NO300960B1 - Fluoridpolymer-akrylplastkompositt og fremgangsmåte for koekstrudering - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fluorpolymer-akrylplast-kompositt og en koekstruderingsfremgangsmåte for fremstilling av dette.

Plastkompositter har mange forskjellige anvendelser, spesielt i bygge- og kjøretøyfeltene. Disse komposittene kan finne anvendelse i setninger, foringer og pakninger for dører, vinduer og bygninger eller sammensatte deler. I disse anvendelsene er det viktig at det bestemte kompositt har, og opprettholder, de riktige karakteristikkene (hardhet, styrke, fleksibilitet, ekspansjon og dimensjonene karakteristikker).

Slike anvendelser omfatter vanligvis utendørs anvendelse og andre eksponeringer for miljøer som akselererer som polymerdegradering. Polymerdegradering kan forårsake tap i farve, stabilitet, fleksibilitet og/eller styrke. Sollys, eller andre lyskilder, kan bryte ned polymerer i likhet med eksponering for vann- eller luftbårne kaustiske materialer, slik som syrer, salter og organiske oppløsningsmidler. Følgelig er det ønskelig å være istand til å produsere plastkompositter som har den ønskede styrken, fleksibilite-ten, ekspansjon og dimensjonsstabilitetskarakteristikkene, samtidig som de er resistente for degraderingssidene ved dets anvendelsesmiljø.

Utviklingen av fluorpolymerer har gitt kraftig økt motstands-kraft degraderingen hos polymerer som inneholder dem. Eksempler på slike fluorpolymerer er funnet i US-patent 3.253.060, Koblitz et al., 3.458.391, Miller, 3.523.906, Schmitt et al., 3.769.371, Nersasian, 3.779.976, De Marisco et al., 3.895.029, Ward, 3.944.689, Luckock et al., 4.123.-401, Berghmans et al., 4.221.757, Strassel, 4.226.904, Ollivier et al., 4.281.492, Schock et al., 4.291-099, Strassel, 4.364.886, Strassel, 4.404.247, Dominguez-Burguette et al., 4.415.519, Strassel, 4.424.292, Rabinovitch, 4.557.977, Memmer et al., 4.581.412, Ohmori et al., 4.585.-701, Bartoszek et al., 4.728.677, Lacatus et al., 4.776.913, Goossens et al., 4.824.911, Chu, 4.877.839, Conti-Ramsden et al., 4.927.675, Adams et al., som alle herved innlemmes som referanse. Imidlertid er fluorpolymerer relativt dyre sammenlignet med ikke-fluorpolymerer slik som akrylpolymerer og polyvinylklorider. Det er således ønskelig å produsere en polymerkompositt som vil gi fordelene til fluorpolymerene samtidig som de minimaliserer det totale innholdet av f luorpolymerer, slik at et polymert materiale kan bli fremstilt post-effektivt for mange forskjellige anvendelser, spesielt de ovenfor beskrevne områdene.

Andre fortrinn og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil være tydelige for fagmannen i lys av foreliggende beskrivelse og utførelsen av oppfinnelsen.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Ifølge målene beskrevet ovenfor, angår foreliggende oppfinnelse fluorpolymer-akrylkompositt og en fremgangsmåte for fremstilling ved koekstrudering.

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir det fremskaffet et plastkompositt omfattende: a) et første lag av minst ett første polymert stoff omfattende en blanding av: 1) fra omkring 30 til omkring 70 vekt-# av minst ett akrylmateriale; 2) fra omkring 30 til omkring 70 vekt-£ av minst en fluorpolymer; og

3) minst ett uorganisk pigment,

hvor det første laget av minst ett polymert stoff er i kontakt med: b) et andre lag av minst ett andre polymert stoff som har en kjemisk karakter slik at det vedhefter seg til minst

ett første polymert stoff,

kjennetegnet ved at nevnte uorganiske pigment er tilstede i en mengde på minst 3 vekt-% i det første polymere stoff, og at det er en type som gjør det første polymere stoffreflek-

terende for infrarødt lys og opakt for lys med en bølgelengde på omkring 350 til 2500 nanometer.

