BE1021056B1

BE1021056B1 - Kleplid

Info

Publication number: BE1021056B1
Application number: BE2014/0441A
Authority: BE
Inventors: Jean-Marie Poppe; Jordi Demey
Original assignee: Altachem Nv
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2015-03-10
Also published as: HUE032895T2; EP3013894B1; US9908994B2; CN105408407B; CN105408407A; PL2818502T3; US20160280888A1; EP2818502B1; EP3013894A1; HUE031396T2; EP2818502A1; PL3013894T3; WO2014206999A1

Abstract

Kleplid De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een kleplid voor een verdeelklep voor schuimproducten, meer bepaald voor een verdeelklep voor een polyurethaanschuim reservoir met kleplid dat verplaatsbaar is ten opzichte van een afdichting. Het heeft eveneens betrekking op dergelijke verdeelklep en op een schuimreservoir. Om alternatieve materialen te voorzien voor klepleden, wordt volgens de uitvinding voorgesteld dat het kleplid gemaakt wordt van kunststof gevuld met basaltdeeltjes in een hoeveelheid tussen 1% en 60% gewichtspercent. Verrassenderwijs heeft men gevonden dat klepleden vervaardigd van kunststof gevuld met basaltdeeltjes in deze hoeveelheden verbeterde eigenschappen vertonen, zoals sterkte en slijtagepercentages, in vergelijking met niet-gevulde kunststoffen en vergeleken met glas gevulde kunststoffen.

Description

BESCHRIJVING

Kleplid

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een kleplid voor een verdeelklep voor schuimproducten, meer bepaald voor een verdeelklep voor een polyurethaanschuim reservoir met een kleplid dat verplaatsbaar is ten opzichte van een afdichting. Het heeft eveneens betrekking op dergelijke verdeelklep en op een schuimreservoir.

Schuimmaterialen zoals polyurethaanschuim hebben een brede toepassing gevonden in de bouwsector, bijvoorbeeld als vulstoffen en isoleermiddelen. Het betreft ééncomponent- (IK) en tweecomponent- (2K) polyurethaanschuim, het eerste is met vocht uithardbaar, terwijl het tweede geen vocht nodig heeft om te harden. Beide soorten polyurethaanschuim worden meestal verpakt in spuitbussen met een verdeelklep. Als de verdeelklep geactiveerd wordt door de gebruiker, wordt het kleplid bewogen en is het mogelijk om schuim af te geven. Het kleplid, het onderdeel van de verdeelklep dat het meest gebruikt wordt, moet voldoende weerstand kunnen bieden tijdens de levensduur van de verdeelklep.

Bovendien is er een probleem van kleverigheid in geval van IK en 2K polyurethaanschuim. Als er via de verdeelklep vocht in de spuitbus dringt, hardt het schuim rond het kleplid en interfereert dit met de werking van de klep doordat deze afgedicht wordt terwijl het gesloten is.

Het is algemeen bekend dat met glas gevuld polyolefin sterker is dan polyolefïn zonder glasvulling. Een kleplid, vervaardigd uit een glas gevuld polyetheen met een glas gehalte tussen 3 en 30% is bekend uit EP 1 789 343 BI. Dit kleplid wordt beschreven als beter bestand zijnd tegen problemen wegens vochtinfiltratie dan klepleden zonder glasvulling. De oppervlakteruwheid van met glas gevuld materiaal is echter niet bevredigend voor alle technische toepassingen en leidt tot een verhoogde slijtage van de productiemiddelen en assemblagelijnen. EP 262 649 A2 beschrijft een werkwijze voor het bereiden van mengsels van onverenigbare thermoplastische koolwaterstofpolymeren bij middel van een combineerbaar mengsel dat basalt vulstof bevat en bepaalde versterkende additieven.

Het probleem van gasverlies wordt aangepakt in EP 2 354 037 Al, waarin het kleplid een ringvormige basisflens bevat met een extra laag voor een betere afdichting tegen het onderoppervlak van de afdichtingflens. Dit garandeert naast goede weerstand tegen kleverigheid een goede preventie tegen gasverlies, maar de kosten van het kleplid zijn vrij hoog voor een basisproduct zoals reservoirs met vocht uithardbare mengsels zoals polyurethaan.

Ondanks het voorstel van oplossingen, kan gesteld worden dat een behoefte blijft bestaan om de productiekosten te verminderen en om tegelijkertijd te zorgen voor een optimale stabiliteit, sterkte, en weerstand tegen kleverigheid en eigenschappen van gasverlies van de klep.

Het doel van de onderhavige uitvinding bestaat in het voorzien in materialen voor klepleden die aan deze criteria voldoen.

