Verwendung von PECUs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elastomer-Werkstoffs mit verbesserter Verarbeitungsfähigkeit unter Verwendung eines Polyurethans basierend auf der Umsetzung eines ungesättigten Polyethercarbonatpolyols (PEC) mit einem mehrfunktionellen Isocyanat als Rohstoff, wobei, das ungesättigte Polyethercarbonatpolyol auf der Umsetzung von CO2 mit einem Alkylenoxid basiert.

Die Covestro AG, Leverkusen, Deutschland ist Hersteller von derartigen Polyurethanen als Rohpolymer (PECUs) basierend auf der Umsetzung eines ungesättigten Polyethercarbonatpolyols mit einem mehrfunktionellen Isocyanat, wobei das ungesättigte Polyethercarbonatpolyol (PEC) auf der Umsetzung von CO2 mit einem Alkylenoxid basiert. Diese Reaktion ist ökologisch sehr vorteilhaft, weil sie die Umsetzung eines Treibhausgases wie CO2 zu einem Polymer darstellt.

Polyurethane basierend auf der Umsetzung eines ungesättigten Polyethercarbonatpolyols mit einem mehrfunktionellen Isocyanat, wobei das ungesättigte Polyethercarbonatpolyol auf der Umsetzung von CO2 mit einem Alkylenoxid basiert werden zumeist in zwei reaktiven Schritten hergestellt. In einem ersten Verfahrensschritt, werden ungesättigte, auf einer Umsetzung von CO2 mit einem Alkylenoxid basierende Polyethercarbonatpolyole (PEC) mit mehrfunktionelle Isocyanaten (z.B. HDI) zu einem Präpolymer umgesetzt. In einem zweiten, optionalen reaktiven Verfahrensschritt kann eine Kettenverlängerung der hochviskosen Präpolymäre mit Kettenverlängerern zu vernetzbaren Polyurethanelastomeren erfolgen .

Die WO 2018 / 069350 Al of fenbart die Herstellung von PECUs basierend auf ungesättigten Polyethercarbonatpolyolen, die funktionelle Mehrfachbindungen enthalten . Diese können sich in der Seitenkette des Polyethercarbonatpolyols oder in der Hauptkette des Polyethercarbonatpolyols befinden . Es wird dieses Polyol mit mehrfunktionellen I socyanaten zum PECU umgesetzt . Dabei entsteht ein elastomeres Präpolymer, das durch die Mehrfachbindungen vernetzbar ist , eine hohe Elasti zität und eine geringe Adhäsionsbruchenergie ( geringe Klebektaft ) aufweist .

Die WO 2018 / 069348 Al of fenbart die Herstellung von PECUs basierend auf ungesättigten Polyethercarbonatpolyolen, die funktionelle Mehrfachbindungen enthalten . Diese können sich in der Seitenkette des Polyethercarbonatpolyols oder in der Hauptkette des Polyethercarbonatpolyols befinden . Es wird dieses Polyol mit mehrfunktionellen I socyanaten zum PECU umgesetzt , welches in einem weiteren Verfahrensschritt katalytisch oder peroxidisch vorvernetzt wird . Die Mehrfachbindungen bleiben bei diesem Schritt erhalten . Es entsteht ein elastomeres Präpolymer, das durch die Mehrfachbindungen vernetzbar ist .

Die WO 2014 / 060329 A2 of fenbart ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung eines Polyurethans basierend auf der Umsetzung eines Polyethercarbonatpolyols mit einem mehrfunktionellen I socyanat basierend auf einem mittels CO2 synthetisiertem Polyethercarbonatpolyols ( PEC ) und einem Diisocyanat . Dabei reagieren die beiden Komponenten in einem ersten Schritt zu einem Präpolymer. Dieses wird in einem zweiten Schritt mit Hilfe eines Kettenverlängerers zu einem Polyurethanelastomer umgesetzt. Als Kettenverlängerer wird mindestens ein bifunktioneller Alkohol eingesetzt (Diol) . Der zweite Schritt wird als Gießharz in Platten ausreagiert, die mechanisch, beispielsweise durch Zerkleinern, in eine Form gebracht werden, die eine Weiterverarbeitung zulassen.

