CS230732B1 - Způsob přípravy polymernich směsí na bázi houževnatého polystyrenu se zlepéenou zpracovatelností - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu přípravy polymernich směsi houževnatého polystyrenu se zlepšenou zpracovatelností. Je všeobecně· známo, že vlastnosti polymeru vyrobeného v polymeračni sekci se dále musí upravovat, aby ae dosáhlo optimální užitné hodnoty. Zpracovatelské vlastnosti houževnatého polystyrenu se zlepšuji přidáváním různých přísad v závislosti od požadogeného účinku. Pro standardní úpravu zejména vstřikovacích typů houževnatého polystyrenu se používá přídavek vnitřních mazadel. . Tato se dávkují obvykle v množství 0,001 až 3 hmotnostní díly na 100 hmotnostních dílů polymeru a na rozdíl od vnějšího mazadla se aplikují zamícháváním do základního polymeru s následným zpracováním na vytlačovacích strojích. K zamíchání se používá u houževnatého polystyrenu obvykle pomaloběžný mísič a získané směs se homogenizuje na jedno nebo dvoušnekové extruzní lince. Takto získaný granulát se v některých případech jeětě smíchává 8 vnějěím mazadlem. Jako vnitřní mazadlo se používají látky s dobrou kompatibilitou k základnímu polymeru a snižující kohesní sily mezi molekulami polymeru. Zlepšují tok polymerní taveniny a snižují teplotu způsobenou frikčním teplem. VSeobecně jsou kompatibilnější s polymerem v použitelném teplotním rozmezí dané aplikace. V technické praxi použité přípravky mají zpravidla prolínající se vlastnosti vnitřních a vnějších mazadel. V některých případech se do této skupiny aditiv zahrnují aditíva na zlepšení kluzu ("slip agent#"), která snižují koeficient třeni na povrchu hotových výrobků. Tuto vlastnost

Description

Vynález se týká způsobu přípravy polymernich směsi houževnatého polystyrenu se zlepšenou zpracovatelností.

Je všeobecně· známo, že vlastnosti polymeru vyrobeného v polymeračni sekci se dále musí upravovat, aby ae dosáhlo optimální užitné hodnoty. Zpracovatelské vlastnosti houževnatého polystyrenu se zlepšuji přidáváním různých přísad v závislosti od požadogeného účinku.

Pro standardní úpravu zejména vstřikovacích typů houževnatého polystyrenu se používá přídavek vnitřních mazadel.

. Tato se dávkují obvykle v množství 0,001 až 3 hmotnostní díly na 100 hmotnostních dílů polymeru a na rozdíl od vnějšího mazadla se aplikují zamícháváním do základního polymeru s následným zpracováním na vytlačovacích strojích. K zamíchání se používá u houževnatého polystyrenu obvykle pomaloběžný mísič a získané směs se homogenizuje na jedno nebo dvoušnekové extruzní lince. Takto získaný granulát se v některých případech jeětě smíchává 8 vnějěím mazadlem.

Jako vnitřní mazadlo se používají látky s dobrou kompatibilitou k základnímu polymeru a snižující kohesní sily mezi molekulami polymeru. Zlepšují tok polymerní taveniny a snižují teplotu způsobenou frikčním teplem. VSeobecně jsou kompatibilnější s polymerem v použitelném teplotním rozmezí dané aplikace. V technické praxi použité přípravky mají zpravidla prolínající se vlastnosti vnitřních a vnějších mazadel.

V některých případech se do této skupiny aditiv zahrnují aditíva na zlepšení kluzu (slip agent#), která snižují koeficient třeni na povrchu hotových výrobků. Tuto vlastnost 230732 zlepšování kluzných vlastností mají též některé vnější mazadla. U polystyrénových plastů, zvléětě transparentních, je známo použití mazadel, která dávají čirou taveninu, například stearát zinečnatý nebo bis-stearylamid. ·

Nevýhodou bis-stearylamidu používaného jako mazadlo i pro houževnatý polystyren je, že s ohledem na zdravotní předpisy je možno ho aplikovat pouze do 0,5 hmothostníoh dílů na 100 hmotnostních dílů polymeru. Další nevýhodou tohoto mazadla je, že musí být pro zlepšení manipulace upravován tzv. sintrovéním.

