PL197395B1 - Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie, wyrób kompozytowy i sposób wytwarzania wyrobu kompozytowego - Google Patents

Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie, wyrób kompozytowy i sposób wytwarzania wyrobu kompozytowego

Info

Publication number
PL197395B1
PL197395B1 PL345825A PL34582599A PL197395B1 PL 197395 B1 PL197395 B1 PL 197395B1 PL 345825 A PL345825 A PL 345825A PL 34582599 A PL34582599 A PL 34582599A PL 197395 B1 PL197395 B1 PL 197395B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
acrylic
weight
layer
pvc
acrylic material
Prior art date
Application number
PL345825A
Other languages
English (en)
Other versions
PL345825A1 (en
Inventor
Alistair Duncan Briggs
Paul Eustace
Malcolm Ian Tabb
Original Assignee
Lucite Int Uk Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=27269428&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL197395(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from GBGB9817048.3A external-priority patent/GB9817048D0/en
Application filed by Lucite Int Uk Ltd filed Critical Lucite Int Uk Ltd
Publication of PL345825A1 publication Critical patent/PL345825A1/xx
Publication of PL197395B1 publication Critical patent/PL197395B1/pl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/16—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
    • B29C48/18—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/06—Rod-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/12—Articles with an irregular circumference when viewed in cross-section, e.g. window profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/558—Impact strength, toughness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/712—Weather resistant

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

1. Akrylowy materia l na warstwy wierzchnie zawieraj acy 40-100% wagowych kopolimeru akry- lowego, wytworzonego przez polimeryzacj e mieszaniny monomerów zawieraj acej 50-99% wago- wych metakrylanu metylu (MMA) i 1-50% wagowych akrylanu alkilowego oraz 0-60% wagowych modyfikatora udarno sci w postaci odr ebnych cz astek, z których ka zda ma wielowarstwow a budow e, znamienny tym, ze ma wska znik szybko sci p lyni ecia wynosz acy co najmniej 1,5 g/10 minut, zmie- rzony wed lug normy ASTM D-1238 pod obciazeniem 3,8 kg w 230°C, a kopolimer akrylowy ma ci e- zar cz asteczkowy (Mw) mniejszy ni z 120000 daltonów. PL PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197395 B1 (21) Numer zgłoszenia: 345825 (22) Data zgłoszenia: 04.08.1999 (51) IntCl·
C08L 33/12 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: B&B 27/30 (20°6°1)
04.08.1999, PCT/GB99/02329 B29D 7/00 (2006.01) (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
17.02.2000, WO00/08098 PCT Gazette nr 07/00
Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie, wyrób kompozytowy i sposób wytwarzania wyrobu kompozytowego (73) Uprawniony z patentu:
LUCITE INTERNATIONAL UK LIMITED, Southampton,GB (43) Zgłoszenie ogłoszono:
14.01.2002 BUP 02/02 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.03.2008 WUP 03/08 (72) Twórca(y) wynalazku:
Alistair Duncan Briggs,Marton,GB Paul Eustace,Hemlington,GB Malcolm Ian Tabb,Darlington,GB (74) Pełnomocnik:
Jolanta Mitura, PATPOL Sp. z o.o.
(57) 1 . Akrylowy materiałna warstwy wiercchnieaawierająyy 401100% wagowceh kooolimeru kkrylowego, wytworzonego przez polimeryzację mieszaniny monomerów zawierającej 50-99% wagowych metakrylanu metylu (MMA) i 1-50% wagowych akrylanu alkilowego oraz 0-60% wagowych modyfikatora udarności w postaci odrębnych cząstek, z których każda ma wielowarstwową budowę, znamienny tym, że ma wskaźnik szybkości płynięcia wynoszący co najmniej 1,5 g/10 minut, zmierzony według normy ASTM D-1238 pod obciążeniem 3,8 kg w 230°C, a kopolimer akrylowy ma ciężar cząsteczkowy (Mw) mniejszy niż 120000 daltonów.
PL 197 395 B1
Opis wynalazku
Niniejszy wynalazek dotyczy akrylowego materiału na warstwy wierzchnie, wyrobu kompozytowego zawierającego warstwę konstrukcyjną z termoplastycznego polimeru i warstwę powlekającą z akrylowego materiału na warstwy wierzchnie oraz sposobu wytwarzania wyrobu kompozytowego.
Znane jest stosowanie materiałów akrylowych do wytwarzania warstw wierzchnich, na przykład wytrzymałych warstw powlekających na podłożu z materiału termoplastycznego (ang. capstock applications). W ten sposób wyrobom wykonanym z materiału o innych właściwościach można nadać właściwości materiału powlekającego. Dobrym wyborem takich materiałów powlekających są materiały akrylowe ze względu na ich właściwości wytrzymałościowe, trwałość, odporność na warunki atmosferyczne i wygląd.