Som benyttet her, betyr uttrykket "polymert stoff" et hvilket som helst polymert stoff, slik som en hvilken som helst polymer; og uttrykket "polymer" skal forståes å videre omfatte kopolymerer, blandede kopolymerer, blokk-kopolymerer osv.

Det første polymere stoffet omfatter fra omkring 30 til omkring 40 vekt-# av minst ett akrylmateriale, og fra omkring 60 til 70 vekt-# av minst én f luorpolymer. Typisk for akrylmaterialene som passer for anvendelse i foreliggende oppfinnelse, er metakrylater som metylmetakrylater og etylmetakrylater. Eksempler på fluorpolymerer som kan bli benyttet i foreliggende oppfinnelse, er polyvinylfluorid.

Det andre polymere stoffet kan være et hvilket som helst polymert stoff som er åpent for adhesjon til det første polymere stoffet, beskrevet ovenfor i et ekstruderingspro-dukt. Fordi fluorpolymerer generelt ikke har god vedhefte til polymerer som vanligvis blir benyttet som det andre polymere stoffet ifølge foreliggende oppfinnelse, er det andre polymere stoffet valgt slik at det er mottagelig for adhesjon til akryldelen i det første polymere stoffet. Akryldelen virker således som et mellomliggende stoff mellom fluorpolymeren og det andre polymere stoffet i ekstruderingsproduktet. Eksempler på slike andre polymere stoff som er anvendelige i foreliggende oppfinnelse, omfatter polyvinylklorider, klorpolyvinylkorider og andre polymere materialer. Annet andre polymert stoff kan omfatte mellomliggende bindebelegg slik som akrylbelegg, som kan bli plassert på et passende substrat slik som metall, tre eller profiltrekkings-mat-eriale.

Det organiske pigmentet (pigmentene) som blir benyttet i foreliggende oppfinnelse, kan være et hvilket som helst passende pigment som kan bli innlemmet i det første polymere stoffet, og kan bli valgt for de bestemte ytelses- og farveresultatene. Flere av disse pigmentene er velkjente i teknikken. Eksempler omfatter kommersielt tilgjengelige pigmenter slik som Shepherd Blue #3, Shepherd Green #151, Drakenfeld Brown #10363, Drakenfeld Yellow #10401, Englehard Blue #7540 og Englehard Yellow #7730. Det foretrukne området for den totale pigmentkonsentrasjonen benyttet i foreliggende oppfinnelse, er større enn omkring 3 vekt-£ av det første polymere stoffet for normal tykkelse av det første polymere stoffet benyttet i bygningsanvendelser.

Eva angår anvendelsen av polyvinylklorider som det andre polymere stoffet, er det foretrukket at det første av minst ett polymert stoff omfatter omkring 40 til omkring 50 vekt-£ av minst ett akrylmateriale, og omkring 50 til 60 vekt-# av minst én fluorpolymer.

Hva angår anvendelsen av klorpolyvinylklorider som det andre polymere stoffet, er det foretrukket at det første minst ett polymere stoff omfatter omkring 30 vekt-sé av minst ett akrylmateriale, og omkring 70 vekt-# av minst én fluorpolymer .

Foreliggende oppfinnelse omfatter også en fremgangsmåte for fremstilling av et fluorpolymer-akrylkompositt, omfattende: a) et første lag av minst ett første polymert stoff omfattende en blanding av: 1) fra omkring 30 til omkring 70 vekt-£ av minst ett akrylmateriale; 2) fra omkring 30 til omkring 70 vekt-5é av minst en fluorpolymer; og

3) minst ett uorganisk pigment,

hvor det første laget av minst ett polymert stoff er i kontakt med: b) et andre lag av minst ett andre polymert stoff som har en kjemisk karakter slik at det vedhefter seg til minst ett første polymert stoff,

hvor det uorganiske pigmentet er tilstede i en mengde på minst omkring 3 vekt-* i første polymere stoff, og er av en type som gjør det første polymere stoff reflekterende for infrarødt lys og opakt for lys med en bølgelengde på 350 til 2500 nanometer,

kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter trinnet ved koekstrudering av nevnte første og andre lag, hvor koekstruderingen eventuelt skjer under minst et delvis vakuum og hvor hver av komponentene i det første polymere stoff eventuelt blir blandet som diskrete partikler og tørket før koekstrudering av det første polymere stoff med det andre polymere stoff.

Foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til et bestemt antall totale lag i plastkomposittet ifølge foreliggende oppfinnelse, heller ikke er oppfinnelsen begrenset til noe tykkelsesområde for slike lag.

Detal. lert beskrivelse av den foretrukne utførelsesmetoden og foretrukken måte for utførelse av oppfinnelsen Ifølge den foregående beskrivelsen, er den følgende beskrivelse av en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som er ansett å være den beste modus for foreliggende oppfinnelse, hvor plastkompositten blir benyttet i utendørs anvendelser slik som glassforseglingspakninger for prefabrikerte vinduer for bygninger.

Et første polymert stoff omfattende omkring 50 vekt-* metylakrylat, omkring 50 vekt-* polyvinylfluorid og en tilstrekkelig mengde Shepard Blue #3 for å sikre opakisitet i det øvre dekklaget, blir plassert i en ekstruder, slik som en 1,5" DS-15 ekstruder, kommersielt tilgjengelig fra Davis Standard. Plassert i en annen ekstruder, er et annet polymert stoff, Crane Plastics R112-133, som generelt kan bli beskrevet som en ekstruderbar, stiv PVC-forbindelse. det første og andre polymere stoffet, blir fortrinnsvis koekstrudert under et undertrykk som er tilstrekkelig til å fjerne flyktige stoffer fra ekstruderingsproduktet (dvs. omkring 260 til 760 mm Hg).

Komponentene i det første polymere stoffet kan bli behandlet for eksempel på én av de to følgende måter: 1. Forhåndsbestemte andeler av hver ingrediens (f.eks. 40 til 70 vekt-* fluorpolymer og 30 til 60 vekt-* akryl og minst ett uorganisk pigment i tilstrekkelig mengde for å gjøre komposittet opakt for både ultraviolett og 350-2500 nanome-ters lys) kan bli blandet sammen i en trummel for å gi en tilstrekkelig homogen blanding av nevnte komponenter. Denne blandingen kan så bli direkte tilsatt til ekstruderingsbe-holderen og behandlet (med et annet polymert stoff) til et koekstrudert produkt med en ønsket profil. 2. Komponentene i det første polymere stoffet som beskrevet i 1 ovenfor, kan bli behandlet sammen, slik som ved ekstruder-ing av dem på en ventilert dobbeltskruet ekstruder til en hovedsakelig homogen smelte som så blir malt, skåret i skiver eller oppdelt i pelletform av de uniformt spredde ektruderte pelletene. Disse pelletene kan så bli koekstrudert med det andre polymere stoffet på den samme måte som blandingen beskrevet i 1 ovenfor.

I ekstruderingsprosessen er hvilken som helst av blandingene fra 1 eller 2 ovenfor, fortrinnsvis forhåndstørket ved omkring 82"C i en tørker i omkring fire timer. Prosesseringen blir så utført ved bruk av en "side-ekstruderer" (dvs. en liten, ikke-ventilert enkel skruekstruder), som er satt opp for å levere en smeltet strøm av det første polymere stoffet inn i en form hvor den blir uniformt påført som en hud over et smeltet annet polymert stoff, son vanligvis er (men ikke er begrenset til) polyvinylklorid eller kloridpolyvinyl-klorid. Det andre polymere stoffet blir samtidig prosessert i en ventilert, dobbeltskruet ekstruder.

I den foretrukkede utførelsesformen av oppfinnelsen, kan de enkelte komponentene bli trommelblandet sammen, forhåndstør-ket og tilsatt til et ekstrudermunnstykke. Denne forbedringen tillater ekstruderingen å bli utført uten noen tydelige skadelige effekter på ydelsen på det ferdige produkt.

Det resulterende smeltede koekstruderte emnet blir så formet til den ønskede fasong eller konfigurasjon, og avkjølt ifølge en hvilken som helst av flere fremgangsmåter kjent i teknikken. Det ekstruderte produktet kan også bli formet eller skåret for den ønskede anvendelse etter at ekstrudatet er avkjølt.

