DE3490517T1 - Mit Wasser geschäumter und mit Silan vernetzter Polyolefinschaum und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Mit Wasser geschäumter und mit Silan vernetzter Polyolefinschaum und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
• Die vorliegende .Erfindung betrifft einen vernetzten Polyolefinschaum, der mit Wasser aufgeschäumt worden ist und durch hydrolysierende und kondensierende Silylgruppen auf dem Polyolefin vernetzt wurde.
Vernetzter Polyolefinschaum wird gegenwärtig unter Ver-
*
wendung chemischer Schäumungsmittel, wie Azodiacarbonamid, hergestellt,
die sich beim Erhitzen zersetzen und gasförmigen Stickstoff bilden.
Die Vernetzung wird gewöhnlich mit Hilfe eines Radikalbildners, wie Dicumylperoxid, erreicht. Die Vernetzungsreaktion wird auch mit Hilfe
von Wärme bewirkt. Es wurden auch Verfahren zur Herstellung von vernetztem Polyäthylenschaum entwickelt; in diesem Falle erfolgt die
Vernetzung aber durch Bestrahlung. Die oben erwähnten Produkte haben eine sehr niedrige Dichte, so daß aus diesem Grunde keine Anwendungen
ins Auge gefaßt werden können, bei denen Festigkeit und Härte erfor-
< derlich sind. Wenn ein organisches Peroxid als Vernetzungsmittel eingesetzt wird, läßt sich das Verfahren schwer unter Kontrolle halten,
weil die Schäumung sowie auch das Vernetzungsverfahren temperaturabhängig sind. Die Bestrebungen gehen in der Regel dahin, so zu verfahren, daß das Polyäthylen nach der Aufschäumung teilweise vernetzt
wird, weil man auf diese Weise einen gleichmäßigeren Schaum erhält.
Die oben erwähnten Verfahren erfordern nach dem Extruder zur Vernetzung und Schäumung eine besondere Apparatur.
Polyäthylen wird auch dadurch vernetzt, daß man ein ungesättigtes Alkoxysilan auf das Polyäthylen aufpfropft und Silylgruppen dadurch hydrolysiert und kondensiert, daß man das Endprodukt
unter Zuhilfenahme eines Kondensationskatalysators mit heißem Wasser
oder Dampf behandelt. Das in dieser Weise vernetzbare Polyäthylen ist heute in Form von zwei Mischkomponenten erhältlich, von denen die
eine das aufgepfropfte Alkoxysilan und die andere den Kondensierungskatalysator
enthält. Diese Granulate werden vor der Extrusion gemischt, und das Endprodukt wird in einer getrennten Prozessstufe mit heißem
Wasser oder Wasserdampf vernetzt. Es existieren auch andere Silan-Vernetzungsverfahren,
die sich von deneben beschriebenen Verfahren etwas unterscheiden. In einem Verfahren werden alle Rohstoffe in der
Stufe, in der das Endprodukt gebildet wird, direkt in den Extruder eingeführt. Auch in diesem Falle ist eine separate Vernetzungsstufe
erforderlich.
Es trifft zu, daß mit Silan vernetzter Schaum in einem
gewissen Umfang hergestellt wird; alle diese Verfahren benutzen aber Azodicarbonamid als Schäumungsmittel, und die Vernetzung erfolgt
durch Behandlung des Endprodukts mit heißem Wasser oder Wasserdampf.
Die Erfindung betrifft geschäumten, mit Silan vernetzten Polyolefinschaum, für den keine nachträgliche Vernetzungsstufe erforderlich
ist. Der mit Silan vernetzte Polyäthylenschaum der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er 60 bis 99,9 % Polyolefin, 0,1 bis
10 % chemisch gebundenes, hydrolysiertes Silan, 0 bis 5 % Kondensierungskatalysator,
0,1 bis 5 % Wasser und 0 bis 20 % Wasserträgersubstanz enthält.
Die Erfindung betrifft auch ein neues Verfahren zur Her-
stellung von geschäumtem, mit Silan vernetztem Polyolefinschaum. Das
Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für das zu
extrudierende Polyäthylen ein Polyäthylen eingesetzt wird, das als Schäumungsmittel 0,1 bis 5 % Wasser und 0 bis 20 % Wasserträgersubstanz
enthält.
