CS262864B1

CS262864B1 - Strukturně lehčené deskv z polyolefinů a způsob jejich výroby

Info

Publication number: CS262864B1
Application number: CS868911A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Csc Smejkal; Vaclav Ing Tesinsky; Edward Sezima; Jiri Franta
Original assignee: Frantisek Ing Csc Smejkal; Vaclav Ing Tesinsky; Edward Sezima; Jiri Franta
Priority date: 1986-12-04
Filing date: 1986-12-04
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS891186A1

Abstract

Řešení se týká strukturně lehěených desek z polyolefinů a způsob jejich výroby technologií vstřikovaní s následným pootevřením formy. Strukturně lehčené deskv se vyznačují hladkým povrchem po celé ploše výstřiku, přičemž lehčené jádro obsahuje dutinku sférického tvaru a dutinky orientované podélnou osou ve směru tloštky desky a průměr dutinky nepřesahuje 1/3 tlouštky desky.

Description

Vynález se týká strukturně lehčených desek z polyolefinů a způsobu jejich výroby. Uvedené desky jsou tvořeny tvrdými strukturními pěnami na bázi polyolefinů připravených vstřikováním taveniny polyolefinů s chemickým nadouvadlem, nukleačním činidlem dutinek a dalšími pomocnými látkami do formy, která se za určitý časový interval po vstřiku strukturní hmoty pootevře na předem nastavenou hodnotu·

Pro výrobu desek o tlouštkách 5 tS. 45 mm se používá technologie strukturního vstřikování, tj. vstřikování taveniny polymeru obsahující plynné podíly vzniklé rozkladem chemického nadouvadla do formy. Úspěch technologie strukturního vstřikování závisí jednak na složení zpracovávané směsi a dále pak na technologických parametrech vstřikování. Optimálním složením směsí pro strukturní vstřikování a zejména vícelehčených tvrdých strukturních pěn se zabývají např·

AO 243129 a 250446 Uvedené směsi obsahují vedle polyolefinu směs chemických nadouvadel, nukleační činidlo dutinek a pomocné látky.Významný vliv na kvalitu pěn má rovněž viskozita polyolefinů, výhodné jsou degradované typy polyolefinů se zvýšenou tekutostí·

Při strukturním vstřikování se daleko výrazněji projeví na kvalitě pěn správná volba a kombinace technologických parametrů než při vstřikování tuhých polymerů. Mezi nejvýznamnější faktory patří teplota taveniny, rychlost vstřiku, obsah nadouvadel a velikost vstřikované dávky·

Volbou obsahu nadouvadla a velikostí vstřikované dávky strukturní hmoty s ohledem na požadovaný stupeň lehčení výstřiků se zabývá AO 226955. Z uvedeného AO a z literátu- 2 282 884 ry (Plastic and Rubber Processing and Applications 5 (1985)

- 49, 51 - 59, Spritzgiessen von Struktursčhaum - Fčřmteilen, Vdl - Verlag GmBH, Dusseldorf, 1976) je zřejmé, že klasickým vstřikováním strukturních pěn do uzavřené formy se dosáhne lehčení max. 25 % za předpokladu kvalitní struktury lehčeného jádra a povrchu po celé ploše výstřiku·

U desek, kde.se jedná z hlediska tvarových aspektů o velmi jednoduchý výrobek, bylo dosaženo s-tupně lehčení max. 30 %·

Při stupních lehčení nad 30 % měly desky tzv. „pomerančový

II povrch nebo nedostřiky v rozích. Další nevýhodou je to, že u těchto desek dochází se vzdáleností od ústí vtoku ke zvětšování tlouštky střední lehčené vrstvy na úkor nenapě— něné povrchové vrstvy, což vedle zhoršení povrchu má nepříznivý vliv na mechanometrické vlastnosti. Z hlediska fyaikálně mechanických vlastností se negativně projevují výrazné rozdíly ve velikosti dutinek a jejich orientaci v podélném a příčném řezu desek. U desek o stupni lehčení 5 azl5 % jsou dutinky poměrně jednotných velikostí, ale se vzdáleností od ústí vtoku se silně orientují ve směru toku taveniny, tzn. v podélném směru desky. Při stupni lehčení nad 15 % se orientace dutinek již tak výrazně neprojeví, ale dutinky jsou značně nejednotných velikostí, v rozích desek byly detekovány lunkry o průměru více než 1/2 tlouštky desky·

