RS55938B1

RS55938B1 - Postupak za proizvodnju kompozitnog polimernog materijala sa povećanim sadržajem punioca

Info

Publication number: RS55938B1
Application number: RS20170485A
Authority: RS
Inventors: HOLGER MüLLER; Jürgen Leonhardt; Jürgen Spehn; Eduard Michel
Original assignee: Omya Int Ag
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2017-09-29
Also published as: HRP20170669T1; AU2014247050B2; TW201443112A; JP6255478B2; US20170190848A1; PL2787026T3; JP2016518484A; RU2015147107A; EP2981568A1; CA2907821A1; DK2787026T3; CN105073845A; CA2907821C; WO2014161956A1; CL2015002912A1; EP2787026A1; MX2015013856A; CN105073845B; AU2014247050A1; US20160017113A1

Description

Opis

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za proizvodnju kompozitnog polimernog materijala sa povećanim sadržajem punioca.

[0002] Rastući troškovi proizvodnje polimera pokreću razvoj postupaka za obezbeđivanje viših nivoa punilaca u kompozitnim polimernim materijalima. Pomenuti punioci se često biraju od prirodnih ili sintetskih minerala kao što je kalcijum karbonat, kreda, krečnjak, mermer, dolomit, titanijum dioksid, barijum sulfat, talk, glina ili liskun.

[0003] U uobičajenom postupku za proizvodnju kompozitnog polimernog materijala polimerni materijal i materijal punioca mogu da se pomešaju u tzv. toplo-hladnoj mešalici da bi se dobila suva smeša polimera. Suva smeša polimera se zatim obično pneumatski prenosi do uređaja za pripremu složene smeše (kompaunda), obično ekstrudera, u kome se obrazuje kompozitni polimerni materijal.

[0004] Kompozitni polimerni materijali sa povećanim sadržajem punioca i postupci za proizvodnju pomenutih kompozitnih polimernih materijala su poznati u stanju tehnike.

[0005] EP 1 584 650 A1 opisuje pelete matčne smeše (masterbača) koje sadrže termoplastičnu smolu i 2 do 60 težinskih % katalizatora belog sagorevanja umešanog u termoplastičnu smolu. Pelete matčne smeše su pogodne za proizvodnju kompozicije termoplastične smole koja ispoljava efekat pospešivanja sagorevanja.

[0006] IE 930545 opisuje upotrebu materijala matične smeše koji može da se doda liniji za recikliranje krupnog materijala uređaja za ekstrudiranje.

[0007] EP 1 421 136 B1 opisuje postupak za proizvodnju nosača matične smeše, koji uključuje mešanje najmanje jednog hlorisanog poliolefina, najmanje jednog pomoćnog sredstva za obradu akrila, najmanje jednog akrilnog modifikatora otpornosti na sabijanje i uobličavanje smeše. Naročito, postupak je usmeren ka postupku za obezbeđivanje matične smeše pogodne za upotrebu u bojenju polivinil-hlorida. Pomenuta matična smeša može dalje da uključuje punilac.

[0008] US 2003/0144423 A1 je usmeren na kompozicije polivinil-hlorida koje imaju poboljšanu otpornost na sabijanje. Kompozicija može da sadrži polimer vinil-hlorida, najmanje jedan kopolimer etilen/alfa-olefina i najmanje jedan, po slučajnom izboru hlorisan polimer olefina. Opciono, kompozicije mogu da imaju nivo neorganskog punioca od 5 do 50 phr.

[0009] WO 2010/049530 A2 se odnosi na profile napravljene od penušavog polivinil-hlorida koji sadrži najmanje 40 phr, poželjno najmanje 60 phr prirodnog mineralnog punioca, i polivinil-hlorid sa k-vrednošću od 50 do 58. Punilac je poželjno talk i/ili liskun i poželjnije talk. Dokument dalje opisuje postupak prema kome se dva koraka, prvi i drugi korak mešanja, koriste u cilju smanjenja problema kao što je razdvajanje i gubitak kvaliteta. Veći deo punioca se dodaje u pomenutom drugom koraku mešanja koji se sprovodi na temperaturi višoj od 180°C.

[0010] DE 10 2006 024 724 A1 je usmeren na postupak i aparat za punjenje ekstrudera. Postupak punjenja ekstrudera pomoću linije za punjenje smešom od najmanje dva materijala koja obrazuju smešu, pri čemu je najmanje jedan od materijala polimer, gde linija za punjenje prenosi prvi materijal iz skladišta (3) do ekstrudera, je naznačen time što se najmanje jedan drugi materijal smeše ubacuje nakon linije za punjenje u struju prvog materijala, i pri čemu se smeša meša direktno na liniji za mešanje, pre ulaska u ulaz za punjenje na ekstruderu.

[0011] Kod H. Muller-a u Kunststoffe International 12/2006, 62-66, opisan je polivinil-hlorid koji sadrži kalcijum karbonat, pri čemu se pomenuti kalcijum karbonat dodaje suvoj smeši polivinil-hlorida neposredno pre ulaska u ekstruder pomoću tehnologije direktnog dodavanja. Prema pomenutom postupku 5 do 50 phr kalcijum karbonata može da bude dodato.

[0012] Međutim, uobičajeni postupci poznati u stanju tehnike za proizvodnju kompozitnih polimernih materijala imaju nekoliko nedostataka kada se primene u proizvodnji kompozitnih polimernih materijala sa povećanim sadržajem punioca. Tipično, problemi u uobičajenim postupcima za proizvodnju kompozitnih polimernih materijala počinju da se javljaju pri sadržaju punioca iznad 20 do 30 phr.

[0013] Na primer, dodavanje povećanih količina materijala punioca, tj. količina iznad 20 do 30 phr polimeru, kada se primenjuju uobičajeni postupci, dovodi do produženja vremena mešanja.

[0014] Drugi nedostatak pri primeni uobičajenih postupaka u proizvodnji kompozitnih polimernih materijala sa povećanim sadržajem punioca je obrazovanje naslaga materijala punioca na zidovima toplo-hladne mešalice.

[0015] Još jedan nedostatak pri primeni uobičajenih postupaka u proizvodnji kompozitnih polimernih materijala sa povećanim sadržajem punioca je razdvajanje polimernog materijala i materijala punioca u suvoj smeši pri pneumatskom prenošenju suve smeše dobijene toplohladnim mešanjem do uređaja za pripremu složene smeše. Ovo zauzvrat dovodi do neujednačenog sadržaja punioca u proizvedenom kompozitnom polimernom materijalu.

[0016] S obzirom na navedeno, poboljšanje postupka za obezbeđivanje kompozitnih polimernih materijala sa povećanim sadržajem punioca ostaje značajno za stručnjaka.

[0017] Stoga je cilj obezbeđivanje postupka prema kojem vreme mešanja, koje je skupo i energetski zahtevno, može da se smanji. Potrošnja električne energije, npr. u toku toplohladnog mešanja, može da se smanji zahvaljujući činjenici da materijal mineralnog punioca uveden pomoću tehnologije direktnog dodavanja ne zahteva nužno korak zagrevanja i zatim korak hlađenja.