Die DE 10 2012 218 848 Al offenbart ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Polyurethans (TPU) basierend auf einem mittels CO2 synthetisiertem Polyethercarbonatpolyols (PEC) und einem Diisocyanat. Dabei reagieren die beiden Komponenten in einem ersten Schritt zu einem Präpolymer. Dieses wird in einem zweiten Schritt mit Hilfe eines Kettenverlängerers zu einem Polyurethanelastomer umgesetzt. Als Kettenverlängerer wird mindestens ein bifunktionelles Molekül eingesetzt, welches reaktive Gruppen hat, die mit den Isocyanatgruppen des Präpolymers reagieren können. Der zweite Schritt wird als Gießharz in Platten ausreagiert, die mechanisch z.B. durch Zerkleinern in eine Form gebracht werden, die eine Weiterverarbeitung zulassen.

Die US 2008/021154 Al offenbart die Herstellung eines aus CO2 synthetisiertem Polyethercarbonatpolyols (PEG) . Die Synthese erfolgt auf Basis eines Doppelmetallcyanid (DMC) .

Die nachfolgenden Veröffentlichungen betreffen jeweils die Herstellung von Polyurethan-Schäumen, die durch Zugabe von Vernetzern vernetzt geschäumt werden: Die WO 2012/ 130760 Al offenbart eine einstufige Herstellung eines Polyurethanweichschaums basierend auf einem Polyetherpolyol und einem Diisocyanat. Als eine weitere Komponente wird ein mittels CO2 synthetisiertes Polyethercarbonatpolyol (PEC) eingesetzt. Als Treibmittel werden Wasser und/oder physikalische Treibmittel eingesetzt.

Die WO 2019/122923 Al offenbart die Herstellung eines Hartschaums des Typs Polyurethan, Polyisocyanurat und/oder einer Mischung aus beidem basierend auf der Reaktion eines Polyols mit einem Isocyanat. Als eine weitere Komponente wird ein mittels CO2 synthetisiertes Polyethercarbonatpolyol eingesetzt. Die Reaktion des Hartschaums wird als einstufig beschrieben unter Zuhilfenahme von Katalysatoren, Netzmitteln, Wasser und/oder physikalischen Treibmitteln, Flammschutzmitteln, Farben, Weichmachern, Zellöffnern, Antistatika, Phasenvermittlern, Viskositätsmodifizierern, Vernetzern, Kettenverlängerern und/oder Härtern.

Die EP 3067376 Al offenbart die Herstellung eines Polyurethanweichschaums basierend auf einem mittels CO2 synthetisiertem Polyethercarbonatpolyols (PEC) und einem Diisocyanat. Die Reaktion wird als einstufig beschrieben unter Zuhilfenahme von Katalysatoren, Netzmitteln, Wasser und/oder physikalischen Treibmitteln, Vernetzern, Kettenverlängerern und/oder Härtern.

ACS omega, United States 31 May 2019, vol. 4, no. 5, 7944- 7952 und JOURNAL OE POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, 20200207

Springer New York LLC, US, vol. 28, no. 4, 1160-1168 of fenbart die Herstellung von Polyurethanschäumen basierend auf einem mittels CO2 synthetisiertem Polyethercarbonatpolyols ( PEC ) und einem Diisocyanat . Die Synthese der PEC erfolgt auf Basis eines Doppelmetallcyanid ( DMC ) .

Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen als Rohpolymere ( PECUs ) , die auf der Umsetzung eines ungesättigten Polyethercarbonatpolyols ( PEC ) mit einem mehrfunktionellen I socyanat basieren, wobei das ungesättigte Polyethercarbonatpolyol auf der Umsetzung von CO2 mit einem Alkylenoxid basiert , leisten vor allem einen Beitrag zur Ressourcenschonung, denn das verwendete Kohlendioxid ersetzt einen Teil des Erdöls , auf dem Polyole üblicherweise vollständig beruhen - es werden damit deutlich weniger fossile Rohstof fe verwendet . Durch Rückführung von CO2 in die Wertschöpfungskette hil ft die Technologie außerdem, die Kreislaufwirtschaft in der Chemie- und Kunststof f Industrie aus zubauen .

Die Verarbeitungs fähigkeit von Polyurethanen basierend auf der Umsetzung eines ungesättigten Polyethercarbonatpolyols mit einem mehrfunktionellen I socyanat bei dem das ungesättigte Polyethercarbonatpolyol auf der Umsetzung von CO2 mit einem Alkylenoxid basiert als Rohpolymer ( PECUs ) in verschiedenen Anwendungen wurde bereits in Machbarkeitsstudien untersucht , vgl . r+impuls - Verbundvorhaben : Production Dreams - Erarbeiten kontinuierlicher Verfahrensschritte zum Hochskalieren der Produktion von Polyethercarbonatpolyurethanen mit kovalent gebundenem Kohlenstof fdioxid, Förderkennzeichen : 033R150 A-D, Schlussbericht zu Nr . 8 . 2 ) ; eine wirtschaftliche Verarbeitung des Rohpolymers in geschäumten und ungeschäumten Anwendungen ist j edoch bisher nicht gelungen .