Vhodné vlastnosti jako mazadlo mají stearéty zinečnatý a vápenatý. 1 u tšchto látek je však nutno přísně dbát hygienických předpisů, nebot jsou zaznamenány případy kožních alergií při dlouhodobé expozici- těchto látek.

Je rovněž známo použití vyšších mastných kyselin a jejich esterů. Nevýhodou vyšších mastných kyselin je sklon k vytváření hrudek při delším skladování, omezená sypatelnost, což ztěžuje dávkování a omezuje jejich použití do pomalobšžných nosičů. Při použití do rychloběžných mísičů dochází k vytváření nehomogenních hrudek.

Použiti esterů vyšších mastných kyselin je obvyklejší již při výrobě základního polymeru. Při použití vosků různého složení bývá na závadu nevhodná konzistence a přípravky je nutno speciálně upravovat.

Při volbě vhodného mazadla je nutno volit i s ohledem na tržní dostupnost a ekonomickou strénku.

Je známo dále použití nízkomolekulámích polyolefinů. Například patent USA 3 506 740 uvádí použití polybutenu s molekulovou hmotností 920 jako vnitřní mazadlo pro polystyren.

Tyto nízkomolekulární polyolefiny mívají zcela nestandardní složení a konzistenci nevhodnou pro dávkování a směšování vzhledem k tomu, že mají charakter od kapalin přes vysoceviskózní kapaliny až po látky voskovitého skupenství. To znamená, že použití tšchto látek pro přesné odvažování v mísící sekci je velmi problematické. Pokud se při výrobě směsí s houževnatým polystyrenem použije kombinace vnitřní mazadlo a perličkový polyelefin, dochází při standardním způsobu míšení vlivem rozdílné sorpční povrchové aktivity k nerovnoměrnému rozdělení vnitřního mazadla na povrch perliček, což se následně projevuje nehomogenitou materiálu & především pulsací při vytlačování polymeru na extruzní lince, což má za následek ztrátu výkonu vytlačovaciho stroje, zhoršenou energetickou účinnost a zvýšený výskyt odpadů.

Tyto nedostatky nemá způsob přípravy polymerních směsí na bázi houževnatého polystyrenu se zlepšenou zpracovatelností smícháním houževnatého polystyrenu a vysokotlakého polyolefiny spočívající v tom, že se k houževnatému polystyrenu přidá vnitřní mazadlb, směs se promíchává do dosažení dokonalé homogenity směsi, nejméně však po dobu 120 sekund, pak se přidá polyolefin o molekulové hmotnosti 20 000-50 000 v množství 0,1-5 hmotnostních dílů na 100 hmotnostních dílů houževnatého polystyrenu a směs se dále míchá po dobu nejméně 1 30 sekund.

Houževnatým polystyrenem se rozumí polystyren obsahující elastomer polybutadian a blokový kopolymér polybutadien-polystyren.

Jako vnitřní mazadlo je možno použit stearát vápenatý, kyselinu stearovou, kyselinu olejovou. Použitý polyetylén mši měrnou hmotnost 0,919 g/cnr\ tavný index v g/10 min 2, bod mšknutl 90 °c a viskožitu při 190 °C 3 000 Pa.s. Ve amšai podle vynálezu mohou být dále přítomny zmškčovadla, antioxidanty, pigmenty, barviva, plnidla a další běžné příeady.

(

Okamžik zhotnogenizovéní směsi před přidáním pólyolefinu se určí na odebraném vzorku prosátím přes síto nebo vyhodnocením homogenity probarvení. Dobře zhomogenizovaná směs neobsahuje hrudky.

Použitím postupu podle vynélezu se dosáhne velmi dobré zpracovatelnosti směsi, což se projevuje již při zpracování na extruzní lince zvýšením výkonu až o 10 %.

Současně se mírně zvyšuje tepelná odolnost a vrubová a rázová houževnatost.

Postup podle vynálezu je déle osvětlen na příkladech a porovnán se srovnávacím příkladem, kde postup podle vynálezu nebyl aplikován.

Srovnávací příklad

Perličky houževnatého polystyrenu pro zpracování vstřikováním byly v laboratorním mísiči míchané se stearinem (kyselina stearová) v následujícím poměru - na 4 930 g perliček bylo najednou přidáno 20 g stearinu a 50 g polyetylénu s molekulovou hmotností 45 000, směs byla extrudrována a zgranulována. U odebraného vzorku byly stanoveny rezologické a fyzi kálněmechánické vlastnosti.