[0018] Sledeći cilj je obezbeđivanje postupka prema kome obrazovanje naslaga materijala punioca u toplo-hladnom mikseru može da bude izbegnuto.

[0019] Sledeći cilj je obezbeđivanje postupka prema kome problemi razdvajanja pri pneumatskom prenošenju suve smeše dobijene u toplo-hladnoj mešalici do uređaja za pripremu složene smeše mogu da budu izbegnuti.

[0020] Ovde je takođe opisan kompozitni polimerni materijal sa povećanim sadržajem punioca koji može da bude ugrađen u polimerne proizvode povećavajući tako sadržaj punioca pomenutog polimernog proizvoda.

[0021] Takođe bi bilo poželjno obezbediti kompozitni polimerni materijal koji dozvoljava podešavanje sadržaja punioca u polimernom proizvodu prema unapred određenoj vrednosti, i osim toga omogućava precizno i ravnomerno doziranje.

[0022] Gore pomenuti i drugi ciljevi su postignuti predmetom ovog pronalaska kao što je ovde definisano u nezavisnim patentnim zahtevima.

[0023] Prema jednom aspektu predmetnog pronalaska obezbeđen je postupak za proizvodnju kompozitnog polimernog materijala, koji obuhvata korake:

(a) obezbeđivanja materijala mineralnog punioca;

(b) obezbeđivanja polimernog materijala;

(c) prenošenja materijala mineralnog punioca iz koraka (a) i polimernog materijala iz koraka (b) u uređaj za pripremu složene smeše;

(d) obrazovanja kompozitnog polimernog materijala u pomenutom uređaju za pripremu složene smeše;

pri čemu se materijal mineralnog punioca iz koraka (a) dodaje polimernom materijalu iz koraka (b) u količini takvoj da je sadržaj mineralnog punioca tako dobijenog kompozitnog polimernog materijala u opsegu od 150 do 900 phr, materijal mineralnog punioca iz koraka (a) se dodaje polimernom materijalu iz koraka (b) korišćenjem tehnologije direktnog dodavanja, gde pomenuta tehnologija obuhvata dodavanje i mešanje pomenutog materijala mineralnog punioca sa pomenutim polimernim materijalom u uređaju za direktno dodavanje ushodno od odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, pri čemu je uređaj za direktno dodavanje u neposrednoj vezi sa odeljkom za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, tako da pneumatsko prenošenje tako dobijene smeše u odeljak za sjedinjavanje nije uključeno, pri čemu je pomenuti uređaj za pripremu složene smeše ekstruder, i pri čemu polimerni materijal sadrži polivinil-hlorid.

[0024] Ovde je takođe opisano obezbeđivanje kompozitnog polimernog materijala koji može da se dobije inventivnim postupkom.

[0025] Ovde je takođe opisan kompozitni polimerni materijal koji sadrži materijal mineralnog punioca i polimerni materijal, pri čemu je kompozitni polimerni materijal u obliku zrna koja imaju prosečnu veličinu zrna manju od 4 mm, poželjno manju od 3 mm i najpoželjnije manju od 2 mm, i pri čemu je sadržaj punioca u kompozitnom polimernom materijalu u opsegu od 60 do 900 phr.

[0026] Ovde je takođe opisano obezbeđivanje polimernog proizvoda koji sadrži inventivni kompozitni polimerni materijal.

[0027] Ovde je takođe opisana upotreba inventivnog kompozitnog polimernog materijala u polimernim proizvodima pri čemu se kompozitni materijal poželjno koristi kao matična smeša.

[0028] Poželjni primeri izvođenja inventivnog postupka su definisani u odgovarajućim zavisnim patentnim zahtevima.

[0029] Prema jednom primeru izvođenja inventivnog postupka sadržaj mineralnog punioca rezultujućeg kompozitnog polimernog materijala je u opsegu od 150 do 800 phr, poželjno u opsegu od 160 do 700 phr i poželjnije u opsegu od 170 do 600 phr.

[0030] Prema drugom primeru izvođenja inventivnog postupka kompozitni polimerni materijal u koraku (d) se proizvodi u obliku granulata koji ima prosečnu veličinu zrna u rasponu od 2 do 8 mm, poželjno od 3 do 7 mm i poželjnije od 4 do 6 mm.

[0031] Prema još jednom primeru izvođenja inventivnog postupka dobijeni kompozitni polimerni materijal se mikronizuje da bi se dobila prosečna veličina zrna manja od 4 mm, poželjno manja od 3 mm i najpoželjnije manja od 2 mm.

[0032] Prema drugom primeru izvođenja inventivnog postupka polimerni materijal obezbeđen u koraku (b) sadrži materijal mineralnog punioca, pri čemuje sadržaj materijala mineralnog punioca u polimernom materijalu poželjno u opsegu od 1 do 70 phr, poželjno od 5 do 60 phr i poželjnije od 10 do 50 phr.

[0033] Prema drugom primeru izvođenja inventivnog postupka polimerni materijal obezbeđen u koraku (b) sadrži reciklirani polimerni materijal, pri čemu reciklirani polimerni materijal poželjno sadrži mikronizovani reciklirani polimerni materijal.

[0034] Prema drugom primeru izvođenja inventivnog postupka pomenuti uređaj za pripremu složene smeše je ekstruder, pri čemu se temperatura rastopa polimera poželjno održava ispod 205°C.

[0035] Prema drugom primeru izvođenja inventivnog postupka materijal mineralnog punioca je izabran iz grupe koja se sastoji od kalcijum karbonata, krede, krečnjaka, mermera, dolomita, titanijum dioksida, barijum sulfata, talka, gline ili liskuna, i njihovih smeša, pri čemu je materijal mineralnog punioca poželjno kalcijum karbonat i/ili dolomit.

[0036] Prema poželjnom primeru izvođenja inventivnog postupka materijal mineralnog punioca je odabran od mlevenog dolomita, mlevenog kalcijum karbonata (GCC), taložnog kalcijum karbonata (PCC), modifikovanog kalcijum karbonata (MCC), ili njihovih smeša.

[0037] Prema inventivnom postupku polimerni materijal sadrži polivinil-hlorid.

[0038] Ovde je takođe opisano da je u kompozitnom polimernom materijalu sadržaj mineralnog punioca kompozitnog polimernog materijala u opsegu od 150 do 800 phr, poželjno u opsegu od 160 do 700 phr i poželjnije u opsegu od 170 do 600 phr.

[0039] Ovde je takođe opisano da je u kompozitnom polimernom materijalu materijal mineralnog punioca izabran iz grupe koja se sastoji od kalcijum karbonata, krede, krečnjaka, mermera, dolomita, titanijum dioksida, barijum sulfata, talka, gline ili liskuna, i njihovih smeša, pri čemu je materijal mineralnog punioca poželjno kalcijum karbonat i/ili dolomit.

[0040] Ovde je takođe opisano da u kompozitnom polimernom materijalu, polimerni materijal sadrži polimer odabran iz grupe koja se sastoji od polimera vinila, kopolimera vinila, polimera akrila, kopolimera akrila, hlorisanih polietilena, i njihovih smeša, pri čemu polimerni materijal poželjno sadrži polimere vinila i/ili kopolimere vinila, i poželjnije sadrži polivinil-hlorid.