Ungeschäumte Anwendungen sind beispielsweise die Herstellung von Elastomerf ormteilen, Elastomermatten und Elastomerf örderbändern im Wege des Spritzgießens , des Trans fer Moulding oder des Extrudierens , z . B . der Profilextrusion

Bei den geschäumten Anwendungen ist zwischen kontinuierlich und diskontinuierlich hergestellten Produkten zu unterscheiden, z . B . im Wege der Schaumextrusion, des Formteilschäumens oder der Blockschaumherstellung . Kontinuierlich werden beispielsweise Bahnen und Profile hergestellt , wobei der Großteil dieser kontinuierlich hergestellten Produkte als Dämmstof fe in der Bauindustrie Verwendung findet . Zu den diskontinuierlich hergestellten Produkten zählen Zellelastomere für Anwendungen im Bereich technischer Lösungen und Moosgummi formteile , einschließlich Mossgummiprof ile . Aus diesen Materialien werden technische Teile für unterschiedliche Bereiche hergestellt , z . B . im Bereich der Akustik sowie der Dichtungs- , der Medi zin- und Verpackungstechnik .

Ausgehend von einem Polyurethan als Rohpolymer ( PECUs ) , basierend auf der Umsetzung eines ungesättigten Polyethercarbonatpolyols ( PEC ) mit einem mehrfunktionellen I socyanat bei dem das ungesättigte Polyethercarbonatpolyol auf der Umsetzung von CO2 mit einem Alkylenoxid basiert ( PECUs ) , liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren zur Herstellung eines Elastomer-Werkstof fs als Zwischenprodukt mit verbesserter Verarbeitungs fähigkeit , insbesondere in geschäumten und nicht geschäumten

Anwendungen, vorzuschlagen .

In der ersten Stufe werden die PECUs unter Zugabe von Kettenverlängerern und weiteren im Anspruch 1 spezi fi zierten, temperaturgeführt zugegebenen Mischungsbestandteilen der Grundmischung zerstörungs frei auf geschmol zen . In der zweiten Stufe wird die aktivierte Fertigmischung (Masterbatch) für geschäumte und ungeschäumte Anwendungen unterhalb der Schmel ztemperatur der PECUs unter Zugabe von Ketterverlängerern und weiteren im Anspruch 1 spezi fi zierten, temperaturgeführt zugegebenen Mischungsbestandteilen auf der Basis der Grundmischungs felle hergestellt .

Im Einzelnen wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst , dessen Schritte schematisch anhand des in Figur 1 dargestellten Flussdiagramms veranschaulicht werden :

Um gleichförmige , reproduzierbare Mischungsbedingungen für die Herstellung des Elastomer-Werkstof fs in mehreren Chargen zu schaf fen, wird der Innenmischer mit geschlossener Mischkammer auf eine Vorhei ztemperatur in einem Temperaturf enster zwischen 50 - 100 ° C vorgehei zt . Das Vorhei zen der Mischkammer erfolgt mittels einer Vorhei zmischung, die zugleich die Mischkammer reinigen kann . Mittel eines Temperatursensors , beispielsweise eines Thermoelementes , wird die Temperatur der Vorhei zmischung, die Vorhei ztemperatur, während des Mischens der Vorhei zmischung erfasst . Die Vorhei zmischung zum Vorhei zen der Mischkammer wird mindestens 5 Minuten gemischt . Nach dieser Mischdauer haben auch die die Mischkammer begrenzenden Wände die Vorhei ztemperatur angenommen .

Die Mischleistung wird durch zwei Rotoren erbracht . Dabei werden ineinandergrei fende und tangierende Rotorsysteme unterschieden . Vorzugsweise werden ineinandergrei fende Rotorsysteme verwendet aufgrund einer optimalen Kombination der Einbringung von Scherkräften bei hoher Kühlleistung im Vergleich zu tangierenden Rotorsystemen .

In die auf die Vorhei ztemperatur vorgehei zte Mischkammer werden verschiedene Mischungsbestandteile einer Grundmischung eingesetzt . Die Mischungsbestandteile umfassen Kautschuk sowie verschiedene Chemikalien . Im Einzelnen :

PECUs 100 phr als Rohpolymer (Kautschuk) bestimmt die Grundeigenschaften des herzustellenden Elastomer- Werkstof fs .

