EP2069424A2 - Method for the manufacture of a preferably crosslinked, extruded polymer product - Google Patents

Method for the manufacture of a preferably crosslinked, extruded polymer product

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Publication number
EP2069424A2
EP2069424A2 EP07800672A EP07800672A EP2069424A2 EP 2069424 A2 EP2069424 A2 EP 2069424A2 EP 07800672 A EP07800672 A EP 07800672A EP 07800672 A EP07800672 A EP 07800672A EP 2069424 A2 EP2069424 A2 EP 2069424A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
additives
polymer
processed
carrier material
masterbatch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07800672A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Kempter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Silon Sro Plana Nad Lu'znici
Original Assignee
Silon Sro Plana Nad Lu'znici
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Silon Sro Plana Nad Lu'znici filed Critical Silon Sro Plana Nad Lu'znici
Publication of EP2069424A2 publication Critical patent/EP2069424A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285—Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/29—Feeding the extrusion material to the extruder in liquid form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285—Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/288—Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0005—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2301/00—Use of unspecified macromolecular compounds as reinforcement
    • B29K2301/10—Thermosetting resins

Definitions

  • the invention relates to a process according to the preamble of claim 1 for the preparation of a preferably crosslinked, extruded polymer product.
  • EP-A-695320 relates to a process for producing a crosslinked, extruded one
  • Polymer product wherein the polymer to be crosslinked with liquid additives by extrusion in a continuous casting apparatus is processed.
  • the porous base material only part of the polymer material to be crosslinked is used as the porous base material.
  • the remainder of the material to be crosslinked is used for cost reasons as non-fissured material.
  • the fissured material is mixed with the liquid additive which serves to crosslink immediately prior to processing. This mixture is then mixed with conventional, non-fissured material directly in the plant and then processed in the screw extruder.
  • a disadvantage of the method is that not only the liquid additive, but also all other additives must be added simultaneously.
  • the manufacturer of the cross-linked polymer product must obtain the various starting materials (additives, additives) from different manufacturers.
  • thermoplastic base polymers in pourable form with also pourable, dispersible or soluble in the base polymers carrier polymers mixed with a crosslinking agent.
  • porous carrier polymers which have at least one organic peroxide and / or coagent introduced as a silane-free crosslinking agent into the fine-pored structure are mixed into the base polymers.
  • US 4,783,511 describes a process for the production of extruded bodies thermoplastic polyamide in which polyamide is thoroughly mixed with a masterbatch and converted in a known manner to an extruded body.
  • the masterbatch consists of a carrier material which has a good absorption capacity for silane, is compatible with the polyamide and does not lead to a deterioration of the product quality.
  • various methods are proposed: The first method is the melt of a polyolefin loaded directly with the silane, extruded as a strand and comminuted into granules, which is dried thoroughly.
  • a silane swellable carrier material in the form of grains or coarse powder is used, which is contacted directly with silane.
  • Prerequisite for the applicability of this method is that the material
  • a thermoplastic in the form of a sponge with open pores, but which does not swell with silane is used.
  • the open-pored carrier materials have the property that they can be loaded with an amount of silane which corresponds to a multiple of the intrinsic weight of the carrier material. Disadvantages of the third method are the relatively high costs for the production of the microporous polymer system.
  • GB-A-2170206 describes a process for producing a crosslinked
  • the object of the present invention is to provide a method in which the Effort for the metered addition of the liquid reagent and the additives is reduced. Another goal is to achieve the best possible mixing of all raw materials so that the quality of the finished product is as high as possible.
  • This process has the advantage that the preparation of the polymer product is greatly simplified because the masterbatch so provided has at the same time a good absorption capacity for the liquid reagent. Consequently, in the actual Ver
  • the method also has the advantage that the manufacturer of the polymer product no longer has to buy and add the additives separately because they are already contained in the prefabricated mixture.
  • the silane is added to the base material and not to the masterbatch.
  • the carrier material of the masterbatch has no fissured or open-pored surface.
  • the carrier material with the liquid reagent and the additives is advantageously processed to form a masterbatch with an open-pored or fissured surface and then added directly to the continuous casting or injection molding apparatus, like the base material, and processed with the base material.
  • This has the advantage that all additional components are homogeneously mixed with the base material, whereby a consistent quality of the finished polymer product is guaranteed.
  • the material with an open-pored or fissured surface ensures good distribution of the liquid reagent. It is also conceivable to process the carrier material with the additives and the liquid reagent to form a masterbatch with an open-pored or fissured surface and then to meter it directly onto the continuous casting or injection molding apparatus, like the base material, and process it with the base material.
  • This process has the advantage that the masterbatch contains both the additives and also the reactive reagent.
  • the reaction mixture before entering the Continuous casting or injection molding additionally mixed.
  • This has the advantage that the reaction mixture to be processed in the continuous casting or injection molding apparatus is homogeneous.
  • Components such as stabilizers, fillers, lubricants, reinforcing agents, catalysts, processing aids, etc. used.
  • stabilizers for example, antioxidants, Lichtuschutzmttel and / or réelleschutzmirtel be used.
