Material de placa ligado por elastómeros y proceso para su producción.

Material en placa ligado con elastómeros que comprende una proporción de elastómero vulcanizado y una proporciónde por lo menos un material de relleno ligado a este,

caracterizado por el hecho de que están provistas por lo menosdos capas de elastómero vulcanizado con por lo menos un material de relleno ligado a este, que se unen firmementeentre sí por revulcanización, donde se liga en al menos una de las capas el material de relleno a través de por lo menosun elastómero, que presenta no más del 10%, preferiblemente no mas del 7% de enlaces dobles de carbonoinsaturados en la cadena principal en estado no vulcanizado

Material de placa ligado por elastómeros y proceso para su producción [0001] La invención se refiere a un material en forma de placa ligado por elastómeros según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 10 para su fabricación.

Se sabe que juntas de elastómeros reforzadas con fibras son sometidas a un envejecimiento irreversible. Estos anteriormente eran laminados en una proporción de amianto muy alta de hasta el 80 % en peso, de manera que el material a pesar de elastómero envejecido mantenía su estabilidad. Cuando se descubrió el peligro para la salud del amianto, se intentó sustituir éste por otras fibras, particularmente sintéticas como fibras p-aramida, fibras de carbono o de vidrio. Debido al alto coste de estas fibras o por problemas de fabricación derivados de la utilización de ciertas fibras tuvo que ser reducida su proporción en gran medida, y se sustituyó por materiales de relleno en polvo de bajo coste como caolín, dióxido de silicio, grafito etc.

De forma condicionada por esto, el aglutinante elastomérico debe asumir una proporción aumentada en la estabilización del material de sellado, aunque por una parte el elastómero representa de las materias primas utilizadas aquella de carga mínima térmicamente y por otra parte se somete a un envejecimiento, que perjudica la cohesión duradera de los materiales de relleno de fibra en polvo.

Dependiendo del tipo de caucho R habitualmente utilizado como material elastomérico (elastómeros diénicos tales como, NBR, SBR, NR etc.) y la cantidad del terpolímero copolimerizado en él (por ejemplo acrilonitrilo o estireno) los tipos de caucho utilizados principalmente para el material de sellado contienen hasta el 35% de enlaces dobles de carbono insaturados, que los hacen susceptibles a la oxidación, porque estos enlaces dobles pueden reaccionar directamente con oxígeno en hidroperóxidos. Por abstracción sucesiva del átomo de H en el hidroperóxido surgido, esto conduce a la formación de radicales poliméricos y con esto a una ruptura de la macromolécula. Los efectos mensurables de este envejecimiento térmico aeróbico en la mayoría de los casos son entre otros un aumento significativo del módulo de elasticidad y el decrecimiento relacionado con la flexibilidad, es decir, un aumento de la fragilidad. A causa de esto último puede entonces aparecer una microfisuración, que puede conducir a una pérdida total de la junta, incluso en el caso de pocos cambios de carga en una brida de cierre, provocados por la dilatación de sistemas de tuberías con ocasión de la subida y bajada de instalaciones.

Otro problema representa a este respecto también la postvulcanización de enlaces dobles de carbono no saturados en la cadena principal del material elastomérico. En tanto en cuanto se encuentren todavía dienos no reticulados en la cadena principal en presencia de reactivos de reticulación no utilizados aún (por ejemplo azufres, dispensadores de azufre o radicales producidos de manera peroxídica) , el material elastomérico es sometido aún mucho tiempo después de su vulcanización en el proceso a una postreticulación. Esto lleva en las juntas también a un endurecimiento del material con los efectos relacionados precedentes.

Objeto de la invención es por lo tanto crear un material de placa ligado elastoméricamente según el preámbulo de la reivindicación 1 y el procedimiento para su fabricación según el preámbulo de la reivindicación 10, que conducen a que a pesar de un porcentaje relativamente bajo de materiales de relleno fibrosos se consiga un comportamiento a largo plazo mejorado, es decir, una disminución de la aparición de envejecimiento.

Esta tarea se resuelve correspondientemente con las características de las Reivindicaciones 1 o 10.

