PL101380B1 - Sposob wytwarzania tworzyw warstwowych ze spienionego polietylenu o anizotropowej strukturze porow - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tworzyw warstwowych z warstw spienionego, usieciowa- nego polietylenu, z których co najmniej jedna wykazuje anizotropowe strukture porów.

Jest rzecza znana, ze spieniony, usieciowany polietylen mozna wytwarzac przez sieciowanie nadtlenkowe, w którym mieszanine polietylenu, nadtlenku i srodka spieniajacego wytlacza sie w sposób ciagly w postaci plyty, która utwardza sie w piecu i nastepnie spienia po osiagnieciu temperatury wymaganej do aktywacji srodka spieniajacego, tak jak to opisano w opisie ogloszeniowym RFN nr 1694130 oraz w opisie patentowym St. Zjedn.

Ameryki Póln. nr 3098831 - W sposób taki mozna wytwarzac zarówno tworzywa piankowe o zamknietych komórkach jak tez i o strukturze porowatej. Gestosc tych tworzyw piankowych jest stala wzdluz calej ich grubosci. Gestosc te reguluje sie iloscia dodanego srodka spieniajacego. Jest równiez rzecza znana, ze tworzywa piankowe o róznej gestosci mozna zgrzewac ze soba uzyskujac spienione tworzywa warstwowe o budowie sandwiczowej, w których poszczególne warstwy maja rózne gestosci. Takie tworzywa warstwowe nie wykazuja anizotropii struktury porów i miedzy warstwami porowatymi wystepuje w nich cienka warstwa o konsystencji zwartej, powstala w trakcie zgrzewania ze soba poszczególnych warstw. Wystepowanie tych warstw o budowie zwartej wywoluje niekorzystny wzrost gestosci tworzywa warstwowego oraz pogorszenie jego termicznych wlasciwosci izolacyjnych. Ponadto traci sie tu czesc surowca wyjsciowego wskutek nadtopienia sie jego powierzchni.

Nieoczekiwanie stwierdzono, ze stosujac sposób wedlug wynalazku mozna uniknac tych niedogodnosci, i wrecz przeciwnie, uzyskac tworzywo warstwowe o lepszych wlasciwosciach mechanicznych. Sposób ten pozwalajacy na wytwarzanie usieciowanych, spienionych warstw polietylenowych o anizotropowej strukturze porów w co najmniej jednej wewnetrznej warstwie, polega na tym, ze co najmniej 3 plyty polietylenowe, zawierajace te same ilosci nadtlenkowego czynnika sieciujacego i rózne ilosci chemicznego srodka spieniajacego, uklada sie w strukture wielowarstwowa w taki sposób, aby dwie zewnetrzne warstwy, utworzone byly z plyt, zawierajacych mniejsze ilosci srodka spieniajacego, i uklad ten wygrzewa sie, najkorzystniej w piecu o dzialaniu ciaglym, uzyskujac w ten sposób usieciowanie poszczególnych plyt oraz równoczesne zgrzanie ich ze soba do2 101380 postaci tworzywa warstwowego, które nastepnie poddaje sie stopniowemu spienianiu przez podniesienie temperatury do 190—250°C. Nieoczekiwanie okazalo sie, ze w tworzywach warstwowych wytworzonych sposobem wedlug wynalazku lzejsza warstwa wewnetrzna ma komórki wydluzone w kierunku prostopadlym do warstwy, to znaczy struktura porów w tych warstwach wykazuje anizotropie. Wytworzone sposobem wedlug wynalazku tworzywa warstwowe sa bardziej sztywne i maja wieksza wytrzymalosc na sciskanie niz tworzywa warstwowe otrzymane przez termiczne laminowanie poszczególnych warstw spienionego polietylenu.

Strukture tworzyw warstwowych wytwarzanych sposobem wedlug wynalazku przedstawia sie schematycz¬ nie na fig. 1 dla przypadku tworzywa zlozonego z trzech warstw spienionego polietylenu.

Anizotropowe komórki, wydluzone w kierunku prostopadlym do plaszczyzny powierzchni tworzywa warstwowego widoczne sa w warstwie srodkowej. Im wieksza jest róznica gestosci pomiedzy warstwami zewnetrznymi i warstwa srodkowa tym bardziej uwidacznia sie obserwowana anizotropia. Zmniejszajac do zera ilosc srodka spieniajacego w warstwie zewnetrznej mozna wytworzyc tworzywo piankowe o zwartej konsystencji warstw zewnetrznych i anizotropowym spienionym rdzeniu.

Sposób wedlug wynalazku jest najkorzystniej realizowany w wytlaczarce do periodycznego lub ciaglego wytlaczania polietylenowych plyt lub arkuszy, zawierajacych te same ilosci sieciujacego nadtlenku oraz rózne ilosci srodka spieniajacego. Najkorzystniej takie same zawartosci srodka spieniajacego w warstwach zewnetrznych sa zawsze mniejsze niz zawartosc tego srodka w warstwach wewnetrznych.

Mieszanie polietylenu ze srodkiem sieciujacym i ze srodkiem spieniajacym lub tez z polietylenowym koncentratem tych srodków prowadzi sie w wytlaczarce w której mieszanina jest stopniowo formowana w temperaturze nizszej od temoperatury rozkladu nadtlenku. Sredni czas przebywania w wytlaczarce wynosi okolo 5 minut, co powoduje, ze sieciowanie przeznaczonej do spieniania mieszaniny w tym stadium w zasadzie nie zachodzi.