  • lubricants and processing aids often acid amides, fatty acid esters, fatty alcohols, metal soaps, silicone derivatives and / or fluorine compounds are used.
  • Other additives include color pigments and / or inorganic pigments.
  • a maximum of 25 percent by weight, preferably not more than 12, and most preferably not more than 5 percent by weight of the carrier material with a fissured surface or open-pore structure are used.
  • the cost of producing the crosslinked polymer product can be minimized.
  • more or less carrier material is used in the formulation.
  • the carrier material is made of the same polymer as the polymer to be crosslinked.
  • the carrier material is produced from a chemically different polymer such as the polymer to be crosslinked.
  • the polymers each consist of unsaturated hydrocarbons such as polyethylene (PP and HDPE), polypropylene, polyamide and the like. This results in further possibilities in the production of the crosslinked polymer product, for example when the support material has a different reactivity than the base material.
  • the carrier material is made of the same polymer as the base material. It has surprisingly been found in experiments that the finished polymer product generally crosslinks to a higher percentage than when the base material and support material are made from different starting polymers. Depending on the application, however, it may also make sense Support material and base material are made of chemically different polymers.
  • the carrier material with a fissured surface or open-pore structure without additives has a bulk density of between about 0.1 and 0.55 g / cm 3.
  • Stabilizers, fillers, reinforcing materials, catalysts, processing aids such as lubricants, etc. can be used as additives.
  • the process can be used particularly advantageously if the liquid reagent is a reactive compound which can serve to crosslink the polymer.
  • the liquid reagent e.g. Silane or mixtures of silane and other compounds are used.
  • Silane is used, for example, to crosslink unsaturated polymers.
  • the additives used in the process are used to influence properties of the finished polymer product such as conductivity, flame retardance, abrasion resistance, structural behavior, colors, etc.
  • the first mixture can be prepared far away from the screw extruder or continuous casting apparatus and the user gets at least the additional components mixed with the carrier material as a ready-made mixture. This significantly facilitates the handling.
  • the fissured or open-pored material is mechanically produced.
  • a mixing device as can be used for metering a liquid additive, is disclosed, for example, in WO 2006/010291, the contents of which are hereby incorporated by reference
  • the mixing device allows the continuous or discontinuous metered addition of a liquid additive to a bulk material (granules or powder).
  • a bulk material granules or powder
  • it is the plastic used as a carrier material granules respectively.
  • the rugged surface (enlarged surface) makes for a big one Absorbance for the liquid.
  • An open-pore structure results in a high absorbency of the material.
  • the amount of carrier material for the auxiliaries is generally chosen so as to ensure optimal mixing and absorption capacity for the liquid additive. In general, the total amount of the excipients and additives provided carrier material will be in the range between 3 and 15, preferably 3 and 12 percent by weight based on the total weight of the finished product. After metering in the liquid additive, the carrier material provided with the additives is mixed with the base material and extruded.
  • the carrier material containing the additives has at the same time a good absorption capacity for a liquid additive, such as e.g. Silane.
  • the offset with the additives carrier material is first mechanically rugged or foamed in the art known manner. Thereafter, the fissured or open-pored carrier material is mixed with the base material and the liquid reagent is added. The resulting reaction mixture is then preferably mixed again in a mixer before it is introduced into the continuous casting or injection molding apparatus.
  • At least one liquid additive (reagent) and further additives are metered in and subsequently processed in a continuous casting or injection molding apparatus to form the end product.
  • the additives are mixed with a suitable carrier material with a fissured surface or open-pored structure and a masterbatch is produced.
  • the masterbatch is then mixed with the base material and the liquid additive added. It is conceivable to meter in the liquid additive to the masterbatch and to mix this mixture with the base material.
  • the thus provided reaction mixture is processed in the continuous casting or injection molding apparatus to the desired product.

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Abstract

Disclosed is a method for manufacturing a preferably crosslinked polymer product from a starting polymer. In said method, at least one liquid additive and other additives are metered to the starting polymer and are then processed into the final product in a continuous casting or injection molding device. The additives are first mixed with a suitable supporting material that has a fissured surface or an open cell structure, whereupon the liquid additive is added. Said mixture is then mixed with the basic material and is processed immediately in front of the continuous casting or injection molding device.

Description

Verfahren zur Herstellung eines vorzugsweise vernetzten, extrudierten Polymerproduktes Process for the preparation of a preferably crosslinked, extruded polymer product
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Herstellung eines vorzugsweise vernetzten, extrudierten Polymerproduktes.The invention relates to a process according to the preamble of claim 1 for the preparation of a preferably crosslinked, extruded polymer product.