Industriell anvendbarhet

Plastkompositter ifølge foreliggende oppfinnelse har mange forskjellige anvendelser, spesielt i bygge- og transport-feltet. Disse komposittene kan finne anvendelse i forsegl-inger, foringer og pakninger fra dører, vinduer og bygning eller sammensetning av seksjoner. I disse anvendelsene er det viktig at det bestemte komposittet har, og opprettholder, de riktige karakteristikkene (hardhet, styrke, fleksibilitet, ekspansjon og dimensjonene karakteristikker).

Claims (11)

1. Plastkompositt omfattende: a) et første lag av minst ett første polymert stoff omfattende en blanding av:

1) fra omkring 30 til omkring 70 vekt-* av minst ett akrylmateriale;

2) fra omkring 30 til omkring 70 vekt-* av minst en fluorpolymer; og

3) minst ett uorganisk pigment, hvor det første laget av minst ett polymert stoff er i kontakt med: b) et andre lag av minst ett andre polymert stoff som har en kjemisk karakter slik at det vedhefter seg til minst ett første polymert stoff, karakterisert ved at nevnte uorganiske pigment er tilstede i en mengde på minst 3 vekt-* i det første polymere stoff, og at det er en type som gjør det første polymere staff reflekterende for infrarødt lys og opakt for lys med en bølgelengde på omkring 350 til 2500 nanometer.

2. Plastkompositt ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte lag av minst ett første polymere stoff omfatter fra omkring 30 til omkring 40 vekt-* av minst ett akrylmateriale, og fra omkring 60 til omkring 70 vekt-* av nevnte minst ene fluorpolymer.

3. Plastkompositt ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte akrylmateriale er valgt blant gruppen bestående av metakrylater.

4 . Plastkompositt ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved' at nevnte fluorpolymer er polyvinylidenfluorid.

5. Plastkompositt ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at minst ett andre polymere stoff er valgt blant gruppen bestående av polyvinylklorider og kloridpolyvinylklorider.

6. Plastkompositt ifølge krav 1, karakterisert ved at minst ett første polymere stoff omfatter fra omrking 40 til omkring 50 vekt-* av nevnte først ene akrylmaterialem, og fra omkring 50 til omkring 60 vekt-* av nevnte minst ene fluorpolymer, og hvor nevnte andre polymere stoff omfatter minst ett polyvinylklorid.

7. Plastkompositt ifølge krav 1, karakterisert ved at minst nevnte ene første polymere stoff omfatter omkring 30 vekt-* av nevnte minst ene akrylamteriale, og omkring 70 vekt-* av nevnte minst ene fluorpolymer og nevnte andre polymere stoff omfatter minst ett kloropolyvinylklorid.

8. Plastkompositt ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte polymere stoff er et polymert belegg, hvor nevnte polymere belegg er plassert på et substrat.

9. Plastkompositt ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte polymere belegg er valgt blant gruppen bestående av akrylbelegg.

10. Plastkompositt ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at nevnte substratmateriale er valgt blant gruppen bestående av tre, metall og profiltrukket materialer.

11. Fremgangsmåte for fremstilling av et plastkompositt, omfattende a) et første lag av minst ett første polymert stoff omfattende en blanding av:

1) fra omkring 30 til omkring 70 vekt-* av minst ett akrylmateriale;

2) fra omkring 30 til omkring 70 vekt-* av minst en fluorpolymer; og

3) minst ett uorganisk pigment, hvor det første laget av minst ett polymert stoff er i kontakt med: b) et andre lag av minst ett andre polymert stoff som har en kjemisk karakter slik at det vedhefter seg til minst ett første polymert stoff, hvor det uorganiske pigmentet er tilstede i en mengde på minst omkring 3 vekt-* i første polymere stoff, og er av en type som gjør det første polymere stoff reflekterende for infrarødt lys og opakt for lys med en bølgelengde på 350 til 2500 nanometer, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter trinnet ved koekstrudering av nevnte første og andre lag, hvor koekstruderingen eventuelt skjer under minst et delvis vakuum og hvor hver av komponentene i det første polymere stoff eventuelt blir blandet som diskrete partikler og tørket før koekstrudering av det første polymere stoff med det andre polymere stoff.