.

Das oben erwähnte Basis-Polymer kann gewünschtenfalls mit thermoplastischen Polymeren kombiniert werden, z. B. einem handelsüblichen Äthylenvinylazetat-Copolymer (EVA), einem modifizierten Polymer davon, das eine Azetoxy-, Hydroxyl- oder Caboxylgruppe oder einen Ester davon, Äthylenäthylacrylat-Copolymere (EEA), modifizierte Polymere davon, Styrolisopren-Block-Copolymere (SIS), Styrol- Butadien-Block-Copolymere (SBS), Butylgummi (IIR), Äthylenpropylen-Copolymere (EPR) u. dgl. chemisch gebunden aufweist.

Es können außerdem Füller verwendet werden. Die Menge des Füllers sollte geringer sein als diejenige Menge, die zum Einsatz kommt bei Gummi, Kunststoffen, Adhäsiven und Dichtkomponenten. Größere Mengen machen die Mischung zu viskos. Geeignete Füller können aus der Gruppe der Verstärkungsfüller, die handelsüblich sind für Gummi und Kunststoffe, ausgewählt werden, z. B. Kalziumkarbonat, Bariumsulfat, Talkum, Ton, Titanoxid, Gußruß, weißer Kohlenstoff u. dgl.

Das heiß schmelzende Material gemäß der Erfindung muß in manchen Fällen mit einem Hitzestabilisator versetzt werden, wenn es Schmelztemperaturen zwischen 150° und 200°C ausgesetzt wird. Auch kann es erforderlich sein, daß Witterungsstabilisatoren eingearbeitet werden müssen. Bevorzugt sind solche Additive, die beides vermögen. In Frage kommen hier beispielsweise: Amin-Aldehyd, Amin-Ketone, Amine, Phenol und Imidazol, und zwar allein oder in Kombination. Hierbei sind die Phenole bevorzugt, wobei besonders an folgende Phenole gedacht ist: 2,6-di-t-Butyl- 4-Methyl Phenol (BHT), 4,4′-thiobis(3-Methyl-6-t-Butyl-m- Kresol), 2,4-bis(n-Octylthio)-6-(4′-Hydroxy-3,5-di-t-Butylanilin)- 1,3,5-Triazin, Octadecyl-3-(3,5-di-t-Butyl-4- Hydroxyphenyl)Propionat u. dgl.

Das heiß schmelzende Material gemäß der Erfindung wird, wenn es mit einem Metall- oder Kunststoffsubstrat vergossen wird, gegossen in eine entsprechende Form, in der das Substrat sich bereits befindet. Dann wird beides abgekühlt, wobei sich das erfindungsgemäße Material verfestigt. Dieser Prozeß dauert einige Sekunden bis einige Minuten. Dann wird die Form entfernt, so daß man den kombinierten Artikel erhält. Das erfindungsgemäße Material ist mit dem Substrat fest verbunden.

Die Vorrichtung, mit der man das Produkt herstellen kann, ist auf dem Markt erhältlich. Sie besteht aus einer Kammer, einer Druckpumpe, einem Schlauch und einer Spritzpistole. Die Kammer kann ein Tank oder ein Eimer oder eine Trommel sein. Die Pumpe ist eine Kolben-Zahnrad- oder sonstige Pumpe. Der Schlauch ist so ausgebildet, daß er bestimmte Temperaturen aushalten kann. Die Pistole arbeitet automatisch oder per Handbetrieb.

Beispiele 1-4 und Vergleichsbeispiele 1 und 2

Es wurden verschiedene heiß schmelzende Materialien unter Verwendung verschiedener Mengen an Weichmacher hergestellt. Jede Komposition wurde auf verschiedene physikalische Eigenschaften getestet, wie Viskosität, Härte und Elastizität. Ferner wurde die Gießfähigkeit, d. h. der Gießfluß, dann die Trennbarkeit und die Bindekraft getestet. Die Ergebnisse finden sich in der Tabelle 1.

