ES2606713T3

ES2606713T3 - Sílice hidrófila como carga para formulaciones de caucho de silicona

Info

Publication number: ES2606713T3
Application number: ES09846662.6T
Authority: ES
Inventors: Gottlieb-Georg Lindner; Michael Kempf
Original assignee: Evonik Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2017-03-27
Anticipated expiration: 2029-07-03
Also published as: MX2011013371A; CN102471080A; BR112012000033A2; PL2448865T3; RU2012103381A; US9725326B2; ZA201200034B; CA2767072A1; CN102471080B; BR112012000033B1; EP2448865A1; WO2011000133A1; TW201116486A; KR101601358B1; JP2012531379A; RU2516830C2; EP2448865B1; PT2448865T; BR112012000033A8; US20120029136A1

Abstract

Sílice precipitada, caracterizada por que tiene una superficie específica de BET de 185 a 260 m2/g una superficie específica de CTAB de 100 a 160 m2/g una relación BET/CTAB de 1,2 a 2,6 una conductividad de < 250 (μS)/cm un tamaño mediano de partículas d50 de 5 a 25 μm y una densidad apisonada de 50 a 150 g/l.

Description

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Los parámetros fisicoquímicos de las sílices precipitadas según la invención y los parámetros de procedimiento se determinan como sigue. Determinación del valor Y: El valor Y se determina por medio de ácido sulfúrico como disolución patrón y fenolftaleína como un indicador. Reactivos -disolución de fenolftaleína en etanol que tiene una concentración de 10 g/l -disolución de ácido sulfúrico que tiene una concentración de 1 mol/l

Procedimiento 100 ml de la muestra a investigar, por ejemplo una suspensión de precipitación, se introducen en un vaso de precipitados de 500 ml y se añaden aproximadamente 10 ml de agua y 3-5 gotas de disolución de fenolftaleína. La mezcla se agita por medio de un agitador magnético, y la disolución de ácido sulfúrico se añade por medio de una bureta hasta que el color de la fenolftaleína cambia de rojo a rosa pálido. Se añaden 3-5 gotas adicionales de fenolftaleína, y se continúa la valoración. Este procedimiento se repite hasta que ya no es detectable un cambio de color.

El valor Y se calcula como sigue: Y = C * V * N

en la que: C = concentración del ácido sulfúrico en mol/l V = volumen del ácido sulfúrico consumido en la valoración, en ml N = normalidad del ácido

Determinación del pH de la mezcla inicialmente introducida o suspensión de precipitación

Se toma una muestra de 50-100 ml de la mezcla inicialmente introducida o la suspensión de precipitación, y el pH se determina a 60ºC. Determinación del contenido de sólidos de la alimentación de sílice previo al secado 10 g de muestra (peso E tomado) se secan en una placa de porcelana (45 mm de diámetro) bajo una lámpara de

secado infrarroja a 120 -140ºC hasta peso constante. Después, la muestra se enfría a temperatura ambiente en una cabina desecadora con gel de sílice como agente secante. El peso final A se determina gravimétricamente.

El contenido de sólidos (SC) en % se determina según en la queA = peso final en g, y E = peso tomadoen g. Determinación del pH de la sílice (producto final) La determinación del pH de la sílice se efectúa como una suspensión acuosa de 5% de concentración a temperatura

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ambiente sobre la base de DIN EN ISO 787-9. Los pesos tomados se cambiaron en comparación con las especificaciones de este estándar (5,00 g de sílice por 100 ml de agua desionizada).

Determinación del contenido de humedad El contenido de humedad de sílice se determina según ISO 787-2 después de secar durante 2 horas en un horno de secado por circulación a 105ºC. Esta pérdida en el secado consiste predominantemente en humedad de agua.

Determinación de la superficie específica de BET La superficie específica de nitrógeno específica (referida posteriormente como superficie específica de BET) de la

sílice pulverulenta, esférica o granular se determina según ISO 5794-1/Anexo D usando un AREA Meter (de Ströhlein, JUWE). Determinación de la superficie específica de CTAB El método se basa en la adsorción de CTAB (bromuro de N-hexadecil-N,N,N-trimetilamonio) en la superficie

“externa” de la sílice, según ASTM 3765 o NFT 45-007 (sección 5.12.1.3).

