CS219651B1 - Variabilně zmesné činidlo s regulovatelnými mazacími účinkami pre spracovanie PVC kompozícií kalandrovaním - Google Patents

Description

3 Γ Predmetom vynálezu je variabilně zmesné činid-; lo s- regulovatelnými mazacími účinkami, zvlášť. vhodné pre spracovanie tvrdých i mákčených PVCkompozícií technológiou kalandrovania, pričommazacie účinky možno nastavit’ tak, aby boli 'primerané pre právě túto technológiu spraco- ;vania.

Moderně spracovanie PVC na vysokovýkonnýchšpracovatefských strojoch vystavuje ho zvlášť vel-kým frikčným silám spósobujúcim často nekontro-lovatelné zvýšenie teploty vo vnútri spracovávané-ho materiálu a tým aj nežiadúcu změnu vlastnostívýrobku. Preto k PVC pridávajú před spracovanímrózne přísady, ulahčujúce spracovanie, zabezpeču-júce jeho nerušený priebeh a dávajúce výrobkupožadované vlastnosti.

Jednou z týchto zvlášť dóležitých a pre spracova-nie PVC nepostradatelných přísad je mazadlo,ί Jeho úlohou je nielen zabránit’ lepeniu taveninyI PVC na tvarovacie nástroje, napr. na válce kalan- 4i dra, ale aj regulovat’ proces přechodu polyméruz pevného stavu do taveniny, čiže jeho plastikáciua znížiť vnútorné trenie reťazcov makromolekúl, t.j j. znížiť viskozitu taveniny.

Každá spracovatefská technológia má iné, pod-š statné odlišné požiadavky na vlastnosti mazadla.

Kalandrovanie potřebuje stredne rýchlu plášti- ,· : káciu a výrazné zabránenie lepeniu na válce! kalandra (separačný efekt), zatiafčo zníženie vis- kozity nie je tak podstatné.

Okrem uvedených zásadných technologickýchpožiadaviek musí sa často robiť korekcia v maza-com systéme aj v súvislosti s geometrickými roz-mermi a počtom valcov, teplotným režimoma spracovatefskými rýchlosťami.

Tieto náročné požiadavky ťažko splnit’ len jedi-ným univerzálnym mazadlom. Preto sú na trhudesiatky komerčných mazadiel, určených pre kon-krétnu, poměrně úzku oblast’ spracovania. Váčšina komerčných mazadiel v súčasnej době je představovaná zložitými syntetickými látkami:Napr. japonský patent č. 50123753 nárokujepoužitie organosilikátovej zlúčeniny chemickéhoί vzorca (C18H37O)2SiO(CH3)2 ako mazadlo prei PVC, podobné NSR pat. č. 1227233 uvádzapoužitie aduktu polyorganosiloxanu s polyizokya-nátom alebo polyizotiokyanátom. USA pat. č.3928275 doporučuje ako mazadlo pre PVC Ca,i Mg alebo Zn soli dialkylcitrátu s C26 až C44v obochalkyloch. Francúzsky pat. č. 1500773 udává zasekopolymér etylénu a krotónovej kyseliny. Z klasic-kých mazadiel ešte pretrvávajú niektoré vosky,napr. Wachs E, ktorých použitie je silné obmedze-né pre moderně technologie nedostačujúce a pretov praxi musia byť doplňované inými mazadlami,aby sa dosiahol žiadúci účinok.

Teraz sme zistili, že podlá tohoto vynálezumožno snadno připravit’ zmesné činidlo s lubovol- ; > ne nastavenými mazacími vlastnosťami, primera- ; ! nými pre právě požadovaná technológiu, kombiná- , 1 ciou niekolko málo základných látok s vyhraněný- mi mazacími účinkami, váčšinou prírodného póvo- 219651 du, alebo od nich odvodených, alebo vzniklýchjednoduchými syntézami.