„* Das aufzuschäumende und zu vernetzende Polyolefin der
Erfindung kann irgendein Polyolefin (LDPE, LLDPE, HDPE, PP, usw. oder ihre Kopolymere oder Gemische) sein, und das Schäumungsmittel kann
irgendeine Wasser enthaltende.Substanz sein, die mit dem geschmolzenen
Polyolefin mischbar und in diesem dispergierbar ist (eine Kristal 1-wasser enthaltende Verbindung, wie CaSO4-H2O, CaSO4-1/2HpO und
AlpO-·3HpO, oder eine Wasser absorbierende Verbindung, wie CaCU und
künstliches Siliziumdioxid, oder eine mit dem Polyolefin mischbare,
Wasser lösende Substanz, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Polyäthylenglykol und Pölypropylenglykol). Als Silan kann irgendein ungesättigtes, hydrolysierbares Silan eingesetzt werden, das durch
eine Radikal-Reaktion (durch organisches Peroxid, Elektroneneinstrahlung oder andere Mittel) auf die Polyolefinkette aufgepfropft oder
mit dem Polyolefin kopolymerisiert werden kann. Zu diesem Zweck können auch Silylperoxide verwendet werden.
Das Ziel besteht unabhängig von der Art und Weise des Zusatzes von Schäumungsmittel, Silan oder organischem Peroxid darin,
daß das den Extruder verlassende geschmolzene Polyolefin 0,1 bis 10 %,
vorzugsweise 0,5 bis 3 % CaSO4 · 2HpO oder ein organisches oder anorganisches, eine äquivalente Wassermenge enthaltendes Additiv,
(ο
0 bis 10 %, vorzugsweise 0,5 bis 3 % Vinyltrimethoxysilan (VTMO)
oder eine äquivalente Menge anderer Silylgruppen sowie Q bis 5 %,
vorzugsweise 0,02 bis 0,1 % Dicumylperoxid (DCP) oder eine in anderer Weise gebildete, äquivalente Menge von Radikalen enthalten sollte. Ferner kann 0 bis 5 %, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 % Dibutylzinndilaurat (DBTL) oder eine äquivalente Menge Hydrolysierungs- und Kondensierungska^alysator, wie Zn-Stearat, zugesetzt werden.
oder eine äquivalente Menge anderer Silylgruppen sowie Q bis 5 %,
vorzugsweise 0,02 bis 0,1 % Dicumylperoxid (DCP) oder eine in anderer Weise gebildete, äquivalente Menge von Radikalen enthalten sollte. Ferner kann 0 bis 5 %, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 % Dibutylzinndilaurat (DBTL) oder eine äquivalente Menge Hydrolysierungs- und Kondensierungska^alysator, wie Zn-Stearat, zugesetzt werden.
Wenn die Additive dem Polyolefin als ein Kompound
gebrauchsfertig zugemischt werden, kommen die oben angegebenen Gehalte zur Anwendung. Wenn jedoch die Additive in Form angereicherter Vormischungen zugesetzt werden, kann der Gehalt an CaSO4 · 2HpO
bis zu 70 %, der des Dicumylperoxids 10 % und der des Dibutylzinndilaurats 10 % betragen. Ein typisches Zwei-Komponenten-System kann sein: Kompound I: LDPE, das 2 % Vinyltrimethoxysilan enthält; Kompound II: LDPE, das 20 % CaSO4 · 2H2O + 20 % Ruß + 1 % Dicumylperoxid + 1 % Dibutylzinndilaurat enthält.
gebrauchsfertig zugemischt werden, kommen die oben angegebenen Gehalte zur Anwendung. Wenn jedoch die Additive in Form angereicherter Vormischungen zugesetzt werden, kann der Gehalt an CaSO4 · 2HpO
bis zu 70 %, der des Dicumylperoxids 10 % und der des Dibutylzinndilaurats 10 % betragen. Ein typisches Zwei-Komponenten-System kann sein: Kompound I: LDPE, das 2 % Vinyltrimethoxysilan enthält; Kompound II: LDPE, das 20 % CaSO4 · 2H2O + 20 % Ruß + 1 % Dicumylperoxid + 1 % Dibutylzinndilaurat enthält.
