202896. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mikrohullámú térben való vulkanizációval lágy és/vagy fehér, illetve színes és/vagy habosított gumi-, valamint poliolefin termékek előállítására
1 HU 202 896 B 2 A találmány eljárás mikrohullámú térben való vulkanizációval lágy és/vagy fehér, ill. színes és/vagy habosított gumi-, valamint poliolefin termékek előállítására. Közismert, hogy nagyfrekvenciás (20-100 MHz), ill az ultranagy frekvenciás (UHF) vagy mikrohullámú (100-10 000 MHz) térben csak a polaritásuk folytán megfelelő dielektromos veszteségű anyagok melegszenek. A gumi- és ritkábban a műanyagiparban a mikrohullámú teret használják fel arra, hogy a poláris kaucsukokat az alkalmas polaritást növelő adalékokat tartalmazó kaucsukkeverékeket, ill. bizonyos poliolefin keverékeket olyan hőmérsékletre melegítsék fel, amelyen vulkanizációjuk, térhálósodásuk már végbemegy. Ezt az elvet használják a mikrohullámú térben vulkanizáló, folyamatos üzemű extrudersorok esetében is, ahol többnyire gőzfűtésű extrudert adott vonótárcsán át elhagyó profilt 2,45 GHz frekvenciájú mikrohullámú térben a vulkanizáció hőmérsékletére felhevítik, majd alkalmas hőntartó és hűtőszakaszon való átjuttatást követően kivulkanizálják. E vulkanizációs technológia rendkívüli hátránya, hogy csak olyan keverékek esetében alkalmazható, amelyeknek jelentős mértékű a melegedése. A mikrohullámú térben való felmelegedés követelménye, hogy az anyag permittivitásának (e’) és dieleketromos veszteségi tényezőjének (tg 8) szorzata, az ún. veszteségi szám (e’ • tg8 - e”) 0,2 körüli vagy annál nagyobb legyen. (Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol, 5, Wiley- Interscience, N.Y., 1966.p, 6-7.) Ennek a követelménynek az apoláris kaucsukok, így pl. a természetes kaucsuk (NR), a sztirol/butadién alapú kaucsukok (SBR), az etilén/propilén ko-, ill. etilén/propilén/dién terpolimer kaucsukok (EPM vagy EPR, ill. EPDM), a butilkaucsuk (HR), a szilikonkaucsuk (Sí), valamint a poliizopren (IR), nem felebek meg. Ezen alapvetően háromféle úton próbábak segíteni:- poláris töltő- és erősítőanyagok bevitelével,- poláris kismolekulájú bekeverésével,- poláris kismolekulájú vegyületek adalékolásával. Az erősítő- és töltőanyagok legismertebb képviselői a különböző minőségű kormok, valamint Si02-ok (fehér kormok). A különböző típusú kormok által előidézett melegedés az alábbi sorrend szerint csökken: HAF > EPC > FEF > SRF > MT Mivel az apoláris kaucsukok, ill. apoláris kaucsuk főtömegű keverékek melegedése nagy aktivitású és viszonylag nagy mennyiségű korom jelenlétéhez kötött, lágy kis keménységű termékek belőlük nem állíthatók elő. Természetesen ugyanez az állítás igaz a tökéletesen apoláris poliolefinekre is. A fehér töltőanyagokat (kaolb, kréta, dolomit, SÍO2) viszonylag nagy mennyiségben adagolva sem érhető el a folyamatos vulkanizációhoz szükséges melegedés. A lágy valarrúnt fehér, ill. színes termékek előállítására szolgáló receptúrák tehát szükségképpen poláris polimereket, oligomereket, valambt kismolekulájú poláris vegyületeket tartalmaznak. Az előbbi csoportba a PVC, a fenol/formaldehid gyanta(PF), a mélám in/formaldehid gyanta (MF), a faktisz, az etilén/vinil- acetát (E/VAC), a klórozott polietilén (CPE) a poli(alkilénglikolok) és észtereik (3 032 028. sz. NSZK nyilványosságrahozatali bat) sorobató, míg az utóbbiba az az alkanolambok (3 032 028. sz. NSZK nyilvánosságrahozatali bat), a kismolekulájú nitrilvegyületek (23 675 sz. európai nyilvánosságrahozatali bat) érdemelnek elismerést. A receptúrák temészetesen több polaritást növelő alkotót egyszerre, egyidejűleg tartalmaznak. így pl. a 3 032 028. sz. NSZK nyilvánosságrahozatali iratban poli(alkilén-glikolok) és észtereik, alkanolambok, estleg SÍO2 szerepel, a hőre lágyuló elasztomer terméket eredményező 82 36 137 sz. japán nyilvánosságrahozatali iratban pedig az E/VAC-ot, a FeO-t, a poli(etilén-glikol)-t, a trietanolamint és a SiC>2-t említik. A gyakorlatban igen gyakran poláris kaucsukok vagy egyéb poláris polimerek keverék alkotóként való bevitelére kényszerülnek, ami összeférhetőségi proplémákat okoz jelentősen csökkentvén a termék élettartamát. Ha mégsem eme polimer adalékokat használnák, akkor az aktív SÍO2 és/vagy az egyéb fentebb felsorolt kismolekulájú adalékok mellett döntenek, aminek következtében vagy a termék keménysége nő meg túlságosan, vagy a fizikai-machanikai jellemzők romlanak a keverék beégésveszélyének egyidejű növekedése mellett. A fehér, ill. színes és habosított gumi- és poliolefin termékek előállítására megoldatlan, mert a habosodási és térhálósodási folyamatok megfelelő egymásutániságáról, ill. egyidejű lezajlásáról kell gondoskodni, ami mikrohullámú térben rendkívül nehéz. Habosított hőre lágyuld elasztomer termékeket UHF térben úgy sikerült előállítani, hogy a szokásos polaritásnövelő adalékok mellett poláris hajtatószereket (szulfo-hidrazidokat) alkalmaztak (4 352 854. sz. USA szabadalom). Az UHF térben melegedő és így bomló habosítószer bevitelére a hasonló sajátságú peroxivegyületek (pl. terc-butil-perbenzoát, 154 706 sz. NDK szabadalom; tercbutil-peroxi-y-valerolakton, 3 018 321 sz. NSZK nyilvánosságrahozatali irat) szolgálhattak analógiául, amelyeket elsősorban a polietilén (PE) UHF térben való térhálósítására használnak. A fehér, ill. színes és/vagy habosított UHF térben térhálósított termékek gyártása - különösen kis testsűrűségű habok esetében- megoldatlan. A technika jelenlegi állását összefoglalva megállapítható, hogy nem ismert olyan inaktív sajátságú töltőanyag, amely- a kaucsukkeverékek ill. a poliolefinek dielektromos melegedését növelné anélkül, hgy a kivulkanizált termék fizikai-mechanikai jellemzőit rontaná,- az összes apoláris kaucsukban valamint a poliolefinekben egyetemesen felhasználható,- a habosodás és térhálósodás sorrendjét kedvező irányba befolyásolná,- révén fehér, ill. színes termékek is előállíthatók lennének. A találmány célja a felsorolt hátrányok kiküszöbölésével olyan eljárás kidolgozása, amely mikrohullámú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
