PL168698B1 - Sposób wytwarzania folii z plastyfikowanego polichlorku winylu odpornej na działanie węglowodorów ropopochodnych - Google Patents

Abstract

posób wytwarzania folii z plastyfikowanego polichlorku winylu, odpornej na działanie węglowodorów ropopochodnych, metodą kalandrowania, z dodatkiem znanych stabilizatorów, zmiękczaczy I-rzędowych monomerycznych, polimerycznych lub ich mieszaniny oraz zmiękcza- czy Il-rzędowych korzystnie w postaci epoksydowanego oleju sojowego, znamienny tym, że polichlorek winylu, stabilizator i zmiękczacze I-rzędowe monomeryczne korzystnie w postaci ftalanu dwuoktylawego lub ftalanu oktylocykloheksylawego lub ich mieszaniny i I-rzędowe zmiękczacze polimeryczne w postaci poliadypinianów lub polisebacynianów lub poliadypinofta- lanów lub ich mieszaniny oraz zmiękczacze II-rzędowe w postaci najkorzystniej epoksydowanego oleju sojowego miesza się ze sobą w temperaturze nie wyższej niż 398 K, stosując 1-7,5% masowych epoksydowanego oleju sojowego, licząc w stosunku do sumy zmiękczaczy I- rzędowych oraz równocześnie sporządza się mieszaninę 5-40% masowych najkorzystniej 2030% masowych węglanu wapnia lub siarczanu wapnia z kilkuprocentowym dodatkiem siarczku wapnia i 0,2-2% masowych sadzy, najkorzystniej o powierzchni właściwej nie większej niż 90 m2/g liczonych łącznie w stosunku do sumy zmiękczaczy monomerycznych, a następnie obie mieszaniny łączy się ze sobą intensywnie mieszając, aż do zhomogenizowania i przystępuje do kalandrowania.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania folii z plastyfikowanego polichlorku winylu odpornej na działanie węglowodorów ropopochodnych, zwłaszcza benzyn, olejów i mieszanek napędowych, przeznaczonej do zabezpieczania terenów magazynów paliw, stacji benzynowych, czy wysypisk odpadów np. opakowań po paliwach.

Przeznaczeniem wyżej wymienionej folii jest zabezpieczenie terenów narażonych na działanie węglowodorów ropopochodnych przed ich przedostawaniem się do gruntów, a w dalszej konsekwencji do wód gruntowych. Z uwagi na charakter zastosowania, folia musi wykazywać ponadto odporność na działanie szeregu substancji znajdujących się w ziemi, musi być elastyczna, wytrzymała na zrywanie, rozciąganie i nie ulegać starzeniu.

Znane są sposoby wytwarzania wyrobów z polichlorku winylu plastyfikowanego zmiękczaczami polimerycznymi z dodatkiem monomerycznym i kauczukiem nitrylowym, to jest zmiękczaczami I rzędu, które są odporne na działanie benzyn i olejów.

Z pracy zbiorowej pt: Folie z polichlorku winylu, WNT, 1969, znane są polimeryczne zmiękczacze I-rzędowe w postaci poliestrów kwasów adypinowego, sebacynowego i ftalowego, umożliwiające otrzymywanie miękkich folii odpornych na wysokie temperatury, oleje, tłuszcze i benzynę.

Zmiękczacze polimeryczne stosuje się przeważnie w mieszankach ze zmiękczaczami monomerycznymi z tego powodu, że zmiękczacze polimeryczne wykazują mniejszą wydajność zmiękczania, gorszą mieszalność z polichlorkiem winylu i brak odporności na niskie temperatury. Im wyższy ciężar cząsteczkowy zmiękczacza, tym mniejsza zdolność żelowania polichlorku winylu, mniejsza wydajność zmiękczania, a jednocześnie mniejsza lotność i większa odporność na ekstrakcję i migrację.

Równocześnie z tej samej publikacji wiadomo, że sadzę stosuje się do barwienia polichlorku winylu na kolor czarny.

Z innej publikacji: D. Kalińska, K. Płochocka: Zmiękczanie Tworzyw Sztucznych, WNT, Warszawa 1965, wynika, że ze wzrostem ciężaru cząsteczkowego polimerów rośnie lepkość i maleje wydajność tego typu zmiękczaczy, przy równoczesnym spadku lotności, skłonności do migracji i uleganiu ekstrakcji, w związku z czym zmiękczacze polimeryczne są stosowane zazwyczaj

168 698 w mieszaninie z niskocząsteczkowymi plastyfikatorami estrowymi. Im wyższy ciężar cząsteczkowy np. przy stosowaniu poliadypinianów i polisebacynianów, tym mniejsza zdolność żelowania polichlorku winylu i tym większa potrzeba dodatków w postaci plastyfikatorów monomerycznych lub konieczność podwyższenia temperatury przetwórstwa.

