PL220266B1

PL220266B1 - Zastosowanie tufu jako kompatybilizatora polimerów termoplastycznych, a zwłaszcza ich recyklatów, kompozytów włóknistych i mieszanin wielopolimerowych

Info

Publication number: PL220266B1
Application number: PL394848A
Authority: PL
Inventors: Janusz Mikuła; Stanisław Kuciel
Original assignee: Politechnika Krakowska
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2015-09-30
Also published as: PL394848A1

Abstract

Sposób poprawy mieszalności polimerów termoplastycznych, a zwłaszcza ich recyklatów, kompozytów włóknistych oraz mieszanin wielopolimerowych, polega na dodaniu do nich 3-5% wag. substancji stanowiącej kompatybilizator. Kompatybilizatorem jest produkt fizykochemicznej obróbki wulkanicznego tufu, podczas której wulkaniczny tuf rozdrabnia się na proszek, wytrawia kwasem mineralnym o niskim stężeniu, najlepiej solnym lub azotowym, przez 15-40 min, korzystnie 20-30 min., przepłukuje wodą, suszy w temperaturze otoczenia, praży w temperaturze 500-600°C, a najlepiej w 550°C przez 2-3 godz. i studzi. Kompatybilizator ma postać porowatego proszku, o ziarnach wielkości 5-50 µm, korzystnie 5-20 µm, posiadających otwarte pory o powierzchni wynoszącej 15-35%, a korzystnie 20% powierzchni całkowitej i zawierającego SiO2, K2O i Al2O3 w formie glinokrzemianu K(Al2Si3O8) oraz do 0,15% wag. wilgoci, w którym to proszku zawartość K(Al2Si3O8) wynosi 32-51% wag., korzystnie 40-42% wag., a zawartość K2O 11-13% wag., i Al2O3 9-12,5% wag.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie tufu jako kompatybilizatora polimerów termoplastycznych, a zwłaszcza ich recyklatów, kompozytów włóknistych oraz mieszanin wielopolimerowych.

Powszechnie wiadomo, że duża część polimerów jest termodynamicznie niemieszalna. Po mechanicznym zmieszaniu tworzą one układy mikroheterogeniczne, co oznacza że w matrycy (osnowie) jednej polimerowej fazy zdyspergowana jest, najczęściej w postaci drobnych cząstek (domen), druga faza polimerowa. Rozmiary i kształt domen nie są jednak stabilne, w stanie stopionym, i to nawet bez oddziaływania sił ścinających, występuje tendencja do separacji fazowej. Takie niekorzystne zjawisko zachodzi na przykład w procesach przetwórstwa podczas chłodzenia materiału polimerowego.

Dlatego niemieszalne układy polimerowe są bardzo czułe na kolejne cykle przetwórcze, co w znacznym stopniu ogranicza możliwości przetwarzania ich recyklatów.

Aby otrzymać materiał polimerowy o wymaganych parametrach, należy zadbać nie tylko o dobre zdyspergowanie jednego składnika w drugim, ale także o ustabilizowanie tego stopnia dyspersji.

W tym celu stosuje się w praktyce przemysłowej różnego rodzaju substancje chemiczne, zwane powszechnie kompatybilizatorami, względnie promotorami albo modyfikatorami mieszalności. Substancje te zmniejszają naprężenia między fazami zmieszanych polimerów, podnosząc adhezję faz, a także stabilizują rozproszoną fazę polimeru, zabezpieczając ją przed rozrostem w czasie relaksacji. Stabilizuje to własności reologiczne tak zmodyfikowanych mieszanin polimerowych, a zwiększona adhezja faz zabezpiecza je przed rozwarstwianiem w finalnym wyrobie. Poprawiają się dzięki temu właściwości mechaniczne i jakość wytworzonych produktów.

Przykładowo, w opisie patentowym US 5508338 ujawniono kompatybilizowaną jednofazową mieszaninę, która zawiera żywicę poliwęglanową i poliestrową oraz nie więcej niż ok. 5% wag., a korzystnie 0,1 do 3% wag. ciekłokrystalicznych dodatków jako kompatyblizatora. Ujawniono też, że jednym z rodzajów wspomnianych dodatków są kopolimery blokowe opisane w zgłoszeniu patentowym WO 9301238.

