PL224124B1

PL224124B1 - Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej termoplastycznej

Info

Publication number: PL224124B1
Application number: PL407415A
Authority: PL
Inventors: Janusz Wojciech Sikora; Bronisław Samujło; Branislav Duleba
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2016-11-30
Also published as: PL407415A1

Abstract

Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej termoplastycznej polega na tym, że miesza się 20 części masowych polifenylenoeteru z 20 częściami masowymi kopolimeru styren akrylonitryl, 20 częściami masowymi poliamidu 6 oraz 40 częściami masowymi politereftalanu etylenu stanowiących odpad poużytkowy w postaci aglomeratu. Otrzymaną w procesie mieszania kompozycję wytłacza się w postaci pręta za pomocą wytłaczarki jedno lub dwuślimakowej, w temperaturze 260°C, przez otwór cylindra wytłaczarki o średnicy do 50 mm z prędkością od 10 do 50 cm/min. do zamkniętej, dwuczęściowej prostoliniowej lub krzywoliniowej, formy o stałym lub zmiennym polu przekroju poprzecznego zamocowanej szczelnie, bezpośrednio do cylindra wytłaczarki.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozycji polimerowej termoplastycznej.

W książce autorstwa R. Sikory pt. „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych” wydanej przez Wydawnictwo Edukacyjne, Warszawa 1993 r., str. 146-169, opisanych jest wiele sposobów wytwarzania kompozycji polimerowych metodą wytłaczania, mianowicie wytłaczanie konwencjonalne, wytłaczanie autotermiczne, wytłaczanie z rozdmuchiwaniem, współwytłaczanie, wytłaczania porujące, wytłaczanie powlekające, w metodach tych tworzywa termoplastyczne podawane są z układu uplastyczniającego bezpośrednio do głowicy wytłaczarskiej w której formowany jest wytwór, a następnie jest on chłodzony bezpośrednio w urządzeniu chłodzącym poprzez natrysk lub zanurzenie, przy czym zawsze wytwór przesuwa się względem urządzenia chłodzącego, które jest nieruchome. Analogicznie opisują te sposoby J. White, H. Potente oraz U. Berghaus w książce „Screw extrusion. Technology and Science” opublikowanej przez Carl Hanser Verlag, Monachium 2003 roku, str. 63-95.

W polskim zgłoszeniu patentowym nr P.397358 ujawniony jest sposób wytwarzania kompozycji piaskowo-polimerowej stanowiącej mieszaninę piasku z tworzywem termoplastycznym olefinowym metodą wytłaczania z prasowaniem z przeznaczeniem na płyty chodnikowe i dachówki.

Znany jest z polskiego zgłoszenia wynalazku nr P.340796 sposób i urządzenie do wytłaczania tworzyw polimerowych o wysokiej zawartości materiałów obojętnych o zawartości od 35-40% do 70-80% wagowych. Sposób wytłaczania obejmuje podawanie dokładnie odmierzonych ilości tworzyw polimerowych i składników dodatkowych jak kreda, talk, krzemionka itp. podawanych w określonych miejscach wzdłuż cylindra wytłaczarki, a następnie ich ujednorodnienie w procesie wytłaczania oraz bezpośrednie wytłoczenie przez głowicę wytłaczarską.

W polskim opisie patentowym nr 207709 ujawniony jest sposób wytwarzania termoplastycznej kompozycji przetwarzaInej w stanie stopionym zawierającej 50-99,5% wagowych polimeru termoplastycznego PVC, polistyrenu, poliestrów, kopolimerów i terpolimerów styrenowo-akrylonitrylowych i 0,5-50% wagowych rozdrobnionego kopolimeru zawierającego reszty mieszaniny monomerów metakrylanu metylu, mieszanej przez wytłaczanie dla uformowania wyrobu, korzystnie w postaci arkuszy lub warstwy.

Przedmiotem wynalazku w polskim opisie patentowym nr 207893 jest sposób i wytłaczarka wieloślimakowa do wytwarzania kompozytów polimerowych, głównie stosując napełniacze mineralne lub włókniste. Sposób wytwarzania kompozytów polimerowych w procesie wytłaczania wieloślimakowego według wynalazku polega na dokładnym podawaniu za pomocą umieszczonych wzdłuż układu uplastyczniającego wytłaczarki wieloślimakowej dozowników masowych tworzyw i składników dodatkowych, gdzie do tworzywa już uplastycznionego wprowadza się składniki dodatkowe, które następnie miesza się z tworzywem, po czym tak ujednorodniony kompozyt przetłacza się do głowicy formującej wytwór.