[0041] Ovde je takođe opisano da se u kompozitnom polimernom materijalu k-vrednost polimernog materijala nalazi u opsegu od 30 do 100, poželjno od 45 do 70 i najpoželjnije od 50 do 68, pri čemu je polimerni materijal poželjno polivinil-hlorid.

[0042] Ovde je takođe opisano da je polimerni proizvod granulat, profil za prozore, cev, tehnički profil, zidni panel, plafonski panel, panel za oblaganje, izolacija žice ili kabla, film, ploča, vlakno, ili netkani materijal.

[0043] Treba razumeti da za potrebe predmetnog pronalaska, sledeći izrazi imaju sledeća značenja:

Izraz " materijal mineralnog punioca" u smislu predmetnog pronalaska se odnosi na supstance mineralnog porekla, koje mogu da se dodaju materijalima kao što je papir, polimeri, guma, boje ili lepkovi, npr. da bi se smanjila potrošnja skupljih materijala i/ili poboljšale tehničke osobine proizvoda. Stručnjak veoma dobro zna tipične punioce koji se koriste u odgovarajućim oblastima.

[0044] Izraz "mineralni", kako se ovde koristi, obuhvata abiogeni i čvrsti materijal sa uređenom atomskom strukturom.

[0045] "Polimerni materijal", kako se koristi u ovoj prijavi sadrži homopolimere, kopolimere kao što su, na primer, blok-, graft-, nasumični i alternirajući kopolimeri, heterofazni kopolimeri i nasumični heterofazni kopolimeri kao i mešavine polimera, modifikacije polimera i njihove smeše. Izraz polimerni materijal, kako se ovde koristi, može takođe da uključuje reciklirane polimerne materijale, npr. reciklirani polivinil-hlorid. Sadržaj recikliranog polimernog materijala u polimernom materijalu može da bude u opsegu od 0.1 do 100 težinskih %.

[0046] "Kompozitni polimerni materijal", kako se koristi u ovoj prijavi, predstavlja materijal koji sadrži najmanje jedan polimer i najmanje jedan materijal mineralnog punioca.

[0047] "Uređaj za pripremu složene smeše", prema predmetnoj prijavi, može da bude bilo koji uređaj pogodan za pripremu složene smeše (kompaunda) od jednog ili više polimernih materijala sa jednim ili više dodataka, npr. sa mineralnim materijalom punioca. Pomenuti uređaj za pripremu složene smeše sadrži odeljak za sjedinjavanje, u kome se zapravo materijal mineralnog punioca i polimerni materijal sjedinjavaju. Takvi uređaji su poznati u stanju tehnike.

[0048] Izraz "tehnologija direktnog dodavanja", kako se ovde koristi, obuhvata dodavanje i mešanje materijala mineralnog punioca sa polimernim materijalom u uređaju za direktno dodavanje ushodno od odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, pri čemu je uređaj za direktno dodavanje u neposrednoj vezi sa odeljkom za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše i poželjno iznad odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, tako da pneumatsko prenošenje rezultujuće smeše nije uključeno.

[0049] Izraz "granulat" kako se koristi u ovoj prijavi odnosi se na proizvod dobijen postupkom granulacije. Granulat može da ima definisani oblik kao što su, na primer, pelete, kuglice, perle, zrna, granule, ljuspice, opiljci ili sačma, nedefinisani oblik kao što su, na primer, mrvice, ili može da bude smeša kompozitnih polimernih materijala definisanog i nedefinisanog oblika. Granulacija može da se sprovede, npr. u uređaju za pripremu složene smeše kao što je prethodno definisano, protiskivanjem rastopa polimera kroz kalup opremljen nožem za sečenje, pri čemu veličina granula može da se podešava pomoću primenjenog pritiska i/ili brzine sečenja. Međutim, bilo koji drugi sistem pogodan za proizvodnju granulata može da se koristi.

[0050] Izraz "mikronizacija" odnosi se na postupke za smanjenje veličine granulata. Takvi postupci za smanjenje prosečne veličine zrna uključuju, bez ograničenja, mlevenje, gnječenje i drobljenje kao i postupke koji uključuju nadkritične fluide. Mikronizovani granulat može da ima prosečnu veličinu zrna u opsegu od 100 do 4000 µm.

[0051] "Prosečna veličina zrna" kompozitnog polimernog materijala je srednja veličina zrna po težini, tj. 50 težinskih % svih zrna je veće ili manje od ove srednje veličine zrna. Veličina zrna se određuje prosejavanjem prema ISO 3310-1:2000 (E).

[0052] Jedinica "phr" (delovi na sto delova smole), kako se ovde koristi, odnosi se na delove suve težine sastojka prema sto delova suve težine referentnog polimera.

[0053] "k-vrednost" je mera molekulske težine polimera, npr. polivinil-hlorida, na osnovu merenja viskoznosti rastvora polimera. Obično se nalazi u opsegu od 30 do 100. Niske kvrednosti ukazuju na nisku molekulsku težinu polimera (koji se lako obrađuje ali ima lošije osobine), a visoke k-vrednosti ukazuju na visoku molekulsku masu polimera (koji se teško obrađuje, ali ima izvanredne osobine).

[0054] Izraz "matična smeša" se odnosi na polimerni kompozitni materijal koji se koristi u proizvodnji polimernog proizvoda. Matična smeša može da se doda polimernom proizvodu, npr. pre ekstruzije, u cilju postizanja npr. višeg sadržaja punioca kada se koristi matična smeša mineralnog punioca.

[0055] "Mleveni kalcijum karbonat" (GCC) u smislu predmetnog pronalaska predstavlja kalcijum karbonat dobijen iz prirodnih izvora, kao što je krečnjak, mermer, kalcit, ili kreda, i obrađen putem vlažne i/ili suve obrade kao što je drobljenje, prosejavanje i/ili frakcionisanje, na primer pomoću aparata ciklonskog odvajača ili klasifikatora.

[0056] "Taložni kalcijum karbonat" (PCC) u smislu predmetnog pronalaska je sintetski materijal, uopšteno dobijen taloženjem nakon reakcije ugljen-dioksida i kalcijum hidroksida (hidratisani kreč) u vodenoj sredini ili taloženjem izvora kalcijuma i izvora karbonata u vodi. Dodatno, taložni kalcijum karbonat takođe može da bude proizvod uvođenja soli kalcijuma i soli karbonata, kalcijum hlorida i natrijum karbonata na primer, u vodenu sredinu. PCC može da bude vaterit, kalcit ili aragonit. Taložni kalcijum karbonati su opisani, na primer, u EP 2 447 213 A1, EP 2524 898 A1, EP 2 371 766 A1, ili u neobjavljenoj Evropskoj patentnoj prijavi br.12 164 041.1.

[0057] "Modifikovani kalcijum karbonat" (MCC), u smislu predmetnog pronalaska, može da predstavlja prirodni mleveni ili taložni kalcijum karbonat sa unutrašnjom strukturnom modifikacijom ili proizvod površinske reakcije, tj. površinski-izreagovani kalcijum karbonat.