Der vernetzte Schaum, der in diesem Falle ziemlich hart
und steif ist, ist als solcher oder zusammen mit einer ungeschäumten Kunststoffschicht oder Schichten geeignet zur Verwendung bei der
Kabelherstellung, Rohrherstellung, als Ummantelungswerkstoff (z.B. eines Flächenheizungsrohrs) und beim Blasformen (große LDPE-Kanister, z.B. für Chemikalien), und man erzielt in diesen Fällen Werkstoffeinsparungen an dem Polyolefin-Rohmaterial sowie Eigenschaften des vernetzten Polyolefins (Wärmetoleranz, Kältetoleranz, Chemikalientoleranz und Widerstand gegen Spannungsrißbildung). Die Haftung an
Kabelherstellung, Rohrherstellung, als Ummantelungswerkstoff (z.B. eines Flächenheizungsrohrs) und beim Blasformen (große LDPE-Kanister, z.B. für Chemikalien), und man erzielt in diesen Fällen Werkstoffeinsparungen an dem Polyolefin-Rohmaterial sowie Eigenschaften des vernetzten Polyolefins (Wärmetoleranz, Kältetoleranz, Chemikalientoleranz und Widerstand gegen Spannungsrißbildung). Die Haftung an
Metall ist ebenfalls gut (infolge des Silans). Es ist möglich, in
dem geschäumten Produkt weniger Ruß einzusetzen. Durch dieses Verfahren können Filmprodukte geschäumt und vernetzt werden, wobei man
einen haltbaren, atmenden (Löcher) Film mit hoher Reibung erhält. Es ist auch möglich, einen haltbaren, weichen Film für Verpackungszwecke (weich und zäh bei tiefen Temperaturen) herzustellen. Die
Haftungseigenschaften von Silan können bei der gemeinsamen Extrusion
mit anderen Kunststoffen ausgenutzt werden. Bei der Extrusionsbeschichtung können die Reibungs- und Haftungseigenschaften des in
dieser Weise hergestellten Scbaums ausgenutzt werden. Durch die Spritzgußtechnik können vernetzte Produkte hergestellt werden,
wobei der Ausmaß der Aufschäumung und das Ausmaß der Vernetzung durch Regulierung des Spritzgußdrucks und des Temperaturzyklus gesteuert werden. Vernetzte Schaumprodukte können außer nach der erwähnten Technik durch ein Rotationsgießverfahren hergestellt werden.
Diese Produkte können gebildet werden durch Aufschäumen mit Wasser und Vernetzen nach anderen Methoden (organisches Peroxid, Elektronenstrahlung, usw.), oder sie können unvernetzt gelassen werden (bei
Weglassung des Silans). In diesem Falle werden natürlich die aus dem Silan resultierenden vorteilhaften Schäumungs-, Bearbeitbarkeits-,
Haftungs- und Festigkeitseigenschaften nicht erreicht.
Abweichend von bekannten Verfahren wird das zur Silanhydrolyse und -kondensation benötigte Wasser nach dem Verfahren der
Erfindung dem Polyolefin-Rohmaterial im Zusammenhang mit der Extrusion des Endproduktes zugesetzt, wobei es mit dem Granulat gemischt
oder in einer späteren Stufe direkt in das geschmolzene Polyolefin
eingeführt werden kann. Das Wasser kann auch in das Kunststoff-Ronmaterial
fertig eingemischt werden (Kompound). Wenn das Wasser in dieser Weise dem Kunststoff zugesetzt wird, muß es in der Regel
mit einer anderen, mit dem Polyolefin gut mischbaren Substanz gemischt werden (z.B. Propylenglykol), oder das Wasser kann physikalisch oder chemisch an eine solche Substanz gebunden sein (z.B. in
Fo/m von Kristallwasser). Wenn das Wasser in einer Polyolefin-Vormischung
zugesetzt wird, ist diese bei einer so niedrigen Temperatur herzustellen, daß das Kompound keine Aufschäumung erfährt. Wenn
das Polyolefin mit dem so vorliegenden Wasser geschmolzen wird, beginnt das gepfropfte oder als Komonomer vorliegende Silan teilweise
schon in der Extrusionsstufe zu hydrolysieren und kondensieren. Auf diese Weise geht die hinter der Extrusionsdüse beginnende Aufschäumung
in einer teilweise vernetzten und elastischen Polyoleinschmelze
vor sich. Es besteht dann der Vorteil, daß der Schaum gleichmäßiger und die Dichte niedriger ist. Auch ist die Festigkeit im geschmolzenen
Zustand höher, wodurch die Formgebung des Endprodukts (z.B. beim Blasformen) erleichtert wird. Die Schrumpfung (Zunahme der Dichte)
des Schaums im Zusammenhang mit der Abkühlung des Endprodukts wird auf diese Weise ebenfalls verringert. Der wichtigste Vorteil ist
jedoch, daß die Hydrolyse und Kondensation des Silans schon in dem Extruder in der Schäumungsphase beginnen konnte und die Vernetzungsreaktion dann von selbst ohne irgendeine separate Vernetzungsstufe
weitergeht. Das Produkt braucht nur unter normalen Lagerbedingungen gelagert zu werden. Es ist auch wichtig, daß die Vernetzung auf den
Zellenwandungen in einer frühen Stufe beginnt.