Stand der TechnikState of the art
Die EP-A-695320 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines vernetzten, extrudiertenEP-A-695320 relates to a process for producing a crosslinked, extruded one
Polymerproduktes, wobei das zu vernetzende Polymer mit flüssigen Additiven durch Extrudieren in einer Stranggiessvorrichtung verarbeitet wird. Beim beschriebenen Verfahren wird gemäss einer bevorzugten Verfahrensvariante nur ein Teil des zu vernetzenden Polymermaterials als poröses Grundmaterial eingesetzt. Der Rest des zu vernetzenden Materials wird aus Kostengründen als nicht zerklüftetes Material eingesetzt. Das zerklüftete Material wird mit dem flüssigen Additiv, welches der Vernetzung dient, unmittelbar vor der Verarbeitung gemischt. Diese Mischung wird dann mit herkömmlichem, nicht zerklüftetem Material direkt in der Anlage gemischt und dann im Schneckenextruder verarbeitet.Polymer product, wherein the polymer to be crosslinked with liquid additives by extrusion in a continuous casting apparatus is processed. In the described method, according to a preferred variant of the method, only part of the polymer material to be crosslinked is used as the porous base material. The remainder of the material to be crosslinked is used for cost reasons as non-fissured material. The fissured material is mixed with the liquid additive which serves to crosslink immediately prior to processing. This mixture is then mixed with conventional, non-fissured material directly in the plant and then processed in the screw extruder.
Nachteilig an dem Verfahren ist, dass nicht nur das flüssige Additiv, sondern auch alle weiteren Zusatzstoffe gleichzeitig zudosiert werden müssen. Ausserdem muss der Hersteller des vernetzten Polymerproduktes die verschiedenen Ausgangsstoffe (Additive, Zusatzstoffe) von verschiedenen Herstellern beziehen.A disadvantage of the method is that not only the liquid additive, but also all other additives must be added simultaneously. In addition, the manufacturer of the cross-linked polymer product must obtain the various starting materials (additives, additives) from different manufacturers.
Aus der EP-A-651 001 ist ein Verfahren zur Vernetzung von Polymeren bekannt, bei welchem zur Herstellung von vernetzten Polymer-Formteilen thermoplastische Basispolymere in schüttfähiger Form mit ebenfalls schüttfähigen, in den Basispolymeren dispergier- oder lösbaren Trägerpolymeren mit einem Vernetzungsmittel gemischt. Diese miteinander kompatiblen Komponenten werder unter weiterem Misachen auf eine oberhalb des Schmelzbereichs liegende Teaktionstemperarur erwärmt und verarbeitet.From EP-A-651 001 a process for the crosslinking of polymers is known, in which for the production of crosslinked polymer moldings thermoplastic base polymers in pourable form with also pourable, dispersible or soluble in the base polymers carrier polymers mixed with a crosslinking agent. These mutually compatible components are heated and processed with further Misachen to a above the melting range Teektionstemperarur.
Beim beschriebenen Verfahren werden sogenannt porig ausgebildete Trägerpolymere, welche je wenigstens ein als silanfreies Vernetzungsmittel flüssig in die feinporige Struktur eingebrachtes organisches Peroxid und/ oder Coagent aufweisen, in die Basispolymere eingemischt.In the process described, so-called porous carrier polymers which have at least one organic peroxide and / or coagent introduced as a silane-free crosslinking agent into the fine-pored structure are mixed into the base polymers.
Die US 4,783,511 beschreibt ein Verfahren für die Herstellung von extrudierten Körpern aus thermoplastischem Polyamid, in welchem Polyamid mit einem Masterbatch intensiv gemischt und in bekannter Weise zu einem extrudierten Körper umgewandelt wird. Der Masterbatch besteht aus einem Trägermaterial, welches eine gute Aufnahmefähigkeit für Silan hat, mit dem Polyamid kompatibel ist und zu keiner Verschlechterung der Produktqualität führt. Zur Herstellung des Masterbatch werden verchiedene Methoden vorgeschlagen: Die einer ersten Methode wird die Schmelze eines Polyolefins direkt mit dem Silan beladen, als Strang extrudiert und zu einem Granulat zerkleinert, welches sorgfältig getrocknet wird. Gemäss einer 2. Methode wird ein mit Silan quellbares Trägermaterial in Gestalt von Körnern oder grobem Pulver eingesetzt, welches direkt mit Silan kontaktiert wird. Voraussetzung für die Anwendbarkeit dieser Methode ist, dass das MaterialUS 4,783,511 describes a process for the production of extruded bodies thermoplastic polyamide in which polyamide is thoroughly mixed with a masterbatch and converted in a known manner to an extruded body. The masterbatch consists of a carrier material which has a good absorption capacity for silane, is compatible with the polyamide and does not lead to a deterioration of the product quality. For the preparation of the masterbatch various methods are proposed: The first method is the melt of a polyolefin loaded directly with the silane, extruded as a strand and comminuted into granules, which is dried thoroughly. According to a second method, a silane swellable carrier material in the form of grains or coarse powder is used, which is contacted directly with silane. Prerequisite for the applicability of this method is that the material
(Masterbatch) immer noch spraybar ist. Bei dieser Methode wird im Allgemeinen mehr als 20 Gewichtsprozente Silan zum Trägermaterial zugegeben. Gemäss einer 3. Methode wird ein Thermoplast in Form eines Schwammes mit offenen Poren, welcher jedoch mit Silan nicht quillt, eingesetzt. Die offenporigen Trägermaterialien haben die Eigenschaft, dass diese mit einer Menge Silan, welches einem Mehrfachen des Eigengewichts des Trägermaterials entspricht beladen werden können. Nachteilig an der 3. Methode sind die relativ hohen Kosten für die Herstellung des mikroporösen Polymersystems.(Masterbatch) is still sprayable. In this method, more than 20% by weight of silane is generally added to the carrier material. According to a third method, a thermoplastic in the form of a sponge with open pores, but which does not swell with silane, is used. The open-pored carrier materials have the property that they can be loaded with an amount of silane which corresponds to a multiple of the intrinsic weight of the carrier material. Disadvantages of the third method are the relatively high costs for the production of the microporous polymer system.