Zgodnie z wynalazkiem istotą sposobu wytwarzania kompozycji polimerowej termoplastycznej, stanowiącej mieszaninę czterech tworzyw termoplastycznych polifenylenoeteru, kopolimeru styrenakrylonitryl, poliamidu 6 oraz poli(tereftalanu etylenu) w którym 20 części masowych polifenylenoeteru miesza się z 20 częściami masowymi kopolimeru styren-akrylonitryl, 20 częściami masowymi poliamidu 6 oraz 40 częściami masowymi poli(tereftalanu etylenu) stanowiących odpad poużytkowy w postaci aglomeratu i otrzymaną w procesie mieszania kompozycję wytłacza się w postaci pręta za pomocą wytłaczarki jedno lub dwuślimakowej, korzystnie jednoślimakowej, w temperaturze 260°C, przez otwór cylindra wytłaczarki o średnicy do 50 mm, korzystnie 20 mm z prędkością od 10 do 50 cm/min, korzystnie 30 cm/min jest to, że wytłacza się ją do zamkniętej, dwuczęściowej prostoliniowej lub krzywoliniowej, korzystnie prostoliniowej formy o stałym lub zmiennym, korzystnie stałym polu przekroju poprzecznego zamocowanej szczelnie, bezpośrednio do cylindra wytłaczarki jest to, że wytłoczona kompozycja termoplastyczna przepływając wzdłuż całej długości formy wypełnia formę całkowicie, a następnie nieruchomą formę przenosi się do wanny z wodą i ochładza z prędkością od 2 do 3 minut na każdy milimetr grubości formy, korzystnie 120 sekund na każdy milimetr grubości w wodzie o temperaturze 12°C.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że sposób umożliwia wytwarzanie kompozycji termoplastycznej z odpadów po użytkowych na wytwory, którym stawia się specyficzne wymagania użytkowe np. na belki tworzywowe. Sposób wytwarzania skutkuje korzystnie, głównie poprzez wykonanie kompozycji termoplastycznej, która w stanie stałym charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, udarnością i twardością oraz wysoką odpornością na czynniki atmosferyczne, a także atrakPL 224 124 B1 cyjną fakturą powierzchni zewnętrznej, przypominającą strukturę drewna, powstałą podczas przepływu kompozycji w formie.

P r z y k ł a d I. Aglomerat polifenylenoeteru, kopolimeru styren-akrylonitryl, poliamidu 6 oraz poli(tereftalanu etylenu) pochodzący z odpadów poużytkowych odważono w stosunku 20 części masowych aglomeratu polifenylenoeteru, 20 części masowych aglomeratu kopolimeru styren-akrylonitryl, 20 części masowych aglomeratu poliamidu 6 oraz 40 części masowych aglomeratu poli(tereftalanu etylenu). Obie porcje wstępnie ręcznie wymieszano, otrzymując kompozycje wstępną, którą wprowadzono do wytłaczarki jednoślimakowej. Temperatura w poszczególnych strefach grzejnych wytłaczarki wynosiła 230°C, 240°C, 250°C oraz 260°C. Kompozycja polimerowa termoplastyczna miała temperaturę 260°C i przepływała przez otwór wytłaczarki o średnicy 20 mm z prędkością 30 cm/min wpływając do zamkniętej formy o niezmiennych wymiarach 2000 x 120 x 25 mm. Po całkowitym wypełnieniu formy kompozycją polimerową, umieszczono ją w wannie z wodą o temperaturze 12°C. Po czasie 50 minut formę wyjęto z wody otworzono, otrzymując belkę o wymiarach pomniejszonych o grubość ścianek formy.

Właściwości fizyczne otrzymanej z kompozycji polimerowej termoplastycznej belki, oznaczone zgodnie ze stosownymi normami (PN-EN ISO 1183-1:2006, EN-ISO 179-1:2010, PN-EN ISO 62:2000,

PN-EN ISO 868:2005, EN ISO 2039-1:2003), są następujące: gęstość normalna 1184 kg/m³, udar₂ ność Charpy bez karbu 131,43 kJ/m², chłonność wody po 24 godzinach 0,04%, twardość Shore'a według skali D wynosi 75,2°, twardość metodą wciskania kulki przy średnicy kulki 5 mm, obciążeniu

132,39 N wynosi 58,99 MPa. Na powierzchni powstałego wytworu widoczna jest faktura, przypominająca strukturę powierzchni drewna.

P r z y k ł a d II. Aglomerat polifenylenoeteru, kopolimeru styren-akrylonitryl, poliamidu 6 oraz poli(tereftalanu etylenu) pochodzący z odpadów poużytkowych odważono w stosunku 20 części masowych aglomeratu polifenylenoeteru, 20 części masowych aglomeratu kopolimeru styren-akrylonitryl, 20 części masowych aglomeratu poliamidu 6 oraz 40 części masowych aglomeratu poli(tereftalanu etylenu). Obie porcje wstępnie ręcznie wymieszano, otrzymując kompozycje wstępną, którą wprowadzono do wytłaczarki jednoślimakowej. Temperatura w poszczególnych strefach grzejnych wytłaczarki wynosiła 230°C, 240°C, 250°C oraz 260°C. Kompozycja polimerowa termoplastyczna miała temperaturę 260°C i przepływała przez otwór wytłaczarki o średnicy 10 mm z prędkością 50 cm/min wpływając do zamkniętej formy o niezmiennych wymiarach 2000 x 120 x 25 mm. Po całkowitym wypełnieniu formy kompozycją polimerową, umieszczono ją w wannie z wodą o temperaturze 12°C. Po czasie 50 minut formę wyjęto z wody otworzono, otrzymując belkę o wymiarach pomniejszonych o grubość ścianek formy.

