CS256179B1 - Zmes pre výrobu presvetTovacích profilov z polyvinylchloridu - Google Patents

Description

256179

Vynález sa týká zmesi na výrobu profilovz polyvinylchloridu, vhodných na presvetlo-vanie budov, najma technológia vytláčania.

Je známe, že profily na presvetfovaniebudov je možné zhotovovat z různých dru-hov plastov, ako je napr. polymetylimetalkry-lát, polykarbonát, polyvinylchlorid (PVC),připadne polyolefíny. Pri použití polyvinyl-chloridu na výrobu presvetlovacích profi-lov je potřebné zabezpečit zvýšenie húžev-natosti pSvodného, neupravovaného PVC.Húževnatoeť PVC možno' zvýšit viacerýmispůsobmi, a to najma přidáním vhodnéhopolymérneho materiálu (například akrylo-nitril/butadién/styrén, chlórovaný polyety-lén, kopolymér etylénu s vinylacetátem apod.) alebo štěpením vinylchloridu na po-lymérne materiály (napr. kopolymér etylén//vinylacetát, polyakryláty a p.). Pre spra-covatelov, resp. producentov výrobkov zPVC sa teda naskytuje možnost využívatbuď štepený typ húževnatého PVC, alebomodifikovat základný homopolymérny PVCs modifikátormi húževnatosti. Z poměrněširokých možností výběru modifikátorov,resp. přípravy húževnatého PVC je potřeb-né pre předmětné profily použit taký, ktorýbude spíňať požiadavky vyplývajúce z ná-ročnosti aplikácie, avšak aj samotného pro-cesu spracovania. Z aplikačného hlediskaje dóležité zabezpečenie čo najdlhšej život-nosti profilov v prostředí poveternostných,priemyselných a civilizačných vplyvov.Pri tom je potřebné zabezpečit vyhovujúcemechanické, ale aj optické vlastnosti tých-to výrobkov. Prakticky všetky modifikátoryhúževnatosti, ako aj štepené typy húževna-tého PVC zabezpečujú výrobkom vyhovujú-ce mechanické vlastnosti, pokiaf sa použijepotřebné množstvo modifikačnej zložky.Váčším problémom je dosiahnúť, aby modi-fikačná přísada nespósobila příliš velkézhoršeme optických vlastností, resp. nebo-le příčinou zníženia životnosti výrobkov vokonkajšom prostředí.

Pre vlastný proces přípravy výrobkov zhomopolymérneho PVC, ale aj modifikova-ného PVC je potřebné použit zmes různýchvhodné kombinovat' s účelovými přísadami,zabezpečujúcimi najma stálost výrobkov vokonkajšom prostředí. Světlíkové profily běž-ně dostupné sa vyrábajú váčšinou za po-užitia stabilizátorov na báze bárium—kad-mium. Pri ich aplikácii sa PVC poměrně1'ahko spracováva, znižuje sa však čiastočnepriepustnosť světla cez PVC. Nevýhodoukadmia je jeho zdravotná závadnosť.

Na základe údajov z literatúry sa vyššiehodnoty svetelnej priepustnosti dajú dosiah-núť použitím organocíničitých stabilizátorov.Vytláčanie PVC so stabilizačným systémomtohto typu spůsobuje však ťažlkosti, ktorésa prejavia zvýšeným zatažením stroja, res-pektive vysokými krútiacimi momentami anevhodnou dobou plastikácie, čo má za ná-sledek zníženie húževnatosti, priepustnostisvětla, tepelnej, svetelnej a poveternostnej stability výrobkov. Nevýhodou cíničitýchstabilizátorov je ďalej ich vysoká cena vporovnaní s inými běžnými typmi stabilizá-torov, napr. báriovo-kademnatými, resp.olovnatými. Z uvedených důvodov je tedadůležité nájsť také dávkovanie cíničitýchstabilizátorov v kombinácii s dalšími pří-sadami, ktoré umožní zpracovatelský pro-ces, konkrétné vytláčanie a zabezpečí tiežaplikačnú tepelnú a svetelnú stabilitu pro-filu bez v&čších nárokov na cenu, resp.množstvo použitých stabilizátorov.