W opisie patentowym USA nr 5,318,737 ujawniono materiały akrylowe na warstwy wierzchnie i sposób wytłaczania kompozytu, zawierającego taki materiał akrylowy. Opisano zastosowanie żywicy akrylowej o dużym ciężarze cząsteczkowym i stosunkowo dużej lepkości (wskaźnik szybkości płynięcia (MFI) od około 0,4 do około 0,75) jako materiału na warstwy wierzchnie, w szczególności do współwytłaczania na tworzywie sztucznym akrylonitryl-butadien-styren (ABS). Warstwa akrylowa o dużym ciężarze cząsteczkowym dostarcza laminatu, nadającego się do dalszego formowania w wanny i inne wyroby sanitarne.
Materiały akrylowe wykazują szczególnie dobrą odporność na starzenie w warunkach atmosferycznych, dlatego akrylowe materiały powlekające są szczególnie użyteczne do wytwarzania odpornych na warunki atmosferyczne zewnętrznych warstw elementów budowlanych, takich jak okładziny, ościeżnice i futryny okienne, drzwi itd., które często wytwarzane są z konstrukcyjnych materiałów termoplastycznych, takich jak poli(chlorek winylu) (PVC) lub ABS. W opisie patentowym USA nr 4,189,520 przedstawiono sposób wytłaczania w celu wytworzenia akrylowej warstwy powlekającej na wyrobie konstrukcyjnym z PVC, w szczególności na wytłoczkach profili okiennych. Stosowany PMMA ma stosunkowo duży ciężar cząsteczkowy (około 120000-180000 daltonów).
Materiały kompozytowe, które zawierają warstwę wierzchnią nad warstwą podłoża z termoplastów, wytwarza się zwykle przez współwytłaczanie warstw z uzyskaniem kompozytu. W przypadku współwytłaczania dwóch lub więcej materiałów termoplastycznych, zwykle, w celu uzyskania zadawalającego wyniku, potrzebne jest dopasowanie lepkości materiałów. Gdy materiały współwytłaczane wykazują różne lepkości w wymaganej temperaturze wytłaczania, współwytłaczanie może być trudne i może wymagać specjalnego ukształtowania dysz wylotowych dla zapewnienia długich dróg płynięcia lub wprowadzenia elementów grzejnych. Problem dopasowania lepkości współwytłaczanych tworzyw sztucznych omawiany jest w opisie patentowym USA nr 5,318,737, zwłaszcza w odniesieniu do pewnych podłoży, takich jak PVC, które ulegają rozkładowi termicznemu w typowych temperaturach wytłaczania akrylowego materiału powlekającego. Dzięki zastosowaniu wielokrotnie rozgałęzionych dysz można przezwyciężyć ten problem, umożliwiając stosowanie różnych warunków wytłaczania dla każdego materiału. Chociaż zastosowanie takiej technologii może umożliwić stosowanie pewnych materiałów na warstwy wierzchnie, jednak wytwarzanie równych, cienkich powłok może wciąż stwarzać problemy, ponieważ cienkie warstwy materiału powlekającego stosuje się często dla zapewnienia całkowitego otoczenia podłoża przez materiał powlekający.
W publikacji EP 0458520A ujawniono kompozycje żywic akrylowych, które są odpowiednie do stosowania jako wierzchnie warstwy powlekające, np. na podłożu z ABS, w zastosowaniu obejmującym wytwarzanie arkuszy kompozytu z tworzywa sztucznego techniką współwytłaczania w systemie „feedblock”.
EP 0458520A dotyczy w szczególności kompozycji żywic akrylowych o względnie dużej lepkości, co ułatwia wytworzenie wierzchniej warstwy, przy uniknięciu problemu jednoczesnego płynięcia na krawędziach, w procesie wytwarzania obejmującym współwytłaczanie takich arkuszy. Kompozycje opisane w EP 0458520A mają ciężar cząsteczkowy co najmniej 125000 daltonów i wskaźnik płynięcia w zakresie od 0,4 do 0,75 g/minut.
Współwytłaczanie akrylowych materiałów powlekających na materiałach z PVC stwarza szczególne problemy, ponieważ PVC wytłacza się typowo w temperaturach w zakresie 190-210°C. Spieniony PVC musi być wytłaczany nawet w niższych temperaturach, w zakresie 160-190°C, w celu sterowania procesem spieniania a zatem i dalszymi parametrami wytwarzanego wyrobu. Materiały akrylowe wytłacza się zwykle w temperaturach powyżej 220°C, w których PVC zaczyna się rozkładać. Zatem współwytłaczanie materiałów akrylowych na PVC może prowadzić do termicznego rozkładu leżąPL 197 395 B1 cej pod nimi warstwy PVC, w wyniku czego wytwarza się wyrób o pogorszonych własnościach fizycznych. Temperatura, w której przetwarza się materiał akrylowy ma znaczny wpływ na jego lepkość i własności reologiczne w taki sposób, że w niższych temperaturach ma on stosunkowo dużą lepkość, a zatem nie nadaje się do wytłaczania w postaci cienkiej warstwy ze względu na zmniejszoną zdolność płynięcia na podłożu. Pożądana jest możliwość wytwarzania cienkich warstw materiału powlekającego, ponieważ jest on stosunkowo drogi w stosunku do podłoża.