Alle Additiv-Komponenten können so, wie sie sind, zusammen mit dem Polyolefin-Granulat oder -Pulver in den Extruder oder in
einer späteren Stufe in die Polyolefinschmelze eingeführt werden.
Bequemer ist es aber, ein verarbeitungsfertiges Polyolefin-Kompound
einzusetzen, das alle oder einen Teil der oben erwähnten Komponenten enthält. Wenn alle Additiv-Komponenten in dem gleichen Kompound enthalten
sind, muß dieses bei sehr tiefen Temperaturen hergestellt werden (unterhalb der Schäumungstemperatur und vorzugsweise unterhalb
der Zersetzungstemperatur des Peroxids). Dies ist deshalb nötig, weil das Silan noch nicht bei.der Kompound-Herstellung, sondern erst
in der Verarbeitungsstufe aufpfropfen soll. Auf diese Weise hat das
Kompound eine größere Lagerbeständigkeit. Nach der Lehre der Erfindung kann das Silan jedoch auch zusammen mit der Kompound-Herstellung
gepfropft werden. Eine andere Alternative besteht darin, zwei Kompounds einzusetzen. Kompound I enthält das Silan und kann bei
hoher Temperatur und mit hoher Produktionsgeschwindigkeit hergestellt werden. Kompound II enthält das Schäumungsmittel und das organische
Peroxid und muß bei tieferer Temperatur und deshalb mit geringer Produktionsgeschwindigkeit
hergestellt werden. Die anderen erforderlichen Bestandteile, wie z.B. Ruß, können jeder der beiden Komponenten zugemischt
werden. Auf diese Weise ist man entsprechend der Anwendung und dem Erfordernis in der Lage, den Schäumungs- und Vernetzungsgrad
des Produkts zu regulieren. Kompound I und Kompound II können erforderlichenfalls
auch mit dem zugrundeliegenden Polyolefin verdünnt werden.
Bei der Extrusion des Endprodukts müv.pn dip Bedingungen
so sein, daß der Wasserdampf und/oder das Silan nicht durch die Rückseite
entweichen können. In dem Extruder muß sich ein Pfropfen aus geschmolzenem Kunststoff befinden, und bei der Zersetzungstemperatur
des Schäumungsmittels muß der Druck hoch genug sein, so daß in dem
Extruder kein Aufschäumen erfolgt. Es muß auch möglich sein, die Temperaturen und Verweil zeiten so zu steuern, daß das Silan in dem
Extruder vollständig aufgepfropft wird und seine Hydrolyse und Kondensation
teilweise ablaufen. Die Schäumung und die eigentliche Kondensation des Silans erfolgen hinter dem Extruder. Es ist dann von
Vorteil, wenn die Polyolefin-Schmelze eine hohe Viskosität hat
(niedriger Schmelzindex, niedrige Temperatur, hoher Vernetzungsgrad, usw.), wodurch sich eine hohe Schmelzfestigkeit ergibt.
Zu Beginn muß die Kühlung auf eine Temperatur zwischen der Wasserkondensationstemperatur und der Kristallisationstemperatur
des Polyolefins erfolgen, da man so einen leichteren Schaum und eine wirksamere Silankondensation erreicht.