Das Verfahren der US 4,783,511 hat den Nachteil, dass der Aufwand zur Herstellung des Masterbatch relativ hoch ist. Ausserdem muss der Masterbatch unter Luft- undThe process of US Pat. No. 4,783,511 has the disadvantage that the expenditure for producing the masterbatch is relatively high. In addition, the masterbatch under air and
Feuchtigkeitsausschluss verarbeitet werden, was die Handhabung erschwert. Ausserdem besteht die Gefahr, dass trotz aller Vorsichtsmassnahmen der Masterbatch Feuchtigkeit absorbiert, was die Produktqualität mindert.Exclusion of moisture are processed, which makes handling difficult. There is also a risk that, despite all precautions, the masterbatch absorbs moisture, which reduces product quality.
Die GB-A-2170206 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines vernetztenGB-A-2170206 describes a process for producing a crosslinked
Polymerproduktes, bei welchem ein vernetzbares Basismaterial aus einem thermoplastischen oder elastomeren Material als frei fliessender Pulver- oder Granulatstrom bei Raumtemperatur mit Silan benetzt wird. Im Anschluss an das Benetzen der frei fliessenden Partikel des Basismaterials mit wenigstens dem Silan wird ein frei fliessender Strom eines Masterbatches, welcher Zusatzstoffe, wie Pigmente, Carbon Black, Stabilisatoren undPolymer product in which a crosslinkable base material of a thermoplastic or elastomeric material is wetted with silane at room temperature as a free-flowing powder or granular stream. Following the wetting of the free flowing particles of the base material with at least the silane is a free flowing stream of a masterbatch, which additives, such as pigments, carbon black, stabilizers and
Füllstoffe enthält, zugesetzt. Da das Basismaterial erfahrungsgemäss nur eine ungenügende Absorptionsfähigkeit für Silan hat, ist eine gleich bleibende Qualität nur schwer einzuhalten.Contains fillers added. Since the base material has according to experience only an insufficient absorption capacity for silane, a consistent quality is difficult to comply.
Aufgabe der Erfindung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei welchem der Aufwand für das Zudosieren des flüssigen Reagens und der Zusatzstoffe verringert ist. Ein weiteres Ziel ist es, eine möglichst gute Durchmischung aller Ausgangsstoffe zu erreichen, sodass die Qualität des fertigen Produkts möglichst hoch ist.Object of the invention The object of the present invention is to provide a method in which the Effort for the metered addition of the liquid reagent and the additives is reduced. Another goal is to achieve the best possible mixing of all raw materials so that the quality of the finished product is as high as possible.
Beschreibungdescription
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass ein als Trägermaterial fungierendes Polymergranulat oder Polymerpulver mit den Zusatzstoffen zu einer Mischung mit zerklüfteter Oberfläche oder offenporiger Struktur, nachfolgend Masterbatch genannt, verarbeitet wird, und dass der Masterbatch mit dem zu verarbeitenden Polymer (=Basismaterial) und dem flüssigen Reagens in der Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung zum Polymerprodukt verarbeitet wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Herstellung des Polymerproduktes stark vereinfacht ist, weil der so bereitgestellte Masterbatch gleichzeitig eine gute Absorptionsfähigkeit für das flüssige Reagens hat. Demzufolge müssen bei der eigentlichen Veraarbetitung eine kleinere Anzahl Komponenten zudosiert werden.According to the invention the object is achieved by a method according to the preamble of claim 1, characterized in that acting as a carrier polymer granules or polymer powder with the additives to a mixture with a fissured surface or porous structure, hereinafter referred to as masterbatch, is processed, and that the masterbatch with the processing polymer (= base material) and the liquid reagent in the continuous casting or injection molding apparatus to the polymer product is processed. This process has the advantage that the preparation of the polymer product is greatly simplified because the masterbatch so provided has at the same time a good absorption capacity for the liquid reagent. Consequently, in the actual Veraarbetitung a smaller number of components must be added.
Insbesondere hat das Verfahren auch den Vorteil, dass der Hersteller des Polymerproduktes die Zusatzstoffe nicht mehr separat einkaufen und zudosieren muss, weil diese bereits in der vorfabrizierten Mischung enthalten sind. Im Unterschied zur vorliegenden Erfindung wird bei der eingangs zitierten GB-A-2170206 das Silan dem Basismaterial und nicht dem Masterbatch zudosiert. Ausserdem besitzt das Trägermaterial des Masterbatch keine zerklüftete oder offenporige Oberfläche.In particular, the method also has the advantage that the manufacturer of the polymer product no longer has to buy and add the additives separately because they are already contained in the prefabricated mixture. In contrast to the present invention, in the case of GB-A-2170206 cited at the outset, the silane is added to the base material and not to the masterbatch. In addition, the carrier material of the masterbatch has no fissured or open-pored surface.