Taki sam wynik mozna takze uzyskac wytlaczajac poszczególne warstwy oddzielnie a nastepnie umieszczajac je jedna na drugiej i wygrzewajac w piecu z ogrzewaniem powietrznym, W czasie ogrzewania warstw wiaza sie one ze soba tworzac zwarte, wielowarstwowe tworzywo, które poddaje sie sieciowaniu w tym samym czasie a nastepnie spienia po osiagnieciu temperatury rozkladu chemicznego srodka spieniajacego.

Sieciowanie nastepuje zazwyczaj w temperaturach poczawszy od 160°C a spienianie w temperaturach 190-250°C.

Do wytwarzania tworzyw warstwowych sposobem wedlug wynalazku przydatny jest zarówno polietylen niskocisnieniowy o gestosci ok. 0,94—0,97 g/cm3 jak tez i polietylen wysokocisnieniowy o gestosci ok. 0,91—0,94 g/cm3, jednakze korzystniejszy jest polietylen wysokocisnieniowy.

Jako nadtlenki stosowane do sieciowania przydatne sa nadtlenki organiczne, takie jak nadtlenek dwukumylu, 2J5-dwumetylo-2,5- dwu-(lll-rzed.-butyloperoksy)- heksan, 2,5-dwumetylo-2,5- dwu-(lll-rzed.-buty- loperoksy)- heksin, hydronadtlenek lll-rzed.-butylu, nadtlenek kumylowo-lll-rzed.- butylowy, nadtlenek dwu-lll-rzed.- butylu i dwu-(lll-rzed.- butyloperoksy-izopropylolbenzen. Najkorzystniejsze jest stosowanie nadtlenku dwukumylu.

Nadtlenki stosuje sie w ilosciach 0,3—1,5% wagowych, liczac na cala mieszanine, osiagajac stopien usieciowania najkorzystniej 25—80%.

Najkorzystniejszymi srodkami spieniajacymi sa srodki rozkladajace sie w temperaturach powyzej 190QC/ Z pomyslnymi wynikami stosuje sie azodwukarbonamid, dwusulfohydrazyd i N,N'—dwunitrozo- pieciome- tylenoczteroamine w ilosciach 2,5—15% wagowych, liczac na cala mieszanine.

Sposób wedlug wynalazku mozna prowadzic w ukladzie o dzialaniu periodycznym lub ciaglym. < Spienione polietylenowe tworzywa warstwowe wytwarzane sposobem wedlug wynalazku mozna stosowac w przemysle motoryzacyjnym, a zwlaszcza do wytwarzania pokryc dachowych lub wykladzin sciennych w mieszkalnych przyczepach turystycznych.

Przyklad. Trzy warstwy lezace jedna na drugiej wytlacza sie w sposób ciagly przy uzyciu wytlaczarki, wyposazonej w ustnik do wytlaczania wielowarstwowego. Dwie warstwy zewnetrzne zawieraja 94,2% wagowych polietylenu, 5% wagowych azodwukarbonamidu i 0,8% wagowych nadtlenku dwukumylu, natomiast srodkowa warstwa zawiera 84,2% wagowych polietylenu, 15% wagowych azodwukarbonamidu i 0,8% wagowych nadtlenku dwukumylu. Ten zwarty wielowarstwowy uklad wprowadza sie do pieca z ogrzewaniem powietrznym, w którym wygrzewa sie go w poczatkowym stadium w temperaturze 160°C a w koncowym stadium w temperaturze 205°C. Uzyskuje sie tworzywo warstwowe ze spienionego polietylenu, o gestosci 90 kg/m3 i izotropowej strukturze porów dwóch warstw zewnetrznych oraz o gestosci 30 kg/m3 i anizotropowej strukturze porów warstwy srodkowej.101380 3

Claims (10)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania tworzyw warstwowych, skladajaych sie zasadniczo z warstw usieciowanego, spienionego polietylenu i wykazujacych anizotropowe strukture porów w co najmniej jednej z warstw wewnetrznych, znamienny tym, ze przeróbce poddaje sie co najmniej 3 polietylenowe plyty lub warstwy, zawierajace takie same ilosci nadtlenku, bedacego srodkiem sieciujacym oraz rózne ilosci chemicznego srodka spieniajacego, uzyskujac wielowarstwowa strukture, w której warstwy zewnetrzne zawieraja mniejsze ilosci srodka spieniajacego, a nastepnie strukture te wygrzewa sie, uzyskujac usieciowanie poszczególnych warstw i równoczesne zgrzanie ich ze soba, prowadzace do wytworzenia tworzywa warstwowego, które spienia sie nastepnie przez podwyzszenie temperatury.

2. Sposób wedlug zastrz. 1; znamienny tym, ze wygrzewanie prowadzi sie w piecu o dzialaniu ciaglym.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sieciowanie prowadzi sie w temperaturze co najmniej 160°C

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze spienianie prowadzi sie w temperaturach 190-250°C.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wytlaczanie polietylenowych plyt lub warstw prowadzi sie w wytlaczarce wielowarstowej.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do obu zewnetrznych warstw dodaje sie takie same ilosci srodka spieniajacego.

7. Sposób wedlug zastrz. 1; znamienny tym, ze jako plyty polietylenowe stosuje sie plyty z polietylenu wysokocisnieniowego.

8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze nadtlenki stosuje sie w ilosciach 0,3-1,5% wagowych liczac na cala ilosc mieszaniny.

9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze plyty polietylenowe sieciuje sie do uzyskania stopnia usieciowania 25—80%.

10. Sposób wedlug zastrz. 1; znamienny tym, ze srodek spieniajacy stosuje sie w ilosci 7,5—15% wagowych, liczac na cala ilosc mieszaniny. pOOOOOOOi U DOOOOOOOi J