[0058] Tokom ovog dokumenta, "veličina čestice" materijala punioca je opisana pomoću raspodele čestica po veličini. Vrednost dxpredstavlja prečnik u odnosu na koji x težinskih % čestica ima prečnike manje od dx. Ovo znači da je vrednost d20veličina čestice od koje je 20 težinskih % svih čestica manje, a vrednost d98je veličina čestice od koje je 98 težinskih % svih čestica manje. Vrednost d98se takođe označava kao "gornja granična vrednost". Vrednost d50je stoga srednja veličina čestica po težini, tj. 50 težinskih % svih čestica je veće ili manje od ove veličine čestice. Za potrebe predmetnog pronalaska veličina čestice je navedena kao srednja veličina čestica po težini d50osim ako nije navedeno drugačije. Za određivanje vrednosti srednje veličine čestica po težini d50ili gornje granične vrednosti veličine čestica d98može da se koristi uređaj Sedigraph 5100 ili 5120 kompanije Micromeritics, SAD.

[0059] Tamo gde se govori o imenici u jednini, ovo uključuje množinu te imenice osim ako nije drugačije posebno naznačeno.

[0060] Tamo gde se izraz "koji sadrži" upotrebljava u predmetnom opisu i patentnim zahtevima, to ne isključuje druge elemente. Za potrebe predmetnog pronalaska, izraz "koji se sastoji od" se smatra poželjnim primerom izvođenja izraza "koji se sastoji od". Ako se u daljem tekstu grupa definiše tako da sadrži bar određeni broj primera izvođenja, to takođe treba razumeti kao opisivanje grupe koja se poželjno sastoji samo od tih primera izvođenja.

[0061] Izrazi kao “koji se može dobiti” ili “koji se može odrediti” i “dobijen” ili “određen” se koriste naizmenično. Ovo npr. znači da, osim ako kontekst jasno ne nalaže drugačije, izraz “dobijen” ne znači da npr, primer izvođenja mora da bude dobijen pomoću npr. redosleda koraka navedenog nakon izraza “dobijen”, mada je tako ograničeno shvatanje uvek uključeno u izraze “dobijen” ili “određen”, kao poželjni primer izvođenja.

[0062] Prema predmetnom pronalasku, postupak za proizvodnju kompozitnog polimernog materijala sadrži korake:

(a) obezbeđivanja materijala mineralnog punioca;

(b) obezbeđivanja polimernog materijala;

pri čemu se materijal mineralnog punioca iz koraka (a) dodaje polimernom materijalu iz koraka (b) u količini takvoj da se sadržaj mineralnog punioca tako dobijenog kompozitnog polimernog materijala nalazi u opsegu od 150 do 900 phr, materijal mineralnog punioca iz koraka (a) se dodaje polimernom materijalu iz koraka (b) upotrebom tehnologije direktnog dodavanja, pomenuta tehnologija obuhvata dodavanje i mešanje pomenutog materijala mineralnog punioca sa pomenutim polimernim materijalom u uređaju za direktno dodavanje ushodno od odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, pri čemu je uređaj za direktno dodavanje u neposrednoj vezi sa odeljkom za za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, tako da pneumatsko prenošenje rezultujuće smeše do odeljka za sjedinjavanje nije uključeno, pomenuti uređaj za pripremu složene smeše je ekstruder, i pri čemu polimerni materijal sadrži polivinil-hlorid.

[0063] U sledećim poželjnim primerima izvođenja inventivni postupak za proizvodnju kompozitnog polimernog materijala će biti prikazan detaljnije.

[0064] Kao što je gore navedeno, inventivni postupak za proizvodnju kompozitnog polimernog materijala sadrži korake (a), (b), (c) i (d). U tekstu koji sledi prikazano je više detalja predmetnog pronalaska i naročito prethodno navedenih koraka inventivnog postupka.

Prikaz svojstava koraka (a):

[0065] Prema koraku (a) postupka predmetnog pronalaska, obezbeđen je materijal mineralnog punioca.

[0066] Materijal mineralnog punioca u smislu predmetnog pronalaska odnosi se na supstancu mineralnog porekla koja može da se doda materijalima kao što je plastika kako bi se smanjila potrošnja skupljih materijala kao što su vezivna sredstva, ili da bi se poboljšala tehnička svojstva proizvoda. Stručnjak veoma dobro poznaje tipične punioce koji se koriste u određenim oblastima. Mineralni punioci kako je ovde opisano mogu da obuhvataju prirodne ili sintetske minerale kao što su kalcijum karbonat, kreda, krečnjak, mermer, dolomit, titanijum dioksid, barijum sulfat, talk, glina ili liskun, i njihove smeše, pri čemu je materijal mineralnog punioca poželjno kalcijum karbonat i/ili dolomit.

[0067] Materijal mineralnog punioca prema predmetnom pronalasku može da ima vrednost srednje veličine čestice d50u opsegu od 0.001 µm do 100 µm, poželjno od 0.5 do 5 µm.

[0068] Prema jednom primeru izvođenja inventivnog postupka materijal mineralnog punioca je odabran od mlevenog kalcijum karbonata, taložnog kalcijum karbonata, površinskimodifikovanog kalcijum karbonata, dolomita, ili njihovih smeša.

[0069] Mleveni kalcijum karbonat (GCC), u smislu predmetnog pronalaska, predstavlja kalcijum karbonat dobijen iz prirodnih izvora koji može da bude obrađen pomoću, na primer, drobljenja, prosejavanja i/ili frakcionisanja vlažnog i/ili suvog materijala, na primer pomoću aparata ciklonskog odvajača ili klasifikatora. Poželjno, prirodni kalcijum karbonat je izabran iz grupe koja se sastoji od krede, krečnjaka, mermera, ili njihovih smeša.

[0070] Poznato je da prirodni ili mleveni kalcijum karbonat postoji u vidu tri vrste kristalnih polimorfa: kalcita, aragonita i vaterita. Kalcit, najčešći kristalni polimorf, se smatra najstabilnijim kristalnim oblikom kalcijum karbonata. Manje uobičajen je aragonit, koji ima strukturu kristala u vidu pojedinačnih ili grupisanih ortorombičnih iglica. Vaterit je najređi kalcijum karbonatni polimorf i uopšteno je nestabilan.

[0071] Taložni kalcijum karbonat (PCC), u smislu predmetnog pronalaska, predstavlja sintetisani materijal, uopšteno dobijen taloženjem nakon reakcije ugljen-dioksida i kalcijum hidroksida (hidratisani kreč) u vodenoj sredini ili taloženjem izvora kalcijuma i izvora karbonata u vodi. Dodatno, taložni kalcijum karbonat takođe može da bude proizvod uvođenja soli kalcijuma i soli karbonata, kalcijum hlorida i natrijum karbonata na primer, u vodenu sredinu. PCC može da bude vaterit, kalcit ili aragonit.