Tyto nedostatky lehčených desek odstraňuje vynález. Umožňuje připravit desky o průměrné objemové hmotnosti menší než polovina objemové hmotnosti zpracovávaného polymeru. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tavenina polyolefinu obsahující chemické nadouvadlo a pomocné látky se

- 3 282 884 vystříkne do uzavřené, vodou chlazené formy, která se za určitý časový interval pootevře o předem náštavenoti hodnotu. Vstřikované mhožství do uzavřené formy by tííěld představovat 75 až 90 % objemu desky, s výhodou 85 %. Takto volená dávka zaručuje dokonalé vyplnění formy a vznik hladkého povrchu. Vzhledem k vysokému tlaku ve formě dojde k vytvoření velkého množství dutinek malých průměrů v celém objemu střední lehčěhé vrstvy. Po vytvoření dostatečně silné povrchbVé vrstvy^ ktéřá zaručuje tvarovou stabilitu desky_> se forma pootevře. ůoba, žá kterou se forma pootevře, musí být volena tak, abý jádro desky bylo ještě tekuté a umožňovalo tvorbu nových a růst již vzniklých dutinek. Vzhledem k tomu, že v uzavřené fórmě jsou výrazné rozdíly teplot povrchové kompaktní vrstvy a střední části, dojde pootevřením formy ke tvorbě dutinek v celém objemů plastické zóny skokem, a tím i k výraznému rozlišení Obou vrstev. Pouze na rozhraní povrchové a střední lehčené vrstvy vžnikne relativně slabá přechodová vrstva, obsahující dutinky menších průměrů než ve střední vrstvě. V závislosti na velikosti pootevření formy dochází ke změně v orientaci dutinek. Z podélných vznikají sférické až protáhlé dutinky ve směru tlouštky desky.

Významné je, že u desek pdle vynálezu nebyly nalezeny lunkry, či jiné defekty v makrostruktuře lehčené vrstvy. Výhodou způsobu přípravy desek je dále to, že dobou, ?a kterou se forma po vstřiku pootevře, lze v poměrně širokém rozsahu volit poměr kompaktní a lehčené vrstvy.

Výše uvedené přednosti strukturně lehčených desek ptfle vynálezu se příznivě prpjeví výrazným vzrůstem fyzikálně mechanických vlastností ve srovnání s deskami o stejném stupni

282 884 lehčení připravenými klasickým způsobem.Na výkresu je znázorněna typická makrostruktura střední lehčené vrstvy a rozlišení střední a povrchové vrstvy u desek podle vynálezu.

Strukturně lehčené desky a způsob jejeich přípravy je vysvětlen na následujících příkladech*

Veškerá měřeni uvedená v příkladech byla provedena na lise CS 775O/120C s adaptérem za následujících podmíneki teploty pásem 200 až 240°C, vstřikovací tlak 60 MPa, teplota formy 20°C. desky byly připraveny ze směsi obsahující 0,4 hm. eílu nadouvadla azobisformamidu, 1,3 hm. dílu hydrogenuhličitanu sodného, 0,25 hm. dílu polypropylenového oleje K - 300, 10 hm. dílů kompozitu sestávajícího z 60 hm. dílů isotaktického polypropylenu, charakterizovaného indexem toku 15 g.10 min”*¹ a 40 hm. dílů mikromletého vápence o velikosti částic 5 /um, vše na 100 hm. dílů isotaktického polypropylenu o indexu toku 15 g.10 min*¹.