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Cálculo

CTAB(sincorregirlahumedad): V V V A BA CCTAB E MCTAB PT1 

VA = consumo de disolución de NDSS en ml en la valoración de la muestra de disolución testigo

VB = consumo de disolución de NDSS en ml en uso del filtrado

CCTAB = concentración de la disolución de CTAB en mol/l

MCTAB = masa molar de CTAB = 364,46 g/mol

T1 = cantidad añadida de disolución de CTAB en l

P = requisito espacial de CTAB = 578,435 m2/g

E = peso de sílice tomado

La superficie específica de CTAB se basa en sílice anhidra, y es por esta razón que se realiza siguiente corrección.

CTAB(sincorregirlahumedad)enm2 /g100%CTAB  100%contenidodehumedad en%

El contenido de humedad de la sílice se determina según el método descrito “Determinación del contenido de humedad”.

Determinación de la absorción de DBP

La absorción de DBP (número de DBP), la cual es una medida de la absortividad de la sílice precipitada, se determina sobre la base del estándar DIN 53601, como sigue:

12,50 g de sílice pulverulenta o esférica que tiene un contenido de humedad de 0-10% (el contenido de humedad se ajusta opcionalmente por secado a 105ºC en un horno de secado) se introducen en la cámara amasadora (número de artículo 279061) del absortómetro Brabender “E” (sin vaporización del filtro de salida del transductor de par de torsión). En el caso de gránulos, se usa una fracción de tamiz de 1 a 3,15 mm (tamices de acero inoxidable de Retsch) (por prensado suave de los gránulos con una espátula de plástico a través del tamiz de 3,15 mm de tamaño de poros). Con mezclado constante (velocidad de circulación de las paletas amasadoras de 125 rpm) se añade gota a gota ftalato de dibutilo a una velocidad de 4 ml/min. a la mezcla a temperatura ambiente por medio del “Dosimat Brabender T 90/50”. El mezclado requiere solamente una pequeña fuerza y se monitoriza sobre la base de la visualización digital. Hacia el final de la determinación, la mezcla llega a ser pastosa, lo cual es indicado por medio de un incremento escalonado de la fuerza requerida. A una visualización de 600 dígitos (par de torsión de 0,6 Nm), tanto la amasadora como la dosificación de DBP se apagan por un contacto eléctrico. El motor sincrónico para la alimentación de DBP se acopla a un contador digital de modo que el consumo de DBP se puede leer en ml.

La absorción de DBP se establece en g/(100 g) y se calcula sobre la base de la siguiente fórmula:

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en la que DBP = absorción de DBP en g/(100 g)

V = consumo de DBP en ml

D = densidad de DBP en g/ml (1,047 g/ml a 20ºC)

E = peso de sílice tomado en g

K = valor de corrección según la tabla de corrección de humedad en g/(100 g) La absorción de DBP se define para la sílice seca anhidra. Con el uso de sílices precipitadas húmedas, el valor de corrección K se deberá tomar en cuenta para calcular la absorción de DBP. Este valor se puede determinar con la siguiente tabla de corrección; por ejemplo, un contenido de agua de 5,8% en la sílice podría significar una adición de 33 g/(100 g) para la absorción de DBP. El contenido de humedad de la sílice se determina según el método “Determinación del contenido de humedad o de la pérdida en el secado”.

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absorción de luz de 8 a 12% y el aparato da “OK”. La medida se efectúa a temperatura ambiente. De la curva de datos brutos, el software calcula la distribución de tamaños de partículas (valor d5) y el valor d50 (valor de la mediana) sobre la base de la distribución de volumen teniendo en cuenta la teoría de Mie y los parámetros del modelo óptico (archivo .rfd).

Determinación de la densidad apisonada La determinación de la densidad apisonada se efectuó según DIN EN ISO 787-11. Determinación del contenido de Fe2+ y Al2O3 del vidrio soluble Principio de medida Las disoluciones de silicato evaporadas a sequedad se calientan en una mezcla de ácido fluorhídrico y ácido

sulfúrico. Esto da como resultado la formación de tetrafluoruro de silicio gaseoso, el cual se evapora con humo, y de este modo se elimina el silicio. Las sales de metal que quedan se recogen en ácido clorhídrico y se diluyen con agua.