Por el hecho de que en un material de placa ligado elastoméricamente de elastómero vulcanizado con por lo menos un material de relleno ligado dentro, el material elastomérico vulcanizado por lo menos presenta un elastómero vulcanizado, que comprende en el estado no vulcanizado no más del 10%, preferiblemente no mas del 7% de enlaces dobles de carbono no saturados en la cadena principal, en una cantidad de aproximadamente 25 hasta 70 % en peso, aproximadamente preferiblemente 40 hasta 60 % en peso de la parte de elastómero total, se consigue, que mejore de manera considerable el comportamiento a largo plazo y se ralentiza la degradación de las macromoléculas.

Por el hecho de que en un material de placas ligado elastoméricamente de por lo menos dos capas ligadas entre sí por material vulcanizado ligado por elastómeros y que por lo menos contienen un material de relleno, por capas firmemente ligadas por revulcanización se liga por lo menos una capa mediante un elastómero vulcanizado, que en el estado no vulcanizado presenta no más de 10%, preferiblemente no mas de 7% de enlaces dobles de carbono no saturados en la cadena principal, particularmente de un caucho R parcialmente hidrogenado o caucho M con por lo menos una cadena principal esencialmente saturada del tipo de polimetileno, la sensibilidad a la oxidación es reducida de manera considerable y es aumentada la ralentización de la degradación de las macromoléculas. Es esencial a este respecto que el material en forma de placa no presente ninguna estructura homogénea, producida a través de la aplicación de una mezcla de elastómero aproximadamente de cauchos R y de M, sino - como indicado - que comprende al menos dos capas heterogéneas, de las cuales sin embargo una exclusivamente está ligada por el elastómero mencionado a varios enlaces dobles de carbono no saturados 10% en la cadena principal. Otras capas se pueden ligar exclusivamente sea por un caucho R o cualquiera combinación de cauchos R, incluido cauchos R parcialmente hidrogenados, y/o cauchos M. Las capas respectivas se alternan "con y sin enlaces dobles de carbono" convenientemente.

La necesidad de estas capas heterogéneas resulta entre otras de las reacciones en competencia en la reticulación con presencia simultánea de varios elastómeros. Así dienos diversos se reticulan antes o más rápidamente debido a su carga parcial diferente, geometrías estéricas o enlaces dobles conjugados y requieren por lo tanto para sí todos los puentes reactivos. Esto daría como resultado, que los elastómeros existentes en la mezcla menos reactivos a causa de la falta de reactivos de reticulación apenas o no pueden ser reticulados. Si este fuera el caso, existiría un elastómero no reticulado o no suficientemente reticulado en el material de placas y no podría satisfacer así su función como matriz estabilizante, que liga los materiales de relleno fibrosos y en polvo.

La estructura separada de capas heterogéneas permite además la aplicación de sistemas de reticulación diferentes dentro de un material en placa. Así puede ser usado para cada elastómero o cada mezcla de elastómero, por ejemplo, con respecto al valor del ph, aceleradores, activadores, un óptimo sistema de vulcanización, para obtener una reticulación óptima.

Otras configuraciones de la invención son deducibles de la descripción que sigue y de las reivindicaciones secundarias.

La invención se explica a continuación más detalladamente por medio de ejemplos y descripciones del proceso.

Fig. 1 muestra un material de placas ligado elastoméricamente para juntas correspondiendo con una forma de ejecución preferida en sección.

Fig. 2 muestra una calandra con dos rodillos para la fabricación de material de placas ligado elastoméricamente.

El ejemplo de realización representado en sección en la Fig. 1 de un material en placa idóneo para la fabricación de juntas planas comprende dos capas 1, 2, cuyos materiales de relleno se ligan mediante caucho de nitrilo-butadieno, parcialmente hidrogenado con una proporción de dienos de < 7%. Entre estas dos capas 1, 2 hay una capa 3, cuyos materiales de relleno están ligados mediante al menos un caucho R. Las capas 1 hasta 3 son unidas firmemente por la revulcanización. Las capas 1 hasta 3 pueden mostrar espesores de aproximadamente 100 μm y 4 mm. Además pueden estar previstos recubrimientos finos exteriores 4, 5 para condiciones de aplicación particulares, como por ejemplo capas de separación o de encoladura. Además pueden presentar capas individuales o todas las capas 1 hasta 3 un refuerzo en forma de un tejido, particularmente una tela metálica, o de metal expandido.