Podlá tohoto vynálezu sú vhodné látky, rozděle-né do troch skupin na základe ich funkčnýchmazacích účinkov, vyplývajúcich z ich chemickéhozloženia: I. skupina — látky s výrazným urýchlovacím; efektom na plastikáciu znižujúce aj vnútorné trenieí a viskozitu taveniny, avšak len s malým alebo žiadným separačným účinkom. Po chemickejstránke sú to vyššie mastné kyseliny C12—C22 a ich >i zmesi, vyššie mastné alkoholy C12—C30 a ich zmesi, · i úplné alebo parciálně estery glycerínu a vyšších^mastných kyselin C12—C22 s podielom volných'j mastných kyselin C12—C22 do 20 % a/alebo s obsa- hom dimérnych mastných kyselin do 60 %, esteryvyšších mastných kyselin C12—C22 alifatickýchalkoholov Cx—C8 a/alebo epoxidované estery vyš-' ších mastných kyselin C12—C22 a alifatických alko-! holov Cj —C8, estery vyšších mastných kyselini Ci2~C22 S viacmocnými alkoholmi C2—C6 obsahu-I júcich 2 až 4 hydroxyskupiny a polyadukty alifatic-> kých dikarbonových kyselin C4—C22 s viacmocný-mi alkoholmi C2—C6 obsahujúcimi 2 až 4 hydro-xyskupiny o celkovej mol. hmotnosti 1000 až 3000,napr. ricínový olej, sojový olej, slnečnicový olej,j řepkový olej, butylester sójového oleja, epoxido-I váný butylester sójového oleja, zmes glycerínmo- noesterov vyšších mastných kyselin napr. obchod-1 nej značky Polynol A, glyceríndistearát, glycerín-! monostearát, stearín, dipropylénglykol monostea-rát, dipropylénglykoldistearát, oleilcetylalkohol,stearylalkohol, pentaerytritmono-, di- a tri-stearát,polyadukt dipropylénglykolu a kyseliny adipovej mol. hmotnosti 1500 a pod. II. skupina — látky s výrazným separačnýmefektom, zabraňujúcim lepeniu taveniny PVC na ! kovové časti spracovateíských strojov a tvarova-cích nástrojov, pričom rýchlosť plastikácie neme-j nia, alebo mierne znižujú. Po stránke chemickéhozloženia sú to alifatické uhlovodíky C12—C40 li-| neárne i rozvětvené, zmesi alifatických uhfovodí-; kov Ci2—C40 s cyklickými uhFovodřkmi C5—C8a ich metyl- a etylhomologmi a s aromatickýmiuhlovodíkmi C6—C10 obsahujúce do 70 % cyklic-kých a do 30 % aromatických uhlovodíkov, nízko-molekuláme lineáme i rozvětvené polymery etyl-énu a propylénu s mol. hmotnosťou 300 až 3500,napr. medicinálny parafínový olej, ložiskový olej,vazelínový olej, pevný parafín, vyššie kvapalnéfrakcie z destilácie ropy s prevažujúcim obsahom! vyšších parafínov C15—C30, nízkomolekulové poly-etylény s mok hmotnosťou 1000 až 2500, nízkomo-lekulárne polypropylény s mol. hmotnosťou 300 až3500 a pod. III. skupina — látky s výrazným brzdiacimefektom na rýchlosť plastikácie PVC kompozície,ktoré viskozitu taveniny nemenia, připadne mierneznižujú a pri vyššom dávkovaní vykazujú aj určitýseparačný účinok. Po chemickej stránke sem patriapolypropoxaméry viacmocných alkoholov C2—C12obsahujúcich 2 až 8 hydroxyskupín, s celkovou mol. hmotnosťou 2000 až 5000, monoestery kyse-liny citrónovej s alifatickými alkoholmi C4—C18a/alebo ich adukty s 1 až 10 mólmi etylénoxidu, solivyšších mastných kyselin C12-C22, ktoré móžuv reťazci obsahovat’ volnú hydroxyskupinu, s kovmidruhéj skupiny Mendelejevovej sústavy, prvkova/alebo s antimónom a s olovom, napr. polypropo-xamér glycerínu mol. hmotnosti 3000 až 5000,polypropoxamér trimetylolpropánu mol. hmotnos-ti 3000 napr. obch. značky Slovaprop TMP-56,stearát olovnatý, stearát vápenatý, ricínoleát olov-natý, ricínoleát vápenatý, monooktylcitrát, mono-laurylcitrát, adukt Có C10 monoalkylcitrátu so6 mólmi etylénoxidu a pod. V každom konkrétnom zmesnom činidle s maza-cími učinkami podlá tohoto vynálezu musí byť j ________- _ 219651 i zastúpené aspoň po jednej látke najmenej z dvočhz uvedenej trojice skupin látok, pričomTátkyskupiny I. urýchfujúce plastikáciu, sú obsaženév množstve 40 až 90 %, látky so separačnýmefektom sú zastúpené v množstve 5 až 30 % a látkyskupiny III. brzdiace plastikáciu sa použijú v množ-stve 5 až 30 %, pričom jedna skupina látok móžebyť podfa potřeby vynechaná.