Vorteilhaft wird das Trägermaterial mit dem flüssigen Reagens und den Zusatzstoffen zu einem Masterbatch mit offenporiger oder zerklüfteter Oberfläche verarbeitet und dann unmittelbar auf der Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung - wie das Basismaterial - zudosiert und mit dem Basismaterial verarbeitet. Dies hat den Vorteil, dass alle Zusatzkomponenten homogen mit dem Basismaterial vermischt sind, wodurch eine gleich bleibende Qualität des fertigen Polymerproduktes gewährleistet ist. Ausserdem sorgt das Material mit offenporiger oder zerklüfteter Oberfläche für eine gute Verteilung des flüssigen Reagens. Es ist auch denkbar, das Trägermaterial mit den Zusatzstoffen und dem flüssigen Reagens zu einem Masterbatch mit offenporiger oder zerklüfteter Oberfläche zu verarbeiten und dann unmittelbar auf der Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung - wie das Basismaterial - zuzudosieren und mit dem Basismaterial verarbeitet wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass der Masterbatch sowohl die Zusatzstoffe und auch das reaktive Reagens enthält. Vorzugsweise wird die Reaktionsmischung vor dem Eintritt in die Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung zusätzlich gemischt. Dies hat den Vorteil, dass die in der Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung zu verarbeitende Reaktionsmischung homogen ist.The carrier material with the liquid reagent and the additives is advantageously processed to form a masterbatch with an open-pored or fissured surface and then added directly to the continuous casting or injection molding apparatus, like the base material, and processed with the base material. This has the advantage that all additional components are homogeneously mixed with the base material, whereby a consistent quality of the finished polymer product is guaranteed. In addition, the material with an open-pored or fissured surface ensures good distribution of the liquid reagent. It is also conceivable to process the carrier material with the additives and the liquid reagent to form a masterbatch with an open-pored or fissured surface and then to meter it directly onto the continuous casting or injection molding apparatus, like the base material, and process it with the base material. This process has the advantage that the masterbatch contains both the additives and also the reactive reagent. Preferably, the reaction mixture before entering the Continuous casting or injection molding additionally mixed. This has the advantage that the reaction mixture to be processed in the continuous casting or injection molding apparatus is homogeneous.
Zweckmässigerweise werden als Zusatzstoffe verwendungsbezogen zusätzlichConveniently, as additives additional use related
Komponenten, wie Stabilisatoren, Füllstoffe, Gleitmittel, Verstärkungsstoffe, Katalysatoren, processing aids etc. eingesetzt. Als Stabilisatoren werden beispielsweise Antioxidantien, Lichtuschutzmttel und/ oder Wärmeschutzmirtel verwendet. Als Gleitmittel und Verarbeitungshilfen werden häufig Säureamide, Fettsäureester, Fettalkohole, Metallseifen, Siliconderivate und/ oder Fluorverbindungen verwendet. Als weitere Zusätze kommen Farbpigmente und/ oder anorganische Pigmente in Frage.Components such as stabilizers, fillers, lubricants, reinforcing agents, catalysts, processing aids, etc. used. As stabilizers, for example, antioxidants, Lichtuschutzmttel and / or Wärmeschutzmirtel be used. As lubricants and processing aids often acid amides, fatty acid esters, fatty alcohols, metal soaps, silicone derivatives and / or fluorine compounds are used. Other additives include color pigments and / or inorganic pigments.
Vorteilhaft werden maximal 25 Gewichtsprozente, vorzugsweise maximal 12, und ganz besonders bevorzugt maximal 5 Gewichtsprozente des Trägermaterials mit zerklüfteter Oberfläche oder offenporiger Struktur eingesetzt werden. Durch den Einsatz einer nur kleinen Menge des teureren Polymergranulats oder Polymerpulvers mit zerklüfteter Oberfläche oder offenporiger Struktur können die Kosten für die Herstellung des vernetzten Polymerproduktes gering gehalten werden. Je nach Saugfähigkeit oder Benetzbarkeit des Trägermaterials und in Abhängigkeit von der Menge der zuzusetzenden Flüssigkeit und der gewünschten Verteilbarkeit der Zusatzstoffe wird bei der Formulierung mehr oder weniger Trägermaterial eingesetzt.Advantageously, a maximum of 25 percent by weight, preferably not more than 12, and most preferably not more than 5 percent by weight of the carrier material with a fissured surface or open-pore structure are used. By using only a small amount of the more expensive polymer granules or polymer powder with a fissured surface or open-pore structure, the cost of producing the crosslinked polymer product can be minimized. Depending on the absorbency or wettability of the carrier material and depending on the amount of the liquid to be added and the desired spreadability of the additives, more or less carrier material is used in the formulation.
