Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zur Herstellung eines Presspolsters, wobei entweder aus einer hochtemperaturbeständigen Elastomermatrix mit einem Zuschlagstoff zur Steigerung der Wärmeleitfähigkeit ein Faden, ein Gewebe mit Kett- und/oder Schussfäden aus dem Faden und das Presspolster aus dem Gewebe hergestellt oder die hochtemperaturbeständige Elastomermatrix mit dem Zuschlagstoff auf ein Gewebe mit Kett- und/oder Schussfäden aufgerakelt und anschließend vernetzt wird.

Solche Presspolster werden als Druckausgleichsgewebe in hydraulischen

Pressenanlagen bei der Beschichtung von Holzwerkstoffplatten (wie Sperrholz-, Span-, MDF- oder HDF-Platten) mit kunstharzimprägnierten Papierbahnen eingesetzt. Die Beschichtung wird hauptsächlich in Einetagenpressen mit schneller Schließgeschwindigkeit und kurzen Presszeiten (sog. Kurztaktpressen) bei Temperaturen von 200 bis 230 °C und Pressdrücken von 40 bis 60 kg/cm ² durchgeführt. Bei der Beschichtung werden Wasser- und Formaldehyddampf frei. Als Elastomermatrix kommen nur hochtemperaturbeständige Werkstoffe wie Silikon-, Fluorsilikon- und Fluorkautschuk sowie deren Blends und Copolymere zum Einsatz.

Zur Herstellung solcher Presspolster schlagen EP 1 136 248 A1 und EP 1 300 235 A1 vor, ein Metallpulver, konkret Kupfer, Aluminium oder Aluminiumbronze oder auch Kohlenstoff- (insbesondere Graphit) oder Ferrosilizium-Pulver als

wärmeleitenden Zuschlagstoff vor dem Vernetzen in die Elastomermatrix einzuarbeiten. Aufgrund der hohen Viskosität der Elastomermatrix der bekannten Presspolster lassen sich pulverförmige Zuschlagstoffe nur schwer - insbesondere durch Kneten - einarbeiten, im Endprodukt sind die Zuschlagstoffe ungleichmäßig verteilt. Außerdem steigt die Shore-Härte der Elastomermatrix enorm an, was die Rückstellfähigkeit des Presspolsters verschlechtert und im Gebrauch die

Versprödung der Elastomermatrix begünstigt. Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zuschlagstoff in dem Presspolster gleichmäßig zu verteilen.

Lösung

Ausgehend von den bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass der Zuschlagstoff in einem organisch modifizierten Siloxan dispergiert und mit dem organisch modifizierten Siloxan in die Elastomermatrix eingearbeitet wird.

Vorzugsweise weist in einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren der Faden einen stabilisierenden Seelenfaden auf. So wird die Zugfestigkeit des Fadens erhöht. Weiter vorzugsweise besteht der Seelenfaden aus einem Metall. So wird zusätzlich die Wärmeleitung des Presspolsters verbessert. Die Verwendung von metallischen Seelenfäden ist beispielsweise aus EP 1 136 248 A1 bekannt.

Vorzugsweise besteht in einem erfindungsgemäßen Verfahren die

Elastomermatrix aus einem Silikonkautschuk, einem Fluorsilikonkautschuk, einem Fluorkautschuk oder einem Copolymer, bestehend aus Silikonkautschuk und Fluorsilikonkautschuk. Die genannten Werkstoffe sind hochtemperaturbeständig. Ihre Verwendung als Elastomermatrix ist beispielsweise aus EP 1 136 248 A1 bekannt.

Vorzugsweise weist in einem erfindungsgemäßen Verfahren das organisch modifizierte Siloxan eine gegenüber einem Polydimethylsiloxan modifizierte Kamm- oder Blockstruktur auf, wobei weiter Methylgruppen vorzugsweise durch Acrylat-, Epoxid-, Phenyl-, Hydroxyl-, Amino-, Carboxyl- oder Alkylgruppen substituiert sind. Solche organisch modifizierten Siloxane sind u.a. bekannt aus Lehmann K. et ai, Heat transfer and flame retardant properties of silicone elastomers, International Polymer Science and Technology 1/2017, Smithers Rapra, Akron/OH, USA 2017.

