200788. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított tulajdonságú EP/D/M gumiprofilok folyamatos előállítására
1 HU 200788 B 2 A találmány tárgya eljárás javított tulajdonságú etilén/propilén (EPM) és etílén/propilén/dién (EPDM)-alapú (továbbiakban EP/D/M) gumiprofilok folyamatos előállítására nagy átlagos molekulatömegű és igen széles molekula tömegeloszlású ataktikus polipropilén (továbbiakban APP) felhasználásával. A profilszalag javított tulajdonságai megnövelt szakítószilárdságot, időjárás- és ózonéllóságot jelentenek, ezen túlmenően az igy készült keverék kedvezőbb véztartása következtében lehetőség nyílik nagy méretpontosságú és sima felületű profilszalagok termelékeny gyártására. A gumi profilszalagok folyamatos előállítására napjainkban főképp a mikrohullámú térben (UHF), valamint a sóolvadékban (LCM) végzett vulkanizációt alkalmazzák. Közismert, hogy az apoláris EP/D/M kaucsuk mikrohullámú térben nem melegszik. Ezen poláris elasztomerek illetve lágyítók keverékbeli szerepeltetésével igyekeznek segíteni. Mivel a mikrohullámú tér energiája nem csupán dipólus polarizáció, hanem felületi és ionos polarizáció révén is átalakulhat a keveréket vulkanizációs hőmérsékletére hevítő hőenergiává, igy igen gyakori a különböző kormok használata. A különféle típusú kormok dielektromos melegítő hatása szerkezetüktől, átlagos részecskeméretüktől, valamint keverékbeli koncentrációjuktól függ [Wang. C. S.: Rubber Chemistry, and Technology 57, 135 (1984)]. A sóolvadékban kívülről történő hőközlés előnye az, hogy a keverék receptúrával szemben nincs polaritási követelmény. A profilszalagok folyamatos előállítására rendszerint kénnel vulkanizált keverék szolgál, amelynek közismert összetétele: 100 tömegrész EP/D/M kaucsukra vonatkozóan a következő: 50-200 tömegrész 10-150 tömegrész 5 tömegrész 1 tömegrész 5-15 tömegrész 1,2-2,2 tömegrész 3-6 tömegrész töltőanyag (korom, Si02, kovaföld kaolin, stb.) lágyító (elsősorban paraffinos olaj) ZnO sztearinsav CaO vízmegkötőszer kén (S) gyorsító (elsősorban benztiazol-, tiuram-| ditio-karbamát-származékok, stb.) 0-8 tömegrész habositószer A nem kénnel, hanem szerves peroxidokkal vulkanizált EP/D/M kaucsukok részint 3-8 tömeg rséz szerves peroxidot és 0-10 tömegrész aktivátort tartalmaznak a kén és a gyorsítók helyett. A keverékek készterméktől megkívánt keménységét elsősorban a töltőanyagok és a lágyítóként szereplő olaj mennyiségi arányénak célszerű megválasztásával állítják be. A korom EP/D/M keverékekben való eloszlatása meglehetősen nehéz a keverés során a kaucsuk bála formája miatt. A gyártók ennek javítására dolgozták ki olajban hígított EP/D/M 5 , kaucsukjaikat, illetve jelentek meg morzsalék formában kiszerelt változataikkal. Ez utóbbi kiszerelésmód azonban adott etilén/propilén arány meglétéhez kötött. A feldolgozók az alkalmas töltöanyag-eloszlatottségot lágyítók ]0 használatával igyekeznek elérni. Erre a célra főként paraffinos olajokat alkalmaznak, bár nafténes és aromás olajok használatára is találhatunk példát. Gazdaságossági megfontolások alapján teljesen tiszta paraffinos olajok 15 nem kerülhetnek felhasználásra, s igy e szennyezettebb változataik alkalmazása kivándorlási jelenségek felléptét hólyagosodés, .elefántbőr', .cápabőr' felléptét idézik elő. Az EP/D/M profilszalagok szélesebb körű el- 20 terjedését gátolja továbbá az is, hogy az EP/D/M típusok meglehetősen drágák. Az APP-t hőre lágyuló elasztomerekben kiterjedten alkalmazzák viszkozitás-javító és feldolgozást könnyítő adalékként. A 4 076 679 25 sz* USA-beli szabadalom pl. erre a célra 4 x 103 szám szerinti átlagos molekulatömegű (Mn) a 4 173 612 és a 4 305 990 sz. USA-beli szabadalmak pedig üvegesedési hőmérsékletük alapján izotaktikus polipropilénnel erö- 30 sen szennyezett és hasonlóképp alacsony molekulatömegű viasszerű megjelenésű APP használatát ismerteti. Az ilyen sajátságű izotaktikus polipropilénnel erősen szennyezett APP-t főként ömle- 35 dékes nyomásérzékeny ragasztók kialakítására használják (4 022 728 és 4 120 916 sz. USA-beli szabadalmak.) (5-25)-103 tömeg szerinti átlagos molekulatöroegű (M«) AP-t EP/D/M kaucsukok hi- 40 gitására használják paraffinos, nafténes és aromás olajok mellett. (3 536 652 sz. USA-beli szabadalom). Ugyanilyen átlagos molekulatömegű APP-t EP/D/M keverékek Mooney viszkozitásának csökkentésére, tapadásuk és ext- 45 rudálhatóságuk javítására alkalmazzák (3 536 653 sz. USA-beli szabadalom). Amíg az EP/D/M kaucsukok szabályozott átlagos molekulatömegű és molekulatömeg-eloszlású típusai ismeretlenek voltak, az (1,4— 50 -4,8)-104 M« értékű és röntgendifrakciós vizsgálatok alapján 10-17 tömegX-nyi izotaktikus polipropilént tartalmazó APP-t .hígítószerként' használták (3 564 080 sz. USA-beli szabadalom). 55 Az idézett leírásban szereplő APP frakciók alkalmazása folyamatos gyártású profil' szalagok receptúráiban azért nem jöhet szóba, mert az APP üvegesedési hőmérséklete (Tg átmenet) - a kis átlagos molekulatömeg, 60 valamint az izotaktikus polipropilénnel való szennyezettsége következtében - túl magas, ami az EP/D/M profilszalag törékenységi hőmérsékletét pozitív értékek felé, azaz kedvezőtlen irányba tolja. 65 3