Contenido de hierro

El contenido de hierro de la disolución de sal de metal se determina por medio de espectroscopía de absorción atómica por medida de la absorción de luz a una longitud de onda de 248,3 nm. Contenido de aluminio La determinación del contenido de aluminio se efectúa colorimétricamente por medio de un complejo de bromuro de

cromazurin S-cetilpiridinio-aluminio ternario estable. Reactivos requeridos (Los números entre paréntesis representan el contenido del reactivo respectivamente con agua desionizada en la

mezcla en (parte por volumen/partes por volumen). El primer número representa el contenido del reactivo, mientras que el segundo número representa el contenido de agua desionizada). -Disolución de ácido ascórbico 2% en peso en agua destilada (preparada recientemente antes del uso) -La disolución de o-fenantrolina 1% en peso se prepara con una disolución de etanol 100 ml (1+1) -La disolución de cromazurina S 0,2% en peso se prepara con una disolución de etanol 100 ml (1+3) -Disolución de bromuro de cetilpiridinio 0,4% en peso de disolución de bromuro de cetilpiridinio 100 ml (1+3). -Disolución estándar de Al 1000 g/ml.

-La disolución estándar de Al 10 g/ml se prepara introduciendo 1 ml de la disolución estándar de Al de 1000 g/ml y 2 ml de disolución de ácido clorhídrico en un matraz graduado de 100 ml y completando hasta 100 ml con agua destilada.

-Ácido sulfúrico al 98% -Ácido clorhídrico al 36% -Ácido clorhídrico (2+5) (V/V) -Ácido clorhídrico al 40% -Disolución estándar de Cu, 1000 g/ml. -Disolución estándar de Fe, 1000 g/ml. -Disolución estándar de Mn, 1000 g/ml. -La disolución mixta de Cu, Fe, Mn que tiene un contenido de metal de 10 g/ml se prepara introduciendo en

cada caso 1 ml de las disoluciones estándar de Fe, Mn y Cu y 2 ml de ácido clorhídrico concentrado en un matraz graduado de 100 ml y diluyendo hasta la marca con agua destilada. -Las disoluciones mixtas de Cu, Fe, Mn que tienen contenidos de metal de 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 g/ml se preparan en cada caso en matraces graduados de 250 ml por dilución con agua destilada. Aparatos requeridos

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precipitación, es decir, la adición de vidrio soluble y ácido sulfúrico juntos (aproximadamente 98,0 ± 0,5% en peso) a la mezcla introducida inicialmente, es 19,65. En 75 min., se añaden entonces vidrio soluble (como se especifica anteriormente) y ácido sulfúrico (como se especifica anteriormente) mientras se mantiene una temperatura de precipitación constante de 87ºC (variación máxima ± 0,2ºC) y con introducción de energía de cizallamiento por medio de una turbina, de tal manera que el valor Y permanece constante, es decir, es sometido a una variación máxima de ± 1,9% alrededor del valor de partida. Después de 75 min., la adición del vidrio soluble se detiene, y el ácido sulfúrico se añade después hasta que se alcanza un pH de 3,68. Posteriormente, la suspensión se agita durante 20 min. a un pH entre 3,68 y 3,74.

La suspensión obtenida se filtra con una prensa de filtro de cámara, y la torta del filtro se lava con agua. La torta del filtro se fluidifica entonces en un disolvente. La alimentación de sílice que tiene un contenido de sólidos de aproximadamente 18,9% en peso y un pH de aproximadamente 5,7 se seca entonces por pulverización de modo que se establece en el producto final un pH de 6,3, medido como suspensión de concentración de 5%.

El producto secado por pulverización se muele después por medio de un molino mecánico que tiene un clasificador (Vortex Pulverizing Mill QWJ-60).

Los datos fisicoquímicos de una muestra representativa del producto secado por pulverización y no molido obtenido (Ejemplo 1a) y del producto molido (Ejemplo 1b) se listan en la Tabla 2.