Die Herstellung eines mit Wasser geschäumten und mit Silan vernetzten Polyolefinschaums wird an Hand der folgenden Beispiele
erläutert. Es wurden Streifen der folgenden Ansätze als Trockenmischungen mit einem Reifenhäuser-Streifenextruder (45 mm;
25 L/D) in der Weise abgefahren, daß das Temperaturprofil 105 0C,
125 0C, 180 0C, 180 0C, T 0C, T CC betrug. Die Düsentemperatur (T)
war normalerweise 190 °C, die Schneckendrehzahl (V) 40 min" ,und das geschäumte, vernetzte Streifenmaterial wurde vor der Prüfung
eine Woche lang bei 23 0C und 50 % relativer Feuchte klimatisiert.
/- 3480517
Bejspiel Γ ■
Es wurde ein Polyäthylengemisch hergestellt, das übliches Polyäthylen niedriger Dichte (Schmelzindex 0,3 g/10 min) und 0 bis
2 Gew.-% Gips (CaSO4 · 2H2O) enthielt. Die Dichte des Gemisches betrug
0,92 g/cm3.
Aus dem Gemisch wurde in einem Streifenextruder (45 mm;
25 L/D) ein Streifen hergestellt, wobei das Temperaturprofil 105,
125, 180, 190, 190 0C betrug. Die Schneckendrehzahl war 40 min .
Der geschäumte Polyäthylenstreifen wurde vor der Prüfung eine Woche
lang bei 23 0C und 50 % relativer Feuchte klimatisiert. In Tabelle I
sind die Produktrezepte und die durch Messung ermittelten Eigenschaften angegeben.
Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß bei Zunahme der Menge des Gipses die Dichte des hergestellten Polyäthylenschaums abnimmt,
während gleichzeitig die Dehnung und die Zugschlagfestigkeit wesentlich abfällt. Wenn man andererseits die Absolutwerte der Proben
(nicht in Bezug auf die Querschnittsfläche vereinheitlicht) betrachtet,
ergibt sich keine wesentliche Verringerung.
Wie in Beispiel 1 wurden geschäumte Polyäthylenstreifen aus Mischungen untersucht, die 1 Gew.-% Vinyltrimethoxysilan,
0,1 Gew.-% Dicumylperoxid und 0 bis 0,1 Gew.-% Dibutylzinndilaurat
enthielten. Die Rezepte und die Produkteigenschaften sind in der Tabelle II angegeben.
- Die Tabelle II läßt erkennen, wie die Vernetzung mit
Si lan die Zugschlagfestigkeitswerte verbessert und außerdem die Dichte verringert. Wenn zuviel Silan zugesetzt wird (3%), nimmt die
Dichte wieder zu, weil das Silan zuviel von dem von dem Gips erzeugten Wasser verbraucht. Der Vernetzungsgrad steigt jedoch nicht wesentlich
an (etwa 30%).
Wie in Beispiel 1 wurden Polyäthylenschaum-Streifen in einem Streifenextruder aus einem Gemisch hergestellt, das 1,5 bis 3
Gew.-% Gips als Schäumungsmittel enthielt. Das Vernetzungsmittel war
Vinyltrimethoxysilan (2%). In Tabelle III sind die benutzten Rezepte und die an den Produkten gemessenen Eigenschaften aufgeführt.
Tabelle III zeigt, daß die Dichte bei konstantem Silangehalt
(2%) zuerst abnimmt, aber dann wieder ansteigt. Auf der anderen Seite nimmt der Vernetzungsgrad mit abnehmendem Gipsgehalt zuerst zu,
um danach wieder abzufallen. Die geringste Dichte und der höchste Vernetzungsgrad werden bei einem Gipsgehalt von 1,5 Gew.-% erhalten.
Wie in Beispiel 1 wurden Polyäthylenschäume in einem
Streifenextruder hergestellt. Das Vernetzungsmittel war Vinyl tris(betamethoxy)silan
und Vinyltrimethoxysilan. Das Schäumungsmittel war Gips, Calciumchlorid und eine Propylenglykol/Wasser-Lösung im
Verhältnis 1/1. Die Rezepte und die Produkteigenschaften sind in Tabelle IV angegeben.