Zweckmässigerweise ist das Trägermaterial aus dem gleichen Polymer wie das zu vernetzende Polymer hergestellt. Es ist jedoch genauso denkbar, dass das Trägermaterial aus einem chemisch unterschiedlichen Polymer wie das zu vernetzende Polymer hergestellt wird. In beiden Fällen bestehen die Polymere jeweils aus ungesättigten Kohlenwasserstoffen wie Polyethylen (PP und HDPE), Polypropylen, Polyamid u.a. Daraus ergeben sich weitere Möglichkeiten bei der Herstellung des vernetzten Polymerproduktes, wenn beispielsweise das Trägermaterial eine andere Reaktivität wie das Grundmaterial hat.Conveniently, the carrier material is made of the same polymer as the polymer to be crosslinked. However, it is equally conceivable that the carrier material is produced from a chemically different polymer such as the polymer to be crosslinked. In both cases, the polymers each consist of unsaturated hydrocarbons such as polyethylene (PP and HDPE), polypropylene, polyamide and the like. This results in further possibilities in the production of the crosslinked polymer product, for example when the support material has a different reactivity than the base material.
Zweckmässigerweise wird das Trägermaterial aus dem gleichen Polymer wie das Basismaterial hergestellt. Es hat sich überraschenderweise in Versuchen herausgestellt, dass das fertige Polymerprodukt im Allgemeinen zu einem höheren Prozentsatz vernetzt als wenn Basismaterial und Trägermaterial aus unterschiedlichen Ausgangspolymeren hergestellt sind. Je nach Anwendung kann es jedoch auch Sinn machen, wenn Trägermaterial und Basismaterial aus chemisch unterschiedlichen Polymeren hergestellt sind.Conveniently, the carrier material is made of the same polymer as the base material. It has surprisingly been found in experiments that the finished polymer product generally crosslinks to a higher percentage than when the base material and support material are made from different starting polymers. Depending on the application, however, it may also make sense Support material and base material are made of chemically different polymers.
Vorteilhaft hat das Trägermaterial mit zerklüfteter Oberfläche oder offenporiger Struktur ohne Zusatzstoffe eine Schüttdichte zwischen ungefähr 0.1 und 0.55 g/cm3. Als Zusatzstoffe können Stabilisatoren, Füllstoffe, Verstärkungsstoffe, Katalysatoren, processing aids wie Gleitmittel, etc. eingesetzt werden.Advantageously, the carrier material with a fissured surface or open-pore structure without additives has a bulk density of between about 0.1 and 0.55 g / cm 3. Stabilizers, fillers, reinforcing materials, catalysts, processing aids such as lubricants, etc. can be used as additives.
Besonders vorteilhaft lässt sich das Verfahren einsetzen, wenn das flüssige Reagens ein reaktive Verbindung ist, welche der Vernetzung des Poylmers dienen kann. Bei reaktiven Prozessen ist eine optimale Verteilung der Komponenten für das fertige Produkt von grosser Bedeutung. Als flüssiges Reagens kann z.B. Silan oder Mischungen aus Silan und anderen Verbindungen zum Einsatz kommen. Silan wird beispielsweise verwendet, um ungesättigte Polymere zu vernetzen.The process can be used particularly advantageously if the liquid reagent is a reactive compound which can serve to crosslink the polymer. In reactive processes, an optimal distribution of the components for the finished product is of great importance. As the liquid reagent, e.g. Silane or mixtures of silane and other compounds are used. Silane is used, for example, to crosslink unsaturated polymers.
Die im Verfahren eingesetzten Zusatzstoffe werden zur Beeinflussung von Eigenschaften des fertigen Polymerproduktes wie Leitfähigkeit, Flammwidrigkeit, Abriebfestigkeit, strukturelles Verhalten, Farben etc. eingesetzt.The additives used in the process are used to influence properties of the finished polymer product such as conductivity, flame retardance, abrasion resistance, structural behavior, colors, etc.
Es hat sich gezeigt, dass es für die verarbeitende Industrie von grossem Vorteil ist, wenn die erste Mischung fernab vom Schneckenextruder oder Stranggiessvorrichtung hergestellt werden kann und der Anwender mindestens die Zusatzkomponenten mit dem Trägermaterial vermischt als Fertigmischung zur Verfügung gestellt bekommt. Dies erleichtert die Handhabung bedeutend.It has been shown that it is of great advantage for the processing industry if the first mixture can be prepared far away from the screw extruder or continuous casting apparatus and the user gets at least the additional components mixed with the carrier material as a ready-made mixture. This significantly facilitates the handling.
Vorteilhaft wird das zerklüftete oder offenporige Material mechanisch hergestellt. Denkbar ist jedoch auch, das zerklüftete oder offenporige Material durch Schäumen herzustellen.Advantageously, the fissured or open-pored material is mechanically produced. However, it is also conceivable to produce the fissured or open-pored material by foaming.
