Thermoplastische Elastomerenzusammensetzungen mit
Silikonölbeständigkeit
Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Elastomerenzusammensetzungen, welche beständig gegen Silikon¬ öle sind. Die thermoplastischen Elastomerenzusammensetzungen, im Weiteren auch TPE Compounds genannt, weisen zudem eine Shore-A-Härte von 40 bis 90 ShA auf und zeigen nach Lagerung in Silikonölen sehr geringe Veränderung von mechanischen Kenngrößen wie Härte, Bruchdehnung, Zugfestigkeit und dem Quellverhalten. Zudem zeigen die erfindungsgemäßen thermoplastischen Elastomerenzusammensetzungen sehr gute Haftung auf thermoplastischen Kunststoffen wie beispielsweise Polypropylenen (PP) , Polyethylenen (PE) , Polyamiden (PA) , Polyethylenterephthalaten (PET) , Polybutylenterephthalaten (PBT) , Acrylnitril-Butadien-Styrol Polymeren (ABS) ,
Polycarbonaten (PC) , Acrylester-Styrol-Acrylnitril Polymeren (ASA) , Styrol-Acrylnitril Polymeren (SAN) , Polyoxymethylenen (POM) oder deren Blends wie beispielsweise PC-ABS Blends (PC/ABS) .
Die hierin beschriebenen thermoplastischen Elastomere (TPE) folgen den Definitionen wie sie in „G. Holden, H. R. Kricheldorf, R. P. Quirk (Eds.), Thermoplastic Elastomers, Carl Hanser Verlag, 3rd Ed., Munich (2004)" oder „http ://en. wikipedia . org/wiki/Thermoplastic_elastomer"
beschrieben sind.
TPE und/oder TPE Compounds werden üblicherweise mit Prozessölen, auch Weichmacher genannt, versetzt, um bestimmte Härtegrade zu erreichen und eine gute Verarbeitbarkeit während der Herstellung und der Weiterverarbeitung zu gewährleisten. Typische Prozessöle können dabei paraffinische Öle, insbesondere technische oder medizinische Weißöle, native Öle,
wie beispielsweise Soja- oder Rapsöl, Alkylsulfonylester, insbesondere Alkylsulfonylphenylester , wobei die
Alkylsubst ituenten lineare und/oder verzweigte Alkylketten mit >5 C-Atomen enthalten. Ferner Di - oder Trialkylester der Mellitsäure, wobei die Alkylsubst ituenten lineare und/oder verzweigte Alkylketten mit >4 C-Atomen enthalten. Des Weiteren finden auch Alkylester von Di-, Tri- und höheren Polycarbonsäuren, wobei die Alkylsubst ituenten lineare und/oder verzweigte Alkylketten sind, als Prozessöle Verwendung. Als Beispiele seien genannt Adipinsäuredi-2- ethylhexylester und Tributyl-O-acetylcitrat . Weiterhin können auch Carbonsäureester von Mono- und/oder Polyalkylenglykolen als Prozessöle eingesetzt werden wie beispielsweise Ethylenglykoladipat . Als Prozessöle können auch Mischungen der beschriebenen Substanzklassen eingesetzt werden.
Die TPE oder TPE Compounds, die die beschriebenen Prozessöle enthalten, haben jedoch den Nachteil, dass sich bei Kontakt mit Ölen oder öligen Medien ihre mechanischen Eigenschaften verschlechtern und damit die daraus hergestellten Bauteile oder Formkörper nicht mehr einsetzbar sind. Diese Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften tritt insbesondere nach Kontakt mit Silikonölen auf. Dabei werden die Prozessöle entweder extrahiert oder das Silikonöl kann absorbiert werden. Teilweise können beide Prozesse stattfinden, wobei jedoch einer überwiegt. Durch Extraktion schwindet das Volumen, das Bauteil zeigt Schrumpf. Durch Absorption erhöht sich das Volumen, das Bauteil zeigt Quellverhalten .