Ruß , vorzugsweise Printruß 20 - 60 phr erhöht die Mischungs friktion und dient der Strukturf estigkeit sowie zugleich als Farbstof f .

Polyglykol 1 - 10 phr als Verarbeitungshil fsmittel verhindert ein Verkleben der Mischungsbestandteile mit den Innenwänden des Mischers .

Amidwachs 1 - 10 phr als Verarbeitungshil fsmittel reduziert die Klebrigkeit der Mischungsbestandteile .

Ein Kettenverlängerer aus der Gruppe der Diamine , vorzugsweise ein Diamin mit zwei übereinstimmenden NH2- Gruppen und einer Ringstruktur 0,5 - 5 phr fungiert mit den beiden gleichwertigen NH2 Gruppen als verbindendes Glied zwischen zwei Molekülketten der PECUs . Der Kettenverlängerer trägt maßgeblich zur verbesserten Verarbeitbarkeit der PECUs und der Elastizität des hergestellten Werkstoffs bei.

Kettenverlängerer aus der Gruppe Diamine sind beispielsweise Isophorondiamin, Ethylendiamin, 1,2- Propylendiamin, 1,3- Propylendiamin, N-Methyl-propylen- 1,3-diamin, N, N ' -Dimethyl-ethylendiamin und aromatische Diamine, wie z.B. 2 , 4-Toluylendiamin und 2, 6- Toluylendiamin, 3 , 5-Diethyl-2 , 4-toluylendiamin und 3,5-Diethyl-

2.6-toluylendiamin und primäre mono-, di-, tri- oder tetraalkylsubstituierte 4,4'- Diaminodiphenylmethane .

Ein besonders bevorzugter Kettenverlängerer aus der Gruppe der Diamine mit zwei übereinstimmenden NJU-Gruppen und einer Ringstruktur ist 4 , 4 ' -methylenebis (3-chlor-

2.6-diethylaniline ) .

Die vorgenannten Mischungsbestandteile der Grundmischung werden gemischt und erhitzt bis eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der PECUs erreicht wird. Die Schmelztemperatur liegt in einem Bereich zwischen 160° - 180° C, abhängig von der Beschaffenheit des Rohpolymers. Die Temperaturmessung der Mischungsbestandteile in der Mischkammer erfolgt mittels eines Temperatursensors, beispielsweise eines Thermoelementes. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um denselben Temperatursensor, der auch die Temperatur der Vorheizmischung erfasst. Sodann erfolgt ein Einsetzen von weiteren Mischungsbestandteilen der Grundmischung in die auf eine Temperatur oberhalb der Schmel ztemperatur vorgehei zten Mischungsbestandteile , nämlich Silikat 1- 10 phr als Füllstof f und substituierte Amide 0 , 5 - 5 phr als Verarbeitungshil fsmittel . Das in der Regel pulverförmige Silikat hat eine dispergierende Wirkung auf die flüssigen Komponenten der Mischung . Das eingemischte Silikat verbessert die mechanischen Eigenschaften des herzustellenden Elastomer- Werkstof fs . Die substituierten Amide erleichtern die Mischung oberhalb der Schmel ztemperatur .

Nach dem Einsetzen der weiteren Bestandteile wird das Mischen der Grundmischung fortgesetzt und die Grundmischung in der Mischkammer zugleich gekühlt , bis eine Abkühltemperatur in einem Temperaturf enster zwischen 100 - 120 ° C erreicht ist . Dem Wärmeeintrag in die Grundmischung beim Mischen wirkt die aktive Kühlung der Mischkammer entgegen . Die Messung der Temperatur der Grundmischung bis zum Erreichen der Abkühltemperatur erfolgt mittels eines Temperatursensors , beispielsweise eines Thermoelementes . Hierbei handelt es sich vorzugsweise um denselben Temperatursensor, der auch die Temperatur der Vorhei zmischung erfasst .

Die auf die Abkühltemperatur abgekühlte Grundmischung wird entnommen, mit den Kühlwal zen eines Wal zwerks gewal zt und dabei auf eine Temperatur von 60 - 80 ° C abgekühlt . Mittels eines Temperatursensors , beispielsweise eines Thermoelementes , wird die Temperatur von Proben der Grundmischung so oft wie erforderlich erfasst , bis die Abkühltemperatur in dem Bereich zwischen 60 - 80 ° C erreicht ist. Zur Probennahme werden die Kühlwalzen angehalten, um die Unfallgefahr zu reduzieren.