Za účelom predlženia životnosti výrobkovstabilizovaných cíničitými stabilizátormí jez literatúry známe pridávanie fenolickýchantioxidantov a UV absorbérov. Ako UV ab-sorbéry sa najviac používajú benztriazol abenzofenón. Tieto přísady sú vo všeobec-nosti veími drahé a pre různé aplikácie atechnologie je třeba nájsť vhodný typ amnožstvo přísady. Pre zvýšenie tepelnej sta-bility PVC zmesí na báze cíničitých stabili-záterov sú odporúčané kostabilizátory, akonapr. organické fosforitany a epoxidovézlúčeniny. Nevýhodou fosforitanov je ichurčitá zdravotná závadnosť a znižovaniemechanických vlastností výrobkov. Zo zná-mých skutočností teda vyplývá, že zabezpe-čenie procesu vytláčania svetlopriepustnýchprofilov a dosiahnutie vyhovujúcich apli-kačných vlastností je spojené s celým ra-dom materiálnych, ekonomických a techno-logických problémov.

Tieto nedostatky odstraňuje zmes, ktorejpodstata spočívá v tom, že obsahuje 100hmot. dielov polyvinylchloridu o K-hodnoteváčšej ako 55, 3 až 25 hmot. dielov chlóro-vaného polyetylénu s obsahom 30 až 45 %chlóru, stabilizátorov na báze organocíniči-tej zlúčeniny s obsahom síry a bez nejv množstve 1 až 3 hmot. dielov každého ty-pu, s výhodou po 1,5 až 1,6 hmot. dielov,0,1 až 2,0 hmot. dielov absorbéry ultrafia-lového žiarenia, 0,5 až 5,0 hmot. dielov mas-tiva, připadne 0,1 až 3,0 hmot. dielov akry-látovéhO’ modifikátora toku a připadne 0,1až 2,5 hmot. dielov epoxidovaného butyles-teru mastných kyselin sójového olebo sl-nečnicového oleja. Pri výrobě presvetlova-cích profilov sa tavenina privádza na otá-čajúce sa závitovky vytláčacieho stroja ulo-žené v plastikačnej komoře, připadne opa-trenej odplyvňovacím pásmom, zvonku vy-hrievanej a regulovanej na teploty v rozsa-hu 20 až 220 “C, vytláča cez vyhrievanú vy-tláčaciu hlavu hubicou odpovedajúcou tvaruprofilu pri tlaku 20 až 60 MPa a tvar pro-filu sa stabilizuje jedným alebo sústavouchladiacich kalibrov·, chladených vodou.

Zmes na výrobu presvetlovacích profilovpodlá vynálezu, obsahuje suspenzný aleboblokový PVC. Jeho molekulová hmotnosť,vyjadřovaná nepriamo K-hodnotou, má tiežvplyv na spracovanie. Lahšie sa spracovávazmes obsahujúca PVC o nižšej molekulovejhmotnosti, so stúpajúcou molekulovou hmot- 256179 nosťou je spracovanie ťažšie, připravenéprofily však majú vyššie mechanické vlast-nosti.

Chlórovaný polyetylén sa aplikuje a vý-hodou vo formě práškovej zmesi § PVC, ob-sahujúcej 2 až 80 % hmot. ;PVC.