Monomeryczne plastyfikatory mniej są wypłukiwane przez wodę, a niektóre z nich zwiększają odporność plastyfikatorów na benzynę. Jednakże w przypadku większości plastyfikatorów tego rodzaju, odporność na działanie olejów, tłuszczów i benzyny jest wielkością odwrotnie proporcjonalną do wydajności i mrozoodporności.

Do zmiękczaczy II-rzędowych należą epoksydowane oleje roślinne, odznaczające się małą skłonnością do migracji, małą lotnością i dość dużą odpornością na ekstrakcję wodą i olejami.

Z poradnika: „Tworzywa sztuczne, WNT, 1971, Warszawa wynika, że epoksydowany olej sojowy i epoksydowane estry są równocześnie zmiękczaczami i stabilizatorami.

Natomiast obojętne nieorganiczne napełniacze jak kaolin, kreda, mączka kwarcowa, mogą być dodane do miękkiego polichlorku winylu w ilości nie większej niż 50% masowych, jednakże zarazem obniżają one własności mechaniczne, elektryczne i chemiczne. Z pierwszej powołanej publikacji wiadomo także, że wypełniacze zmniejszają kurczliwość, poprawiają siłę krycia, pozwalają na uzyskanie tak zwanego suchego dotyku, podwyższają udarność, odporność na światło, ale zarazem obniżają własności mechaniczne, odporność na niskie temperatury, podwyższają nasiąkliwość wodą i twardość.

Reasumując powyższe można jeszcze powiedzieć, że własności zmiękczaczy wchodzących w skład mieszanki są addytywne, przy niestety często sprzecznych wymaganiach, co utrudnia znalezienie optimum.

Ze zgłoszenia polskiego nr 274 838 opublikowanego w Biuletynie Urządu Patentowego nr 7/90, str. 39, znany jest plastyfikowany polichlorek winylu odporny na działanie benzyn i olejów napędowych, który zawiera 40 - 70 części masowych suspensyjnego polichlorku winylu o liczbie K = 65 do 75,20-50 części masowych poliadypinianów alkoholi dwuwodorotlenowych o. 2-8 atomów węgla.

Odporność na działanie benzyn i olejów napędowych nie gwarantuje dotrzymania innych wymagań, np. trwałości w czasie, odporności na starzenie pod wpływem innych czynników, podatności na rozrywanie czy kruszenie, co ogranicza zakres jej stosowania.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest wytwarzanie folii na bazie polichlorku winylu, tworzywa odpornego na działanie środowiska obojętnego, która przy penetracji wgłąb niej węglowodorów ropopochodnych nie podlegałaby degradacji i rozpadowi pod wpływem czynników.

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania folii z plastyfikowanego polichlorku winylu, odpornej na działanie węglowodorów ropopochodnych, metodą kalandrowania, z dodatkiem znanych stabilizatorów, zmiękczaczy I-rzędowych monomerycznych, polimerycznych lub ich mieszaniny oraz zmiękczaczy II-rzędowych korzystnie w postaci epoksydowanego oleju sojowego.

Istota wynalazku polega na tym, że polichlorek winylu, stabilizator i zmiękczacze I-rzędowe monomeryczne korzystnie w postaci ftalanu dwuoktylowego lub ftalanu oktylocykloheksylowego lub ich mieszaniny i I-rzędowe zmiękczacze polimeryczne w postaci poliadypinianów lub polisebacynianów lub poliadypinoftalanów lub ich mieszaniny oraz zmiękczacze II-rzędowe najkorzystniej w postaci epoksydowanego oleju sojowego miesza się ze sobą w temperaturze nie wyższej niż 398 K, stosując 1-7,5% masowych epoksydowanego oleju sojowego, licząc w stosunku do sumy zmiękczaczy I-rzędowych oraz równocześnie sporządza się mieszaninę 5 - 40% masowych, najkorzystniej 20-30% masowych węglanu wapnia lub siarczanu wapnia z kilkuprocentowym dodatkiem siarczku wapnia i 0,2 - 2% masowych sadzy, najkorzystniej o powierzchni właściwej nie większej niż 90 m²/g, liczonych łącznie w stosunku do sumy zmiękczaczy monomerycznych, następnie obie mieszaniny łączy się ze sobą intensywnie mieszając, aż do zhomogenizowania i przystępuje do kalandrowania.

Nieoczekiwanie okazało się, że jeżeli do masy, z której wytwarza się folię na bazie polichlorku winylu, dodaje się odpowiednią kombinację plastyfikatorów I-rzędowych, złożoną z polimerów i monomerów z plastyfikatorem II-rzędowym i wprowadzi się dobrze zhomogenizowaną mieszaninę

168 698 sadzy z węglanem lub siarczanem wapnia, w stosunku ilościowym dobranym stosownie do monomerów, to otrzymuje się folię o dobrych własnościach użytkowych, odporną na działanie benzyn, olejów, mieszanek napędowych i zarazem o wysokich parametrach mechanicznych, praktycznie niezniszczalną w tym środowisku.