Nach dem Walzen werden die sich auf den Kühlwalzen bildenden Grundmischungsfelle abgezogen. Die Grundmischungsfelle werden als Platten abgenommen oder in Endlosstreifen geschnitten und anschließend auf eine Temperatur unterhalb von 40 °C, vorzugsweise Umgebungstemperatur, abgekühlt. Die Abkühlung kann durch Lagerung und/oder in einer Fellkühlanlage erfolgen. Die Temperatur kann mittels eines Temperatursensors, beispielsweise eines Thermoelementes, erfasst werden. Bei einer ausreichend langen Lagerung der Grundmischungsfelle kann ohne gesonderte Temperaturmessung von einer Abkühlung auf Umgebungstemperatur ausgegangen werden .

In der 2. Stufe des Verfahrens wird der Innenmischer zur Mischung der Grundmischung oder ein weiterer Innenmischer, der ausschließlich zum Mischen der Fertigmischung vorgesehen ist, auf eine Vorheiztemperatur in einem Temperaturf enster zwischen 50 - 100 ° C vorgeheizt, um reproduzierbare Mischungsbedingungen zu schaffen, bevor Mischungsbestandteile der Fertigmischung in die Mischkammer eingesetzt werden. Nach dem Vorheizen, das in gleicher Weise wie das Vorheizen der Mischkammer zum Mischen der Grundmischung erfolgt, werden folgende Mischungsbestandteile der Fertigmischung eingesetzt:

Die Grundmischungsfelle, ggf. zerkleinert.

Polyglykol 1 - 10 phr verhindert ein Verkleben der

Mischungsbestandteile mit den Innenwänden des Mischers. Netzmittel, nämlich Kalziumsalz von Fettsäuren und/oder Amidester 1 - 7 phr verbessert die Mischbarkeit zwischen den Füllstoffen, dem Ruß und dem Rohpolymer (Kautschuk) .

Amidwachs 1 - 7 phr reduziert die Klebrigkeit der Mischungsbestandteile .

Silan-Haftvermittler 1 - 5 phr bewirkt die chemische Bindung zwischen Füllstoff und Rohpolymer (Kautschuk) .

Kettenverlängerer aus der Gruppe der Diamine, vorzugsweise ein Diamin mit zwei übereinstimmenden NH2- Gruppen und einer Ringstruktur 0,5 - 5 phr als Vernetzungsmittel fungiert mit den beiden gleichwertigen NH2 Gruppen als verbindendes Glied zwischen zwei Molekülketten der PECUs .

Hydrolyse-Stabilisator 1 - 10 phr als Alterungsschutzmittel .

Silikat 60-150 phr und Silikat mit funktionalisierter , insbesondere silanisierter Oberfläche 5-25 phr als Füllstoffe verbessern durch die Anbindung der Kautschukmoleküle an die Oberfläche der Füllstoffe die mechanischen Eigenschaften des herzustellenden Elastomer- Werkstoffs .

Weichmacheröl 10-60 phr ist verantwortlich für die

Dauerelastizität des herzustellenden Elastomer-

Werkstoffs . Die eingesetzten Mischungsbestandteile der nicht aktivierten Fertigmischung werden gemischt und auf eine Temperatur in einem Temperaturf enster von 90 ° C bis 110 ° C gebracht . Die Messung der Temperatur der Mischungsbestandteile der Fertigmischung erfolgt mittels eines Temperatursensors , beispielsweise eines Thermoelementes . Hierbei handelt es sich vorzugsweise um denselben Temperatursensor, der auch die Temperatur der Vorhei zmischung und der Grundmischung bzw . von deren Bestandteilen erfasst .

Anschließend erfolgt unmittelbar oder mit zeitlicher Verzögerung, die bis zu mehrere Monate betragen kann, das Aktivieren der nicht aktivierten Fertigmischung durch Einmischen peroxidischer Vernetzer und/oder schwefelbasierter Vulkanisationssysteme 0 , 5 - 10 phr als Vernetzungsmittel und sodann das anschließende Abkühlen der Fertigmischung .

Die Aktivierung der nicht aktivierten Fertigmischung ist in einer ersten, energetisch und prozesstechnisch vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 ohne zeitliche Unterbrechung in den Mischprozess in der zweiten Stufe eingebunden . Das anschließende Abkühlen der Fertigmischung erfolgt , wie bei derartigen Verfahren üblich, unmittelbar im Anschluss an die Aktivierung .