/- 3480517
Aus Tabelle IV ist der Einfluß des Silantyps und des Scnäumungsmitteltyps auf die Eigenschaften des LDPE-Schaums ersichtlich. VTMOEO liefert höhere Vernetzungsgrade als VTMO, aber dies
könnte auf den geringeren Baupunkt des letzteren zurückzuführen sein, und es könnte aus der Extrusionsstufe in größerer Menge entweichen.
Mit CaCl2 oder Wasser/Propylenglykol-Lösung im Verhältnis 1:1 als
Sctfäumungsmittel wird mit Sicherheit vernetzter Schaum erhalten,
aber die Dichten sind ziemlich hoch und die Vernetzungsgrade ziemlich niedrig.
In diesem Beispiel wurde die Wirkung von Schmelzindex, Dichte (HDPE) und Ruß (2,5%) auf die Eigenschaften des vernetzten
Polyäthylenschaums untersucht. Die Eigenschaften sind in Tabelle V angegeben. Es ist erkennbar, daß die Dichte des Schaums bei Einsatz
von LDPE mit hohem Schmelzindex (SI = 7,5 g/10 min) nicht genug abnimmt. Die Schmelzfestigkeit des Schaums ist zu gering. Die Vernetzungsgrade sind jedoch ziemlich hoch. Mit HDPE können wiederum relativ hohe Dichten erreicht werden, aber der Vernetzungsgrad bleibt
ziemlich niedrig. Zu Ruß enthaltendem Polyäthylen kann gesagt werden, daß der Schaum sowohl hinsichtlich der Dichte als auch der Vernetzung beeinträchtigt wird. Der Ruß absorbiert einen Teil des Wassers,
Silans, Peroxids und Kondensationskatalysators. Dies muß bei der Optimierung des Rezepts in Rechnung gestellt werden.
gungen auf die Dichte und den Vernetzungsgrad studiert. In Tabelle VI
isl auch die Wirkung der Schaumerstarrungstechnik auf die Ergebnisse
gezeigt, bei welcher der Schaum in siedendem Wasser der Kristallisation überlassen wurde, wobei das Wasser in den Zellen während der
Kristallisation und Vernetzung des Polyäthylens in Dampfform vorlag. Auf diese Weise erhielt man deutlich niedrigere Dichten und etwas
höhere Vernetzungsgrade. In Tabelle VI ist auch ersichtlich, daß man bei einer tieferen Schmelztemperatur eine geringere Dichte,
aber auch einen etwas niedrigeren Vernetzungsgrad erhält. Für die Verweil zeit besteht auch ein Optimum (im vorliegenden Fall, 40 min ).
Wenn die Verweilzeit zu kurz ist, hat das Silan nicht genug Zeit für seine Pfropfung und Kondensation. Wenn die Verweilzeit zu lang
ist, verdampft das Silan vor der Pfropfung. Wenn zuviel Kondensationskatalysator (0,2 % DBTL) und reaktionsfähige Bestandteile in ausreichender Menge (2 % Gips und 2 % VTMO) vorliegen, kann die Vernetzungsreaktion so stürmisch sein, daß das Polyolefin in Pulverform aus
dem Extruder austritt. Der Vernetzungsgrad ist dann sehr hoch (76 %). Durch Verringerung der Verweilzeit in dem Extruder durch Steigerung
der Schneckenumdrehungen pro Minute kann verhindert werden, daß die Vernetzungsreaktion so weit geht.