Ejemplo 2

Inicialmente se introducen 20,52 m3 de agua en un recipiente de precipitación que tiene una capacidad de 45 m3, y se añaden 2,42 m3 de vidrio soluble (Be = 23; relación en peso de SiO2 a Na2O = 3,28; contenido de SiO2 = 14,7 ± 0,5% en peso). La mezcla introducida inicialmente se calienta después a 86ºC. El valor Y de la mezcla introducida inicialmente al comienzo de la precipitación, es decir, la adición de vidrio soluble y ácido sulfúrico juntos (aproximadamente 98,0 ± 0,5% en peso) a la mezcla introducida inicialmente, es 20,35. En 75 min., se añaden entonces vidrio soluble (como se especifica anteriormente) y ácido sulfúrico (como se especifica anteriormente) mientras se mantiene una temperatura de precipitación constante de 86ºC (variación máxima ± 0,2ºC) de tal manera que el valor Y permanece constante, es decir, es sometido a una variación máxima de ± 3,1% alrededor del valor de partida. Después de 75 min., la adición del vidrio soluble se detiene, y el ácido sulfúrico se añade después hasta que se alcanza un pH de 3,74. Posteriormente, la suspensión se agita durante 20 min. a un pH entre 3,74 y 3,78.

La suspensión obtenida se filtra con una prensa de filtro de cámara, y la torta del filtro se lava con agua que previamente se desmineralizó totalmente vía ósmosis inversa. La torta del filtro se fluidifica entonces en un disolvente. La alimentación de sílice que tiene un contenido de sólidos de aproximadamente 18,2% en peso y un pH de aproximadamente 5,7 se seca entonces por pulverización de modo que se establece en el producto final un pH de 6,5, medido como suspensión de concentración de 5%.

Los datos fisicoquímicos de una muestra representativa del producto secado por pulverización y no molido obtenido (Ejemplo 2a) y del producto molido (Ejemplo 2b) se listan en la Tabla 2.

Ejemplos 1 a 4 Comparativos

Una sílice estándar preparada de manera convencional, Ultrasil VN3 de Evonik Degussa GmbH, se escoge como Ejemplo 1 Comparativo. En los Ejemplos 2 a 4 Comparativos, se escogen las sílices precipitadas que se desarrollan y venden especialmente para el refuerzo de elastómeros de caucho de silicona. El Ejemplo 2 Comparativo es Nipsil LP de Nippon Silica. En los Ejemplos 3 y 4 Comparativos, se ensayaron dos muestras diferentes de Zeosil 132 de Rhodia Chimie. Estas dos muestras muestran propiedades muy diferentes. La razón no es conocida para el solicitante. Debe ser, por ejemplo, que Rhodia Chimie vende diferentes calidades del producto bajo el mismo nombre.

Tabla 2

Propiedades fisicoquímicas de diferentes sílices

Ejemplo 1a: Ejemplo 1b Ejemplo 2a Ejemplo 2b Ejemplo 1 comparativo Ejemplo 2 comparativo Ejemplo 3 comparativo Ejemplo 4 comparativo

Contenido de humedad (% en peso): 6,0 6,6 6,0 6,7 5,5 7,9 6,4 6,4

BET (m2/g): 249 241 231 223 181 208 183 166

CTAB (m2/g): 138 136 143 143 146 164 130 124

DBP, basado en sustancia seca(g/100 g): 280 267 280 271 252 250 262 260

Tamaño mediano de partículasd50 (m): 55,2 15,6 88,7 15,9 137,5 15,8 11,9 17,5

Tamaño de partículas d5 (m): 10,0 4,5 11,3 5,3 11,8 5,6 5,1 5,6

Densidad apisonada (g/l): 245 105 236 112 274 153 173 119

pH: 6,3 6,4 6,5 6,5 6,1 5,6 6,2 6,3

Conductividad (S/cm): 146 136 26 30 656 66 166 392

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Ejemplo 3

Los experimentos comparativos mostrados en la Tabla 3 se basan en la composición por medio de una amasadora de laboratorio. Los experimentos comparativos mostrados en la Tabla 4 se basan una vez más en la composición por medio de un molino de dos rodillos. Los experimentos se llevaron a cabo como sigue:

Aparatos:

1.: Amasadora de laboratorio con termostato, modelo nº: HI-KD-5 (de Hongyi, Taiwán).