Właściwości fizyczne otrzymanej z kompozycji polimerowej termoplastycznej belki, oznaczone zgodnie ze stosownymi normami (PN-EN ISO 1183-1:2008, EN-ISO 179-1:2010, PN-EN ISO 62:2000,

PN-EN ISO 868:2005, EN ISO 2039-1:2003), są następujące: gęstość normalna 1187 kg/m³, udar₂ ność Charpy bez karbu 134,46 kJ/m², chłonność wody po 24 godzinach 0,04%. twardość Shore'a według skali D wynosi 78.4°, twardość metodą wciskania kulki przy średnicy kulki 5 mm, obciążeniu

132,39 N wynosi 61,56 MPa. Na powierzchni powstałego wytworu widoczna jest faktura, przypominająca strukturę powierzchni drewna.

P r z y k ł a d III. Aglomerat polifenylenoeteru, kopolimeru styren-akrylonitryl, poliamidu 6 oraz poli(tereftalanu etylenu) pochodzący z odpadów poużytkowych odważono w stosunku 20 części masowych aglomeratu polifenylenoeteru, 20 części masowych aglomeratu kopolimeru styren-akrylonitryl, 20 części masowych aglomeratu poliamidu 6 oraz 40 części masowych aglomeratu poli(tereftalanu etylenu). Obie porcje wstępnie ręcznie wymieszano, otrzymując kompozycje wstępną, którą wprowadzono do wytłaczarki jednoślimakowej. Temperatura w poszczególnych strefach grzejnych wytłaczarki wynosiła 230°C, 240°C, 250°C oraz 260°C. Kompozycja polimerowa termoplastyczna miała temperaturę 260°C i przepływała przez otwór wytłaczarki o średnicy 50 mm z prędkością 10 cm/min wpływając do zamkniętej formy o niezmiennych wymiarach 2000 x 120 x 25 mm. Po całkowitym wypełnieniu formy kompozycją polimerową, umieszczono ją w wannie z wodą temperaturze 12°C. Po czasie 50 minut formę wyjęto z wody otworzono, otrzymując belkę o wymiarach pomniejszonych o grubość ścianek formy.

PN-EN ISO 868:2005, EN ISO 2039-1:2003), są następujące: gęstość normalna 1180 kg/m³, udar₂ ność Charpy bez karbu 128,76 kJ/m², chłonność wody po 24 godzinach 0,04%, twardość Shore'a według skali D wynosi 73,3°, twardość metodą wciskania kulki przy średnicy kulki 5 mm, obciążeniu

123,39 N wynosi 56,83 MPa. Na powierzchni powstałego wytworu widoczna jest faktura, przypominająca strukturę powierzchni drewna.

Claims

Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej termoplastycznej, stanowiącej mieszaninę czterech tworzyw termoplastycznych polifenylenoeteru, kopolimeru styren-akrylonitryl, poliamidu 6 oraz poli(tereftalanu etylenu), w którym 20 części masowych polifenylenoeteru miesza się z 20 częściami masowymi kopolimeru styren-akrylonitryl, 20 częściami masowymi poliamidu 6 oraz 40 częściami masowymi poli(tereftalanu etylenu) stanowiących odpad poużytkowy w postaci aglomeratu a następnie w procesie mieszania kompozycję wytłacza się w postaci pręta za pomocą wytłaczarki jedno lub dwuślimakowej, korzystnie jednoślimakowej, w temperaturze 260°C, przez otwór cylindra wytłaczarki o średnicy do 50 mm, korzystnie 20 mm z prędkością od 10 do 50 cm/min, korzystnie 30 cm/min, znamienny tym, że wytłacza się ją do zamkniętej, dwuczęściowej prostoliniowej lub krzywoliniowej, korzystnie prostoliniowej formy o stałym lub zmiennym, korzystnie stałym polu przekroju poprzecznego zamocowanej szczelnie, bezpośrednio do cylindra wytłaczarki wzdłuż całej długości formy wypełnia formę całkowicie, a następnie nieruchomą formę przenosi się do wanny z wodą i ochładza z prędkością od 2 do 3 minut na każdy milimetr grubości formy, korzystnie 120 sekund na każdy milimetr grubości w wodzie o temperaturze 12°C.