Dit doel wordt volgens de onderhavige uitvinding bereikt, omdat de klep vervaardigd is uit kunststof gevuld met basaltdeelljes met een hoeveelheid tussen 1% en 60% gewichtspercent.

Verrassenderwijs heeft men gevonden dat klepleden vervaardigd van kunststof gevuld met basaltdeeltjes in deze hoeveelheden verbeterde eigenschappen vertonen, zoals sterkte en slijtagepercentages, in vergelijking met niet-gevulde kunststoffen en vergeleken met kunststoffen die met glas gevuld zijn.

Een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding die de voorkeur geniet is deze waarbij de basaltdeeltjes worden gekozen uit de groep omvattende basaltdeeltjes, micadeeltjes, deeltjes wollastoniet en talkdeeltjes.

De beste resultaten werden bereikt bij tests met basaltvezels. De andere soorten deeltjes tonen echter ook voldoende weerstand.

Een verbetering van de onderhavige uitvinding bestaat in het feit dat een combineerbaar middel wordt toegevoegd aan de kunststof.

In feite, de toevoeging van een combineerbaar middel verbetert de hechting tussen de kunststof en de basaltdeeltjes.

Het ligt binnen de objectieven van de onderhavige uitvinding dat het combineerbaar middel gekozen wordt uit de groep bestaande uit maleïnezuur, een condensatieproduct van maleïnezuur met een alifatische, aromatische of heterocyclische polyol, een acrylamide maleïmide of maleamic zuur van een alifatische, aminosilanen, alkylsilanen, aromatische of heterocyclische polyamine en titaandioxide.

Men kwam tot de vaststelling dat derivaten van zowel maleïnezuur als aminosilanen, alkylsilanen, aromatische of heterocyclische polyamine zeer geschikte combineerbare middelen zijn ter verbetering van de hechting tussen kunststoffen en basaltdeeltjes.

Volgens de onderhavige uitvinding werd de kunststof gekozen uit de groep bestaande uit polyolefinen, polyesters, en polyoxymethyleen.

Het geniet de voorkeur dat de polyolefïnen gekozen worden uit de groep bestaande uit polyethyleen, polipropyleen, polyethyleen met gemiddelde dichtheid, polipropyleen met gemiddelde dichtheid, polyethyleen met hoge dichtheid, polipropyleen met hoge dichtheid en metalloceen polyethyleen.

De kunststoffen die de voorkeur genieten voor klepleden zijn polyethyleen en vooral polyethyleen met hoge dichtheid aangezien deze materialen succesvol gebruikt werden gedurende vele jaren voor klepleden en omdat ze verkrijgbaar zijn op de markt tegen redelijke prijzen.

Polyesters die de voorkeur genieten zijn polyethyleentereftalaat en polybutyleentereftalaat.

In de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding die de voorkeur geniet, zijn de basaltdeeltjes in de vorm van basaltvezels, basaltpoeder of basalt nanopoeder.

In dit verband wordt de voorkeur gegeven dat de basaltvezels een gemiddelde lengte hebben tussen 0,1 en 12 mm, nog beter tussen 1 en 8 mm en ideaal tussen 2 en 6 mm.

Breedte / lengte verhoudingen van de basaltvezels tussen 1:20 en 1:500, nog beter tussen 1:50 en 1:250 en ideaal tussen 1:100 en 1:200 gaven de beste resultaten.

Het basaltpoeder heeft bij voorkeur een gemiddelde deeltjesgrootte tussen 0,1 mm en 10 mm, nog beter tussen 1 en 8 mm en ideaal tussen 3 en 6 mm.

Zowel voor basaltvezels als voor basaitdeelljes geeft men de voorkeur aan een lengte, respectievelijk gemiddelde deeltjesgrootte die ongeveer gelijk is aan de lengte van het kunststof granulaat, gebruikt voor de productie van de klepleden.

Met betrekking tot het basalt nanopoeder, is de gemiddelde deeltjesgrootte gelegen tussen 1 nm en 100 nm, beter tussen 10 nm en 50 nm en ideaal tussen 20 nm en 30 nm.

Het kleplid is bij voorkeur gemaakt van een kunststof gevuld materiaal met basaltdeeltjes met een hoeveelheid tussen 1% en 50% gewichtspercent, beter met een hoeveelheid tussen 5 en 40% gewichtspercent en ideaal met een hoeveelheid tussen 10 en 35% gewichtspercent.