Eine Mischvorrichtung, wie sie zum Zudosieren eines flüssigen Additivs eingesetzt werden kann, ist beispielsweise in der WO 2006/010291 offenbart, deren Inhalt hiermit unterA mixing device, as can be used for metering a liquid additive, is disclosed, for example, in WO 2006/010291, the contents of which are hereby incorporated by reference
Bezugnahme aufgenommen wird. Die Mischvorrichtung erlaubt das kontinuierliche oder diskontinuierliche Zudosieren eines flüssigen Additivs zu einem Schüttgut (Granulat oder Pulver). Vorliegend handelt es sich beim als Trägermaterial eingesetzten Kunststoff granulat resp. Kunststoffpulver um ein solches mit zerklüfteter Oberfläche oder offenporiger Struktur. Die zerklüftete Oberfläche (vergrösserte Oberfläche) sorgt für eine grosse Aufnahmefähigkeit für die Flüssigkeit. Eine offenporige Struktur ergibt eine grosse Saugfähigkeit des Materials. Die Menge des Trägermaterials für die Hilfsstoffe wird im Allgemeinen so gewählt, dass eine optimale Durchmischung und Aufnahmekapazität für das flüssige Additiv gewährleistet ist. In der Regel wird die Gesamtmenge des mit Hilfsstoffen und Additiven versehenen Trägermaterials im Bereich zwischen 3 und 15, vorzugsweise 3 und 12 Gewichtsprozenten bezogen auf das Gesamtgewicht des fertigen Produkts liegen. Nach dem Zudosieren des flüssigen Additivs wird das mit den Zusatzstoffen versehene Trägermaterial mit dem Basismaterial vermischt und extrudiert.Reference is made. The mixing device allows the continuous or discontinuous metered addition of a liquid additive to a bulk material (granules or powder). In the present case, it is the plastic used as a carrier material granules respectively. Plastic powder around such with a fissured surface or open-pore structure. The rugged surface (enlarged surface) makes for a big one Absorbance for the liquid. An open-pore structure results in a high absorbency of the material. The amount of carrier material for the auxiliaries is generally chosen so as to ensure optimal mixing and absorption capacity for the liquid additive. In general, the total amount of the excipients and additives provided carrier material will be in the range between 3 and 15, preferably 3 and 12 percent by weight based on the total weight of the finished product. After metering in the liquid additive, the carrier material provided with the additives is mixed with the base material and extruded.
Beim erfindungsgemässen Verfahren werden wenigstens die Zusatzstoffe mit einemIn the inventive method, at least the additives with a
Polymeren gemischt und in einer Mühle oder einem Extruder zu einem Trägermaterial mit zerklüfteter oder offenporiger Oberfläche verarbeitet. Das die Zusatzstoffe enthaltene Trägermaterial hat damit gleichzeitig eine gute Absorptionsfähigkeit für ein flüssiges Additiv, wie z.B. Silan.Polymer blended and processed in a mill or an extruder into a carrier material with a fissured or open-pored surface. The carrier material containing the additives has at the same time a good absorption capacity for a liquid additive, such as e.g. Silane.
Vorzugsweise wird also das mit den Zusatzstoffen versetzte Trägermaterial zunächst mechanisch zerklüftet oder in dem Fachmann bekannter Weise aufgeschäumt. Danach wird das zerklüftete oder offenporige Trägermaterial mit dem Basismaterial gemischt und das flüssige Reagens zudosiert. Das resultierende Reaktionsgemisch wird dann vorzugsweise nochmals in einem Mischer gemischt, bevor es in die Stranggiess- oder Spritz gussvorrichtung eingebracht wird.Preferably, therefore, the offset with the additives carrier material is first mechanically rugged or foamed in the art known manner. Thereafter, the fissured or open-pored carrier material is mixed with the base material and the liquid reagent is added. The resulting reaction mixture is then preferably mixed again in a mixer before it is introduced into the continuous casting or injection molding apparatus.