Silikonöle im Sinne der Erfindung sind chemische Verbindungen der allgemeinen Strukturformel HnR(3_n) Si- [0-SiR2] y-0-SiR(3-m) Hm,
wobei R Alkylgruppen, bevorzugt Methylgruppen, n, m = 1 bis 3 und y= 1 bis 1000 sein können. Allgemein werden Verbindungen der genannten Strukturformel auch als lineare Siloxane, genauer Diorganopolysiloxane bezeichnet. Des weiteren sind unter dem Begriff Silikonöle auch cyclische Silikonöle der allgemeinen Strukturformel -[0-SiR2]z _ zu verstehen. Dabei sind R Alkylgruppen, bevorzugt Methyl und z = 3 bis 8, bevorzugt 4 bis 6. Anwendungen von Silikonölen finden sich sowohl in technischen Applikationen zum Beispiel als Kompressor- oder Pumpenöle, als auch in medizinischen und kosmetischen Applikationen, wo sie beispielweise als schaumhemmende Substanzen oder Gleitmittel eingesetzt werden. Es ist ersichtlich, dass daher Materialien wie Dichtungen, Gehäuse oder andere Bauteile, die in direkten Kontakt mit Silikonölen treten, beständig hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften bleiben müssen, um die technischen Anforderungen zu erfüllen.
Aufgabe der Erfindung war es deshalb, TPE Compounds bereitzustellen, die einen gewissen Härtegrad und eine entsprechende Elastizität aufweisen, beständig gegen Silikonöle sind und dabei gute Haftung zu thermoplastischen Kunststoffen aufweisen. Weiterhin sollen die Compounds insbesondere im Spritzgussverfahren verarbeitbar sein, vor allem in Anwendung eines mindestens 2-Komponenten Verfahrens.
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein TPE Compound, umfassend ein thermoplastisches Elastomer (Basis-TPE) und ein polymeres Additiv, welches phasenkompatibel zum TPE ist, wobei das Additiv eine um 5 bis 50 ShA niedrigere Härte als das Basis- TPE aufweist und wobei die Polymerzusammensetzung eine Shore- A-Härte von 40 bis 90 ShA aufweist.
Die TPE Compounds enthalten dabei <5 Gew.% klassische Prozessöle oder Weichmacher, bevorzugt <2 Gew.%. Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält das TPE Compound keine Weichmacher bzw. Prozessöle, ist also weichmacherfrei. Die Polymerzusammensetzungen weisen eine Shore-A-Härte von 40 bis 90 ShA auf. Des weiteren können die Compounds weitere TPE, thermoplastische Polymere und optional weitere Additive enthalten . Überraschend wurde gefunden, dass die Verwendung von TPE Compounds, enthaltend mindestens eine Mischung aus einem Basis-TPE Basis-TPE und einem weichen, polymeren, phasenkompatiblen Additiv die gewünschte Shore-Härte mit Weichmacherzusätzen <5 Gew.% erzielen können und zusätzlich gegenüber dem nachteiligen Einfluss von Silikonölen oder silikonölhaltigen Substanzen resistent sind. In beiden Fällen übernimmt das polymere Additiv die Wirkung der klassischen Weichmacher und Prozessöle. Zusätzlich hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die erfindungsgemässen Compounds sehr gute Haftung auf gängigen Thermoplasten (z.B. PP, PA, PC, ABS, ASA, SAN, PET, PBT, POM) aufweisen. Die gute Haftung bleibt nach Lagerung in Silikonöl erhalten .
Bei einer Standardmessung in Anlehnung an die DIN ISO 1817 Vorschrift, konnte nach 30 Tagen Einfluss von Silikonölen bei 55°C geringe Veränderung in den mechanischen Eigenschaften wie der Härte, der Bruchdehnung, der Zugfestigkeit festgestellt werden. Ebenso zeigt das Bauteil, das aus dem erfindungsgemäßen Compound hergestellt wurde, geringes Schrumpf- oder Quellverhalten. Der Fachmann spricht von
„beständig" im Zusammenhang mit Volumenänderung des Bauteils oder Fomkorpers bei Änderungen <5 Vol.%.
