PL100160B1 - Sposob wytwarzania mieszanin poliolefin - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia mieszanin poliolefin o poprawionej przetwa- rzalnosci, a w szczególnosci zwiekszonej sztyw¬ nosci i udarnosci oraz odpornosci cieplnej i che¬ micznej.. Otrzymane sposobem wedlug wynalazku mieszaniny poliolefin odznaczaja sie ponadto bar¬ dzo dobrymi wlasnosciami dielektrycznymi.

Istote sposobu, bedacego przedmiotem wynalaz¬ ku, stanowi modyfikacja Teologiczna na drodze kontrolowanego scinania w stanie stopionym w obecnosci dodatków substancji sprzyjajacych two¬ rzeniu sie agregatów nadczasteczkowych w mieszaninie. Tak uszlachetnione poliolefiny stano¬ wia material wyjsciowy do wytwarzania róznych wyrobów zarówno technikami wytlaczania jak i wtrysku. Ze wzgledu na lepsza przetwarzalnosc mieszanin poliolefin otrzymanych sposobem we¬ dlug wynalazku, procesy przetwórstwa wlasciwe dla obu technik przebiegaja w nizszych tempera¬ turach, przy obnizonej lepkiej generacji ciepla i z'duzo wieksza wydajnoscia anizeli w przypad¬ ku nieuszlachetnionych poliolefin.

Znane dotychczas sposoby poprawienia wlasnos¬ ci poliolefin charakteryzuja sie jednokierunko¬ woscia skutków. Celem poprawienia wlasnosci eksploatacyjnych np. sztywnosci, udarnosci i/lub odpornosci cieplnej stosuje sie wypelniacze nieor¬ ganiczne np. wypelniacze wlókniste, krzemionke, krede, lub organiczne np. celuloza, pyl drzewny, usieciowane polimery. Wada tycfc sposobów jest kosztowna preparacja napelnaiczy, duza energo-* chlonnosc iprocesu mieszania polioletfin z wypelnia¬ czami, oraz znaczne pogorszenie przetwarzalnosci.

Inne, znane sposoby ulepszania wlasnosci poli¬ olefin polegaja na zmieszaniu poliolefin np. poli¬ propylenu z innym polimerem np. z polietylenem, przy czym mieszaniu poddaje sie odpowiednio roz¬ drobnione polimery, kierujac mieszanine bezpo¬ srednio do przetwórstwa, lub tez przed przetwór¬ stwem mieszanine stapia sie i granuluje.

Jednak skutek ulepszania wlasnosci wg tych sposobów jest równiez jednostronny. Uzyskuje sie wiec np. poprawe udarnosci polipropylenu, jednak mieszanina taka odznacza sie znacznie gor¬ sza przetwarzalnoscia, zwiazana ze znaczna ela¬ stycznoscia stopu i obnizona krytyczna szybkoscia przeplywu, a w konsekwencji przetwórstwo ta¬ kiej mieszaniny przebiega z mniejsza wydajnoscia.

Okazalo sie, ze mozna otrzymac poliolefiny o lepszej przetwarzalnosci, odznaczajace sie duza sztywnoscia, a takze wysoka odpornoscia cieplna i chemiczna jesli polietylen, w postaci granulatu lub krajanki lub proszku zmiesza sie z polimera¬ mi krzemoorganicznymi jako srodkami mikrohete- rogenizujacymi strukture w stanie stopionym oraz, w zaleznosci od kierunku zastosowania, innymi poliolefinami jako srodkami polepszajacymi wlas¬ nosci eksploatacyjne.

Jako poliolefiny polepszajace wlasnosci w spo¬ sobie wedlug wynalazku stosuje sie polipropylen, 100 160100 160 polibuten-1, policzterometylopenten-1, poliizopen- tanodwiibuten lub kopolimery: propylenu oraz bu- tenu-1 z etylenem, lub mieszaniny tych kopoli¬ merów z homopolimerami.

Poliolefiny te dodaje sie do stopionego poliety¬ lenu w postaci stalej, rozdrobnionej, lub w stanie stopionym, w ilosci 65—90% wagowych, jesli glównym skutkiem uszlachetniania ma byc polep¬ szenie wlasnosci eksploatacyjnych np. udarnosci i sztywnosci; natomiast dodatek polimeru krzemo- organicznego jako czynnika mikroheterogenizuja- cego strukture stopu wprowadza sie w ilosci do % wagowych w stosunku do masy polietylenu.

Mikroheterogenicznosc wywolana dodatkiem po¬ limeru krzemoorganicznego polega na tworzeniu w stopionej mieszaninie, znajdujacej sie w polu oddzialywan Teologicznych, nadczasteczkowych struktur aglomerycznych. Obecnosc tych struktur aglomerycznych znacznie polepsza przetwarzalnosc np. zwieksza plynnosc i krytyczna szybkosc scina¬ nia obnizajac zarazem elastycznosc stopu oraz sy- nergistycznie wzmacnia skutek poprawienia wla¬ snosci uzytkowych np. odpornosc cieplna, udar- nosc i/lub sztywnosc, wynikajacy z wprowadzenia do polietylenu dodatku innych poliolefin.