Es ist denkbar, das flüssige Reagens zuerst dem Trägermaterial zuzudosieren und das resultierende Gemisch mit dem Basismaterial zu vermischen.It is conceivable to first meter in the liquid reagent to the carrier material and to mix the resulting mixture with the base material.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines vorzugsweise vernetzten Polymerproduktes aus einem Ausgangspolymer wird wenigstens ein flüssiges Additiv (Reagens) und weitere Zusatzstoffe zudosiert und anschliessend in einer Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung zum Endprodukt verarbeitet. Dabei werden zuerst die Zusatzstoffe mit einem geeigneten Trägermaterial mit zerklüfteter Oberfläche oder offenporiger Struktur vermischt und ein Masterbatch hergestellt. Der Masterbatch wird dann mit dem Basismaterial gemischt und das flüssige Additiv zugegeben. Denkbar ist, das flüssige Additiv dem Masterbatch zuzudosieren und dieses Gemisch mit dem Basismaterial zu vermischen. Das so bereitgestellte Reaktionsgemisch wird in der Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung zum gewünschten Produkt verarbeitet. In a process for producing a preferably crosslinked polymer product from a starting polymer, at least one liquid additive (reagent) and further additives are metered in and subsequently processed in a continuous casting or injection molding apparatus to form the end product. First, the additives are mixed with a suitable carrier material with a fissured surface or open-pored structure and a masterbatch is produced. The masterbatch is then mixed with the base material and the liquid additive added. It is conceivable to meter in the liquid additive to the masterbatch and to mix this mixture with the base material. The thus provided reaction mixture is processed in the continuous casting or injection molding apparatus to the desired product.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines vorzugsweise vernetzten, extrudierten Polymerproduktes aus einem Ausgangspolymer, bei welchem Verfahren eine Reaktionsmischung aus dem Ausgangspolymer, wenigstens einem flüssigen reaktivenA process for producing a preferably crosslinked, extruded polymer product from a starting polymer, which process comprises a reaction mixture of the starting polymer, at least one liquid reactive
Reagens und weiteren Zusatzstoffen hergestellt und in einer Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung zum Polymerprodukt verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Trägermaterial fungierendes Polymergranulat oder Polymerpulver mit den Zusatzstoffen zu einer Mischung mit zerklüfteter Oberfläche oder offenporigerReagent and other additives produced and processed in a continuous casting or injection molding apparatus for polymer product, characterized in that a carrier material acting as a polymer granules or polymer powder with the additives to a mixture with a fissured surface or porous
Struktur, nachfolgend Masterbatch genannt, verarbeitet wird, und dass der Masterbatch mit dem zu verarbeitenden Polymer und dem flüssigen Reagens in der Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung zum Polymerprodukt verarbeitet wird .Structure, hereinafter referred to as masterbatch, is processed, and that the masterbatch with the polymer to be processed and the liquid reagent in the continuous casting or injection molding apparatus is processed into the polymer product.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial mit den Zusatzstoffen vorgängig zu einem silanfreien Masterbatch mit offenporiger oder zerklüfteter Oberfläche verarbeitet und dann - wie das Basismaterial und das flüssige Reagens - unmittelbar auf der Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung zudosiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the carrier material with the additives previously processed into a silane-free masterbatch with open-pore or fissured surface and then - as the base material and the liquid reagent - is metered directly to the continuous casting or injection molding apparatus.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial mit dem flüssigen Reagens und den Zusatzstoffen zu einem Masterbatch mit offenporiger oder zerklüfteter Oberfläche verarbeitet wird und dann unmittelbar auf der Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung - wie das Basismaterial - zudosiert und mit dem Basismaterial verarbeitet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the carrier material is processed with the liquid reagent and the additives to a masterbatch with open-pored or fissured surface and then directly on the Stranggiess- or injection molding device - as the base material - added and processed with the base material becomes.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsmischung vor dem Eintritt in die Stranggiess- oder Spritzgussvorrichtung zusätzlich gemischt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the reaction mixture is additionally mixed before entering the Stranggiess- or injection molding apparatus.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass maximal 25 Gewichtsprozente, vorzugsweise maximal 12, und ganz besonders bevorzugt maximal 5 Gewichtsprozente des Masterbatches mit zerklüfteter Oberfläche oder offenporiger Struktur eingesetzt werden. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a maximum of 25 percent by weight, preferably not more than 12, and most preferably not more than 5 percent by weight of the masterbatch with a fissured surface or open-pore structure are used.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial aus dem gleichen Polymer wie das Basismaterial hergestellt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the carrier material is made of the same polymer as the base material.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that
Trägermaterial und Basismaterial aus chemisch unterschiedlichen Polymeren hergestellt werden.Carrier material and base material are produced from chemically different polymers.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial mit zerklüfteter Oberfläche oder offenporiger Struktur ohne8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier material with a rugged surface or open-pore structure without
Zusatzstoffe eine Schüttdichte zwischen ungefähr 0.1 und 0.55 g/cm3 hat.Additives has a bulk density between about 0.1 and 0.55 g / cm3.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzstoffe Stabilisatoren, Füllstoffe, Verstärkungsstoffe, Katalysatoren, processing aids etc. eingesetzt werden.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that stabilizers, fillers, reinforcing agents, catalysts, processing aids, etc. are used as additives.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Reagens Silan ist.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the liquid reagent is silane.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the
Zusatzstoffe zur Beeinflussung von Eigenschaften des fertigen Polymerproduktes wie Leitfähigkeit, Flammwidrigkeit, Abriebfestigkeit, strukturelles Verhalten, Farben etc. eingesetzt werden.Additives for influencing properties of the finished polymer product such as conductivity, flame retardancy, abrasion resistance, structural behavior, colors, etc. are used.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the
Mischung aus Trägermaterial und Zusatzstoffen fernab vom Schneckenextruder hergestellt und dem Anwender als Fertigmmischung zur Verfügung gestellt wird.Mixture of carrier material and additives manufactured far away from the screw extruder and made available to the user as Fertigsmischung.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein vernetztes extrudiertes Polymerprodukt hergestellt wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a crosslinked extruded polymer product is produced.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zerklüftete oder offenporige Material mechanisch hergestellt wird. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the fissured or open-pored material is mechanically produced.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zerklüftete oder offenporige Material durch Schäumen hergestellt wird 5. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the fissured or open-pored material is produced by foaming
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