Quali tat |
Schäumungs-
mittel (%) |
Silan ■(«) |
DCP (%) |
DBTL (%) |
Dichte (g/cm3) |
Vernetzungs grad (%) |
Zugfestig keit (MPa> |
Dehnung (%) |
Elastizi tätsmodul (MPa Γ |
Zugschlag festigkeit (kJ/m2) |
|
T | LDPE, SI=O,3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,92 | 0 | 12 | 310 | 125 | 327 |
2 | η | 0,5 CaS04-2H20 | 0 | 0 | 0 | 0,87 | 0 | 12 | 114 | 110 | 135 |
3 | 1,0 | 0 | 0 | 0 | 0,64 | 0 | 7 | 70 | 74 | 51 | |
4 | Il | 2,0 | 0 | 0 | 0 | 0,58 | 0 | 4 | 10 | 52 | 19 |
Qualität | Schäumungs- mittel (X) |
Silan {%) |
DCP (%) |
DBTL (%) |
Dichte (g/cm3) |
Vernetzungs grad (%) |
Zugfestig keit (MPa) |
Dehnung (%) |
Elastizi tätsmodul (MPa) |
Zugschlag festigkeit (kJ/M*) |
|
5 | LDPE,SI=0,3 | 1,0 CaSO4'2H20 | 0 | 0,1 | 0 | 0,59 | 1 | 5 | 50 | 66 | 48 |
6 | Il | 1,0 | 1 VTMO | 0,1 | 0,1 | 0,59 | 33 | 5 | 140 | 62 | 41 |
7 | " | 1,0 | 2 VTMO | 0,1 | 0,1 | 0,61 | 34 | 5 | 105 | 60 | 45 |
8 | Il | 1,0 | 3 VTMO | 0,1 | 0,1 | 0,8 | 36 | 5 | 40 | 57 | 97 |
Qualität | Schäumungs- mittel (%) |
Si lan (%) |
DCP (%) |
DBTL (%) |
Dichte (g/cm3) |
Vernet zungsgrad (%) |
Zugfe stigkeit (MPa) |
Dehnung (%) |
Elastizi tätsmodul (MPa) |
Zugschlag- festigkeit (kJ/to2) |
|
9 | LDPE,SI = 0,3 | 1,5 CaSO4.2H2O | 2 VTMO | 0,1 | 0,1 | 0,52 | 53 | 4 | 55 | 43 | 22 |
10 | Il | 2,0 | 2 » | 0,1 | 0,1 | 0,63 | 61 | 4 | 40 | 44 | 17 |
11 | Il | 2,5 | 2 ■■ | 0,1 | 0,1 | 0,77 | 42 | 5 | 20 | 66 | 29 |
12 | Il | 3,0 | 2 " | 0,1 | 0,1 | 0,83 | 39 | 6 | 10 | 76 | 50 |
Qualität | Schäumungs- mittel (%) |
Silan (%) |
DCP (*)' |
DBTL (%) |
Dichte (g/cm3) |
Vernet zungsgrad '(%) |
Zugfe stigkeit (MPa) |
Dehnung {%) |
Elastizi tätsmodul (MPa) |
Zugschlag festigkeit (kJ/m2) |
|
13 | LDPE,SI = 0,3 | 1,0 CaSO4.2H2O | 2 VTMOEO** | 0,1 | 0,1 | 0,79 | 68 | 11 | 400 | 131 | 54 |
14 | Il | 2,0 ·· | 2 | 0,1 | 0,1 | 0,66 | 59 | 7 | 50 | 75 | 57 |
15 | Il | 1,0 CaCl2 | 2 VTMO | 0,1 | 0,1 | 0,71 | 26 | 4 | 95 | 61 | 42 |
16 | Il | 1,0 50 X H2O 50 % Pro- pylengly- kol |
2 - | 0,1 | 0,1 | 0,72 | 21 | 3 | 82 | 58 | 48 |
Qualität | Schäumungs- mittel |
Silan | DCP | DBTL | Dichte (g/cm3) |
Vernet zungsgrad |
Zugfe stigkeit (MPa) |
Dehnung | Elastizi tätsmodul (MPa) |
Zugschiag- festigkeit (kJ/m2) |
|
17 | LDPE, SI = 7,5 | 1,0 CaSO4-2H20 | 2 VTMO | 0,1 | 0,1 | 0,80 | 45 | 8 | 10 | 103 | 155 |
18 | Il | 2,0 ι. | 2 ι. | 0,1 | 0,1 | 0,91 | 69 | 8 | 60 | 85 | 62 |
19 | HDPE, SI = 5,0 S*** = 0,955 |
1,0 - | 2 π | 0,1 | 0,1 | 0,55 | 8 | 5 | 10 | 171 | 23 |
20 | Il | 2,0 ..ι | 2 » | 0,1 | 0,1 | 0,64 | 5 | 8 | 10 | 201 | 34 |
21 | LDPE, SI = 0,5 C**** = 2,5 % |
1,0 :: | 2 - | 0,1 | 0,1 | 0,90 | 20 | 5 | 10 | 57 | 57 |
22 | Il | 2,0 - | 2 ·· | 0,1 | 0,1 | 0,86 | 32 | 6 | 23 | 61 | 74 |
-Ρ-CD O
Qualität | Schäumungs- mittel (%) |
Si lan | DCP (%) |
DBTL (%) |
Bemerkung | Dichte Cg^/cm3) |
Vernetzungsgrad • · |
|
23 | LDPE, SI = 0,3 | 2,0 CaS04-2H20 | 2 VTMO | 0,1 | 0,1 | T=160°C | 0,52a) 0,48b) | 43a) 53b) |
24 | «■ | 2,0 " | 2 " | 0,1 | 0,1 | T=210"C | 0,65 0,40 | 54 5.4 |
25 | LDPE, SI = 0,2 | 1,5 | 1 ■· | 0,1 | 0,1 | T=160°C 1 V=30min"' |