[0072] Sinteza taložnog kalcijum karbonata (PCC) se najčešće događa sintetskom reakcijom taloženja koja uključuje korak dovođenja u dodir ugljen-dioksida sa rastvorom kalcijum hidroksida, pri čemu je ovaj drugi najčešće obezbeđen obrazovanjem vodene suspenzije kalcijum oksida, takođe poznate kao pečeni kreč, i čija je suspenzija poznata kao krečno mleko. U zavisnosti od uslova reakcije, ovaj PCC može da se pojavi u različitim oblicima, uključujući i stabilne i nestabilne polimorfe. Zaista, PCC često predstavlja termodinamički nestabilni kalcijum karbonatni materijal. Kada se pominje u kontekstu predmetnog pronalaska, treba shvatiti da PCC označava sintetske proizvode kalcijum karbonata dobijene uvođenjem ugljen-dioksida u gustu suspenziju kalcijum hidroksida, poznatiju u tehnici kao gusta suspenzija kreča ili krečno mleko, kada potiče od fino raspodeljenih čestica kalcijum oksida u vodi. Poželjni sintetski kalcijum karbonat je taložni kalcijum karbonat koji sadrži aragonitne, vateritne ili kalcitne mineraloške kristalne oblike ili njihove smeše.

[0073] Modifikovani kalcijum karbonat (MCC), u smislu predmetnog pronalaska, može da predstavlja prirodni mleveni ili taložni kalcijum karbonat sa unutrašnjom strukturnom modifikacijom ili proizvod površinske reakcije, tj. površinski-izreagovani kalcijum karbonat.

[0074] Izraz PCC isto tako obuhvata PCC koji ima veličinu čestice u nanometarskom opsegu koji se takođe naziva ultrafini PCC ili nano-PCC. Preciznije, izraz nano-PCC, kako se ovde koristi, odnosi se na PCC koji ima vrednost srednje veličine čestice po težini d50u opsegu od 1 do oko 70 nm, a ultrafini PCC se odnosi na PCC koji ima vrednost srednje veličine čestice po težini d50u opsegu od 70 do 1000 nm.

[0075] Prema poželjnom primeru izvođenja predmetnog pronalaska kalcijum karbonat je površinski-obrađeni ili obloženi kalcijum karbonat, tj. mleveni, taložni ili modifikovani kalcijum karbonat koji je podvrgnut obradi ili oblaganju npr. masnim kiselinama, surfaktantima, siloksanima, polimerima, ili njihovim smešama.

[0076] Prema drugom primeru izvođenja predmetnog pronalaska materijal punioca je mleveni dolomit.

Prikaz svojstava koraka (b):

[0077] Prema koraku (b) postupka predmetnog pronalaska obezbeđen je polimerni materijal, pri čemu polimerni materijal sadrži polivinil-hlorid.

[0078] Polimerni materijal, kako se koristi u ovoj prijavi, može da sadrže homopolimere, kopolimere kao što su, na primer, blok-, graft-, nasumični i alternirajući kopolimeri, heterofazni kopolimeri i nasumični heterofazni kopolimeri kao i mešavine polimera, modifikacije polimera i njihove smeše. Polimerni materijal, kako se ovde koristi, po slobodnom izboru može da sadrži jedan ili više dodataka koji su dobro poznati stručnjaku.

[0079] Takvi dodaci sadrže, bez ograničenja, mineralne punioce, vlakna, maziva, plastifikatore, stabilizatore (npr. toplotne stabilizatore ili UV stabilizatore), ko-stabilizatore, smeše različitih dodataka u jednom pakovanju, sredstva za olakšavanje obrade, modifikatore otpornosti na sabijanje, sredstva za poboljšanje otpornosti na plamen, antioksidanse, biocide, sredstva za stvaranje pene i prigušivače dima. Takvi dodaci mogu da budu prisutni u količinama do 100 phr, poželjno u količini od 0.1 do 10 phr.

[0080] U tehnici, a naročito u oblasti polivinil-hlorida, dostupne su smeše koje sadrže stabilizatore i maziva, takođe poznate kao „smeše u jednom pakovanju“. Tipični stabilizatori mogu da sadrže stabilizatore sa olovom, kalcijum-cink stabilizatore, organske stabilizatore, kalcijumske organske stabilizatore ili stabilizatore sa kalajem. Tipična maziva mogu da sadrže unutrašnja maziva kao što su masni alkoholi, estri dikarboksilnih kiselina ili oksidovani polietilen voskovi, spoljašnja maziva kao što je parafinski vosak ili polietilen vosak ili maziva sa svojstvima unutrašnjih i spoljašnjih maziva, kao što su voštani estar ili estri masnih kiselina.

[0081] Polimerni materijal može da bude čist ili netaknut polimerni materijal ili može da sadrži materijal mineralnog punioca koji može da bude odabran iz primera izvođenja kao što je prethodno definisano za korak (a). Međutim, bilo koji drugi pogodan materijal mineralnog punioca može da se koristi.

[0082] Prema jednom primeru izvođenja, materijal mineralnog punioca koji je prisutan u polimernom materijalu obezbeđenom u koraku (b) je identičan sa mineralnim materijalom punioca obezbeđenim u koraku (a).

[0083] Prema drugom primeru izvođenja, materijal mineralnog punioca koji je prisutan u polimernom materijalu obezbeđenom u koraku (b) se razlikuje od materijala mineralnog punioca obezbeđenog u koraku (a).

[0084] Prema drugom primeru izvođenja, materijal mineralnog punioca koji je prisutan u polimernom materijalu obezbeđenom u koraku (b) se razlikuje od mineralnog punioca koji je već prisutan u polimernom materijalu obezbeđenom u koraku (a).

[0085] Prema jednom primeru izvođenja inventivnog postupka polimerni materijal obezbeđen u koraku (b) sadrži materijal mineralnog punioca, pri čemu je sadržaj materijala mineralnog punioca u polimernom materijalu poželjno u opsegu od 1 do 70 phr, poželjno od 5 do 60 phr i poželjnije od 10 do 50 phr.

[0086] Polimerni materijal obezbeđen u koraku (b) može da bude proizveden u toplo-hladnoj mešalici, prema kome materijal mineralnog punioca i/ili dodaci kao što je prethodno definisano mogu da se dodaju polimernom materijalu. U prvom koraku toplo-hladnog mešanja polimerni materijal može da se pomeša sa jednim ili više pomenutih mineralnih materijala punioca i/ili dodataka u toploj mešalici dok se ne dostigne temperatura od, na primer, 120°C. U drugom koraku, smeša zatim može da se ohladi, na primer, do oko 50°C u hladnoj mešalici.

[0087] Prema drugom primeru izvođenja inventivnog postupka polimerni materijal može da sadrži reciklirani polimerni materijal, pri čemu reciklirani polimerni materijal poželjno sadrži mikronizovani reciklirani polimerni materijal. Mikronizovani reciklirani polimerni materijal može da ima prosečnu veličinu zrna u opsegu od 1 do 4000 µm. Sadržaj recikliranog polimernog materijala u polimernom materijalu može da bude u opsegu od 0.1 do 100 težinskih %.

[0088] Prema drugom primeru izvođenja polimerni materijal sadrži reciklirani polivinilhlorid (R-PVC) i poželjno mikronizovani reciklirani polivinil-hlorid.

[0089] Prema inventivnom postupku polimerni materijal sadrži polivinil-hlorid.

[0090] Prema drugom primeru izvođenja inventivnog postupka polimerni materijal sadrži suspenziju polivinil-hlorida (S-PVC), masu polivinil-hlorida (M-PVC), ili emulziju polivinilhlorida (E-PVC).