Wynalazek nie ogranicza mozliwosci stosowa¬ nia innych, typowych dodatków jak wypelniacze, antyutleniacze i antypireny, absorbery nadfioletu oraz barwniki i pigmenty.

Skladniki modyfikujace moga byc wprowadzone oddzielnie lub w postaci przedmieszek wielosklad¬ nikowych.

Mieszanie wszystkich skladników mozna prowa¬ dzic w typowej instalacji do homogenizacji i bar¬ wienia, technika stapiania w warunkach miesza¬ nia dyspergujacego, po którym nastepuje miesza¬ nie w stanie stopionym.

Szczególnie przydatne dla realizacji.sposobu we¬ dlug wynalazku okazaly sie wysokotemperaturo¬ we mieszalniki dwustopniowe, skladajace sie z szybkoobrotowego mieszalnika intensywnego, lub mieszalnika dyspergujaco-rozcierajacego, sprzezo¬ ne poprzez kanal wyposazony w otwieralny uklad regulacji nacisku na mieszany material z mieszal¬ nikiem slimakowym, lub wytlaczarka, zakonczona sitem spietrzajacym, lub zaworem dlawiacym i granulatorem. Mieszanie moze byc takze prowa¬ dzone w wytlaczarkach slimakowych, zagniatar- kach slimakowych, wytlaczarkach ze strefa inten-, sywnego mieszania, lub z wykorzystaniem mie¬ szalnika dwuwalcowego.

Do przetwórstwa mieszanin poliolefin otrzyma¬ nych sposobem wedlug wynalazku stosuje sie ty¬ powe maszyny przetwórcze: wytlaczarki slimako¬ we, wtryskarki tlokowe i slimakowe wyposazone w typowe dla poliolefin narzedzia, takie jak glo¬ wice, kalibratory i formy.

Przedmiot wynalazku jest blizej zilustrowany przykladami wykonania.

Przeklad I. 1 kg polietylenu o gestosci da8..= 0,920 g/cm3, wskazniku szybkosci plyniecia, WSi^g^jg kG = 0,3g/10 min, temperaturze topnie¬ nia, Ttop = 110°C w postaci granulatu i o nazwie handlowej Politen II 003/GO miesza sie z 0,65 kg pollpiNopylenu izotatatyoznego o gestosci d|3 = 0,901 g/cm3 — wskazniku szybkosci plyniecia WSP190o/5 kG = 5gt/10 min, temperaturze topnie¬ nia, Ttop = 160°C o nazwie handlowej Malen J 400, 0,017 kg polidwumetylosiloksanu i 0,01 kg stabili- zatorów w mieszalniku dyspergujacym, szybko¬ obrotowym w temperaturze 200°C przez 10 minut.

Otrzymuje sie 1,62 kg mieszaniny poliolefin w po¬ staci granulatu, do wtrysku i wytlaczania, o na¬ stepujacej charakterystyce: gestosci d£3 = 0,915 g/cm3, WSPi^j^ = 2,9g/10 min, krytycznej szybkosci scinania, Vkr = 160 s_1 i wskazniku speczniania stopu, WSS = 150%.

Mieszanina poliolefin nadaje sie do produkcji wyrobów sterylizowalnych wrzaca woda lub ra- diacyjnie, o duzej sztywnosci jajc pojemniki, becz¬ ki, rury, profile, plyty oraz ksztaltki wtryskowe srednio i wielkogabarytowe.

Przyklad II. 1 kg polietylenu o nazwie handlowej Politen II 003/GO o charakterystyce jak w przykladzie I, miesza sie z 0,8 kg kopolimeru* etylen-propylen o wskazniku szybkosci plyniecia, WS>P 190o/5 kG = 5,5 g/10 min, temperaturze topnie¬ nia, Ttop = 120°C, granicy plastycznosci przy roz- ^ ciaganiu, Rpir = 150 kO/cm2, krytycznej szybkosci scinania, Vkr = 20 s_1 i nazwie handlowej Malen J 330 oraz 0,1 kg polipropylenu o nazwie handlo¬ wej Malen J 400, 0,05 kg polidwumetylosiloksanu i 0,01 kg stabilizatorów w mieszalniku dysperguja- cym, szybkoobrotowym w temperaturze 180°C przez 8 minut. Otrzymuje sie 1,9 kg mieszaniny poliolefin w postaci granulatu przeznaczonego do wtrysku i wytlaczania, o nastepujacej charaktery¬ styce: WSP190,/5kG = 3,2 g/10 min, Rpn. = 225 kG/cm2, Vkr = 110 s_1, wskaznik specznienia stopu przy WSP 190 nosci TF = —76°C.