Jednym z wymagań dla akrylowego materiału powlekającego do stosowania na elementy budowlane, takie jak okładziny lub profile okienne jest wytrzymałość i odporność na obciążenia dynamiczne. Znane jest polepszanie odporności na obciążenia dynamiczne takich materiałów, z zachowaniem własności odporności na warunki atmosferyczne przez dodatek modyfikatorów udarności, takich jak np. cząstki tworzyw akrylowych rdzeń-otoczka. Chociaż te modyfikatory wywierają pozytywny wpływ na odporność na obciążenia dynamiczne, kompozycje akrylowe, zawierające modyfikatory udarności mają tendencję do wykazywania dużych lepkości w stanie stopionym. W opisie patentowym USA nr 5,700,566 ujawniono kompozyty z wierzchnią warstwą akrylową zawierającą cząstki modyfikatorów udarności i podłożem z ABS, stosowane do formowania wanien. Akrylowe materiały na warstwy wierzchnie opisane w opisie USA nr 5,318,737 także zawierają cząstki modyfikatora udarności, lecz są one materiałami o mniejszych lepkościach, które nadają się zwłaszcza do współwytłaczania z ABS.
Celem niniejszego wynalazku jest więc dostarczenie kompozycji akrylowych materiałów na warstwy wierzchnie, odpowiedniej do współwytłaczania na PVC, w tym na piankowym PVC, przy wykorzystaniu której można przezwyciężyć niektóre z powyższych problemów.
Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie według niniejszego wynalazku zawierający 40-100% wagowych kopolimeru akrylowego wytworzonego przez polimeryzację mieszaniny monomerów zawierającej 50-99% wagowych metakrylanu metylu (MMA) i 1-50% wagowych akrylanu alkilowego, 0-60% wagowych modyfikatora udarności w postaci odrębnych cząstek, z których każda ma wielowarstwową budowę i ewentualnie dodatki wybrane spośród środków smarujących, barwników, stabilizatorów, modyfikatorów połysku, charakteryzuje się tym, że ma wskaźnik szybkości płynięcia (MFI) co najmniej 1,5 g/10 minut, zmierzony według normy ASTM D-1238 pod obciążeniem 3,8 kg w 230°C, a kopolimer akrylowy ma ciężar cząsteczkowy (Mw) mniejszy niż 120000 daltonów, a korzystnie w 80000-120000 daltonów.
Korzystnie, MFI materiału akrylowego wynosi co najmniej 1,5; korzystnie MFI jest w zakresie 2,0-35, bardziej korzystnie w zakresie 3-20, np. 3-15.
Korzystnie, kopolimer akrylowy ma liczbowo średni ciężar cząsteczkowy (Mn) w zakresie od 30000 do 50000 oraz polidyspersyjność w zakresie od 2 do 2,4.
Polimer może dodatkowo zawierać pozostałości środka przenoszącego łańcuch, inicjatora lub innych dodatków przetwórczych, takich jak stabilizatory, itd.
Korzystnie, akrylowy materiał według wynalazku zawiera co najmniej 20% wagowych modyfikatora udarności.
Akrylan alkilowy wybrany jest spośród akrylanów niższych alkili, powszechnie stosowanych w materiałach akrylowych, stanowiących akrylany C1-C10-alkilowe, zwłaszcza CrC4-alkilowe, takie jak akrylan butylu (BA), akrylan etylu (EA) i akrylan metylu (MA).
W kompozycji może być zawarty więcej niż jeden akrylan.
Ilość materiału akrylowego w kopolimerze może zmieniać się zależnie od natury tego materiału. Na przykład, jeśli kompozycja wytwarzana jest z kopolimeru MMA/BA, ilość BA jest korzystnie w zakresie 5-25% wagowych. Jeśli stosowany jest akrylan etylu, ilość EA jest korzystnie w zakresie 5-35% wagowych. Natomiast, jeśli stosowany jest akrylan metylu, jego ilość wynosi korzystnie 5-40% wagowych.
Wyrób kompozytowy według wynalazku zawiera warstwę konstrukcyjną termoplastycznego polimeru i warstwę powlekającą zawierającą akrylowy materiał określony powyżej, który zawiera 40-100% wagowych kopolimeru akrylowego wytworzonego przez polimeryzację mieszaniny monomerów zawierającej 50-99% wagowych metakrylanu metylu (MMA) i 1-50% wagowych akrylanu alkilowego oraz 0-60% wagowych modyfikatora udarności w postaci odrębnych cząstek, z których każda ma wielowarstwową budowę i ewentualnie dodatki wybrane spośród środków smarujących, barwników, stabilizatorów, modyfikatorów połysku. Wyrób kompozytowy według wynalazku charakteryzuje się tym, że materiał akrylowy warstwy powlekającej ma wskaźnik szybkości płynięcia wynoszący co najmniej 1,5 g/10 minut, korzystnie co najmniej 3 g/10 minut, zmierzony według normy ASTM D-1238 pod obciążeniem
PL 197 395 B1
3,8 kg w 230°C, a kopolimer akrylowy ma ciężar cząsteczkowy (Mw) mniejszy niż 120000 daltonów, a korzystnie 80000-120000 daltonów.
Korzystnie, konstrukcyjny materiał termoplastyczny wybrany jest spośród polimerów PVC i ABS, przy czym warstwa konstrukcyjnego materiału termoplastycznego może mieć postać arkuszy i wyrobów kształtowanych litych lub wewnątrz pustych.