0,66 0,50 | 11 11 |
26 | 1,5 | 1 « | 0,1 | 0,1 | T=160°C , V=40min~' |
0,75 0,47 | 22 24 | |
27 | Il | 1,5 .■ | 1 ·■ | 0,1 | 0,1 | T=1.60°C . V=35min"' |
0,67 0,48 | 10 13 |
28 | Il | 2,0 | 2 " | 0,1 | 0,2 | T=160°C , V=40min'1 |
Pulver | 76 |
29 | Il | 2,0 | 2 » | 0,1 | 0,2 | T=160°C . V=35min" |
0,48 0,45 | 48 56 |
*SI = Schmelzindex (g/10 min), 190 °C/2,16 kg
**VTM0E0 = Vinyltrimethoxysilan
***5= Dichte (g/cm3)
****C = Ruß
****C = Ruß
in nichtsiedendem Wasser
in siedendem Wasser
Claims (9)
1. Geschäumter, mit Silan vernetzter Polyolefinschaum,
dadurch gekennzeichnet, daß er 60 bis 99,9 % Polyolefin, 0,1 bis 10 % chemisch gebundenes, hydrolysiertes Silan, 0 bis 5 % Kondensierungskatalysator, 0,1 bis 5 % Wasser und 0 bis 20 % Wasserträgersubstanz enthält.
2. Polyolefinschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Wasserträgersubstanz eine Kristallwasser enthaltende
Verbindung oder eine Wasser absorbierende Verbindung oder ein mit dem Polyolefin mischbares, Wasser lösendes Mittel ist.
3. Polyolefinschaum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserträgersubstanz Gips oder Aluminiumoxid
ist.
Pint /Uflnr-honl Ktn VTVt (VU
Deutsche Bank (Mönchen) KtO 286 1060
Postscheckamt (München) Kto. 670*3-804
4. Polyolefinschaum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserträgersubstanz Calciumchlorid oder
Siliziumdioxid ist.
5. Polyolefinschaum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserträgersubstanz Äthylenglykol, Propylenglykol, Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol oder deren Mischungen
miteinander oder mit chemischen Schäumungsmitteln, wie etwa Azodicarbamid, ist.
6. Verfahren zur Herstellung eines geschäumten, mit Silan vernetzten Polyolefinschaums nach einem der Ansprüche 1 bis 5
durch Extrudieren eines Gemisches, das Polyäthylen, ein mit Wasser hydrolysierfähiges Silan, einen Kondensierungskatalysator und ein
Schäumungsmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Polyäthylenextrusion ein Polyäthylen einsetzt, das als Schäumungsmittel 0,1 bis 5 % Wasser und 0 bis 20 % Wasserträgersubstanz enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Wasserträgersubstanz eine Kristallwasser enthaltende Verbindung, wie Gips oder Aluminiumoxid, eine Wasser absorbierende Verbindung, wie Calciumchlorid oder Siliziumdioxid, oder eine mit dem Polyolefin mischbare, Wasser lösende Substanz, wie Äthylenglykol, Polyäthylenglykol, Propylenglykol oder Polypropylenglykol oder deren
Mischungen mit chemischen Schäumungsmitteln, wie etwa Azodicarbamid,
einsetzt.
• 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kristallwasser enthaltende Verbindung im Gemisch mit
dem Polyäthylen zusetzt und die Mischung bei einer Temperatur durchführt, bei der sich das Wasser nicht abtrennt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daB man das Polyolefin/Silan-Gemisch und das das Polyäthylen und
das Kristallwasser enthaltende Gemisch in Verbindung mit der Extrusion des geschäumten Produkts vereinigt.
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