[0091] Prema drugom primeru izvođenja k-vrednost polimernog materijala je u opsegu od 30 do 100, poželjno od 45 do 70 i najpoželjnije od 50 do 68, pri čemu je polimerni materijal poželjno polivinil-hlorid. K-vrednost je mera molekulske težine polimera. Na primer, kvrednosti polivinil-hlorida mogu da variraju od 30 do 100. K-vrednosti polivinil-pirolidona mogu da variraju od 10 do 120. Niske k-vrednosti ukazuju na nisku molekulsku težinu polimernog materijala (koji se lako obrađuje ali ima lošija svojstva), a visoke k-vrednosti ukazuju na visoku molekulsku težinu polimernog materijala, (koji se teško obrađuje, ali ima izvanredna svojstva).

Prikaz svojstava koraka (c):

[0092] Prema koraku (c) postupka predmetnog pronalaska materijal mineralnog punioca iz koraka (a) i polimerni materijal iz koraka (b) se prenose u uređaj za pripremu složene smeše.

[0093] Punjenje smešom materijala mineralnog punioca iz koraka (a) i polimernog materijala iz koraka (b) odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše može da se sprovede korišćenjem prenosnog pužnog vijka, poželjno ko-rotirajućeg dvostrukog pužnog vijka, koji može dodatno da bude kombinovan sa uređajem za punjenje.

Prikaz svojstava koraka (d):

[0094] Prema koraku (d) postupka predmetnog pronalaska kompozitni polimerni materijal se obrazuje u uređaju za pripremu složene smeše, u kome se materijal mineralnog punioca iz koraka (a) dodaje polimernom materijalu iz koraka (b) u količini takvoj da sadržaj mineralnog punioca tako dobijenog kompozitnog polimernog materijala bude u opsegu od 150 do 900 phr, pri čemu se materijal mineralnog punioca iz koraka (a) dodaje polimernom materijalu iz koraka (b) pomoću tehnologije direktnog dodavanja.

[0095] Uređaj za pripremu složene smeše koji se koristi prema inventivnom postupku može da bude bilo koji uređaj pogodan za pripremu složene smeše (kompaunda) od polimernog materijala i mineralnog punioca. Takvi uređaji su poznati u tehnici.

[0096] Prema predmetnom pronalasku, uređaj za pripremu složene smeše je ekstruder, npr. ekstruder sa dvostrukim pužnim vijkom, ili Farrel mešalica. U ekstruderu polimerni materijal može da bude sjedinjen sa mineralnim puniocem u bar delimično rastopljenom stanju, tj. na temperaturama iznad 20°C. Opciono, ekstruder može da bude opremljen uređajem za punjenje.

[0097] Prema jednom poželjnom primeru izvođenja, uređaj za pripremu složene smeše je ekstruder, pri čemu se temperatura rastopa polimera poželjno održava ispod 205°C, poželjno između 160 i 200°C. Ovo je naročito važno ako polimerni materijal sadrži polivinil-hlorid.

[0098] Izraz "tehnologija direktnog dodavanja", kako se ovde koristi, obuhvata dodavanje i mešanje materijala mineralnog punioca sa polimernim materijalom u uređaju za direktno dodavanje ushodno od odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, pri čemu je uređaj za direktno dodavanje u neposrednoj vezi sa odeljkom za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, i poželjno iznad pomenutog odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, tako da pneumatsko prenošenje rezultujuće smeše do odeljka za sjedinjavanje nije uključeno. Opciono, punjenje rezultujućom smešom odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše može da se sprovede korišćenjem prenosnog pužnog vijka, poželjno ko-rotirajućeg dvostrukog pužnog vijka, koji može dodatno da bude kombinovan sa uređajem za punjenje. Odeljak za sjedinjavanje je deo uređaja za pripremu složene smeše, u kome se materijal mineralnog punioca i polimerni materijal zapravo sjedinjavaju. Ako je uređaj za pripremu složene smeše ekstruder sa pužnim vijkom, na primer, odeljak za sjedinjavanje će biti cilindar sa pužnim vijkom uključujući pužni vijak/vijke ekstrudera gde se materijal mineralnog punioca i polimerni materijal sjedinjavaju.

[0099] Dodavanje materijala mineralnog punioca polimernom materijalu ushodno od odeljka za sjedinjavanje može da se sprovede korišćenjem najmanje jednog uređaja za doziranje. Prema jednom primeru izvođenja, materijal mineralnog punioca se dodaje upotrebom uređaja za doziranje, poželjno volumetrijskog uređaja za doziranje ili gravimetrijskog uređaja za doziranje.

[0100] Uređaj za pripremu složene smeše može da bude bilo koji ekstruder koji je pogodan za pripremu složene smeše (kompaunda) od jednog ili više polimernih materijala i jednog ili više dodataka uključujući materijal mineralnog punioca. Pomenuti uređaj za pripremu složene smeše sadrži odeljak za sjedinjavanje, u kome se materijal mineralnog punioca i polimerni materijal zapravo sjedinjavaju. Takvi uređaji su poznati u stanju tehnike. Uređaj za mešanje za tehnologiju direktnog dodavanja može da bude povezan sa uređajem za pripremu složene smeše, poželjno smešten ushodno od odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, pri čemu je uređaj za mešanje poželjno mešalica i poželjnije hladna mešalica. Pogodni uređaji za mešanje su poznati stručnjaku.

[0101] Prema poželjnom primeru izvođenja, mineralni punilac se dodaje polimernom materijalu u količini takvoj da sadržaj mineralnog punioca tako dobijenog kompozitnog polimernog materijala bude u opsegu od 150 do 800 phr, poželjno u opsegu od 160 do 700 phr, i poželjnije u opsegu od 170 do 600 phr.

[0102] Prema drugom poželjnom primeru izvođenja, sadržaj mineralnog punioca rezultujućeg kompozitnog polimernog materijala je u opsegu od 150 do 800 phr, u opsegu od 200 do 700 phr, u opsegu od 250 do 700 phr, u opsegu od 250 do 600 phr, u opsegu od 350 do 600 phr ili u opsegu od 400 do 500 phr.

[0103] Opciono, drugi dodaci poznati stručnjaku mogu da se dodaju tokom koraka (d) postupka. Takvi dodaci sadrže, bez ograničenja, mineralne punioce, vlakna, maziva, plastifikatore, stabilizatore (npr. toplotne stabilizatore ili UV stabilizatore), ko-stabilizatore, smeše različitih dodataka u jednom pakovanju, sredstva za olakšavanje obrade, modifikatore otpornosti na sabijanje, sredstva za poboljšanje otpornosti na plamen, antioksidanse, biocide, sredstva za stvaranje pene i prigušivače dima. Takvi dodaci mogu da budu prisutni u količinama do 100 phr, poželjno u količini od 0.1 do 10 phr.

[0104] Prema jednom primeru izvođenja, u koraku (d) postupka, kompozitni polimerni materijal se obrazuje kao granulat prosečne veličine zrna koja varira od 2 do 8 mm, poželjno od 3 do 7 mm, i poželjnije od 4 do 6 mm.