Pre lepšie osvetlenie a konkrétné charakterizo-vanie látok týchto troch skupin uvádzame v tab.1 výsledky skúšok na plastografe Brabender, s hne-tacou komorou objemu 50 cm3, při teplote 150 °Ca 50 ot/mih, namerané s použitím PVC kompozíčie36,6 g S-PVC (K 70), 9,9 g dioktylftalát a 0,5 gJátky s mazacím účinkom.

Tabulka č. 1

Skupinalátok podlívynálezu i Látka Dávka g Čas plastíkácie s Relat. viskoz. N. m Lepenie na hnetadlá — bez mazadla — 200 17,8 silné lepí — komerč. Wachs E 0,5 1 580 17,6 nelepí I. Dipropylénglykolstearát 0,5 195 17,5 mierne lepí I. Epoxybutylester sójového oleja i 0,5 180 17,0 mieme lepí I. Řepkový olej 0,5 170 17,2 silné lepí I. Ricínový olej 0,5 120 17,3 silné lepí I. Polynol A 0,5 90 16,8 mierne lepí I. Oleylcetylalkohol 0,5 70 17,2 mierne lepí II. Minerálny parafínový olej 0,5 288 17,1 nelepí II. Parafín pevný 0,5 448 17,2 nelepí II. Polyetylén mol. hmotnosti 19000 0,5 930 18,6 nelepí III. Stearát vápenatý 0,5 2880 17,5 nelepí III. Stearát olovnatý 0,5 7200 16,9 nelepí III. Slovaprop TMP-56 0,5 n e p 1 a s t i k u j e III. Slovaprop TMP-56 0,12 4800 17,5 slabo lepí III. Slovaprop TMP-56 0,07 780 17,5 slabo lepí

Ako vidieť z tabuTky uvedená skúška jasné jcharakterizuje látky z hradiska ich mazacích účin-kov a umožňuje zatriedenie do příslušných funk-čných skupin, ako aj použitie pre tvorbu zmeshýchčinidiel z hradiska požiadaviek technologie.

Vlastná skladba jednotlivých zmesných činidieli podTa tohoto vynálezu pre technológiu kalandro-vania je vysvětlená na príkladoch: Příklad 1:

Pre výrobu transparentných fólií kalandrovanímbola připravená PVC kompozícia o zložení: 75 kgS-PVC (K 70), 25 kg dioktylftalát, 2 kgdibutylcín-karboxylát, 0,2 kg fenolický antioxidant, 0,2 kgbenztriazolový UV absorbér a 0,5 kg zmesnéčinidlo. Ako zmesné činidlo boli použité: MKS-3: 30 % ricínový olej, 20 % epoxidovaný butylester sójového oleja, 10 % medicinálnyparafínový olej, 30 % řepkový olej, 10 % stearátvápenatý. MKS-5: 60 % ricínový olej, 20 % epoxidovaný butylester sójového oleja, 10 % medicinálnyparafínový olej, 10 % Slovaprop TMP-56. MKS-6: 40 % ricínový olej, 40 % epoxidovanýbutylester sójového oleja, 5 % medicinálny pa- i rafínový olej, 15 % Slovaprop TMP-56.MKS-11: 35 % ricínový olej, 20 % řepkový olej, 20 % epoxidovaný butylester sójového oleja, 5 % medicinálny parafínový olej, 20 % Slovap-irop TMP-56. j MKS-12: 20 % oleylcetylalkohol, 60 % ricínovýolej, 10 % butylester sójového oleja, 5 % medi- 1 cinálny parafínový olej, 5 % Slovaprop TMP-56.

Ako porovnávacie boli urobené dve PVC kom-pozície o zložení ako horeuv^dené, s tým rozdie-lom, že jedna bola celkom bez mazadla, a v druhejbol miesto zmesného činidla použitý komerčnýWachs E. Všetky uvedené kompozíčie boli potom testova- ! né na hodnotu separačného efektu, t. j. na odolnost’ | voči lepeniu na válce Jkalandra pri dlhodobom

Claims (2)