In dieser ersten, in Figur 2 dargestellten Variante der 2 . Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden peroxidische Vernetzer und/oder schwefelbasierte Vulkanisationssysteme , die Schwefel und Hil fsstof fe zur Aktivierung umfassen, mit einem Anteil von 0 , 5 - 10 phr zur Vernetzung der organischen Komponenten als weitere Mischungsbestandteile in die auf eine Temperatur in dem Temperaturf enster von 90 ° C bis 110 ° C erhitzten Mischungsbestandteile der Fertigmischung eingesetzt .

Das Mischen wird zur Verteilung der weiteren Mischungsbestandteile in der Fertigmischung fortgesetzt . Im Anschluss an das Mischen wird die Fertigmischung ohne Abkühlphase aus der Mischkammer entnommen .

Unmittelbar nach der Entnahme wird die Fertigmischung mit Kühlwal zen eines Wal zwerks gewal zt und dabei auf eine Temperatur von 60 - 80 ° C abgekühlt . Mittels eines Temperatursensors , beispielsweise eines Thermoelementes , wird die Temperatur von Proben der Fertigmischung so oft wie erforderlich erfasst , bis die Abkühltemperatur in dem Bereich zwischen 60 - 80 ° C erreicht ist . Zur Probennahme werden die Kühlwal zen angehalten .

Die sich auf den Kühlwal zen bildenden Fertigmischungs felle werden abgezogen und auf eine Temperatur unterhalb von 40 ° C, vorzugsweise auf Umgebungstemperatur abgekühlt . Die Temperatur kann mittels eines Temperatursensors , beispielsweise eines Thermoelementes , erfasst werden . Bei einer ausreichend langen Lagerung der Fertigmischungs felle kann ohne gesonderte Temperaturmessung von einer ausreichenden Abkühlung auf eine Temperatur unterhalb von 40 ° C ausgegangen werden .

Eine verzögerte Aktivierung der nicht aktivierten Fertigmischung zu Verbesserung von deren Lagerf ähigkeit und das sich unmittelbar anschließende Abkühlen der aktivierten Fertigmischung ergibt sich in einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens aus den Merkmalen des Anspruchs 3 . Die zweite Stufe der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zeitverzögerter Aktivierung im Innenmischer ist in Figur 3 dargestellt . Die nicht aktivierte Mischung ist zu Beginn der zeitlich verzögerten Aktivierung abgekühlt , insbesondere auf die Umgebungstemperatur des Lagerorts , bevor sie zusammen mit den peroxidischen Vernetzer und/oder schwefelbasierten Vulkanisationssysteme als weitere Mischungsbestandteile in die auf die Vorhei ztemperatur vorgehei zte Mischkammer , eingesetzt wird .

Eine weitere Möglichkeit zur verzögerten Aktivierung der nicht aktivierten Fertigmischung zur Verbesserung von deren Lagerf ähigkeit und das sich unmittelbar anschließende Abkühlen der Fertigmischung ergibt sich in einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens aus den Merkmalen des Anspruchs 4 . Die zweite Stufe der dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zeitverzögerter Aktivierung mit Hil fe eines Wal zwerks ist in Figur 4 dargestellt . Das Einmischen der weiteren Mischungsbestandteile zum Aktivieren der nicht aktivierten Fertigmischung erfolgt in dieser Ausgestaltung des Verfahrens mit Hil fe der vorgehei zten Wal zen im Wal zenspalt des Wal zwerks . Die nicht aktivierte Fertigmischung ist zu Beginn der zeitlich verzögerten Aktivierung abgekühlt , insbesondere auf die Umgebungstemperatur des Lagerorts , bevor diese zusammen mit den peroxidischen Vernetzern und/oder schwefelbasierten Vulkanisationssystemen als weitere Mischungsbestandteile auf die vorgehei zten Wal zen des Wal zwerks aufgegeben wird . Sofern der Elastomer-Werkstof f , d . h . die aktivierte Fertigmischung (Masterbatch) für ein geschäumtes Produkt verwendet werden soll , werden in die auf die Vorhei ztemperatur vorgehei zte Mischkammer folgende weiteren Mischungsbestandteile der Fertigmischung eingesetzt :

Schäumungsmittel 1-33 phr als Gasbildner . Harnstof f 0 , 5-5 phr und Zinkoxid 0 , 5-5 phr beeinflussen die Zerset zungstemperatur des Gasbildners .