Příklad 1 ,

Ve formě o rozměrech dutiny 1025 x 1025 x 15 mm byla připravena lehcená deska o hmotnosti 6 kg a objemové hmot-3 nosti 400 kg . m . doba chlazení ve formě 600 sec. Deska nebyla dostříknutá v rozích a více než polovina desky měla pomerančový povrch. Ve střední lehčené vrstvě byly dutinky značně nejednotných velikostí (od průměru 1 až 8 mm), přičemž tlouStka povrchové vrstvy se se vzdáleností od ústí vtoku zmenšovala z 1,5 mm až na 0,3 mm.

Příklad 2

Ve formě o rozměrech dutiny 1025 x 1025 x 7 mm byla

- 5 282 884 připravena lehčená deska podle vynálezu o tloušťce 15 mm, hmotnosti 6 kg a objemové hmotnosti 400 kg . m . 50 sec., po vstřiku byla forma pootevřena o 8 mm a deska chlazena 300 sec. Deska měla hladký povrch po celé ploše výstřiku, v řezu byly dutinky (2) o průměru 1 až 3 mm* orientované podélnou osou ve směru tlouštky desky s výrazným rozlišením nenapěněné povrchové vrstvy (3) a střední lehčené vrstvy (1), přičemž tlouštka povrchové vrstvy byla 2,5 mm.

Příklad 3

Ve formě o rozměrech dutiny 1025 x 1025 x 25 mm byla připravena deska o hmotnosti 19 kg a objemové hmotnosti 760 kg . m . Doba chlazení desky ve formě byla 1100 sec.

Deska měla hladký povrch po celé ploše výstřiku, ve střední lehčené vrstvě byly dutinky o velikosti 1 až 4 mm,orientované podélnou osou ve směru délky desky. Tlouštka nenapěněné povrchové vrstvy byla 3 mm.

Příklad 4

Ve formě o rozměrech dutiny 1025 x 1025 x 15 mm byla připravena lehčená deska podle vynálezu o hmotnosti 11,2 kg, tloušťce 25 mm a objemové hmotnosti 450 kg · m .90 sec., po vstřiku byla forma pootevřeny o 10 mm a deska dále chlazena 660 sec. Deska měla hladký povrch po celé ploše, ve střední lehčené vrstvě (1) byly dutinky (2) o průměru 2 až 5 mm, orientované podélnou osou ve směru tlouštky desky, povrchová vrstva (3) a střední lehčená vrstva (1) byly výrazně rozlišeny, přičemž tlouštka povrchové vrstvy byla 3 mm.

I

282 884

Porovnání fyzikálně mechanických vlastností desek uvedených v příkladech 1 až 4

Deska	uvedená	tiouštka	stupeň	rázová	modul oruž·
v příkladu	desky	lehčení	houževnatost nosti v ohybu
Č	•	/mm/	/%/	/J. cm ⁶⁴ /	/GPa/
1		15	56	0,53	0,40
2 podle	vynálezu	15	56	1,1	0,82
3		25	17	1,3	1,18
4 podle	vynálezu	25	51	0,99	0,98

262 864

Claims

1. Strukturně lehčená deska z polyolefinů, tvořená hladkou homogenní nenapěněnou povrchovou vrstvou a střední lehčenou vrstvou, vyznačená tím, že střední lehčená vrstva (1) obsahuje dutinky (2) sférického tvaru a dutinky orientované podélnou osou ve směru tlouštky desky, přičemž největší rozměr dutinek je jedna třetina tlouštky desky, mezi nenapěněnou povrchovou vrstvou (3) a střední lehčenou vrstvou je přechodová oblast (4) obsahující dutinky menší než 1/20 tLouštky desky.

2. Způsob výroby strukturně lehčených desek podle bodu 1, vstřikováním taveniny polyolefinu s chemickým nadouvadlem do chlazené formy, vyznačený tím, že za 1/50 až 1/2 z celkové doby chlazení se vzdálenost pohyblivé Části formy po vstřiku zvětší o 1/10 až trojnásobek původní vzdálenosti pevné a pohyblivé části formy.

3. Způsob výroby strukturně lehčených desek podle bodu 2, vyznačený tím, Že vzdálenost pohyblivé části formy se zvětší za 1/10 až 1/40 z celkové doby chlazení·