Organisch modifizierte Polysiloxane mit Kamm- oder Blockstruktur lassen sich wesentlich besser mit insbesondere wärmeleitfähigen Zuschlagstoffen

dispergieren, als die bekannten Werkstoffe der Elastomermatrix. Die Auswahl der organisch modifizierten Siloxane mit kämm- oder blockartiger Struktur kann je Anwendungsgebiet und Einsatzzweck unterschiedlich sein, wobei die organischen Substituentengruppen für die gewünschten Eigenschaften verantwortlich sind. Vorteilhaft ist es, organisch modifizierte Polydimethylsiloxane zu wählen, die gute dispergierende Eigenschaften aufweisen, damit die wärmeleitfähigen Pigmente gleichmäßig verteilt werden können.

Vorzugsweise beträgt in einem erfindungsgemäßen Verfahren der eingearbeitete Anteil zwischen 10 und 95 Gew.-% des Gewebes bzw. ein Anteil des

Zuschlagstoffs zwischen 10 und 95 Gew.-% des eingearbeiteten Anteils. Mit solchen Anteilen lassen sich je nach Anwendungsfall sinnvolle Ergebnisse erzielen.

Vorzugsweise weist in einem erfindungsgemäßen Verfahren der Zuschlagstoff eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/mK auf. In einer hochtemperaturbeständigen Elastomermatrix mit einer Wärmeleitfähigkeit von unter 0,2 W/mK lassen sich mit solchen Zuschlagstoffen sinnvolle Ergebnisse erzielen.

Vorzugsweise besteht in einem erfindungsgemäßen Verfahren der Zuschlagstoff aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Calziumkarbonat, hexagonalem Bornitrid, einer der Kohlenstoffmodifikationen Graphit, Ruß oder Kohlefasern, reinem Metallpulver wie Kupfer, Silber oder Aluminium oder aus nanoskaligem Material, insbesondere ein- oder mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen.

Bei den Mineralfüllstoffen wurden unterschiedliche Wärmeleitfähigkeitswerte beobachtet, so fand man bei den mineralischen Füllstoffen wie Si0 ₂ , Al ₂ 0 ₃ , CaC0 ₃ , Werte von 4 bis 30 W/mK. Hexagonales Bornitrid (hBN) zeigt ebenfalls wie die Kohlenstoffmodifikationen Graphit, Ruß und Kohlefasern sehr hohe Wärmeleitfähigkeitswerte. Die Verteilung reiner Metallpulver wie Kupfer, Silber, Aluminium in den organisch modifizierten Polysiloxanen ist sehr unterschiedlich und eine hohe Konzentration nicht von Vorteil ist, da sich die

Rückstelleigenschaften der Elastomerfäden verschlechtern. Außerdem können bestimmte Metalle, speziell mit Peroxiden als Vernetzer, chemisch miteinander reagieren. Dies führt bei der späteren Verarbeitung in dem Extruder zu

exothermen Reaktionen und vorzeitiger Vernetzung, dabei können

Transportschnecke und Düsen beschädigt werden.

Experimentelle Untersuchungen an ein- oder mehrwandigen Kohlenstoff- Nanoröhrchen weisen auf enorm hohe Wärmeleitfähigskeitswerte dieser

Nanoteilchen hin. So wurde an einer einzelnen mehrwandigen Kohlenstoff- Nanoröhre bei Raumtemperatur eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 3000 W/mK gemessen und für eine isolierte einwandige Kohlenstoff-Nanoröhre ein

theoretischer Wert von 6600 W/mK berechnet. Daraus ergibt sich, dass geringe Zusätze der Kohlenstoff-Nanoröhrchen in einem Polymer, die Wärmeleitfähigkeit des gesamten Elastomerverbunds erheblich anheben kann. So konnten in einer Elastomermatrix mit einem Anteil von 50 Gew.-% eines organisch modifizierten Polydimethylsiloxans mit dispergiertem Zuschlagstoff von 30 Gew.-% BN und 5 Gew.-% mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen (MWKN), eine

Wärmeleitfähigkeit bei Raumtemperatur von über 0,6 W/mK festgestellt werden und bei einem Anteil von 7,5 Gew.-% MWKN sogar ein Wert von über 0,8 W/mK, wobei die unmodifizierte Elastomermatrix eine Wärmeleitfähigkeit von 0,24 W/mK aufwies.