Zistilo sa, že pre proces vytláčania svet-lopriepustných profilov je potřebné kombi-novat dva typy cíničitých stabiiizátorov(sírny a bezsírny). Ako organocíničité sta-bilizátory neobsahujúce síru, sú vhodné na-příklad organocíničité estery kyseliny ma-leínovej. Vo formě organocíničitých stabili-zátorov s ohsahom síry sa móžu aplikovatorganocíničité markaptídy. Organocíničitéstabilizátory sa pridávajú v množstva aspoňpo 1 hmot. dielov na 100 hmot. dielov PVC.Vzorky zo zmesí s uvedeným množstvomoboch cíničitých stabiiizátorov vykazujú na-příklad tepelnú stabilitu pri statickom te-pelnom namáhaní v atmosféře vzduchu pri180 CC v přístroji Stabilimeter cca 81 minuta dynamickú tepelnú stabilitu pri 180 °C vhnetacom zariadení typu Brabender 39 mi-nut. Uvedené tepelné stability už umožňujúproces vytláčania svetlopriepustných pro-filov. Pre zabezpečenie prevádzkovej spo-lehlivosti procesu vytláčania presvetlova-cích profilov je potřebné zvýšit dávkovanieoboch cíničitých stabiiizátorov na 1,5 až 1,6 hmot. dielov/100 hmot. dielov PVC. Vzor-ky připravené zo zmesí obsahujúcich 1,5 až 1,6 hmot. d. cíničitých stabiiizátorov vyka-zujú statickú tepelnú stabiliu viac ako 100minút a dynamickú tepelnú stabilitu 50 mi-nút. Pri použití váčšieho množstva sírnehocíničitého stabilizátore, cca od 3 hmot. d//100 hmot. PVC je sice možné zvládnutvlastný proces vytláčania, avšak takéto zme-si nedosahujú dostatočnú odolnost voči po-veternostnému starnutiu. Vzorky za zmesíobsahujúcej 3 hmot. d. sírneho cíničitéhostabilizátore a 0,5 hmot. d. UV absorbérahenztriazolového typu, vykazovali pri ume-lom poveternostnom stárnutí v přístrojí Xe-notest 1 200 změnu stupňa šedej stupnicepri cca 1 00 hod. vystavenia na 1 až 2, pri-čom sa priehladnosť znížila z hodnoty váč-šej ako 60 % na 25 %. Zmesi obsahujúcepo 1 hmot. d. z oboch cíničitých stabilízá-torov a 0,3 hmot. d. UV absorbéra henztria-zolového typu na 100 hmot. d. PVC, vyka-zovali změnu stupňa šedej stupnice na 1 až2 až po 1 500 hodinách vystavenia v Xeno-teste 1 200, pričom priehladnosť poklesla na30 %. Vzorky zo zmesi obsahujúcich po 1,5až 1,6 hmot. d. oboch cíničitých stabilizáto-rov a 0,3 až 0,5 hmot. d. UV absorbéra benz-triazolového typu, vykazovali změnu stup-ňa šedej stupnice na 1 až 2 ,po 2 000 hodi-nách vystavenia v Xenoteste 1 200, pričomipriehlednosť klesla na cca 45 °/o. Rovnakosa v Xenoteste 1,200 chovali aj zmesi obsa-hujúce po 2 hmot. d. oboch cíničitých sta-bilizátorov a 0,3 až 0,5 hmot. d. UV absor-béra henztriazolového typu na 100 hmot. d.PVC. Zvýšenie množstva UV absorbéra nad 0,5 hmot. d. sa neprejavilo výraznou změ-nou stability v Xenoteste 1 200. Vyššie dáv-kovanie má však nepriaznivý vplyv na cenuprofilov, vzhladom na vysokú cenu UV ,a'b-sorbéra. Zvyšovanie dávkovania cíničitýchstabiiizátorov nad 2 hmot. d./ΙΟΟ hmot. d.PVC má tiež nepriaznivý vplyv na niektoréfyzikálno-mechanické vlastnosti vzoriek, na-příklad odolnost za tepla podlá Vicata kles-la pod 70 °C, tvrdost vtláčania gutóčky kles-la pod la pod 70 N. mm“2 (po 30 sj. Vzhta-dom na vysoké ceny oboch typoch cíniči-tých stabiiizátorov by sa ich vysoké dávko-vanie prejavilo tiež ne plivne na cene pre-svetlovacích profilov.

Zistilo sa, že cíničiíé stabilizátory majúnízké masťace účinky, preto je potřebnézmíešavať ich s vhodnými mastivami. V úlo-he mastív je možné použit najma rožne es-tery mono- a dikarbónových mastných ky-selin s alifatickými jedno- a viacfunkčnýmialkoholmi, kyselinu hydroxysieárovú, uhlo-vodíkové vosky, parafíny alebo ich zmesi.

Ukazuje sa kladný vplyv epoxidovanýchtuhých esterov mastných kyselin, najma nadynamickú tepelnú stabilitu. Při ich vyššorodávkovaní (od 1 hmot. d.} sa však už po-vlastnosti výrobkov.

