PL224598B1

PL224598B1 - Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej termoplastycznej

Info

Publication number: PL224598B1
Application number: PL407414A
Authority: PL
Inventors: Janusz Wojciech Sikora; Volodymyr Krasinskyi; Kamil Żelazek; Joanna Sikora
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2017-01-31
Also published as: PL407414A1

Description

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 porującego, 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 przetwarzalnej 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 m etakrylanu 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 tworzyw olefinowych i styrenowych, w którym miesza się 80-80 części masowych tworzyw olefinowych z 40-20 częściami masowymi tworzyw styrenowych stanowiących odpad poużytkowy w postaci aglomeratu i tak otrzymaną w procesie mieszania kompozycję wytłacza się w postaci pręta za pomocą wytłaczarki jedno lub dwuślimakowej, korzystnie jednoślimakowej, w temperaturze od 140-200°C, korzystnie 160°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 kompozycję wytłacza się do zamkniętej, dwuczęściowej prostoliniowej lub krzywoliniowej, korzystnie prostoliniowej formy o stałym lub zmiennym, korzystnie stałym polu przekroju poprzecznego zamocowanej szczelnie, bezpośrednio do cylindra wytłaczarki i wytłoczoną kompozycję termoplastyczną przetłacza się wzdłuż całej długości formy wypełniając ją całkowicie, a następnie formę przenosi się do wanny z wodą i ochładza z prędkością od 1 do 2 minut na każdy milimetr grubości formy, korzystnie 90 sekund na każdy milimetr grubości w wodzie o temperaturze 12°C.

Korzystnym skutkiem sposobu według wynalazku jest to, że umożliwia wytwarzanie kompozycji termoplastycznej z odpadów poużytkowych 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 atrakcyjną fakturą powierzchni zewnętrznej, przypominającą strukturę drewna, powstałą podczas przepływu kompozycji w formie.

PL 224 598 B1

P r z y k ł a d I. Aglomerat olefinowy i styrenowy pochodzący z odpadów poużytkowych folii p olietylenowej, polipropylenowej i styrenowej odważono w stosunku 60 części masowych aglomeratu olefinowego oraz 40 części masowych aglomeratu styrenowego. Obie porcje wstępnie ręcznie wymieszano, otrzymując kompozycje wstępną, którą wprowadzono do wytłaczarki jednoślimakowej. Temperatura kolejno w poszczególnych strefach grzejnych wytłaczarki wynosiła 130°C, 140°C, 150°C oraz 160°C. Kompozycja polimerowa termoplastyczna o temperaturze 160°C została przetłoczona 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 37,5 minut formę wyjęto z wody i otworzono, otrzymując belkę o wymiarach pomniejszonych o grubość ścianek formy.

Właściwości fizyczne otrzymanej z kompozycji polimerowej termoplastycznej belki, oznaczone zgodnie z 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) wynosiły: gęstość normalna 973 kg/m³, udarność Charpy bez karbu 25,64 kJ/m , chłonność wody po 24 godzinach 0,02%, twardość Shore'a według skali D wynosi 53,2°, twardość metodą wciskania kulki przy średnicy kulki 5 mm, obciążeniu 49 N wynosi 12,49 MPa. Na powierzchni powstałego wytworu widoczna jest faktura, przypominająca strukturę powierzchni drewna.

P r z y k ł a d II. Aglomerat olefinowy i styrenowy pochodzący z odpadów poużytkowych folii polietylenowej, polipropylenowej i styrenowej odważono w stosunku 80 części masowych aglomeratu olefinowego oraz 20 części masowych aglomeratu styrenowego. Obie porcje wstępnie ręcznie wymieszano, otrzymując kompozycje wstępną, którą wprowadzono do wytłaczarki jednoślimakowej. Temperatura kolejno w poszczególnych strefach grzejnych wytłaczarki wynosiła 120°C, 130°C, 140°C oraz 150°C. Kompozycja polimerowa termoplastyczna o temperaturze 150°C została przetłoczona przez otwór wytłaczarki o średnicy 10 mm z prędkością 40 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 37.5 minut formę 10 wyjęto z wody i otworzono, otrzymując belkę o wymiarach pomniejszonych o grubość ścianek formy.

Właściwości fizyczne otrzymanej z kompozycji polimerowej termoplastycznej belki, oznaczone zgodnie z 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) wynosiły: gęstość normalna 968 kg/m³, udarność Charpy bez karbu ₂

23,32 kJ/m , chłonność wody po 24 godzinach 0,02%, twardość Shore'a według skali D wynosi 52,4°, twardość metodą wciskania kulki przy średnicy kulki 5 mm, obciążeniu 20 49 N wynosi 12,27 MPa. Na powierzchni powstałego wytworu widoczna jest faktura, przypominająca strukturę powierzchni drewna.

P r z y k ł a d III. Aglomerat olefinowy i styrenowy pochodzący z odpadów poużytkowych folii polietylenowej, polipropylenowej i styrenowej odważono w stosunku 60 części masowych aglomeratu olefinowego oraz 40 części masowych aglomeratu styrenowego. Obie porcje wstępnie ręcznie wymieszano, otrzymując kompozycję wstępną, którą wprowadzono do wytłaczarki jednoślimakowej. Temperatura kolejno w poszczególnych strefach grzejnych wytłaczarki wynosiła 140°C, 155°C, 170°C oraz 170°C. Kompozycja polimerowa termoplastyczna o temperaturze 170°C została przetłoczona przez otwór wytłaczarki o średnicy 20 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 37,5 minut formę wyjęto z wody i otworzono, otrzymując belkę o wymiarach pomniejszonych o grubość ścianek formy.

Właściwości fizyczne otrzymanej z kompozycji polimerowej termoplastycznej belki, oznaczone zgodnie z 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) wynosiły: gęstość normalna 974 kg/m³, udarność Charpy bez karbu ₂

25,84 kJ/m , chłonność wody po 24 godzinach 0,02%, twardość Shore'a według skali D wynosi 54,3°, twardość metodą wciskania kulki przy średnicy kulki 5 mm, obciążeniu 49 N wynosi 12,57 MPa. Na powierzchni powstałego wytworu widoczna jest faktura, przypominająca strukturę powierzchni drewna.

Claims

Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej termoplastycznej, stanowiącej mieszaninę tworzyw olefinowych i styrenowych, w którym miesza się 60-80 części masowych tworzyw olefinowych z 40-20 częściami masowymi tworzyw styrenowych stanowiących odpad poużytkowy w postaci aglomeratu i otrzymaną w procesie mieszania kompozycję wytłacza się w postaci pręta za pomocą wytła4

PL 224 598 B1 czarki jedno lub dwuślimakowej, korzystnie jednoślimakowej, w temperaturze od 140-200°C, korzystnie 160°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 kompozycję do zamkniętej, dwuczęściowej prostoliniowej lub krzywoliniowej, korzystnie prostoliniowej formy o stałym lub zmiennym, korzystnie stałym polu przekroju poprzecznego zamocowanej szczelnie, bezpośrednio do cylindra wytłaczarki wytłoczoną kompozycję termoplastyczną przetłacza się wzdłuż całej długości formy wypełniając ją całkowicie, a następnie formę przenosi się do wanny z wodą i ochładza z prędkością od 1 do 2 minut na każdy milimetr grubości formy, korzystnie 90 sekund na każdy milimetr grubości w wodzie o temperaturze 12°C.