Unter erfindungsgemäßen TPE sind sowohl Blockcopolymere, die auf Grund ihres inneren molekularen Aufbaus TPE-Verhalten zeigen, als auch Polymermischungen aus Thermoplasten und Elastomeren zu verstehen, die TPE-Verhalten aufweisen. In beiden Fällen bilden sich harte, thermoplastische und weiche, elastomere Domänen aus. Bei Wärmeeinwirkung schmelzen die thermoplastischen Bereiche auf, das TPE lässt sich dann wie ein Thermoplast verarbeiten. Bei Abkühlung erstarren diese harten Bereiche erneut, das Material zeigt dann elastische Eigenschaften der weichen Domänen. Als erfindungsgemäße TPE- Blockcopolymere seien genannt Styrolblockcopolymere (TPE-S) , Thermoplastische Polyesterelastomere (TPE-E) , Thermoplastische Polyurethanelastomere (TPE-U) , Thermoplastische Polyamid¬ elastomere (TPE-A) und Thermoplastische Olefinelastomere (TPO) aus Blockcopolymeren . Erfindungsgemäße TPE, die sich aus Polymermischungen zusammensetzen sind Polyolefinmischungen unvernetzter und/oder wenig vernetzter Polyolefine (TPE-0) und vernetzter oder auch vulkanisierter Polyolefine (TPE-V) . Generell versteht man unter TPE-V aber auch allgemein Polymermischungen aus thermoplastischen Polymeren und vernetzten Elastomeren.
TPE-S sind Triblockcopolymere A-B-A wobei der A-Block üblicherweise Polystyrol ist und der B-Block üblicherweise aus Polybutadien, Polyisopren oder Polyisobuten aufgebaut ist (SBS, SIS, SiBS) . Alternativ können im A-Block die Styrol- Monomere teilweise oder vollständig durch Derivate von Styrol, wie beispielsweise -Methylstyrol und tert-Butylstyrol , ersetzt werden. Der B-Block kann auch alternativ Mischungen
von Dienen enthalten wie SIBS (B-Block aus Mischung von Butadien und Isopren) . Weiterhin können TPE-S bestehend aus Styrol- und Dien-Monomeren auch als hydrierte Derivate zum Einsatz kommen. Bevorzugt sei hier Polystyrol-block- poly (ethylen-co-butylen) -block-polystyrol (SEBS) und
Polystyrol-block-poly (ethylen-co- (ethylen-propylen) ) -block- polystyrol (SEEPS) genannt.
TPE-E der vorliegenden Erfindung sind lineare Multiblock- Polyester mit statistischer Verteilung von hochschmelzenden, harten Polyesterblöcken und niedrigschmelzenden, weichen Polyesterblöcken. Dabei bilden die harten Blöcke kristalline Bereiche, die weichen Blöcke amorphe Bereiche, die bei Anwendungstemperaturen der TPE-E elastisches Verhalten bedingen. Die harten Polyesterblöcke sind aufgebaut aus kurzkettigen Dicarbonsäuren mit weniger als 4 C-Atomen oder aromatischen Dicarbonsäuren oder Mischungen von
Dicarbonsäuren. Bevorzugt sind aromatische Dicarbonsäuren, besonders bevorzugt Isophthalsäure oder Terephthalsäure . Die Alkoholkomponente ist bevorzugt ebenfalls difunkt ioneil und besteht aus kurzkettigen Alkyldiolen oder kurzkettigen Polyoxyalkylendiolen mit weniger als 3 Wiederholungseinheiten oder Mischungen unterschiedlicher Diole. Bevorzugt sind kurzkettige Diole wie Ethylenglykol , 1 , 3-Propandiol , 1,4- Butandiol, 1 , 4-Cyclohexandimethanol , besonders bevorzugt ist 1 , 4-Butandiol . Die weichen Polyesterblöcke bestehen aus aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren, bevorzugt aus aromatischen Dicarbonsäuren, ganz besonders bevorzugt aus Isophthalsäure oder Terephthalsäure. Um weiche Bereiche bei den TPE-E zu erzeugen werden unterschiedliche Dioltypen verwendet, Polyetherdiole wie Polyethylenglykole, Poly- propylenglykole, Polyethylen-co-propylenglykole, Polytetra-
methylenglykole oder weiche Polyesterdiole aufgebaut aus Alkandicarbonsäuren, beispielweise Adipinsäure oder
Sebacinsäure, und Alkandiolen, oder Polycaprolactondiole oder aliphatische Polycarbonatdiole . Es können jedoch auch Mischungen von Diolen eingesetzt werden. Bevorzugt sind harte TPE-E Bereiche, aufgebaut aus Terephthalsäure und kurzkettigen Diolen, besonders bevorzugt 1 , 4-Butandiol , kombiniert mit weichen Bereichen, bevorzugt aufgebaut aus Terephthalsäure und Polyetherdiolen, ganz besonders bevorzugt aus Polytetra- methylenglykol .