Akrylowa kompozycja powlekająca może być nałożona na więcej niż jedną stronę licową konstrukcyjnego materiału termoplastycznego.
Wyrób kompozytowy według wynalazku może mieć postać drzwi, profilu okiennego, panelu okładzinowego lub innych kształtek budowlanych.
Wynalazek obejmuje również swym zakresem sposób wytwarzania wyrobu kompozytowego zawierającego warstwę konstrukcyjną polimeru termoplastycznego i warstwę powlekającą zawierającą akrylowy materiał na warstwy wierzchnie, przez współwytłaczanie przez dyszę wytłaczarską, z pierwszego zbiornika wytłaczarki, pierwszego strumienia materiału zawierającego konstrukcyjny termoplastyczny polimer i, z drugiego zbiornika wytłaczarki, drugiego strumienia materiału zawierającego akrylowy materiał na warstwy wierzchnie oraz chłodzenie współwytłoczonego wyrobu kompozytowego po jego wyjściu z dyszy. Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie stosowany w tym sposobie zawiera 40-100% wagowych kopolimeru akrylowego wytworzonego przez polimeryzację mieszaniny monomerów zawierającej 50-99% wagowych metakrylanu metylu (MMA) i 1-50% wagowych akrylanu alkilowego, 0-60% wagowych modyfikatora udarności w postaci odrębnych cząstek, z których każda ma wielowarstwową budowę i ewentualnie dodatki wybrane spośród środków smarujących, barwników, stabilizatorów, modyfikatorów połysku. Stosowany w zastrzeganym sposobie materiał akrylowy ma wskaźnik szybkości płynięcia co najmniej 1,5 g/10 minut, zmierzony według normy ASTM D-1238 pod obciążeniem 3,8 kg w 230°C, korzystnie co najmniej 1,5 g/10 minut, a kopolimer akrylowy ma ciężar cząsteczkowy (Mw) mniejszy niż 12000 daltonów.
Jak wskazano powyżej, kompozycja według wynalazku zawiera 0-60% wagowych modyfikatora udarności w postaci odrębnych cząstek, z których każda ma strukturę wielowarstwową, znanych jako cząstki „rdzeń-otoczka. Korzystnie kompozycja zawiera, co najmniej 10% wagowych modyfikatora udarności, np. 25-50%. Typowe cząstki rdzeń-otoczka wytwarzane są przez polimeryzację emulsyjną i zawierają rdzeń PMMA, pierwszą kauczukową otoczkę z kopolimeru styrenu z akrylanem alkilowym i zewnętrzną otoczkę z metakrylanu metylu lub jego kopolimeru. W stanie techniki opisano wiele przykładów takich cząstek. Korzystnie cząstki rdzeń-otoczka zawierają rdzeń z polimeru (met)akrylowego, pierwszą otoczkę z polimeru o niskiej temperaturze zeszklenia Tg, zawierającego 0-25% wagowych monomeru styrenowego i 75-100% monomeru (met)akrylowego, przy czym monomer (met)akrylowy jest zdolny do tworzenia homopolimeru o Tg w zakresie -75 do -5°C, zaś pierwsza otoczka stanowi co najmniej 65% objętościowych połączonych objętości pierwszej otoczki i rdzenia i ewentualnie drugą otoczkę, która zawiera drugi polimer (met)akrylowy, który może być taki sam lub różny od pierwszego polimeru (met)akrylowego, przy czym rdzeń i pierwsza otoczka łącznie zawierają od 0,5 do 1,0% wagowych środka szczepiąco-sieciującego (ang. graft cross-linker). Odpowiednie cząstki opisane zostały w publikacji patentowej WO 96/37531.
Szczególną cechą kompozycji jest to, że ma wymaganą lepkość w stanie stopionym umożliwiającą współwytłaczanie na podłożu z tworzywa sztucznego w temperaturach poniżej 200°C i fakt, że kompozycja nadaje się do współwytłaczania na PVC lub spienionym PVC. Spieniony PVC jest szczególnie wrażliwy na podwyższoną temperaturę, a zatem zwykle w czasie przetwórstwa nie jest wystawiany na działanie temperatury wyższej niż około 160-190°C. Kompozycja według wynalazku jest więc szczególnie użyteczna do współwytłaczania na wyrobach ze spienionego PVC. Jednak kompozycja może być wytłaczana na innych podłożach, np. termoplastach ABS i w normalnych temperaturach przetwórstwa tworzyw akrylowych, jeśli jest to wymagane. Na przykład, kompozycję można współwytłaczać na podłożu ABS w temperaturach w zakresie 190-260°C.
Kompozycja może ewentualnie zawierać dodatki, takie jak pigmenty, barwniki, związki modyfikujące połysk, stabilizatory UV, stabilizatory cieplne, środki smarujące, itd.
Materiał akrylowy na warstwy wierzchnie może być nakładany w postaci stosunkowo cienkiej warstwy, tzn. warstwy o grubości mniejszej niż około 500 um. W wielu zastosowaniach zalecane jest nakładanie warstwy materiału akrylowego o grubości w zakresie 50-250 μ m, zwłaszcza 100-200 μ m. Kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku nadaje się szczególnie do wytwarzania takich cienkich warstw metodą wytłaczania.