Vorzugsweise ist in einem erfindungsgemäßen Verfahren der Zuschlagstoff insbesondere mit Silanen oder silanbasierten Verbindungen

oberflächenbehandelt. So wird die Wärmeleitfähigkeit der Elastomerwerkstoffe optimal ausgeschöpft.

Am Markt sind verschiedenen Zuschlagstoffe verfügbar, deren

Oberflächenbehandlung mit Silanen oder silanbasierenden Verbindungen vorgenommen werden, um eine optimale Kompatibilität an der Grenzfläche der Polymermatrix und dem Füllstoff zu gewährleisten. Silane sind bifunktionelle Verbindungen, die aus stabilen organofunktionellen und hydrolisierbaren reaktiven Endgruppen bestehen. Die hydrolisierbare Gruppe verbindet sich mit der

Füllstoffoberfläche, während die organofunktionellen Gruppen mit dem Polymer harmonisieren. Es hat sich auch gezeigt, dass beschichtete Füllstoffe leichter in ein Polyorganosiloxan eingearbeitet werden können als unbeschichtete.

Vorzugsweise werden in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Fäden des Presspolsters mit unterschiedlichen Elastomermischungen und Zuschlagstoffen ausgerüstet. Ein solches erfindungsgemäßes Presspolster weist Zonen unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit auf. Das erfindungsgemäße Presspolster kann so individuell an die Parameter der Pressenanlage, insbesondere an eine ungleiche Temperaturverteilung in der Pressenanlage und an die Bedürfnisse des Arbeitsprozess angepasst werden.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Eine erste Elastomermischung besteht aus 45 Gew.-% Silikonelastomer HTV mit Vinylgruppen unvernetzt mit der Härterkomponente Di-(2,4-dichlorbenzoyl)peroxid und 55 Gew.-% Organisch modifiziertes Siloxan Type Tegosil HT 2100 mit Füllstoff AI203

Eine zweite Elastomermischung besteht aus 50 Gew.-% Silikonelastomer HTV mit 5 Gew.-% Fluorsilikonelastomer unvernetzt mit Härterkomponente Di-(2,4- dichlorbenzoyl-)peroxid und 50 Gew.-% organisch modifiziertes Polysiloxan mit entlang der Kette angeordneten organischen Polymeren auf Acrylatbasis, darin eindispergiert 30 Gew.-% hBN und 5 Gew.-% MWKN.

Nach Temperung bei ca. 200 °C weist die erste Elastomermischung eine

Wärmeleitfähigkeit von 0,4 W/mK und eine Shore-Härte von 55 und die zweite Elastomermischung eine Wärmeleitfähigkeit von 0,75 W/mK und eine Härte von 60 auf. Die beiden Elastomermischungen weisen gegenüber Silikconelastomer HTV ohne Modifizierung (0,24 W/mK, Shore-Härte 68) eine deutlich gesteigerte Wärmeleitfähigkeit auf, während die Shore-Härte einen reduzierten Wert zeigte, der natürlich für die Rückstelleigenschaften der Presspolster von Vorteil ist.

Aus den Elastomermatrizen wurde jeweils ein Faden, dann ein Gewebe mit Kett- und Schussfäden aus dem Faden und schließlich ein Presspolster aus dem Gewebe hergestellt. Messungen an den Presspolstern haben gezeigt, dass die Wärmeleitfähigkeit sich verdoppelt bzw. verdreifacht.