Erfindungsgemäße TPE-U bestehen aus linearen, statistisch aufgebauten Polyurethanen mit alternierenden harten, kristallinen und weichen, amorphen Segmenten. Die harten Segmente sind aufgebaut aus Polymeren von Diisocyanten und kurzkettigen Kettenverlängerern (dem Fachmann als chain extender bekannt) , die über Urethangruppen miteinander verknüpft sind. Als Diisocyante finden beispielsweise 4,4X- Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocanat (HDI), H12-MDI Anwendung, wobei MDI bevorzugt ist. Als Kettenverlängerer können kurzkettige Diole eingesetzt werden wie Ethylenglykol , Diethylenglykol , 1 , 4-Butandiol , 1,6- Hexandiol. Bevorzugt als Kettenverlängerer sind
Diethylenglykol und 1 , 4-Butandiol , besonders bevorzugt 1,4- Butandiol. Die weichen Segmente bestehen typischerweise aus langkettigen Polyetherdiolen oder Polyesterdiolen .
Polyetherdiole können sein Polyethylenglykole, Polypropylen- glykole, Polyethylen-co-propylenglykole, Polytetramethylen- glykole, bevorzugt Polytetramethylenglykol. Polyesterdiole sind aufgebaut aus Alkandicarbonsäuren, bevorzugt Adipinsäure und Alkandiolen, beispielsweise Ethylenglykol, 1 , 4-Butandiol , 1 , 6-Hexandiol . Des weiteren finden auch Polycaprolactondiole
oder aliphatische Polycarbonatdiole Anwendung als Weichseg¬ mente. Die Weichsegmente sind über Urethangruppen an die Hartsegmente geknüpft. TPE-A der vorliegenden Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass Sie als harte, kristalline Segmente Polyamide besitzen. Die weichen, amorphen Bereiche bestehen aus Polyethern und/oder Polyestern. Man unterscheidet Polyesteramide, Polyetheresteramide, Polycarbonatesteramide und Polyether- block-amide. Polyesteramide, Polyetheresteramide und
Polycarbonatesteramide werden durch Reaktion von aromatischen Diisocanaten mit aliphatischen Dicarbonsäuren, die die Polyamidblöcke bilden, und carboxylterminierten aliphatischen Polyestern (resultierend in Polyesteramiden) , carboxyl- terminierten aliphatischen Polyesterethern (resultierend in Polyetheresteramiden) und carboxylterminierten Polycarbonat- diolen (resultierend in Polycarbonatesteramiden) gebildet. Polyether-block-amide werden durch Reaktion von carboxyl¬ terminierten Polyamiden und hydroxyterminierten Polyetherdi- olen gebildet. Bevorzugt sind als TPE-A Polyether-block-amide, besonders bevorzugt solche mit Polytetramethylenglykol als Weichsegment .
Als erfindungsgemäße TPE-0 sollen von den in Kapitel 5 von „G. Holden, H. R. Kricheldorf, R. P. Quirk (Eds.), Thermoplastic
Elasomers, Carl Hanser Verlag, 3rd Ed., Munich (2004)" beschriebenen Polymeren bevorzugt die Blockcopolymere gelten (Kap. 5.3) . Besonders bevorzugt für die hier beschriebene
Anwendung seien TPE-0 aufgebaut aus Blockcopolymeren von PP und PE.