PL 197 395 B1
Konstrukcyjne termoplasty mogą stanowić dowolne z tworzyw zwykle stosowanych w technice, np. ABS, lecz w korzystnej postaci wykonania termoplastem konstrukcyjnym jest poli (chlorek winylu) (PVC), ze spienionym PVC włącznie. PVC może zawierać stabilizatory, pigmenty i inne dodatki zwykle spotykane w wytłaczanych polimerach PVC, znane ze stanu techniki. Konstrukcyjna warstwa z termoplastów może być płaska (arkusz kompozytowego materiału) lub może być uformowana w bardziej skomplikowaną postać, np. może być wewnątrz pusta (niektóre postaci profili okiennych), lub pełna (np. profile budowlane, takie jak stosowane do okładzin).
Kompozycje akrylowe nadają się do wytłaczania bezpośrednio na podłożu z tworzywa sztucznego, na przykład przez współwytłaczanie, w którym kompozycję akrylową wytłacza się nad wytłoczką podłoża w celu wytworzenia warstwy powlekającej tworzywa akrylowego na podłożu. Tworzywo akrylowe można wytłaczać za pomocą różnych urządzeń do wytłaczania, tj. przy użyciu wytłaczarek jednolub dwuślimakowych oraz wielokrotnie rozgałęzionych dysz stosowanych w systemie współwytłaczania typu feedblock. Chociaż współwytłaczanie jest zalecanym sposobem tworzenia warstwy materiału akrylowego na podłożu, możliwe jest wytwarzanie warstwy tworzywa akrylowego oddzielnie, a następnie mocowanie jej na podłożu. Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie może być nakładany na więcej niż jedną stronę licową lub powierzchnię konstrukcyjnego tworzywa sztucznego (np. trójwarstwowy arkusz kompozytowy lub profil zawierający akrylową warstwę powlekającą na pewnym obszarze lub na całej odkrytej powierzchni).
Wynalazek zostanie poniżej opisany w następujących przykładach.
P r z y k ł a d y 1-6. Wytwarzanie kompozycji akrylowej
Wytworzono polimer akrylowy przez polimeryzację zawiesinową 85% wagowych metakrylanu metylu i 15% wagowych akrylanu butylu z dodatkiem 0,375% środka smarującego, 0,34% środka przenoszącego łańcuch i 0,23% inicjatora w postaci AIBN. Ciężar cząsteczkowy polimeru wynosił około 80-100000 (mierzony metodą chromatografii żelowej w odniesieniu do wzorców PMMA), a MFI wynosił 35-40 g/10 minut (ASTM D-1238, 3,8 kg, 230°C). Wytworzono kompozycje akrylowe (jedna nie zawierała pigmentu, pozostałe były barwione) poprzez mieszanie stopionych składników w wytłaczarce dwuślimakowej w temperaturze w zakresie 230-250°C. Składy kompozycji i zmierzone wartości MFI podano w tabeli 1.
T a b e l a 1
Skład (% wag.j 1 2 3 4 5 6 7 8
Polimer akrylowy 49,71 81,70 71,73 61,77 47,32 42,34 45,87 91,65
Modyfikator udarności 44,50 10,00 20,00 30,00 44,50 44,50 40,98 -
Modyfikator połysku 5,00 - - - - 5,00 5,06 -
Koncentrat barwnika - 7,40 7,40 7,40 7,40 7,40 7,37 7,40
Stabilizator UV 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,46 0,50
Stabilizator cieplny 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,09 0,10
Środek smarujący 0,19 0,30 0,27 0,23 0,18 0,16 0,17 0,35
MFI (230°C, 3,8 kgj g/10 minut 3,40 24,30 15,40 9,80 4,50 3,70 3,70 32,40
Wytłaczanie na podłożu z PVC
Zestawiono i uruchomiono aparaturę do procesu współwytłaczania, obejmującą główną wytłaczarkę składającą się ze stożkowej wytłaczarki dwuślimakowej pracującej przy około 13,5 obr./min., w której temperatura w zbiorniku wzrasta od 110°C w obszarze zasilania do 185°C na końcu dyszy wytłaczarskiej. Do wytłaczania warstwy wierzchniej zastosowano drugą wytłaczarkę (jednoślimakową). Przez główną wytłaczarkę wytłaczano stały PVC. Przy użyciu wielokrotnie rozgałęzionej dyszy wytłaczarskiej z głównej wytłaczarki wytwarzano sztywny profil pudełkowy okna z PVC, z akrylową warstwą powlekającą z drugiej wytłaczarki.
Temperaturę zbiornika drugiej wytłaczarki ustawiono na 180-185°C. Przezroczystą kompozycję akrylową, spośród kompozycji 1 i 8 wytłaczano przez drugą wytłaczarkę do dyszy wytłaczarskiej z wykorzystaniem różnych szybkości ślimaka w celu wytworzenia czterech różnych grubości warstwy akrylowej (100, 150, 200 i 300 „ m) na profilu okiennym z PVC. Materiał powlekający pokrył profil całkowicie, bez prześwitów materiału podłożowego.