2.: Molino de dos rodillos, modelo nº: LRM-S-110/3E (de Labtech, Taiwán). Diámetro del rodillo: 100 mm

Longitud del rodillo: 200 mm

Punto de sujeción del rodillo: 1,0 +/-0,05 mm

Velocidad: 15 rpm/20 rpm

Fricción: 1:1,3

3. Prensa calefactora, modelo nº: GT-7014-A50 (de Gotech, China). Presión: 0 -50 t

Intervalo de temperaturas: RT -300ºC

Área de la prensa: 315 · 288 mm

4.: Dos placas de acero inoxidable que tienen las dimensiones 330 mm · 330 mm · 2 mm y una placa espaciadora del mismo grosor con 4 rebajes que tienen las dimensiones 130 mm · 130 mm, y dos placas de acero inoxidable que tienen las dimensiones 300 mm · 300 mm · 6 mm y una placa espaciadora del mismo grosor con 2 rebajes que tienen las dimensiones 60 mm · 60 mm.

5.: Horno de alta temperatura (de ESPEC, China).

6.: Medidor de tracción (de Gotech, China).

7.: Datacolor (Datacolor 400TM).

8.: Otros medidores para medir la dureza (Shore A), la plasticidad Williams y el grosor de la muestra (de Gotech, China).

9.: Balanza de laboratorio, exactitud de al menos ± 0,01 g. Materias Primas usadas: Polímero de HTV: Dongjue 110-2 peso molecular 600 000 g/mol, contenido de vinilo: 0,15%, de Nanjing Dongjue, China Aceite distribuidor/auxiliares de procesamiento: ,-Dihidroxisiloxano, contenido de grupos funcionales OH de aprox.: 8%, de Shanghai HuaRun Chemical, China. Agente de reticulación/peróxido orgánico: Pasta DHBP-C8BS (45%) de Qiangsheng Chemical Co., Ltd., China. Sílices según la invención y productos comparativos (véase la Tabla 2) Sección Experimental: Parte 1 Composición por medio de la amasadora de laboratorio Formulación:

100 partes de polímero de HTV (1500 g)

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40 partes de sílice (600 g) 3,2 partes de aceite distribuidor/auxiliares de procesamiento (48 g) 1,0% del agente de reticulación/peróxido orgánico

Composición/preparación: Después del ajuste de la velocidad de rotación de la herramienta amasadora a 20 rpm, se introducen 1500 g de polímero de HTV en la cámara amasadora. La sílice y el auxiliar de procesamiento se añaden después a temperatura ambiente en cuatro porciones de (40%, 25%, 20% y 15%).

1.: 40% en peso = 240 g de sílice + 19,2 g de auxiliar de procesamiento

2.: 25% en peso = 150 g de sílice + 12,0 g de auxiliar de procesamiento

3.: 20% en peso = 120 g de sílice + 9,6 g de auxiliar de procesamiento

4.: 15% en peso = 90 g de sílice + 7,2 g de auxiliar de procesamiento.

Después de completar la dispersión de la sílice, se determinó (anotó) el tiempo de incorporación requerido para la sílice. Después de la incorporación de la cantidad completa de sílice, la temperatura de calentamiento del termostato de la amasadora se ajusta a 170ºC y después se efectúa la composición durante dos horas a una temperatura de 170ºC (sin vacío).

Posteriormente, la dispersión adicional en la amasadora se efectúa durante 0,5 horas a vacío pero sin calentamiento (procedimiento de enfriamiento). Después del enfriamiento del compuesto, se mide la plasticidad de Williams (según ASTM D 926-67) después de 24 h. Antes de la medida de las propiedades ópticas del compuesto, se deben preparar las muestras de ensayo del compuesto especial. Para la preparación de las muestras de ensayo del compuesto de 6 mm de grosor, se usan 2 placas de acero inoxidable que tienen las dimensiones 300 mm · 300 mm · 6 mm y una placa espaciadora del mismo grosor con dos rebajes que tienen las dimensiones 60 mm · 60 mm.