Z otrzymanego granulatu mieszaniny poliolefin wyprodukowano butelki o pojemnosci 1 dm3 tech- 40 nika wytlaczania z rozdmuchiwaniem. Dzeiki po¬ prawie przetwarzalnosci (WSP = 3,2 g/10 min) wy¬ dajnosc wytlaczania wzrasta od 10 do 30%. Zwie¬ kszona sztywnosc pozwolila na zmniejszenie gru¬ bosci wyrobów o okolo 18%. 45 Przyklad III. 1 kg polietylenu o nazwie han¬ dlowej Politen II 003/GO o charakterystyce jak w przykladzie I, miesza sie z 0,65 kg koipolimeru ety¬ lenu z butanem — 1 o gestosci, d£3 = 0,965 g/cm3, wskazniku szybkosci plyniecia WSP190«/5 kG = 0,3 50 g/io min i o nazwie handlowej Marlex 65(03; 0,007 kg rx>lidwumetyloisdlokisainiu, 0,10 tog polipro¬ pylenu izotaltotycznego o gestosci d243 = 0,902 g/dm3 i o naawdie handlowej Malen J 400; 0,01 tog stabi¬ lizatorów w mieszaWkiu dyspergujacym szybko- «5 obrotowym w temperaturze 190°C przez 10 minut.

.Uzyskuje sie 1,75 kg mieszaniny poliolefin w po¬ staci granulatu do wtrysku i wytlaczania, p na¬ stepujacej charakterystyce fizycznej: .....wskaznik szybkosci plyniecia, WSP190,/5 kG . — 1 @/l€ imin, 60 granica plastycznosnai, Rpip = ^59 kiG/om2, mrozo¬ odpornosc —45°C. Dzieki zwiekszonej * sztywnosci i przetwarzalnosci otrzymano pojemniki o obje¬ tosci 5 dm3 i o zmniejszonej grubosci scianek o 15%, a wydajnosc wytlaczania i rozdmuchiwania 65 wzrasta o20%. • ¦ ' -5 100 160 6 Przyklad IV. 1 kg polietylenu o nazwie han¬ dlowej Foliten II 003/GO o charakterystyce jak w przykladzie I, miesza sie z 0,70 kg policzterome- tylopentenu — 1 o gestosci d*3 = 0,860 g/cm3 i wskazniku szybkosci plyniecia, WSP2160/5 kG = g/10 min, 0,005 kg polidwumetylosiloksanu i 0,01 kg stabilizatorów w mieszalniku dysperguja¬ cym, szybkoobrotowym w temperaturze 250°C przez 15 minut.

Otrzymuje sie 1,70 kg mieszaniny poliolefin w postaci granulatu, przeznaczonego do wtrysku wy¬ robów sredniej wielkosci i wytlaczania wyrobów profilowanych. Metoda wtryskowa uzyskano po¬ jemniki do przewozu ryb. Dzieki duzej sztywnosci grubosc scianek pojemników zmniejszono o 25%, a oiezair pojemnika o 15%.

Przyklad V. lkg polietylenu o nazwie han¬ dlowej Lupolen 5041 Z o gestosci d243 = 0,949 g/cm3 wskazniku szybkosci plyniecia WSP190o/2 kG = = 0,25 g/10 min, miesza sie z 0,65 kg polibutenu-1 o gestosci, d *3 = 0,880 g/cm3, wskazniku szybkosci plyniecia, WSP190o/5 kG = 0,8 g/10 min, o nazwie handlowej Vestolen BT, 0,015 kg polidwumetylo¬ siloksanu i 0,01 kg stabilizatorów w mieszalniku dyspergujacym, szybkoobrotowym w temperaturze 200°C przez 11 minut.

Otrzymuje sie 1,65 kg mieszaniny poliolefin w postaci granulatu przeznaczonego do wtrysku i wytlaczania, o nastepujacej charakterystyce: Wsp i9o°/5 kG =1,8 g/10 min, udamosci bez karbu, an = nie peka. Wyroby wtryskowe, jak skrzynki, pojemniki itp. odznaczaja sie odpornoscia na ude¬ rzenia w niskich temperaturach —60°C.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania mieszanin poliolefin, znamienny tym, ze do stopionego polietylenu do¬ daje sie polimery krzemoarganiczne w ilosci do 15% wagowych w stosunku do masy polietylenu oraz inne poliolefiny w ilosci 05—®i0% wagowych w stosunku do masy polietylenu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako poliolefiny stosuje sie homopolimery propy¬ lenu, butenu-1, czterometylo-pentenu-1 oraz izo- pentenodwubutenu lub kopolimery propylen-etylen i buten-etylen lub mieszaniny tych kopolimerów z homopoHmerami olefin. 15 20