Uzyskane to zostało dzięki temu, że udało się otrzymać odpowiednią addytywność zmiękczaczy, który zapewnia że pogodzone zostały przeciwstawne właściwości, osiągnięto właściwą i niezbędną foliom miękkość, przy równoczesnej odporności na środowisko agresywne, bez obniżania cech mechanicznych. Utworzony z sadzy i węglanu bądź siarczanu wapnia absorbent zmniejsza migrację zmiękczacza, zapewniającego odporność na węglowodory ropopochodne.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania.

Przykład 1.100 kg polichlorku winylu o granulacji 0,25 mm miesza się z 2,33 kg laurynianu wapniowo-cynkowego, 0,33 kg stearynianu wapnia oraz 20 kg ftalanu oktylocykloheksylowego, a następnie wprowadza się uprzednio wykonaną mieszankę 13,3 kg siarczanu wapnia z 0,5% dodatkiem siarczku wapnia oraz 0,33 kg sadzy kanałowej o powierzchni właściwej 80m²/g i 33,3 kg adypinoftalanu glikolu etylenowego i w dalszym ciągu miesza się intensywnie do uzyskania mieszaniny homogennej, nie przekraczając temperatury 398 K, przez czas 15 minut. Następnie mieszaninę uplastycznia się do temperatury 448 K i formuje folię przez kalandrowanie w temperaturze 458 K, o grubości 0,65 - 0,75 mm. Dwie warstwy folii zdwaja się ze sobą w temperaturze 453 K i otrzymuje folię o grubości około 1,2 mm.

Przykład II. 100 kg polichlorku winylu o granulacji 0,25 mm miesza się z 2,34 kg laurynianu wapniowo-cynkowego, 0,33 kg stearynianu wapnia i 16,6 kg ftalanu oktylocykloheksylowego, a następnie wprowadza się uprzednio wytworzoną mieszankę wykonaną z 6,65 kg węglanu wapnia, 0,66 kg sadzy kanałowej o powierzchni właściwej 80 m²/g oraz 33,3 kg adypinoftalanu glikolu etylenowego i w dalszym ciągu miesza się intensywnie, aż do uzyskania mieszaniny homogennej, nie przekraczając temperatury 398 K, przez czas 15 minut. Następnie mieszaninę uplastycznia się do temperatury 448 K i formuje folię przez kalandrowanie w temperaturze 458 K, o grubości 0,70-0,80 mm. Dwie warstwy folii zdwaja się ze sobą w temperaturze 453 K.

Folię wytworzoną przykładowymi sposobami zanurzono w rozpuszczalniku wzorcowym, według obowiązujących norm, przez czas około 22 godzin w temperaturze 20 ± 2°C, a następnie poddano badaniom. Uzyskano następujące parametry: Wytrzymałość na rozciąganie w MPa:

wzdłuż kierunku kalandrowania: 20,5-21,0 w poprzek kierunku kalandrowania: 17,2- 17,5

Wytrzymałość na rozdzieranie w N/cm: wzdłuż kierunku kalandrowania: 550 - 560 w poprzek kierunku kalandrowania: 530-535

Odporność na niskie temperatury przez zginanie na pręcie przy - 20°C wykazała zgodność z wymaganiami.

Zmniejszenia gramatury nie stwierdzono.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania folii z plastyfikowanego polichlorku winylu, odpornej na działanie węglowodorów ropopochodnych, metodą kalandrowania, z dodatkiem znanych stabilizatorów, zmiękczaczy I-rzędowych monomerycznych, polimerycznych lub ich mieszaniny oraz zmiękczaczy II-rzędowych korzystnie w postaci epoksydowanego oleju sojowego, znamienny tym, że polichlorek winylu, stabilizator i zmiękczacze I-rzędowe monomeryczne korzystnie w postaci ftalanu dwuoktylawego lub ftalanu oktylocykloheksylawego lub ich mieszaniny i I-rzędowe zmiękczacze polimeryczne w postaci poliadypinianów lub polisebacynianów lub poliadypinoftalanów lub ich mieszaniny oraz zmiękczacze II-rzędowe w postaci najkorzystniej epoksydowanego oleju sojowego miesza się ze sobą w temperaturze nie wyższej niż 398 K, stosując 1-7,5% masowych epoksydowanego oleju sojowego, licząc w stosunku do sumy zmiękczaczy I-rzędowych oraz równocześnie sporządza się mieszaninę 5-40% masowych najkorzystniej 20-30% masowych węglanu wapnia lub siarczanu wapnia z kilkuprocentowym dodatkiem siarczku wapnia i 0,2-2% masowych sadzy, najkorzystniej o powierzchni właściwej nie większej niż 90 m²/g liczonych łącznie w stosunku do sumy zmiękczaczy monomerycznych, a następnie obie mieszaniny łączy się ze sobą intensywnie mieszając, aż do zhomogenizowania i przystępuje do kalandrowania.