La preparación de las muestras de ensayo del compuesto de HTV de 6 mm (peso tomado: 2 veces 25 g del compuesto) se realiza en la prensa de calentamiento a temperatura ambiente (sin adición del agente de reticulación/peróxido) durante 1 min. y a una presión de aproximadamente 6 bares (6 mPa).

Después de la preparación de las muestras de ensayo uniformes, se puede realizar la medida de las propiedades ópticas del compuesto por medio de Datacolor 400.

Se determina lo siguiente:

1.: Valores l, a, b, decoloración de amarillo de acuerdo al estándar ASTM E 313/DIN 6167.

2.: Turbidez según el estándar DIN 53146.

3. Transparencia según el estándar DIN 53147. Después del enfriamiento del compuesto y después del almacenamiento durante 24 horas, se puede realizar la

vulcanización del compuesto -como se describe en la Parte 3 -para determinar otras características de comportamiento. Parte 2 Composición por medio de un molino de dos rodillos Formulación:

100 partes de polímero de HTV (200 g) 40 partes de sílice (80 g) 3,2 partes de aceite distribuidor/auxiliar de procesamiento (6,4 g) 1,0% de agente de reticulación/peróxido orgánico

Composición/preparación: Después de que el molino de dos rodillos se ha encendido, se ajustan los parámetros de trabajo importantes, tales

como punto de contacto de rodillos (1,0 +/-0,05 mm) y velocidad de dispersión (20 rpm/15 rpm, es decir, una fricción de 1:1,3). A la temperatura ambiente, se aplican 200 g de polímero de HTV al molino de dos rodillos y se dispersan hasta que

el compuesto está presente en la forma homogeneizada, es decir, el rodillo más rápido se reviste completamente

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con dicho compuesto y tiene una superficie lisa. Para este fin, el molino de dos rodillos se detiene y se introducen aproximadamente 10% de la cantidad de sílice (la cantidad total de sílice es 80 g) en el medio entre los dos rodillos. Posteriormente, se dosifica la cantidad completa de auxiliar de procesamiento (6,4 g de aceite distribuidor) a la sílice ya aplicada. Al encender de nuevo el molino de dos rodillos, ahora se logra la incorporación de la sílice en el polímero. La adición de cantidades adicionales de sílice se realiza muy lentamente y por etapas. Después de que se añaden y se incorporan aproximadamente 50% de la cantidad total de sílice, el compuesto se elimina del rodillo, se pliega y se aplica de nuevo al rodillo. El 50% restante de sílice se incorpora ahora por etapas. Las cantidades pequeñas de sílice pueden caer bajo el molino de dos rodillos a través del punto de contacto del rodillo. En este contexto, se debe asegurar que las cantidades de esta sílice se recogen en una capa limpia y se aplican de nuevo al molino de dos rodillos para la incorporación total.

Después de la incorporación total de la sílice y tan pronto el compuesto esté presente en forma homogeneizada, es decir, el rodillo más rápido se reviste completamente con dicho compuesto y dicho compuesto tiene una superficie lisa, se determina (anota) el tiempo de incorporación requerido para la sílice.

La homogeneización del compuesto se continúa ahora para asegurar la dispersión completa de la sílice. Durante este procedimiento, el compuesto se elimina unas cinco veces adicionales del molino de dos rodillos, se pliega y se aplica de nuevo. El tiempo de dispersión subsecuente total no deberá ser más de 5 minutos. Después de la composición, el compuesto se elimina del rodillo en forma de una piel de compuesto larga única. La piel de compuesto se pliega ahora en 4 capas uniformes y se almacena en una placa de acero inoxidable a 170ºC durante una hora en un horno de aire caliente.

Después de este calentamiento, el compuesto se elimina del horno y se almacena durante una hora a temperatura ambiente para enfriamiento. Después, el compuesto se plastifica de nuevo por laminado con 5 -10 minutos (dependiendo de las propiedades de la sílice), es decir, se aplica de nuevo al molino de dos rodillos y se dispersa hasta que el compuesto está presente en forma homogeneizada, es decir, el rodillo más rápido es completamente revestido con dicho compuesto y dicho compuesto tiene una superficie lisa.