[0105] Granulacija može da se sprovede u uređaju za pripremu složene smeše korišćenom u koraku (d) inventivnog postupka. Na primer, od kompozitnog polimernog materijala obrazuje se granulat protiskivanjem sjedinjenog materijala mineralnog punioca i polimernog materijala kroz kalup opremljen nožem za sečenje, pri čemu veličina granula može da se podešava pomoću primenjenog pritiska i/ili brzine sečenja. Međutim, bilo koji drugi sistem pogodan za proizvodnju granulata može da se koristi.

[0106] Prema jednom primeru izvođenja, kompozitni polimerni materijal dobijen u koracima (a) do (d) inventivnog postupka se mikronizuje da bi se dobila prosečna veličina zrna manja od 4 mm, poželjno manja od 3 mm, i najpoželjnije manja od 2 mm.

[0107] Prema drugom naročito poželjnom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, kompozitni polimerni materijal se obrazuje prema patentnom zahtevu 1, pri čemu se materijal mineralnog punioca dodaje polimernom materijalu u količini takvoj da sadržaj mineralnog punioca tako dobijenog kompozitnog polimernog materijala bude u opsegu od 150 do 900 phr, pri čemu se pomenuto dodavanje materijala mineralnog punioca polimernom materijalu izvodi korišćenjem tehnologije direktnog dodavanja i pri čemu se dobijeni kompozitni polimerni materijal mikronizuje da bi se dobila prosečna veličina zrna manja od 4 mm, poželjno manja od 3 mm i najpoželjnije manja od 2 mm.

[0108] Prema još jednom naročito poželjnom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, kompozitni polimerni materijal se obrazuje prema patentnom zahtevu 1, pri čemu se materijal mineralnog punioca dodaje polimernom materijalu u količini takvoj da sadržaj mineralnog punioca rezultujućeg kompozitnog polimernog materijala bude u opsegu od 150 do 900 phr, pri čemu se pomenuto dodavanje i mešanje materijala mineralnog punioca sa polimernim materijalom izvodi u uređaju za direktno dodavanje ushodno od odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, pri čemu je uređaj za direktno dodavanje u neposrednoj vezi sa odeljkom za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, i poželjno iznad pomenutog odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, tako da pneumatsko prenošenje rezultujuće smeše do odeljka za sjedinjavanje nije uključeno, i pri čemu se dobijeni kompozitni polimerni materijal mikronizuje da bi se dobila prosečna veličina zrna manja od 4 mm, poželjno manja od 3 mm i najpoželjnije manja od 2 mm.

[0109] Kompozitni polimerni materijal može da se mikronizuje pomoću postupaka za smanjenje prosečne veličine zrna poznatih u tehnici. Takvi postupci uključuju, bez ograničenja, mlevenje, gnječenje i drobljenje, kao i postupake koji obuhvataju nadkritične fluide.

Kompozitni polimerni materijal

[0110] Ovde je takođe opisan kompozitni polimerni materijal koji može da se dobije inventivnim postupkom. Pomenuti kompozitni polimerni materijal može da ima definisani oblik, kao što su, na primer, pelete, kuglice, perle, zrna, granule, ljuspice, opiljci ili sačma, nedefinisani oblik kao što su, na primer, mrvice, ili može da bude smeša kompozitnih polimernih materijala definisanog i nedefinisanog oblika.

[0111] Ovde je takođe opisan kompozitni polimerni materijal u obliku zrna koja imaju prosečnu veličinu manju od 4 mm, poželjno manju od 3 mm i najpoželjnije manju od 2 mm.

[0112] Kompozitni polimerni materijal ima nekoliko povoljnih svojstava:

Inventivni postupak omogućava zamenu polimernog materijala mineralnim materijalom punioca. Ovo može da vodi smanjenju troškova proizvodnje polimernih proizvoda.

[0113] Dalje, povećani sadržaj punioca može da vodi dobijanju kompozitnog polimernog materijala koji ima visoki E-modul, što zauzvrat može da omogući smanjenje debljine zida polimernih proizvoda. Zahvaljujući povećanoj visokoj toplotnoj provodljivosti inventivnog kompozitnog polimernog materijala, vreme hlađenja u toku proizvodnje polimernih proizvoda može takođe da bude skraćeno.

[0114] Pomoću inventivnog postupka obrazovanje naslaga materijala punioca u toplo-hladnoj mešalici, kao i problemi razdvajanja pri pneumatskom prenošenju suve smeše dobijene postupkom toplo-hladnog mešanja u uređaj za pripremu složene smeše mogu da budu izbegnuti.

[0115] Osim toga, kompozitni polimerni materijal omogućava podešavanje sadržaja punioca polimernog proizvoda prema unapred određenoj vrednosti i čak omogućava precizno i ravnomerno doziranje.

[0116] Zahvaljujući povećanoj visokoj toplotnoj provodljivosti inventivnog kompozitnog polimernog materijala, vreme hlađenja u toku proizvodnje polimernih proizvoda može takođe da bude skraćeno.

[0117] Osim toga, problemi u vezi sa stvaranjem prašine mogu da se izbegnu kada se koristi kompozitni polimerni materijal kao matična smeša za povećanje sadržaja punioca u polimernim proizvodima.

[0118] Kompozitni polimerni materijal koji može da se dobije prema inventivnom postupku može da se koristi u polimernim proizvodima. Kompozitni polimerni materijal može da se koristi u polimernim proizvodima kao matična smeša.

[0119] Ovde je takođe opisan polimerni proizvod koji sadrži kompozitni polimerni materijal.

[0120] Polimerni proizvod može da bude granulat, profil za prozore, cev, tehnički profil, zidni panel, plafonski panel, panel za oblaganje, izolacija žice ili kabla, film, ploča, vlakno, ili netkani materijal. Takvi polimerni proizvodi mogu da se proizvedu postupcima koji obuhvataju korak ekstruzije, injekcionog presovanja, duvanja, ili livenja.

Primeri

[0121] Obim i interes ovog pronalaska se mogu bolje razumeti na osnovu sledećih primera koji su namenjeni da ilustruju određene primere izvođenja predmetnog pronalaska i oni nisu ograničavajući.

Merenja

- K-Vrednost

[0122] Merenje molekulske težine polimera zasniva se na merenjima viskoznosti rastvora polimera i definisano je kao što sledi:

[0123] Uopšteno, k-vrednosti za određeni polimer mogu da se zahtevaju od proizvođača polimera ili mogu da se nađu na pakovanju ili na pratećem tehničkom listu.

- Veličina čestica materijala mineralnog punioca

[0124] Raspodela veličine čestica materijala punioca može da se meri korišćenjem aparata Sedigraph 5120 kompanije Micromeritics, SAD. Postupak i instrumenti su poznati stručnjaku i uobičajeno se koriste za određivanje veličine zrna punilaca i pigmenata. Merenje može da se sprovede u vodenom rastvoru koji sadrži 0.1 težinskih % Na4P2O7. Uzorci su dispergovani korišćenjem mešalice velike brzine i ultrazvuka.

- Prosečna veličina zrna kompozitnog polimernog materijala

[0125] Prosečna veličina zrna kompozitnog polimernog materijala predstavlja srednju veličinu zrna po težini, tj. 50 težinskih % od svih zrna je veće ili manje od ove srednje veličine zrna. Veličina zrna se određuje prosejavanjem prema ISO 3310-1:2000 (E).