Erfindungsgemäße TPE-V sind in Kapitel 7 von „G. Holden, H. R. Kricheldorf, R. P. Quirk (Eds.) , Thermoplastic Elasomers, Carl Hanser Verlag, 3rd Ed., Munich (2004)" beschrieben. Bevorzugt sind dabei Polymerblends aus EPDM/PP, NR/PP (NR, Naturkautschuk), NBR/PP, XIIR/PP (XIIR, vernetzter
Butylkautschuk) und EVA/PVDC (EVA, Ethylenvinylacetat) . Besonders bevorzugt ist EPDM/PP.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen TPE Compounds sind aus der Reihe der beschrieben TPE als Basis-TPE bevorzugt TPE-S, TPE-E, TPE-U und TPE-V. TPE-S, TPE-E und TPE-V sind dabei besonders bevorzugt.
Neben mindestens einem Basis-TPE beinhalten TPE Compounds, die silikonölbeständig sind, ein oder mehrere weiche, polymere, phasenkompatible Additive. Unter weichen, polymeren, phasenkompatiblen Additiven sind solche zu verstehen die mindestens ein Molgewicht von 500 g/mol aufweisen und aus mindestens drei Wiederholungseinheiten bestehen. Ferner weisen die Additive eine um 5 bis 50 ShA niedrigere Härte als das Basis-TPE auf. Die erfindungsgemäßen TPE Compounds, die aus mindestens einem Basis-TPE und dem Additiv bestehen, müssen dabei eine Shore A Härte von 40 bis 90 ShA, bevorzugt 40 bis 80 ShA, ganz besonders bevorzugt von 60 bis 80 ShA aufweisen. Gleichzeitig dürfen die TPE Compounds, aus Mischungen mindestens eines TPE Compounds und mindestens eines Additivs, nach der Compoundierung keine makroskopische Phasenseparierung oder Delamination zeigen, sollen also phasenkompatibel oder phasenstabil sein. Dem Fachmann ist das Auftreten von makroskopischer Phasenseparierung geläufig und er kann diese im Sinne einer Verträglichkeit, sprich eines stabilen Compounds oder einer Unverträglichkeit und damit instabilen
und technisch nicht nutzbaren Compound, bewerten. Die Phasenseparierung kann visuell erkannt werden.
Als weiche, polymere, phasenkompatible Additive seien genannt TPE, die eine um 5 bis 50 ShA geringere Härte als das Basis- TPE aufweisen und phasenkompatibel zum Basis-TPE sind. Ferner sind aber auch Copolymere, die für sich selbst kein TPE- Verhalten zeigen, jedoch die genannte Kriterien erfüllen, genannt. Beispielsweise Acrylatcopolymere wie ein Terpolymer aus Butylacrylat-Methylmethacrylat-Acrylnitril .
Die Vorauswahl eines Additivs im Hinblick auf Verträglichkeit ist durch den Fachmann möglich, sollte jedoch von Fall zu Fall durch ein Experiment geprüft werden. Hierzu sei beispielweise genannt, das Phasenverträglichkeit zwischen polaren Basis-TPE, wie TPE-E oder TPE-U und polaren Additiven oder unpolaren Basis-TPE-S mit TPE-0 als Additiv gegeben sein kann. Jedoch können auch Kombinationen zwischen beispielsweise Basis-TPE-S und TPE-E als Additiv möglich sein, wenn molekularer Aufbau und Mengenverhältnisse der Komponenten Verträglichkeit zulassen .
Zur Herstellung der beschriebenen TPE Compounds, mit <5 Gew.% Prozessöl, bevorzugt <2 Gew.% und ganz besonders bevorzugt ohne Prozessöl, können neben dem Basis-TPE und dem phasenkompatiblen Additiv optional weitere TPE und/oder thermoplastische Polymere und/oder weitere Additive zugegeben werden . Als weitere TPE seien TPE, wie sie bei den Basis-TPE beschrieben worden sind genannt, bevorzugt TPE-S, TPE-E, TPE-U und TPE-V. Als zusätzliche, optionale thermoplastische
Polymere seien beispielsweise genannt PE, PP, PS, PA, PC, ABS, ASA, SAN, PET, PBT, POM, PPO (Polyphenylenoxid) . Diese Thermoplaste können auch chemisch modifiziert vorliegen, beispielsweise mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes PP . Bevorzugte optionale thermoplastische Polymere sind PP, PS und chemisch modifizierte PP .