Die unter zusätzlicher Verwendung der vorgenannten Mischungsbestandteile in der Fertigmischung hergestellten und abgekühlten Fertigmischungs felle lassen sich in an sich bekannten Schäumverfahren zu einem Schaumstof f verarbeiten .

Zur Erzielung einer gleichbleibenden Qualität müssen die Prozessparameter für die Herstellung des Elastomer-Werkstof fs in mehreren, diskontinuierlich hergestellten Chargen stets konstant gehalten werden, insbesondere die Temperaturen für das Einsetzen und Entnehmen der Grund - und Fertigmischung sowie die Abkühltemperaturen in den j eweils angegebenen Temperaturf enstern, die Betriebsparameter des Innenmischers , insbesondere dessen Drehzahl sowie die konkret gewählten Mengenanteile der Mischungsbestandteile von Grund- und Fertigmischung innerhalb der angegebenen Bereiche .

Die nachfolgenden Beispiele 1-3 beziehen sich auf Grund- und Fertigmischungen für geschäumte und nicht geschäumte Anwendungen :

Beispiel 1 betri f ft eine Grund- und Fertigmischung zur

Herstellung eines elastomeren Werkstof fs als aktivierter Masterbatch für ein nicht geschäumtes Produkt , nämlich eine weiche Dichtung mit einer SHORE A-Härte < 40 :

Beispiel 1 : Grundmischung für weiche Dichtung

Verfahrensführung 1. Stufe (Grundmischung weiche Dichtung) :

Vorheizen des Innenmischers auf 95 °C,

Einstellen der Solltemperatur für aktive Kühlung 160 °C, Drehzahl der Mischkammer 66 U/min.

Einsetzen der folgenden Mischungsbestandteile der

Grundmischung in die vorgeheizte Mischkammer bei ca. 80 °C:

PECUs, Printruß, Polyglykol, Amidwachs und Kettenverlängerer .

Schließen der Mischkammer und Mischen der vorgenannten Mischungsbestandteile bis 160°C (Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der PECUs) .

Einsetzen der weiteren Mischungsbestandteile Silikat und substituierte Amide nach Erreichen der Schmelztemperatur oberhalb von 160 °C. Fortsetzen des Mischens und Abkühlen bis 110 °C mit einer

Drehzahl der Mischkammer von 20 U/min bei einer Solltemperatur für die aktive Kühlung von 100°C.

Entnehmen der abgekühlten Grundmischung sowie Abziehen der Grundmischungsfelle von den Kühlwalzen.

Beispiel 1 : Fertigmischung für weiche Dichtung

Verfahrensführung 2. Stufe (Fertigmischung weiche Dichtung) :

Vorheizen des Innenmischers auf 80 °C,

Einstellen der Solltemperatur für aktive Kühlung 100 °C, Drehzahl der Mischkammer 66 U/min. Einsetzen der folgenden Mischungsbestandteile der

Fertigmischung in die vorgeheizte Mischkammer bei ca. 80 °C:

Grundmischungsfelle, Polyglykol, Netzmittel, Amidwachs, Silan-Haftvermittler, Kettenverlängerer, Hydrolyse- Stabilisator, Silikate, Weichmacheröl, substituierte Amide .

Einsetzen der weiteren Mischungsbestandteile peroxidische Vernetzer oberhalb von 90 °C.

Schließen der Mischkammer und Fortsetzen des Mischens der Fertigmischung auf eine Temperatur bis maximal 115 °C.

Entnehmen der Fertigmischung ohne Abkühlphase sowie Abziehen der Fertigmischungsfelle von den Kühlwalzen.

Abkühlen der Fertigmischungsfelle auf eine Temperatur unterhalb von 40°C.

Beispiel 2 betrifft eine Grund- und Fertigmischung zur Herstellung eines elastomeren Werkstoffs als aktivierter Masterbatch für ein nicht geschäumtes Produkt, nämlich eine harte Dichtung mit einer SHORE A-Härte > 40:

Beispiel 2 : Grundmischung für harte Dichtung

Verfahrensführung 1. Stufe (Grundmischung harte Dichtung) :

Vorheizen des Innenmischers auf 95 °C,

Einstellen der Solltemperatur für aktive Kühlung 160 °C, Drehzahl der Mischkammer 66 U/min.

Einsetzen der folgenden Mischungsbestandteile der

Grundmischung in die vorgeheizte Mischkammer bei ca. 80 °C:

PECUs, Printruß, Polyglykol, Amidwachs und Kettenverlängerer .