1. 5 kalandrovaní. Testovanie bolo urobené na labora-tómom dvojvalcovom kalandri 0 200 mm/ L 400 mm, s frikciou 1,2 pri otáčkách rýchlejšiehovalca 21 ot/min a teplote 160 °C. Každých 10 iminút sa odoberali vzorky fólie 5x5 cm z valca |kalandra až do začiatku lepenia. Výsledky testu sú Iuvedené v tabufke č. 2: J Tabuíka č. 2 Zmesné činidlo (mazadlo) Doba kalandrovania pri 160 °Cdo začiatku lepenia PVC kom-pozície na válce kalandraminút Bez mazadla 20 Komerčně mazadlo Wachs E 60 MKS-3 . 80 MKS-5 100 MKS-6 110 MKS-11 120 MKS-12 90 Ako vyplývá z uvedených výsledkov testu, všet-ky skúšané zmesné činidlá podlá tohoto vynálezuvykázali pri dlhodobom kalandrovaní podstatnélepšie výsledky, ako komerčný produkt Wachs E,a preto sú pre technológiu kalandrovania plnévhodné. PREDMET Variabilně zmesné činidlo s regulovatelnýmimazacími účinkami, pre spracovanie polyvinyl- >chloridových kompozícií kalandrováním vyznače- iné tým, že obsahuje 40 až 90 % látok urýchlujú-cich plastikáciu zvolených zo skupiny zahrňujúcejvyššie mastné kyseliny C12—C22, vyššie mastnéi alkoholy C12—C30, úplné alebo parciálně esteryglycerínu a vyšších mastných kyselin C12—C22s podielom volných mastných kyselin do 20 %a/alebo s obsahom dimérnych mastných kyselin do60%, estery vyšších mastných kyselin C12—C22i a alifatických alkoholov C\—C8, epoxidované este-' ry vyšších mastných kyselin C12—C22 a alifatickýchalkoholov Cj—C8, epoxidované estery vyššíchmastných kyselin C12—C22 a alifatických alkoholovCj—C8, estery vyšších mastných kyselin C12—C22s viacmocnými alkoholmi C2—C6 obsahujúcimi i2—4 hydroxyskupiny, polyadukty alifatických di-I kaloňových kyselin C4—C22 s viacmocnými alko- Příklad 2: 219651 Bola připravená PVC kompozícia pre nášíapnúvrstvu podlahovej krytiny vyrábanej kalandrova-ním o zložení: 63 kg S-PVC (K 70), 27 kg dioktyl-, ftalát, 7 kg chlórparafín 40, 1 kg dibutylcínkarbo-xylát, 1 kg antistatický prípravok, 0,2 kg fenolickýantioxidant, 4 kg titanová běloba, 0,2 hnědý pig-! ment a 1 kg zmesné činidlo MKS-22:40 % stearín, 1 30 % parafín pevný, 30 % stearát vápenatý. Akoporovnávacie mazadlo bol použitý komerčnýWachs OP. Obidve kompozície sa preskúšali naplastografe Brabender pri 150 °C, navážke 47 kg ! a 50 ot/min. Přitom zmesné činidlo MKS-22 dalo i! čas plastikácie 790 s, relatívnu viskozitu 17,2 N.m ia nedochádzalo k lepeniu taveniny na hnetadlá. 'S mazadlom Wachs E sa dosiahol podstatné dlhší |čas plastikácie (1036 s) aj viskozita taveniny bola i vyššia (17,7 N.m) a k lepeniu taveniny nedošlo.Uvedené příklady nevyčerpávajú všetky mož- nosti tohoto vynálezu, ani neobmedzujú rozsahjeho aplikácie. Sú len praktickými ukážkami použi-tia pre technologický proces kalandrovania PVCa orientačnou pomóckou pre užívatefov vynálezu. ;Taktiež pre účinok zmesného činidla nie je rozho- ; dujúci spósob pridávania. Móže sa pridať k PVCkompozícii bud ako vopred připravená zmes, aleboi vznikne „in šitu“ z jednotlivých zložiek v proceseI miešania PVC kompozície. VYNÁLEZU jholmi Č2—Č6 obsahujúcimi 2—4 hydroxyskupiny|s celkovou mol. hmotnosťou polyaduktu 1000 až3000, 5 až 30 % látok so separačným účinkomzvolených zo skupiny zahrňujúcej alifatické uhlo-vodíky lineárně i rozvětvené C12—C40 a ich zmesiJs cyklickými uhlovodíkmi C5—C8 vrátane metyl-a etylhomológov a s aromatickými uhrovodíkmiC6—C10, 5 až 30 % látok brzdiacich plastikáciui zvolených zo skupiny zahrňujúcej polypropoxamé- ,ry viacmocných alkoholov C2—C12 obsahujúcich 2 až 8 hydroxyskupín s celkovou mol. hmotnosťoupropoxaméru 2000 až 5000, soli vyšších mastnýchkyselin C12—C22 alebo vyšších mastných hydroxy-kyselín C12—C22 s kovmi druhej skupiny Mendele-jevovej sústavy prvkov a/alebo antimónom a olo-vom, pričom zmesné činidlo musí obsahovat’ aspoň ,po jednej látke minimálně z dvoch uvedených skupin Játok.