De uitvinding heeft ook betrekking op een verdeelklep voor schuimproducten, die een kleplid bevat dat beweegbaar is ten opzichte van een afdichting, het kleplid zijnde een kleplid volgens de onderhavige uitvinding.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding die de voorkeur geniet is deze waarbij de verdeelklep er een is voor ééncomponent of tweecomponent polyurethaanschuim. Eéncomponent (1K-) of tweecomponent (2K-) polyurethaanschuim wordt wijd gebruikt in de industrie en in de bouwsector.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een schuimreservoir met een verdeelklep, de verdeelklep zijnde een verdeelklep volgens de onderhavige uitvinding.

Hieronder wordt de uitvoeringsvorm die de voorkeur geniet in detail toegelicht.

Voorbeeld 1

Een kleplid is gemaakt van kunststof granulaat bestaande uit hoge-dichtheid polyethyleen en lange basaltvezels. De plastic granulaten hebben een gemiddelde grootte van ongeveer 9 mm en zijn gevuld met 33% gewichtspercent basaltvezels met een gemiddelde lengte die in wezen overeenkomt met de grootte van de kunststofgranulaten (ongeveer 8 mm) en een gemiddelde diameter van 17 pm. De basaltvezels hebben een kunststofomhulling en men gebruikt maleïnezuur als combineerbaar middel.

Het kleplid dat vervaardigd wordt door spuitgieten van de bovengenoemde samenstelling wordt gebruikt in een verdeelklep op een 1 K of 2K polyurethaan schuimreservoir. Het vertoont een beter weerstandsvermogen (spanning bij breuk (DIN EN 527): 80 MPa, rek bij breuk (DIN EN 527): 3%, trekmodulus (DIN EN 527): 5800 MPa) en minder kleverigheid, dat wil zeggen minder waarschijnlijkheid dat de inhoud van het reservoir dat per ongeluk gehard was, aan het kleplid kleeft en interfereert met de werking van de klep; dit in vergelijking met conventionele klepleden.

Voorbeeld 2:

Een kleplid is gemaakt van kunststof granulaat bestaande uit hoge-dichtheid polyethyleen en korte basaltvezels. De kunststof granulaten hebben een gemiddelde grootte van ongeveer 9 mm en zijn gevuld met 33% gewichtspercent van basaltvezels met een gemiddelde lengte van ongeveer 1 mm) en een gemiddelde diameter van 17 pm. Maleïnezuur wordt gebruikt als combineerbaar middel.

Het kleplid dat vervaardigd wordt door spuitgieten van de bovengenoemde samenstelling wordt gebruikt in een verdeelklep op een 1 K of 2K polyurethaan schuimreservoir. Het vertoont betere mechanische weerstand (spanning bij breuk (DIN EN 527): 80 MPa, rek bij breuk (DIN EN 527): 3%, trekmodulus (DIN EN 527): 5800 MPa) en minder kleverigheid, dat wil zeggen minder waarschijnlijkheid dat de inhoud van het reservoir dat per ongeluk gehard was, aan het kleplid kleeft en interfereert met de werking van de klep; dit in vergelijking met conventionele klepleden.

Voorbeeld 3:

Een kleplid is gemaakt van kunststof granulaat bestaande uit hoge-dichtheid polyethyleen en lange basaltvezels. De plastic granulaten hebben een gemiddelde grootte van ongeveer 9 mm en zijn gevuld met 33% gewichtspercent basaltvezels met een gemiddelde lengte die in wezen overeenkomt met de grootte van de kunststofgranulaten (ongeveer 8 mm) en een gemiddelde diameter van 17 pm. De basaltvezels hebben een kunststofomhulling en maleïnezuur wordt gebruikt als combineerbaar middel.

Het kleplid dat vervaardigd wordt door spuitgieten van de bovengenoemde samenstelling wordt gebruikt in een verdeelklep op een 1 K of 2K polyurethaan schuimreservoir. Het vertoont betere mechanische weerstand (spanning bij breuk (DIN EN 527): 80 MPa, rek bij breuk (DIN EN 527): 3%, trekmodulus (DIN EN 527): 5800 MPa) en minder kleverigheid, dat wil zeggen minder waarschijnlijkheid dat de inlioud van het reservoir dat per ongeluk gehard was, aan het kleplid kleeft en interfereert met de werking van de klep; dit in vergelijking met conventionele klepleden.

Fig. 1 toont het resultaat van de cyclustest.