La calandra con dos rodillos representada ejemplificativamente en la Fig. 2 dispone de un rodillo grande 6 (1 hasta 6 m de perímetro) , calentado (típicamente 140 hasta 190°C) y un rodillo frío situado encima 7 (típicamente 10 hasta 30°C) de perímetro... [Seguir leyendo]

1. Material en placa ligado con elastómeros que comprende una proporción de elastómero vulcanizado y una proporción de por lo menos un material de relleno ligado a este, caracterizado por el hecho de que están provistas por lo menos dos capas de elastómero vulcanizado con por lo menos un material de relleno ligado a este, que se unen firmemente entre sí por revulcanización, donde se liga en al menos una de las capas el material de relleno a través de por lo menos un elastómero, que presenta no más del 10%, preferiblemente no mas del 7% de enlaces dobles de carbono insaturados en la cadena principal en estado no vulcanizado.

2. Material según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la parte de elastómero vulcanizada, que presenta en el estado no vulcanizado no más de 10%, preferiblemente no más de 7% de enlaces dobles de carbono insaturados en la cadena principal, comprende en una cantidad de aproximadamente 25 hasta 70 % en peso, aproximadamente preferiblemente 40 hasta 60 % en peso, de la proporción de elastómero total.

3. Material según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que los materiales de relleno poseen forma en polvo, fibrosa o forma de plaqueta y están contenidos en una proporción de por lo menos 30 % en peso del respectivo material de capa.

4. Material según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que los materiales de relleno son seleccionados a partir del grupo formado de sustancias orgánicas e inorgánicas.

5. Material según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que los materiales de relleno son seleccionados a partir del grupo que incluye fibras de para-aramida, vitrofibras, fibras de lana de roca, fibras de carbono, fibras cerámicas, fibras de celulosa, fibras de derivado de celulosa, fibras de algodón, astonitas de lana fibrosos, fibras poliméricas, caolines calcinados, caolines no calcinados, baritina, astonitas de lana en polvo, mica, pizarra, cuarzo, hollín, grafito, harina de vidrio, carbonato de calcio, corcho, silicio dióxido, SiC, nitruro de silicio y se tratan superficialmente eventualmente.

6. Material según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que por lo menos una capa está ligada por al menos un elastómero del grupo que incluye NR, NBR, SBR, BR, IR, CR, EPDM, EPM, HNBR, ACM, AECM, FKM, CSM y EAM.

7. Material según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que por lo menos una capa está ligada a al menos un elastómero del grupo que incluye EPDM, EPM, HNBR, ACM, AECM, FKM y EAM.

8. Material según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que las capas muestran un espesor entre aproximadamente 100 μm y 4 mm.

9. Material según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el he cho de que respectivamente una capa ligada por al menos un elastómero con no mas de 10%, preferiblemente no mas de 7% de enlaces dobles de carbono insaturados en la cadena principal alterna con una capa ligada por al menos un elastómero con más del 20% de enlaces dobles de carbono insaturados en la cadena principal.

10. Procedimiento para la fabricación de un material en placa ligado con elastómeros de por lo menos dos capas, donde se elabora para cada capa una mezcla de partida que comprende una proporción de elastómero, adición de reactivos de reticulación, medios coadyuvantes y materiales de relleno en presencia de un disolvente a través de la mezcla, y las mezclas de salida son trabajadas en capas consecutivas para formar el material en placa, siendo las capas firmemente unidas por revulcanización siendo utilizada para producir la mezcla de salida para al menos una capa, exclusivamente una proporción de elastómero de al menos un elastómero vulcanizado, que en su cadena principal en estado no vulcanizado no presenta mas de 10%, preferiblemente no mas del 7% de enlaces dobles de carbono insaturados.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que las mezclas de salida se elaboran en capas mediante unas calandras de dos rodillos con un rodillo calentado y uno enfriado.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 o 11, caracterizado por el hecho de que para la fabricación de la mezcla de salida se usa por lo menos una capa como material elastomérico del grupo que incluye un caucho R, una combinación de cauchos R, una combinación de cauchos M y una combinación de cauchos de R y de M.

13. Junta plana de un material según una de las reivindicaciones 1 a 9.

14. Junta plana según la reivindicación 13, caracterizada p or el h echo d e q ue el material según una de las reivindicaciones 1 a 9 es troquelado o recortado.