Na zabezpečeni dostatočnej konzistencietaveniny vychádzajúcej z hubice, sa uka-zuje vhodné pridanie akrylátového modifi-kátora toku. Výhody spočívajú v tom, že vý-sledné profily majú mechanické a optickévlastnosti vhodné pre účely presvetíovaniastavieb. Zabezpečí sa to komhináciou zlo-ženia zmesi a technologie vytláčania podl'apredmetu vynálezu. Profily připravené po-stupom podl'a fobto vynálezu zaručujú ná-sledovně optické a mechanické vlastnosti:

Priepustnosť světla přepočítaná na hrůbkusteny 1,5 mm — pri vlnovej dížke 670 nra 60 % — pri vlnovej dtžke 435 nm 30 %

Priehladnosť steny 60 % Rázová húževnatosť v tahu pri 23 °C podlá DIN 53448 telieska bez vrubu 500 kj/m2. Příklad 1

Vo vysokoobrátkovej fluidnej miešačkesapřipraví suchá zmes zmiešaním 100 hmot.dielov suspenzného polyvinylchloridu ο· K--hodnote 62, 15 hmot. dielov zmesi chlóro-vaného polyetylénu obsahujúceho 36 %chlóru s 50 % polyvinylchloridu, 1,6 hmot.dielov organocíničitého stabilizátora neob-sahujúceho síru, 1,6 hmot. dielov sírnehobutylcíničitého stabilizátora, 1,5 hmot. die-lov akrylátového modifikátora toku, 0,5hmot. dielov absorbéra ultrafialového žiare-nia henztriazolového typu, 1,5 hmot. dielovmastiva obsahujúceho zme3 esterov mast-ných kyselin s alifatickými alkoholmi uhlo-vodíkového vosku. Zmes sa mieša do< tep- 256179 loty 110 °C, kvapalné přísady sa s výhodoupridávajú až po zahriatí (za miešania)ostatných zložiek na teplotu 70 °C. Po· do-siahnutí teploty 110 °C sa zmes ochladí na40 CC. Z pripravenej zmesi sa profil vyrábatak, že sa zmes závitovkovým podávačomdávkuje na otáčajúce sa závitovky vytláča-cieho stroja, uložené v komoře zvonka vy-hrievanej elektrickými odporovými telesamia regulovanej regulátormi, pričom teplotajednotlivých pásiem počnúc od násypky je165, 166, 168 a 172 °C. Zmes splastikovaná vtýchto pásmach sa vytláča cez vytláčaciuhlavu konštruovanú podlá tvaru profilu avyhriatu na 192 QC do' sústavy chladiacichkalibrov chladěných vodou.

Takto připravený profil je vhodný na pre-svetlenie budov a jeho optické a mecha-nické vlastnosti sú následovně:

Priepustnosť světla přepočítaná na hrůbkusteny 1,5 mm — pri vlnovej dížke 670 nm 65,7 % — pri vlnovej dlžke 435 nm 37,2 %

Priehfadnosť steny 66,3 % Rázová húževnatosť v tahu pri 23 °C podlá DIN 53 448 telieska bez vrubu 642,6 kj/m2. Příklad 2

Vo vysokoobrátkovej fluidnej miešačkesapřipraví suchá zmes zmiešanim 100 hmot.dielov suspenzného polyvinylchloridu o K--hodnote 63, 15 hmot. dielov práškovej zme-si chlórovaného polyetylénu, obsahujúceho38 % chlóru s polyvinylchloridom v pomere1:1, 1,4 hmot. dielov sírneho butylcíničitéhostabilizátora, 1,6 hmot. dielov organocíniči-tého stabilizátora neobsahujúceho síru, 0,5hmot. dielov epoxidovaného butylesterumastných kyselin sójového oleja, 1,2 hmot.dielov esterov ďkarboxylovej kyseliny s na-sýtenými alifatickými alkoholmi, 0,5 hmot.dielov kyseliny hydroxysteárovej, 0,5 hmot.dielov vysokomolekulových viaczložkovýchesterov, 0,3 hmot. dielov absorbéra ultrafia-lového žiarenia benztriazolového typu. Kva-palné přísady sa s výhodou pridávajú pozahriatí, za miešania ostatných zložiek nateplotu 70 °C. Zmes sa mieša do teploty 110°Celzia a ochladí na 40 °C. Profil sa zo zmesivyrába postupom uvedeným v příklade 1.