PL 197 395 B1
Wytłaczanie barwionego materiału akrylowego
Powtórzono współwytłaczanie w powyższym układzie, lecz stosowano w drugiej wytłaczarce jedną z barwionych kompozycji akrylowych spośród kompozycji 2-6 zamiast materiału niebarwionego. Wytwarzano powlekane akrylanami profile okienne zawierające cztery różne grubości warstwy akrylowej, w zakresie od około 100 do około 300 urn. Stwierdzono, że materiał akrylowy bardzo skutecznie zasłonił podłoże z PVC, z niewielkim prześwitem lub bez prześwitów materiału z PVC, nawet gdy kształt lub profil zawierał ostre krawędzie lub kąty. Wskazuje to, że kompozycja akrylowa dopasowuje się dobrze do podłoża i nie ulega pocienieniu na ostrych krawędziach z powodu właściwości reologicznych stopu.
Wytłaczanie na podłożu ze spienionego PVC
Do wytłaczania okładziny ze spienionego materiału przy temperaturze stopu 163°C stosowano stożkową dwuślimakową wytłaczarkę do spieniania PVC. Przez drugą wytłaczarkę wytłaczano kompozycje akrylowe opisane jako kompozycje o składach 1-6 w celu współwytłaczania warstwy akrylowej na podłożu z pianki PVC. Uzyskany współwytłaczany wyrób przepuszczano przez urządzenie do kalibrowania wymiarów pianki. Warstwę akrylową wytłaczano w różnych grubościach w zakresie od 100 do 500 pm.
Badanie udarności
Próbki piankowej okładziny z pokryciem akrylowym o średniej grubości około 150 u m, wytworzone jak opisano powyżej, badano na udarność metodą badania udarności młotem opadowym jak opisano w normie British Standard BS 7619. Zwiększano wysokość opadania, aż próbka odpadła, np. przez rozszczepienie lub pęknięcie zaobserwowane w próbce badanej. Norma BS 7619 podaje, że materiał przechodzi pozytywnie test, gdy w profilu nie są widoczne żadne rozszczepienia ani pęknięcia przy uderzaniu z wysokości 0,31 m. Wszystkie badane próbki przeszły pozytywnie wymaganie tego testu.
T a b e l a 2
Kompozycja akrylowa 2 3 4 5 6
Próbka ulega zniszczeniu po spadku młota z wysokości (m) 1,3 1,5 1,5 1,4 1,4
Udarność po starzeniu
Próbki z pianki PVC z wierzchnią warstwą kompozycji akrylowej 6 starzono przez 1000 godzin pod działaniem QUV A w temperaturze 50°C, jak wyszczególniono w normie BS 7619 i badano ponownie w teście udarności za pomocą młota opadowego. Jako próbkę porównawczą wytworzono próbkę z pianki PVC pokrytej warstwą wierzchnią z PVC metodą opisaną powyżej, z zastosowaniem PVC w drugiej wytłaczarce, zamiast kompozycji akrylowej. Dla tej próbki przeprowadzono również badanie udarności według BS 7619. Norma BS 7619 podaje, że starzony materiał przechodzi pozytywnie test, gdy w profilu nie są widoczne żadne rozszczepienia ani pęknięcia przy uderzaniu z wysokości spadania 0,15 m. Wszystkie badane próbki przeszły pozytywnie wymaganie tego testu. Wyniki podano w tabeli 3.
T a b e l a 3
Starzone Niestarzone
Grubość (pm) Wysokość spa- Grubość (pm) Wysokość spa-
dania (m) dania (m)
Porównawcza 450 0,90 500 1,5
(pianka z pokryciem z PVC) 300 0,80 350 1,1
200 0,60 200 0,9
Pianka pokryta akrylanem 400 1,0
z przykładu 6 200 0,9
100 0,7
Pianka pokryta akrylanem 500 1,4
z przykładu 7 250 1,1
100 0,9
PL 197 395 B1
Mechaniczne właściwości materiału z PVC pokrytego akrylanem są porównywalne z materiałem pokrytym PVC, lecz materiał pokryty akrylanem jest korzystniejszy z uwagi na odporność na warunki atmosferyczne. Zastosowanie kompozycji akrylowych według wynalazku umożliwia nakładanie bardzo cienkich warstw materiału akrylowego metodą współwytłaczania, podczas gdy jest to bardzo trudno uzyskać z zastosowaniem konwencjonalnych preparatów akrylowych. Kompozycje według wynalazku są zatem korzystne do stosowania na dużych powierzchniach lub ukształtowanych w sposób skomplikowany handlowych wytłoczkach, takich jak profile okienne, panele drzwiowe, profile budowlane itd.
P r z y k ł a d 7. Wytłaczanie na podłożu z ABS
Kompozycję akrylową według składu 1 współwytłaczano przez wytłaczarkę jednoślimakową w temperaturach 190-210°C na podłożu z wysokoudarowego ABS Dow 3904 wytłaczanym przez główną wytłaczarkę dwuślimakową w temperaturze około 190-210°C. Przez zmianę szybkości ślimaka na współwytłaczarce wytwarzano wierzchnie warstwy o grubości około 225 μ m i 130 um.