Viskosität

Es wurde ein B-Typ-Viskosimeter bei einer Temperatur von 190°C verwendet. Einheit: mPa · s.

Härte

JIS K6301 bei Temperatur 20°C. Zeit: 5 Sekunden.

Elastizität

Die Messung wurde für eine Verlängerung in Übereinstimmung mit JIS K6301 durchgeführt.

Schmelzfluß, Ablösbarkeit und Bindungskraft

Wie sich den Fig. 1 und 2 entnehmen läßt, wurde eine Polypropylenplatte 10, 200 mm × 100 mm × 3 mm, in eine Gießform 30 gelegt, die einen Eingang 40 aufweist. Durch diese wurde die Mischung 20 eingefüllt, wobei ein heißer Schmelzapplikator Typ 18 von Nordson Inc. (nicht dargestellt) verwendet wurde. Der Applikator war mit einem Tank, einem Schlauch und einer Spritzpistole versehen. Der Gießvorgang wurde durchgeführt bei einer Temperatur von 190°C, eingestellt im Applikator, und mit einer Geschwindigkeit von 300 g pro Minute. 30 Sekunden später wurde die Form entfernt, wobei man einen Gegenstand gemäß Fig. 3 erhielt.

Das Profil 20 wurde untersucht, insbesondere wurde geprüft, ob das flüssige Material bis zu den beiden Enden der Form vorgedrungen war. Außerdem wurde die Entfernbarkeit der Form und die Haftfähigkeit des Materials 20 an der Basisplatte geprüft.

Beispiele 5-7 und Vergleichsbeispiele 3 und 4

Es wurden heiße Schmelzkompositionen hergestellt und getestet, wobei verschiedene Basis-Polymere und verschiedene Mengen an Weichmachern verwendet wurden. Die Einzelheiten ergeben sich aus Tabelle 2.

Beispiele 8-10 und Vergleichsbeispiele 5-7

Heißes Schmelzmaterial wurde hergestellt und getestet, wobei verschiedene Basis-Polymere, verschiedene Weichmacher und verschiedene Binder verwendet wurden und ferner die Mengen der Binder verändert wurden. Einzelheiten ergeben sich aus Tabelle 3.

Beispiel 11 und 12 und Vergleichsbeispiele 8 und 9

Heißes Schmelzmaterial wurde hergestellt und getestet, wobei die Wachsmengen variiert wurden. Einzelheiten zeigt die Tabelle 4.

Die Tabellen 1-4 zeigen klar, daß das heiße Schmelzprodukt gemäß der Erfindung bezüglich aller wesentlichen Charakteristika hervorragende Eigenschaften hat. Ein Überschreiten der Bereiche für die verschiedenen Additive führt zu unakzeptablen physikalischen Eigenschaften, wie sich aus den Kontrollbeispielen 1-9 ergibt.

Tabelle 1

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Claims

1. Heiß schmelzendes Gießmaterial, enthaltend

a) ein Basis-Polymer in Form eines hydrierten Styrol- Butadien-Block-Copolymers oder eines demgegenüber modifizierten Block-Polymers in einer Menge von 100 Gewichtsteilen,
b) einen Kohlenwasserstoff-Weichmacher in einer Menge von 20-300 Gewichtsteilen,
c) einen Binder in einer Menge von 20-200 Gewichtsteilen und
d) ein Wachs in einer Menge von 20-200 Gewichtsteilen.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher flüssiges Paraffin, Polybuten oder flüssiges Polybutadien ist.

3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß der Binder Kolophonium, ein Derivat davon, Terpen-Harz, Petroleum-Harz, hydriertes Petroleum-Harz oder eine Mischung dieser Stoffe ist.

4. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wachs Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, Fisher-Tropsch-Wachs, niedermolekulares Polyäthylen, niedermolekulares Polypropylen, ein gegenüber diesen teilweise modifiziertes Wachs oder ein ataktisches Polypropylen ist.

5. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basis-Polymer ein thermoplastisches Polymer enthält.