Profil má následovně optické a mechanic-ké vlastnosti:

Priepustnosť světla přepočítaná na hrůbkusteny 1,5 mm: — pri vlnovej dlžke 670 nm 74,5 % — pri vlnovej dížke 435 nm 48,3 %

Priehladnosf steny 65,3 % Rázová húževnatosť v ťahu pri 23 CC telieska be vrubu podlá DIN 53448 723 kj/m2. P r í k1 a d 3

Vo vysokoobrátkovej fluidnej miešačke sapřipraví suchá zmes zmiešanim 100 hmot.dielov suspenzného polyvinylchloridu o K--hodnote 61, 8 hmot. dielov práškovej zmesichlórovaného polyetylénu obsahujúceho 37percent chlóru s 2 % polyvinylchloridu, 1,6hmot. dielov sírneho butylcíničitého stabi-lizátora, 1,6 hmot. dielov organocíničitéhostabilizátora neobsahujúceho síru, 0,5 hmot.dielov epoxidovaného butylesteru mastnýchkyselin slnečnicového oleja, 1,5 hmot. die-hmot. dielov zmesného mastiva obsahujú-ceho estery mastných kyselin a uhlovodí-kové vosky a 0,5 hmot. dielov absorbéra ul-trafialového žiarenia benztriazolového typu.Po, zahriatí zmesi na 70 °C sa s výhodoupridávajú kvapalné zložky. Zmes sa miešado teploty 120 °C a ochladí na 40 °C. Profilsa zo suchej zmesi vyrába postupom uve-deným v příklade 1.

Vytláčaný profil má následovně mechanic-ké a optické vlastnosti:

Priepustnosť světla přepočítaná na hrůbkusteny 1,5 mm: — pri vlnovej dížke 670 nm 64 % — pri vlnovej dlžke 435 nm 33 °/o

Priehfadnosť steny 64 % Rázová húževnatosť v ťaliu pri 23 °C podfa DIN 53 448, telieska bez vrubu 680 kj/m2. Příklad 4

Vo vysokoobrátkovej fluidnej miešačke sapřipraví suchá zmes zmiešanim 100 hmot.dielov suspenzného polyvinylchloridu o K--hodnote 68, 6 hmot. dielov chlórovanéhopolyetylénu obsahujúceho 58 % chlóru zmie-šaného so 7 % PVC, 1,5 hmot. dielov orga-nocíničitého stabilizátora neobsahujúceho sí-ru, 1,5 hmot. dielov sírneho butylcíničitéhostabilizátora, 1 hmot. diel akrylátového mo-difikátora toku, 0,5 hmot. dielov absorbéraultrafialového žiarenia benztriazolového ty-pu, 2,5 hmot. dielov mastiva obsahujúcehozmes esterov mastných kyselin s alifatický-mi alkoholmi uhlovodíkového vosku. Zmessa mieša do teploty 110 °C, kvapalné přísadysa s výhodou pridávajú až po zahriatí (zamiešania) ostatných zložiek na teplotu 70°Celsia. Po dosiahnutí teploty 110 C,C sa zmesochladí na 40 aC. Profil sa zo zmesi vyrábapostupom uvedeným v příklade 1 s tým, žena jednotlivých teplotných pásmach závi-tovky sa nastaví teplota 165, 170, 185, 180 °C.

Profil má následovně optické a mechanic-ké vlastnosti: Priepustnosť světla přepočíta-ná na hrůbku steny 1,5 mm: —- pri vlnovej dížke 670' nm 32,6 °/o — pri vlnovej dížke 435 nm 62,2 %

Priehfadnosť steny: 62,9 %

Rázová húževnatosť v ťahu pri 23 °C podfa DIN 53 448, telieska bez vrubu 809 kj/m-2

Claims (2)

1. 256179 9 10 Predmet vynálezu možno využlť v staveb-níctve, priemysle, polnohospodárstve, zdra- votníctve na presvetlenie budov a hál doformě stien a svetlíkov. PREDMET Zmes na výrobu presvetlovacích profilovz polyvinylchloridu, so zlepšenou tepelnoustabilitou a odolnosťou voči poveternostnýmvplyvom, vytláčením z taveniny pomocou zá-vitovkového vytláčacieho stroja, vyznačujú-ca sa tým, že obsahuje 100 hmot. dielov po-lyvinylchloridu o K-hodnote váčšej ako 55, 3 až 25 hmot. dielov chlórovaného polyety-lénu s obsahom 30 až 45 % chlóru, stabili- zátory na báze organociničitej zlúčeniny sobsahom síry a bez nej v množstve 1 až 3hmot. dielov 'každého typu, s výhodou po1,5 až 1,6 hmot. dielov, 0,1 až 2,0 hmot.dielov absorbéra ultrafialového žiarenia, 0,5až 5,0 hmotových dielov mastiva, připadne0,1 až 2,5 hmot. dielov epoxidovaného butyl-esteru mastných kyselin sójového alebo sl-nečnicového oleja.