Opšti postupak

[0126] Količine i specifikacije komponenti koje se ovde koriste mogu da se nađu u tabeli datoj za primere 1 - 4.

[0127] Odgovarajući polimerni materijal može da bude obezbeđen u toploj mešalici. Stabilizator (S), mazivo (L), opcioni plastifikator (P), opcioni ko-stabilizator (C), opcioni aditiv za lakšu obradu (A) i/ili kalcijum karbonat (F1) mogu da se dodaju i mešaju dok se ne dostigne temperatura od oko 120°C. Smeša zatim može da se ohladi do oko 50°C u hladnoj mešalici. Smeša može da se prenese u uređaj za pripremu složene smeše. Korišćenjem tehnologije direktnog dodavanja dodatni kalcijum karbonat (F2) može da se doda kao materijal mineralnog punioca, i rezultujućom smešom može da se napuni odeljak za sjedinjavanje ekstrudera, poželjno upotrebom ko-rotirajućeg dvostrukog pužnog vijka kombinovanog sa uređajem za punjenje. Opciono, dobijeni granulat može da se mikronizuje npr. korišćenjem Pallmann mlina da bi se dobila srednja veličina zrna manja od 2 mm.

Materijali

[0128]

- Polimerni materijal: Polivinil-hlorid (PVC)

Vestolit® P 1982 K, komercijalno dostupan kod Vestolit GmbH & Co. KG, Nemačka, k = 65.

- Polimerni materijal: Polivinil-hlorid (PVC)

Vinnolit® E 2059, komercijalno dostupan kod Vinnolit GmbH & Co. KG, Nemačka, k = 59.

- Polimerni materijal: Polivinil-hlorid (PVC)

INEOS S 5730 Suspenzioni PVC, komercijalno dostupan kod INEOS Vinils Deutschland GmbH, Nemačka, k = 57.

- Polimerni materijal: Mikronizovani reciklirani polivinil-hlorid (R-PVC), komercijalno dostupan kod Tönsmeier Kunststoffe, Nemačka. Prosečna veličina zrna: 0.5 do 1.0 mm.

- Ko-stabilizator: Epoksidizovano sojino ulje (ESBO)

Vikoflex® 7170, komercijalno dostupan kod ARKEMA, Francuska.

- Plastifikator: Diizononil estar 1,2-cikloheksan dikarboksilne kiseline (DINCH) Hexamoll® DINCH®, komercijalno dostupan kod BASF SE, Nemačka.

- Materijal punioca: Hydrocarb® 95T-OG

Mleveni kalcijum karbonat, komercijalno dostupan kod Omya AG, Švajcarska. Veličina čestice d50: 0.8 µm; gornja granična vrednost d98: 5.0 µm.

- Materijal punioca: Omyalite® 50H-OM

Mleveni kalcijum karbonat, komercijalno dostupan kod Omya AG, Švajcarska. Veličina čestice d50: 2.0 µm; gornja granična vrednost d98: 10 µm.

- Materijal punioca: Omya BSH®-OM

Mleveni kalcijum karbonat, komercijalno dostupan kod Omya AG, Švajcarska. Veličina čestice d50: 2.4 µm; gornja granična vrednost d98: 20 µm.

[0129] U tehnici, a naročito u oblasti polivinil-hlorida (PVC), dostupne su smeše za obradu koje sadrže stabilizatore i maziva, takođe poznate kao „smeše u jednom pakovanju“. Karakteristični stabilizatori mogu da sadrže stabilizatore sa olovom, kalcijum-cink stabilizatore, organske stabilizatore, kalcijumske organske stabilizatore ili stabilizatore sa kalajem. Karakteristična maziva mogu da sadrže unutrašnja maziva kao što su masni alkoholi, estri dikarboksilnih kiselina ili oksidovani polietilen voskovi, spoljašnja maziva kao što je parafinski vosak ili polietilen vosak ili maziva sa unutrašnjim i spoljašnjim svojstvima kao što su voštani estar ili estri masnih kiselina.

[0130] Na primer, poželjna „smeša u jednom pakovanju“ sadrži:

3.5 phr kalcijum-cink stabilizator,

0.3 phr polietilen vosak,

0.25 phr parafinski vosak, i

0.2 phr oksidovani polietilen vosak

Primeri 1 - 4

[0131] Ilustrativni primeri koji slede mogu da se pripreme prema opštoj proceduri navedenoj u prethodnom tekstu.

Claims

Patentni zahtevi

1. Postupak za proizvodnju kompozitnog polimernog materijala, naznačen time što postupak sadrži korake:

(a) obezbeđivanja materijala mineralnog punioca;

(b) obezbeđivanja polimernog materijala;

naznačeno time što se materijal mineralnog punioca iz koraka (a) dodaje polimernom materijalu iz koraka (b) u količini takvoj da se sadržaj mineralnog punioca tako dobijenog kompozitnog polimernog materijala nalazi u opsegu od 150 do 900 phr, materijal mineralnog punioca iz koraka (a) se dodaje polimernom materijalu iz koraka (b) korišćenjem tehnologije direktnog dodavanja, pomenuta tehnologija obuhvata dodavanje i mešanje pomenutog materijala mineralnog punioca sa pomenutim polimernim materijalom u uređaju za direktno dodavanje ushodno od odeljka za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše, naznačeno time što je uređaj za direktno dodavanje u neposrednoj vezi sa odeljkom za sjedinjavanje uređaja za pripremu složene smeše tako da pneumatsko prenošenje tako dobijene smeše do odeljka za sjedinjavanje nije uključeno, pomenuti uređaj za pripremu složene smeše predstavlja ekstruder, i naznačen time što polimerni materijal sadrži polivinil-hlorid.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što se sadržaj mineralnog punioca rezultujućeg kompozitnog polimernog materijala nalazi u opsegu od 150 do 800 phr.

3. Postupak prema bilo kojem od patentnih zahteva 1 ili 2, naznačen time što se kompozitni polimerni materijal u koraku (d) proizvodi u obliku granulata koji ima prosečnu veličinu zrna u opsegu od 2 do 8 mm.

4. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se dobijeni kompozitni polimerni materijal mikronizuje da bi se dobila prosečna veličina zrna manja od 4 mm.

5. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što polimerni materijal obezbeđen u koraku (b) sadrži materijal mineralnog punioca.

6. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što polimerni materijal obezbeđen u koraku (b) sadrži reciklirani polimerni materijal.

7. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što se temperatura rastopa polimera poželjno održava ispod 205°C.

8. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što je materijal mineralnog punioca izabran iz grupe koja se sastoji od kalcijum karbonata, krede, krečnjaka, mermera, dolomita, titanijum dioksida, barijum sulfata, talka, gline ili liskuna, i njihovih smeša, pri čemu je materijal mineralnog punioca poželjno kalcijum karbonat i/ili dolomit.

9. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što je materijal mineralnog punioca odabran od mlevenog dolomita, mlevenog kalcijum karbonata (GCC), taložnog kalcijum karbonata (PCC), modifikovanog kalcijum karbonata (MCC), ili njihovih smeša.

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Beograd, Kneginje Ljubice 5