Claims (16)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie zawierający 40-100% wagowych kopolimeru akrylowego, wytworzonego przez polimeryzację mieszaniny monomerów zawierającej 50-99% wagowych metakrylanu metylu (MMA) i 1-50% wagowych akrylanu alkilowego oraz 0-60% wagowych modyfikatora udarności w postaci odrębnych cząstek, z których każda ma wielowarstwową budowę, znamienny tym, że ma wskaźnik szybkości płynięcia wynoszący co najmniej 1,5 g/10 minut, zmierzony według normy ASTM D-1238 pod obciążeniem 3,8 kg w 230°C, a kopolimer akrylowy ma ciężar cząsteczkowy (Mw) mniejszy niż 120000 daltonów.
  2. 2. Akrylowy materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że kopolimer akrylowy ma ciężar cząsteczkowy (Mw) w zakresie 80000-120000 daltonów.
  3. 3. Akrylowy materiał według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera co najmniej 20% wagowych modyfikatora udarności.
  4. 4. Akrylowy materiał według zastrz.1 albo 2, znamienny tym, że jako monomer - akrylan alkilowy stosuje się monomer wybrany spośród akrylanu butylu w ilości w zakresie 5-25% wagowych, akrylanu etylu w ilości w zakresie 5-35% i akrylanu metylu w ilości w zakresie 5-40%.
  5. 5. Akrylowy materiał według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ma wskaźnik szybkości płynięcia co najmniej 3,0 g/10 minut.
  6. 6. Akrylowy materiał według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że kopolimer akrylowy ma liczbowo średni ciężar cząsteczkowy (Mn) w zakresie od 30000 do 50000 oraz polidyspersyjność w zakresie od 2 do 2,4.
  7. 7. Wyrób kompozytowy zawierający warstwę konstrukcyjną termoplastycznego polimeru i warstwę powlekającą z akrylowego materiału na warstwy wierzchnie, który zawiera 40-100% wagowych kopolimeru akrylowego wytworzonego przez polimeryzację mieszaniny monomerów zawierającej 50-99% wagowych metakrylanu metylu (MMA) i 1-50% wagowych akrylanu alkilowego oraz 0-60% wagowych modyfikatora udarności w postaci odrębnych cząstek, z których każda ma wielowarstwową budowę i ewentualnie dodatki wybrane spośród środków smarujących, barwników, stabilizatorów, modyfikatorów połysku, znamienny tym, że materiał akrylowy wierzchniej warstwy ma wskaźnik szybkości płynięcia wynoszący co najmniej 1,5 g/10 minut, zmierzony według normy ASTM D-1238 pod obciążeniem 3,8 kg w 230°C, a kopolimer akrylowy ma ciężar cząsteczkowy (Mw) mniejszy niż 120000 daltonów.
  8. 8. Wyrób kompozytowy według zastrz. 7, znamienny tym, że konstrukcyjny materiał termoplastyczny wybrany jest spośród polimerów PVC i ABS.
  9. 9. Wyrób kompozytowy według zastrz. 8, znamienny tym, że warstwa konstrukcyjnego materiału termoplastycznego ma postać arkuszy i wyrobów kształtowanych litych lub wewnątrz pustych.
  10. 10. Wyrób kompozytowy według zastrz. 7 albo 8 albo 9, znamienny tym, że akrylowa kompozycja powlekająca nałożona jest na więcej niż jedną stronę licową konstrukcyjnego materiału termoplastycznego.
  11. 11. Wyrób kompozytowy według zastrz. 10, znamienny tym, że ma postać drzwi, profilu okiennego, panelu okładzinowego lub innych kształtek budowlanych.
  12. 12. Sposób wytwarzania wyrobu kompozytowego zawierającego warstwę konstrukcyjną polimeru termoplastycznego i warstwę powlekającą z akrylowego materiału na warstwy wierzchnie, przez współwytłaczanie przez dyszę wytłaczarską, z pierwszego zbiornika wytłaczarki, pierwszego strumie8
    PL 197 395 B1 nia materiału zawierającego konstrukcyjny termoplastyczny polimer, i, z drugiego zbiornika wytłaczarki, drugiego strumienia materiału zawierającego akrylowy materiał na warstwy wierzchnie oraz chłodzenie współwytłoczonego wyrobu kompozytowego po jego wyjściu z dyszy, przy czym akrylowy materiał wierzchniej warstwy zawiera 40-100% wagowych kopolimeru akrylowego wytworzonego przez polimeryzację mieszaniny monomerów zawierającej 50-99% wagowych metakrylanu metylu (MMA) i 1-50% wagowych akrylanu alkilowego oraz 0-60% wagowych modyfikatora udarności w postaci odrębnych cząstek, z których każda ma wielowarstwową budowę i ewentualnie dodatki wybrane spośród środków smarujących, barwników, stabilizatorów, modyfikatorów połysku, znamienny tym, że stosuje się materiał akrylowy na wierzchnie warstwy o wskaźniku szybkości płynięcia wynoszącym co najmniej 1,5 g/10 minut, zmierzonym według normy ASTM D-1238 pod obciążeniem 3,8 kg w 230°C, który zawiera kopolimer akrylowy o ciężarze cząsteczkowym (Mw) mniejszym niż 120000 daltonów.