Schließen der Mischkammer und Mischen der vorgenannten Mischungsbestandteile bis 160°C (Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der PECUs.

Einsetzen der weiteren Mischungsbestandteile Silikat und substituierte Amide nach Erreichen der Schmelztemperatur oberhalb von 160 °C. Fortsetzen des Mischens und Abkühlen bis 110 °C mit einer

Drehzahl der Mischkammer von 20 U/min bei einer Solltemperatur für die aktive Kühlung von 100°C.

Entnehmen der abgekühlten Grundmischung sowie Abziehen der Grundmischungsfelle von den Kühlwalzen.

Beispiel 2 : Fertigmischung für harte Dichtung

Verfahrensführung 2. Stufe (Fertigmischung harte Dichtung) :

Vorheizen des Innenmischers auf 80 °C,

Einstellen der Solltemperatur für aktive Kühlung 100 °C, Drehzahl der Mischkammer 66 U/min. Einsetzen der folgenden Mischungsbestandteile der

Fertigmischung in die vorgeheizte Mischkammer bei ca. 80 °C:

Grundmischungsfelle, Polyglykol, Netzmittel, Amidwachs, Silan-Haftvermittler, Kettenverlängerer, Hydrolyse- Stabilisator, Silikate, Weichmacheröl, substituierte Amide .

Einsetzen der weiteren Mischungsbestandteile peroxidische Vernetzer oberhalb von 90 °C.

Schließen der Mischkammer und Fortsetzen des Mischens der Fertigmischung auf eine Temperatur bis maximal 115 °C.

Entnehmen der Fertigmischung ohne Abkühlphase sowie Abziehen der Fertigmischungsfelle von den Kühlwalzen.

Abkühlen der Fertigmischungsfelle auf eine Temperatur unterhalb von 40°C.

Beispiel 3 betrifft eine Grund- und Fertigmischung zur Herstellung eines elastomeren Werkstoffs als aktivierter Masterbatch für geschäumte Produkte:

Beispiel 3 : Grundmischung für geschäumte Produkte

Verfahrensführung 1. Stufe (Grundmischung geschäumte Produkte) :

Vorheizen des Innenmischers auf 95 °C,

Einstellen der Solltemperatur für aktive Kühlung 160 °C, Drehzahl der Mischkammer 66 U/min.

Einsetzen der folgenden Mischungsbestandteile der Grundmischung in die vorgeheizte Mischkammer bei ca. 80 °C:

PECUs, Printruß, Polyglykol, Amidwachs und Kettenverlängerer .

Schließen der Mischkammer und Mischen der vorgenannten Mischungsbestandteile bis 160°C (Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der PECUs) .

Einsetzen der weiteren Mischungsbestandteile Silikat und substituierte Amide nach Erreichen der Schmelztemperatur oberhalb von 160 °C. Fortsetzen des Mischens und Abkühlen bis 110 °C mit einer

Drehzahl der Mischkammer von 20 U/min bei einer Solltemperatur für die aktive Kühlung von 100°C. Entnehmen der abgekühlten Grundmischung sowie Abziehen der Grundmischungsfelle von den Kühlwalzen. Beispiel 3 : Fertigmischung für geschäumte Produkte Verfahrensführung 2. Stufe (Fertigmischung geschäumte

Produkte) :

Vorheizen des Innenmischers auf 80 °C,

Einstellen der Solltemperatur für aktive Kühlung 100 °C, Drehzahl der Mischkammer 66 U/min.

Einsetzen der folgenden Mischungsbestandteile der

Fertigmischung in die vorgeheizte Mischkammer bei ca. 80 °C:

Grundmischungsfelle, Schäumungsmittel, Harnstoff, Zinkoxid, Polyglykol, Netzmittel, Amidwachs, Silan- Haftvermittler, Kettenverlängerer, Hydrolyse- Stabilisator, Silikate, Weichmacheröl.

Einsetzen der weiteren Mischungsbestandteile Peroxid 1, 2 als Vernetzer oberhalb von 90 °C.

Schließen der Mischkammer und Fortsetzen des Mischens der Fertigmischung auf eine Temperatur bis maximal 115 °C.

Entnehmen der Fertigmischung ohne Abkühlphase sowie Abziehen der Fertigmischungsfelle von den Kühlwalzen.

Abkühlen der Fertigmischungsfelle auf eine Temperatur unterhalb von 40°C.