Als weitere Additive können den erfindungsgemäßen TPE Compounds ProzesshilfStoffe, Stabilisatoren oder Füllstoffe zugegeben werden. Prozessöle können bei Bedarf zugegeben werden, jedoch <5 Gew.%, bevorzugt <2 Gew.%. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden keine Przessöle zugesetzt .
Als Prozesshilfstoffe und Stabilisatoren seien genannt Antistatika, Ant ischäummittel , Gleitmittel, Dispergiermittel, Trennmittel, Anti-Blocking-Agienzien, Radikalfänger,
Antioxidantien, Biozide, Fungizide, UV-Stabilisatoren, sonstige Lichtschutzmittel, Metalldesakt ivatoren, des Weitern auch Additive wie Schäumhilfen, Treibmittel,
Flammschutzmittel, Rauchgasunterdrücker, Schlagzähmodifika- toren, Haftmittel, Anti-Fogging Hilfen, Farbstoffe, Farb¬ pigmente, Farbmasterbatches , Viskosität smodifikatoren . Als Füllstoffe seien beispielsweise Kaolin, Glimmer, Calcium- sulfat, Calciumcarbonat, Silicate, Silika, Talkum, Ruß, Graphit oder synthetische Fasern erwähnt.
Die erfindungsgemäßen TPE Compounds, umfassend oder bestehend aus mindestens einer Mischung aus einem Basis-TPE und einem weichen, polymeren, phasenkompatiblen Compound, setzen sich aus einem Gewichtsverhältnis von Basis-TPE zu Additiv von 5:1 bis 1:5 zusammen. Bevorzugt liegt die Mischung in einem
Verhältnis von 4:1 bis 1:4 und besonders bevorzugt aus 3:1 bis 1:3 Basis-TPE/Additiv vor. In der ganz besonderen Ausführungsform ist das phasenkompatible Additiv ein um 5 bis 50 ShA weicheres TPE .
Ferner können die TPE Compounds weitere TPE, thermoplastische Polymere und/oder weitere Additive enthalten. Weitere optionale TPE werden im Bereich 0 bis 20 Gew.% bezogen auf die Gesamtmischung zugegeben, wobei bevorzugt unter 15 Gew.% zugegeben werden. Zugabemengen von Thermoplasten liegen im Bereich von 0 bis 30 Gew.%, bevorzugt 0 bis 25 Gew.% und besonders bevorzugt 0 bis 20 Gew.%. Aus der Liste der möglichen weiteren Additive werden Füllstoffe von 0 bis 25 Gew.%, bevorzugt 0 bis 20 Gew.% und insbesondere 0 bis 15 Gew.% zugegeben. Im TPE Compound enthaltene UV-Stabilisatoren, Prozessstabilisatoren und Antioxidantien liegen im Bereich von 0 bis 0,5 Gew.%, bevorzugt 0 bis 0,2 Gew.% und besonders bevorzugt 0,05 bis 0,1 Gew.%. Die Herstellung der Compounds wird mittels üblicher Mischaggregate durgeführt. Geeignete Aggregate können dabei Extruder, Innenmischer oder Kneter sein. Sicherzustellen ist die homogene Verteilung der einzelnen Rohstoffe des jeweiligen Compounds. Bevorzugte Aggregate sind Extruder, insbesondere Doppelschneckenextruder.
Die Sollhärte der erfindungsgemäßen TPE Compounds liegen im Bereich von 40 bis 90 ShA, bevorzugt 40 bis 80 ShA, ganz besonders bevorzugt von 60 bis 80 ShA.
Die erfindungsgemäßen TPE Compounds eignen sich beispielsweise hervorragend für den Einsatz in Bauteilen und Formkörpern, die
im Spritzguss bzw. im mehrkomponenten Spritzguss Verfahren hergestellt werden und die eine hohe Beständigkeit gegenüber Silikonölen aufweisen und dabei gut haften. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen TPE Compounds zur Herstellung von diversen Produkten in typischen Anwendungsfeldern von TPE. Diese sind Bauteile und Formkörper im Automobilinnen und -außenbereich, Industriegeräte, Industriewerkzeuge, Badarmaturen, Haushaltsgeräte, medizinische Verbrauchsartikel und Geräte, Sportartikel, Behälter für Hygieneartikel und Kosmetika. Generell Dichtungsmaterialien die gegenüber Medien sperren sollen. Diese Medien können sein Schmierstoffe und deren Mischungen oder Zubereitungen von Verbrauchsgütern, die Silikonöle enthalten.