Index toku taveniny podle ČSN 64 03 61 při 200 °C, zatížení 49 N. Vrubová a rázová houževnatost podle ČSN 64 06 12 zkušební tělísko č. 2 a tepelná odolnost podle Vicata podle ČSN 64 05 21 metodou B.

Výsledky měření jsou uvedeny v tabulce δ. 1. Pří extruzi docházelo k pulsaeím.

Příklad 1

Bylo postupováno podle vynélezu. Do laboratorního.rnísiče bylo nadávkováno 4 985 g perliček houževnatého polystyrenu a 5 g stearinu. Staěs byla míchána a byly odebrány vzorky. Jakmile bylo dosaženo homogenity (na laboratorním sítě nebyly již žádné nerozmíchané části) bylo přidáno 10 g práškového polyetylénu o molekulové hmotnqstí 45 000. Směs byla déle míchána. Výsledná směs byla zpracována extruzi. Při extruzi nedocházelo k pulsaeím. Byly odebrány vzotky granulátů a stanoveny fyzikálněmechanické vlastnosti. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Příklad 2

Bylo postupováno podle vynálezu. Do laboratorního mísiče bylo nadávkováno 4 975 g perliček houževnatého polystyrenu a 5 g steerátu vápenatého. Byl stanoven optimální čas homogenizace vylisováním destiček ze vzorků směsi a vyhodnocením jejich homogenní probarvení.

Po stanovení dokonalé homogenizace na základě vyhodnocení homogenity probarvení byl čas míšení pro jeho dosažení brán za okamžik vhodný pro přidání druhé dávky. V tomto okamžiku bylo přidáno 20 g polyetylénu o molekulové hmotnosti 45 000 a směs byla dále míchána, poté byla provedena extruze a u vzorku z granulátu byly stanoveny fyzikálněmechanické vlastnosti, jejichž výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Pří kl aď 3

Bylo postupováno podle vynálezu. Do mísiče bylo nadávkováno 4 940 g perličkového houževnatého polystyrenu a 10 g stearinu. Směs byla míchána. Okamžik dokonalé homogenizace byl určen vylisováním destičky ze vzorku směsi a vyhodnocením homogenity probarvení. K homogenní směsi bylo přidáno 50 g polypropylenu o molekulové hmotnosti 4Q 000 a směs byla dále míchána, v další fázi b.vla zpracována na laboratorním extruderu a stanoveny fyzikálněmechanické vlastnosti, které jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Příklad 4

Bylo postupováno podle vynálezu jako v přikladu 3 s tlm rozdílem, že původní směs obsahovala 4 840 g perličkového houževnatého polystyrenu a 10 g stearinu. Po dosažení homogenity bylo přidáno 150 g práškového polyetylénu o molekulové hmotnosti 45 000. Fyzikálně mechanické vlastnosti připravené směsi jsou opět uvedeny v tabulce č. 1.

Tabulka 1

Příklad č.	Mazadlo ·	Vrubová houževna- tost „ J. cm”*	Rázová houževna- tost 2 J. cm-í	Index toku taveniny g/10 min	Vicat °C	Smrštění %
1. dávka % hmot.	2. dávka %. hmot
srovnávací př.	1,0 polyetylén 0,4 etearin		1,7	12,69	6,0	82,5	34,6
1í	0,1 etearin-	0,2 polyetylén	1,72	13,34	5,5	84	31,5
2.	0,1 etearát Ca	0,4 polyetylén	1,75	13,38	5,4	83,5	30,9
3.	0,2 staarin	1,0 polyetylén	2,17	12,75	5,1	83,5	32,1
4.	0,2 stearin	3,0	2,23	13,97*	5,8	84	30,9

*20 % výlisků zůstalo nepřeřazeno.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob přípravy polymerních směsí na bázi houževnatého polystyrenu se zlepšenou zpracovatelností smícháním houževnatého polystyrenu a vysokotlakého polyolefinu, vyznačující se tím, že se k houževnatému polystyrenu přidá vnitřní mazadlo, směs se promíchává do dosažení dokonalé homogenity směsi, ne jméně, však po dobu 120 sekund, pak*se přidá polyolefin o molekulové hmotnosti 20 000 až 50 000 v množství 0,1 až 5 hmotnostních dílů na 100 hmotnostních dílů houževnatého polystyrenu a směs se dále míchá po dobu nejméně 130 sekund.