  13. 13. Sposób według zastrz. 12, tym, że stosuje się materiał akrylowy na wierzchnie warstwy o wskaźniku szybkości płynięcia wynoszącym co najmniej 3,0 g/10 minut.
  14. 14. Sposób według zas^z. 112 albo 13, znamienny tym, że jako matenał konstrukcyjny stosuje się PVC.
  15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że stosuje się spieniony PVC.
  16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że obejmuje etap przepuszczania pianki PVC przez urządzenie do kalibrowania wymiarów pianki.
PL345825A 1998-08-05 1999-08-04 Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie, wyrób kompozytowy i sposób wytwarzania wyrobu kompozytowego PL197395B1 (pl)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9817048.3A GB9817048D0 (en) 1998-08-05 1998-08-05 Acrylic material
US9707298P 1998-08-19 1998-08-19
US9905598P 1998-09-03 1998-09-03
PCT/GB1999/002329 WO2000008098A1 (en) 1998-08-05 1999-08-04 Acrylic material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL345825A1 PL345825A1 (en) 2002-01-14
PL197395B1 true PL197395B1 (pl) 2008-03-31

Family

ID=27269428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL345825A PL197395B1 (pl) 1998-08-05 1999-08-04 Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie, wyrób kompozytowy i sposób wytwarzania wyrobu kompozytowego

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1109861B2 (pl)
AT (1) ATE287429T1 (pl)
AU (1) AU5175099A (pl)
CZ (1) CZ303384B6 (pl)
DE (1) DE69923327T3 (pl)
ES (1) ES2234279T5 (pl)
PL (1) PL197395B1 (pl)
PT (1) PT1109861E (pl)
WO (1) WO2000008098A1 (pl)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9919304D0 (en) 1999-08-17 1999-10-20 Ici Plc Acrylic composition
TW555807B (en) 2000-05-03 2003-10-01 Rohm & Haas Polymeric compositions and processes for providing weatherable film and sheet
US6555245B2 (en) 2000-12-20 2003-04-29 Kaneka Corporation Resin composition for capstock
WO2002085620A1 (en) 2001-04-23 2002-10-31 Kaneka Corporation Resin composition for capstock
US7294399B2 (en) 2002-04-02 2007-11-13 Arkema France Weather-resistant, high-impact strength acrylic compositions
US8034441B2 (en) 2005-07-08 2011-10-11 Arkema France Multilayer composition
JP5496656B2 (ja) 2006-05-23 2014-05-21 アルケマ フランス 多層共押出方法
BE1019203A4 (fr) * 2010-02-25 2012-04-03 Nmc Sa Procede de realisation de planches synthetiques moussees.
KR102604388B1 (ko) * 2017-04-10 2023-11-22 닛토덴코 가부시키가이샤 광학 적층체, 편광판, 및 화상표시장치
US20200354560A1 (en) * 2018-01-16 2020-11-12 Arkema Inc. Polyol polyester and polyhydroxy alkane blends with polar polymers

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2730899A1 (de) * 1977-07-08 1979-02-01 Basf Ag Dekorative verbunde
AT383991B (de) * 1985-11-14 1987-09-10 Klepsch Senoplast Verfahren zur herstellung von verbundplatten
CA2042452A1 (en) * 1990-05-25 1991-11-26 Loren D. Trabert Modified acrylic capstock
DE4436381A1 (de) * 1994-10-12 1996-04-18 Roehm Gmbh Verbunde aus thermoplastischen Kunststoffschichten für Sanitärartikel
IL124933A0 (en) * 1997-07-23 1999-01-26 Premark Rwp Holdings Inc Thermoplastic acrylic sheet compositions and their use as substitutes for high pressure laminate

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000008098A1 (en) 2000-02-17
DE69923327T3 (de) 2012-08-23
CZ303384B6 (cs) 2012-08-29
ES2234279T3 (es) 2005-06-16
PT1109861E (pt) 2005-03-31
PL345825A1 (en) 2002-01-14
EP1109861B1 (en) 2005-01-19
ATE287429T1 (de) 2005-02-15
DE69923327D1 (en) 2005-02-24
CZ2001421A3 (cs) 2001-10-17
DE69923327T2 (de) 2005-12-22
EP1109861B2 (en) 2012-03-07
AU5175099A (en) 2000-02-28
EP1109861A1 (en) 2001-06-27
ES2234279T5 (es) 2012-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60102420T2 (de) Polyacrylat-Beschichtungsmasse mit verbesserter Haftung auf Kunststoff-Strukturen
US7651648B2 (en) Methods of forming an article comprising melt-processable thermoplastic compositions
US5318737A (en) Feedblock coextrusion of modified acrylic capstock
US7989082B2 (en) Composite with gloss reducing polymer composition
CA2049492A1 (en) Resin composition
PL197395B1 (pl) Akrylowy materiał na warstwy wierzchnie, wyrób kompozytowy i sposób wytwarzania wyrobu kompozytowego
DE602004000558T2 (de) Glanz verringernde Polymerzusammensetzung
CZ303971B6 (cs) Slozený výrobek a zpusob jeho výroby