Después, el compuesto se elimina del rodillo y le sigue la determinación de la plasticidad Williams (según ASTM D 926-67) y la preparación de las muestras de ensayo de compuesto especial para la determinación de las propiedades ópticas del compuesto, como también se describe en la Parte 1. Después, también se puede efectuar la vulcanización del compuesto -como se describe en la Parte 3 -, para determinar otras características de comportamiento.

Parte 3 Vulcanización:

La vulcanización se efectúa después de la composición por medio de una amasadora de laboratorio o después de la composición por medio de un molino de dos rodillos.

Para determinar las características de comportamiento, se requieren vulcanizados o muestras de ensayo de HTV que tienen un grosor de 2 mm (para determinar la resistencia a la tracción, alargamiento en la rotura y resistencia a la propagación de la rasgadura) y que tienen un grosor de 6 mm (para determinar la dureza y las propiedades ópticas de los vulcanizados de HTV).

Después de que el molino de dos rodillos se ha encendido, se ajustan los parámetros de trabajo importantes, tal como punto de contacto del rodillo (1,0 +/-0,05 mm) y velocidad de dispersión (20 rpm/15 rpm, es decir, una fricción de 1:1,3).

A temperatura ambiente, la cantidad requerida de compuesto de HTV se aplica al molino de dos rodillos y se dispersa hasta que se ha formado un compuesto completamente replastificado (compuesto plastificado por laminado).

Tan pronto como el compuesto está presente en forma homogeneizada, es decir, el rodillo más rápido es revestido completamente con dicho compuesto, se puede efectuar la adición de peróxido.

Ahora se añade y dispersa 1,0% en peso de DHBP-45-PSI (2,5-dimetil-2,5-di-terc-butilperoxi)hexano basado en la masa del compuesto usado.

Para asegurar buena dispersión del peróxido, la dispersión se efectúa durante unos 8 minutos adicionales. Durante este tiempo de laminado, el compuesto se elimina del rodillo 8 veces en total, se pliega y aplica de nuevo al rodillo. Después de que se ha dispersado el peróxido, el compuesto se almacena ahora durante 24 horas alejado del polvo. Antes de la vulcanización actual, el compuesto se replastifica completamente de nuevo por laminado.

Después de que la prensa de calentamiento se ha precalentado a 170ºC, se efectúa la vulcanización actual. Para este fin, se usan las siguientes placas de acero inoxidable pulidas:

Para las muestras de ensayo de 2 mm de grosor, se usan 2 placas de acero inoxidable que tienen las dimensiones de 330 mm · 330 mm · 2 mm y una placa espaciadora del mismo grosor con 4 rebajes que tienen las dimensiones de 130 mm · 130 mm.

Para las muestras de ensayo de 6 mm de grosor, se usan 2 placas de acero inoxidable que tienen las 5 dimensiones de 300 mm · 300 mm · 6 mm y una placa espaciadora del mismo grosor con 2 rebajes que tienen las dimensiones de 60 mm · 60 mm.

La vulcanización de las muestras de ensayo de HTV de 2 mm (peso tomado: 4 veces 35 g del compuesto) se efectúa en la prensa de calentamiento a 170ºC durante 7 min. y a una presión de aproximadamente 15 bares (15 mPa).

10 La vulcanización de las muestras de ensayo de HTV de 6 mm (peso tomado: 2 veces 25 g del compuesto) se efectúa en la prensa de calentamiento a 170ºC durante 10 min. y a una presión de aproximadamente 15 bares (15 mPa).

Lo que es importante es que las placas de acero inoxidable usadas para la vulcanización se deben enfriar a temperatura ambiente antes de la reutilización, puesto que de otra manera las propiedades ópticas de los

15 vulcanizados se pueden ver afectadas adversamente.

Para asegurar la vulcanización completa y eliminar los productos de escisión de los vulcanizados, todas las muestras de ensayo son subsecuentemente postvulcanizadas en un horno de circulación de alta temperatura (se requieren al menos 120 l de aire fresco por minuto y por kg de vulcanizado de HTV) a 200ºC durante 4 horas.