In een cyclustest, waren bussen ondersteboven opgeslagen met gas op verschillende temperaturen zodat de klep in direct contact was met het gas. Op de x-as, worden de verschillende cycli en temperaturen getoond waaraan de bussen waren blootgesteld, bijvoorbeeld

Cyclus 1:

72 uur bij 23° C 48 uur bij -20° C 24 uur bij 23° C 24 uur bij 45° C

Cyclus 4 7 dagen bij 23°C, bus rechtop. '

Na elke stap in de cyclus, wordt het gas verlies gemeten en aangeduid in g op de y-as van Fig. 1.

De cyclustest werd uitgevoerd met een standaardklep (A3105) met het kleplid (klepsteel) dat gemaakt is van polyethyleen, gevuld met 33% glasvezels en met een klep die voorzien van een klepsteel gemaakt van polyethyleen gevuld met 33% basaltvezels (EXP3105-47).

Het kan worden afgelezen van de resultaten dat kleppen met de basaltgevulde klepsteel (bovenste curve) minder gasverlies vertonen dan de standaardklep gevuld met glasvezels (onderste curve).

Claims

1. Kleplid, gekenmerkt door het feit dat het kleplid gemaakt is met kunststofVulling met basaltdeeltjes in een hoeveelheid tussen 1% en 60% gewichtspercent.

2. Kleplid volgens claim 1 of 2, gekenmerkt door het feit dat een combineerbaar middel toegevoegd is aan de kunststof.

3. Kleplid volgens één van de claims 1 tot 3, gekenmerkt door het feit dat het combineerbaar middel gekozen is uit de groep bestaande uit maleïnezuur, een condensatieproduct van maleïnezuur met een alifatische, aromatische of heterocyclische polyol, een acrylamide maleïmide of maleamic zuur van een alifatische, aminosilanen, alkylsilanen, aromatische of heterocyclische polyamine en titaandioxide.

4. Kleplid volgens één van de claims 1 tot 4, gekenmerkt door het feit dat de kunststof geselecteerd is uit de groep bestaande uit polyolefinen, polyesters en polyoxymethyleen.

5. Kleplid volgens één van de claims 1 tot 5, gekenmerkt door het feit dat de polyolefinen geselecteerd zijn uit de groep bestaande uit polyethyleen, polipropyleen, middelhoge-dichtheid polyethyleen, middelhoge-dichtheid polipropyleen, hoge-dichtheid polyethyleen, hoge-dichtheid polypropyleen en metalloceen polyethyleen.

6. Kleplid volgens één van de claims 1 tot 5, gekenmerkt door het feit dat de polyesters geselecteerd zijn uit de groep bestaande uit polyethyleentereftalaat, polybutyleen tereftalaat en policarbonaten.

7. Kleplid volgens één van de claims 1 tot en met 7, gekenmerkt door het feit dat de basaltdeeltjes in de vorm van basaltvezels, basaltpoeder of basalt nanopoeder zijn.

8. Kleplid volgens één van de claims 1 tot 8, gekenmerkt door het feit dat de basaltvezels een gemiddelde lengte hebben tussen 0,1 en 12 mm, beter tussen 1 en 8 mm en ideaal tussen 2 en 6 mm.

9. Kleplid volgens één van de claims 1 tot 9, gekenmerkt door het feit dat de basaltvezels een gemiddelde breedte/lengte verhouding hebben tussen 1:20 tot 1:500, beter tussen 1:50 en 1:250 en ideaal tussen 1:100 en 1:200.

10. Kleplid volgens één van de claims 1 tot 10, gekenmerkt door het feit dat het basaltpoeder een gemiddelde deeltjeslengte heeft tussen 0,1 mm en 10 mm, beter tussen 1 en 8 mm en ideaal tussen 3 en 6 mm.

11. Kleplid volgens één van de claims 1 tot en met 10, gekenmerkt door het feit dat het basalt-nanopoeder een gemiddelde deeltjesgrootte heeft tussen 1 nm en 100 nm, beter tussen 10 nm en 50 nm en meest bij voorkeur tussen 20 nm en 30 nm.

12. Kleplid volgens één van de claims 1 tot 12, gekenmerkt door het feit dat het kleplid gemaakt is van kunststof gevuld met basaltdeeltjes in een hoeveelheid tussen 1% en 50% gewichtsprocent, beter in een bedrag tussen 5 en 40% gewichtspercent en bij voorkeur in een bedrag tussen 10 en 35% gewichtspercent.

13. Verdeelklep voor schuimproducten, in het bijzonder voor polyurethaanschuim, bestaande uit een kleplid dat beweegbaar is ten opzichte van een afdichting, gekenmerkt door het feit dat het kleplid er een is volgens een van de claims 1 tot 13.

14. Schuimreservoir met een verdeelklep, gekenmerkt door het feit dat de verdeelklep er een is volgens claim 13 of 14.