Die Erfindung soll nun anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, wobei diese nur als Erläuterung dienen und nicht einschränkend auf den Schutzumfang der Erfindung zu betrachten sind.
Ausführungsbeispiele
1. Herstellung der Compounds
Sämtliche erfindungsgemäß entwickelten und geprüften Compounds wurden auf einem Doppelschneckenextruder mit gleichläufigen Schnecken und einer Schmelzepumpe hergestellt. Der Schneckendurchmesser beträgt 27 mm, das L/D-Verhältnis 46. Der Extruder besitzt acht temperierbare Extruderzonen. Die Drehzahl der Schnecke liegt zwischen 100 und 800 Umdrehungen pro Minute. Anschließend wird unter Wasser granuliert.
2. Ergebnisse
Wie vorstehend beschrieben, wurden die Beispiele A bis F hergestellt und entsprechend vermessen. Die entsprechenden Gewichtsanteile der eingesetzten Komponenten können der folgenden Tabelle 1 entnommen werden.
Tabelle 1 : Zusammensetzung der Compounds und Messergebnisse
Haftung auf PC N/mm 13 46 30
Haftung auf ABS N/mm 4 41 30
Haftung auf PP N/mm 14 16
Quellungsergebnis :
silikonölbeständig nein ja ja ja nein ja
Alle gemäß oben dargestellter Vorschrift hergestellten TPE Compounds liegen in den gewünschten Sollhärtenbereichen.
Die Messung der Silikonölbeständigkeit erfolgte in Anlehnung an die DIN ISO 1817. 30 Tage wurde bei 55°C unter Einfluss eines Silikonöls (DOW CORNING® 200 FLUID, 50 CST) die Volumenänderung bzw. mechanischen Eigenschaften des Prüfkörpers gemessen. Diese Bedingungen werden üblicherweise für Gebrauchsgegenstände, die ihren Einsatz bei Raumtemperatur haben, verwendet. Nach 14 Tagen wird ein Plateau in der Veränderung der mechanischen Eigenschaften erreicht, was sich im weiteren Zeitverlauf kaum noch verändert. Nach 30 Tagen konnte keine signifikante Veränderung in den mechanischen Eigenschaften, wie Härte, Bruchdehnung, Zugfestigkeit sowie keine Volumen oder Gewichtsveränderung festgestellt werden. Sämtliche Daten der TPE Compounds vor, während und nach der Beständigkeitsprüfung in Silikonöl können den nachfolgenden Figuren 1 bis 3 entnommen werden. Figur 4 zeigt einen visuellen Vergleich eines phasenkompatibles TPE Compounds gegenüber eines nicht-stabilen TPE Compounds
3. Haftung
Die TPE-E / TPE-U Compounds haften auf den folgenden Thermoplasten: PC, ABS, ASA, PET.
Die TPE-S / TPE-0 basierende Mischungen haften auf PP . 4. Prüfnormen zu den durchgeführten Tests
5. Bestimmung des Quellverhaltens
Für die Bestimmung der Volumenzunahmewurde ein Probekörper mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke von 2 +/- 0,05 mm verwendet . Für die Bestimmung der Reißfestigkeit und -dehnung wurde ein S2 Probekörper mit einerDicke von 2 +/- 0,05 mm verwendet .
Die Probekörper wurden in Polydimethylsiloxan DOW CORNING® 200 FLUID, 50 CST eingelegt und bei 55 +/- 2°C bei 100% Benetzung der Probekörper (Vollquellung) gelagert. Die Entnahme der
Probekörper erfolgte nach 1, 7, 21 und 30 Tagen (Erreichen eines Grenzwertes nach ca. 21 Tagen) .