Las características de comportamiento mostradas en la Tabla 3 y Tabla 4 se pueden ensayar después del

20 almacenamiento de los vulcanizados de HTV en una sala acondicionada o cámara acondicionada según los requisitos del método de medida respectivo. Se escogieron los siguientes métodos de ensayo estándar para determinar los datos comparativos:

Dureza (Shore A): DIN 53 505

Resistencia a la tracción y alargamiento en la rotura: ISO 37

25 Resistencia a la propagación de rasgadura: ISO 34-1

Propiedades ópticas

Decoloración amarilla, valores l, a, b: ASTM E 313/DIN 6167

Turbidez: DIN 53146

Translucidez: DIN 53147.

Tabla 3

Características de comportamiento de diferentes sílices en caucho de silicona de HTV -compuestas por medio de amasadora de laboratorio

Propiedades del compuesto

Tiempo de incorporación de la sílice (min): 98 80 104 98 150 97 113 83

Plasticidad de Williams: 200 211 228 198 220 190 213 177

Translucidez del compuesto (%): 86,2 85,4 86,3 81,1 76,7 73,8 n.d. 84,2

Brillo del compuesto, valor l (%): 82,6 83,1 83,7 79,2 77,3 79,4 84,0 84,4

Valor a del compuesto: 0,6 0,9 1,1 1,3 1,2 1,9 0,8 0,7

Valor b del compuesto: 7,7 7,9 6,6 7,3 7,4 6,5 7,4 6,9

Elastómero de caucho de silicona de HTV curado y postvulcanizado

Dureza (Shore A): 52 51 55 53 50 58 56 46

Resistencia a la tracción (N/mm2 ): 4,7 7,0 6,2 7,7 6,0 7,2 7,4 7,3

Alargamiento en la rotura (%): 286 340 346 389 300 330 338 409

Resistencia a la propagación de la rasgadura (N/mm): 14,3 13,8 15,9 14,7 17,1 15,6 17,6 13,5

Translucidez: 87,9 89,5 88,1 84,8 80,7 79,9 77,9 87,9

Brillo (valor l): 80,6 79,1 81,1 78,2 74,4 76,6 n.d. 81,5

Valor a: -0,6 -0,3 -0,7 -0,5 2 -0,6 n.d. 0,2

Valor b: 20,1 20,5 16,8 17,2 23,7 20,1 n.d. 15,5

Decoloración amarilla: 30,7 32,0 24,3 26,1 41,4 31,6 28,7 22,4

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Tabla 4

Características de comportamiento de diferentes sílices en caucho de silicona de HTV – composición por medio de molino de dos rodillos

Propiedades del compuesto

Tiempo de incorporación de la sílice (min): 20 22 25 25 28 25 20 25

Plasticidad de Williams: 180 191 204 207 213 198 199 180

Translucidez del compuesto (%): 70,8 68,6 68,5 70,7 55,5 73,6 76,2 76,8

Brillo del compuesto, valor l (%): 77,4 76,4 76,9 76,7 75,5 77,2 78,0 78

Valor a del compuesto: 1,4 1,0 1,8 1,7 0,1 1,6 1,4 7,3

Valor b del compuesto: 6,6 6,3 4,7 4,7 2,2 7,0 7,5 7,0

Elastómero de caucho de silicona de HTV curado y postvulcanizado

Dureza (Shore A): 51 51 53 54 52 60 53 49

Resistencia a la tracción (N/mm2 ): 5,3 5,7 5,8 7,0 5,1 7,4 7,3 5,8

Alargamiento en la rotura (%): 288 303 300 340 256 304 349 356

Resistencia a la propagación de la rasgadura (N/mm): 14,9 14,3 15,1 14,8 14,8 15,7 14,6 15,7

Translucidez: 85,5 85,6 80,9 83,8 75,3 84,1 87,3 86,5

Brillo (valor l): 78,9 78,3 77,1 78,1 69,6 76,9 78,9 83,0

Valor a: 0,4 0,5 0,1 0,2 2,0 0,2 -0,2 -0,4

Valor b: 21,8 23,2 19,3 19,6 23,5 27,3 23,9 17,7

Decoloración amarilla: 43,4 46,5 30,6 31,0 43,5 44,3 37,6 25,4

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Claims

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