Użyte w niniejszym opisie pojęcie „kompatybilizator” - oznacza substancję, która modyfikuje fizykochemiczne właściwości mieszanych polimerów, pozwalając uzyskać i ustabilizować ich termodynamiczną mieszalność. Obejmuje ono również swoim zakresem tradycyjne rozumienie pojęć „promotor” i „modyfikator” mieszalności, którego w literaturze wcześniejszej zwykło się używać w odniesieniu do substancji modyfikujących właściwości mieszanych polimerów, w celu poprawienia ich mieszalności.

Z opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr P-388678 znane jest zastosowanie poddanego obróbce fizykochemicznej tufu wulkanicznego jako napełniacza mineralnego do tworzyw sztucznych termoplastycznych, zwłaszcza do kompozytu z polimerami termoplastycznymi z grupy: polietylen, polipropylen, poliamid, poliacetal i ich recyklatów. Napełniacz ten ma cząstki o uziarnieniu około 0,2 pm, o otwartych porach, których powierzchnia wynosi około 15% powierzchni całkowitej i zawiera glinokrzemian K(Al2Si3O8), tlenki metali; Fe2O3, AI2O3 oraz 0,2% wilgoci, przy czym zawartość SiO2 w postaci K(Al2Si3O8) wynosi 32-51% wagowych, korzystnie 40,7% wagowych, zawartość Fe2O3 11-13% wagowych, AI2O3 9-12,5% wagowych.

W celu uzyskania wspomnianego napełniacza, tuf wulkaniczny - minerał miele się, a ziarna wielkości 5-50 pm, dla oczyszczenia od niepożądanych tlenków metali, poddaje się wytrawianiu przez zalanie kwasem solnym o niskim stężeniu w ilości około 1,5 krotnej względem tufu na okres około 0,5 h, następnie przepłukuje wodą, korzystnie destylowaną, aż do pH 6-7, po czym suszy się w temperaturze pokojowej przez około 1 dobę, prowadzi segregację - przesiewanie dla otrzymania uziarnienia około 0,2 pm, a następnie praży w temperaturze 200-800°C, przez 2-3 h i po ostudzeniu uzyskuje gotowy napełniacz, który po połączeniu z polipropylenem, poliamidem względnie ich recyklatami, stosuje się do wytwarzania kompozytowych elementów dla elektrotechniki, a po połączeniu z polietylenem, polipropylenem względnie ich recyklatami, stosuje się do wytwarzania kompozytowych wyrobów dla techniki magazynowej.

W rozwinięciu sposobu uzyskiwania napełniacza mineralnego, zmielony tuf (minerał) o wielkości ziaren 15-50 pm, z pominięciem wspomnianej wyżej obróbki chemicznej, praży się w temperaturze 500-800°C przez 2,5-3 h i po ostudzeniu uzyskuje się gotowy napełniacz, który w połączeniu z poliacetalem stosuje się do wytwarzania kompozytowych elementów ślizgowych.

W opisie polskiego zgłoszenia P-388678 ujawniono ponadto, że tuf stanowiący napełniacz mineralny, miesza się z polimerami termoplastycznymi względnie ich recyklatami (osnową kompozytu) w ilości 10-40% wagowych i wprowadza się do procesu kompoundowania (mieszania) z wytłaczaPL 220 266 B1 niem, a wysuszony granulat kompozytu kieruje się do procesu formowania z wielostrefowym wtryskiem.

W obu tych znanych rozwiązaniach ujawniono zastosowanie tufu jako napełniacza mineralnego jednorodzajowych termoplastycznych tworzyw sztucznych i ich recyklatów.

Stwierdzono nieoczekiwanie, że niewielki 3-5% wagowych dodatek tufu wulkanicznego, poddanego uprzednim zabiegom fizykochemicznym, do polimerów termoplastycznych, a zwłaszcza ich recyklatów, kompozytów włóknistych i mieszanin wielopolimerowych, w tym także mieszanin wielopolimerowych zawierających recyklaty i kompozyty włókniste, okazuje się być również promotorem mieszalności, ułatwiając ich przetwórstwo oraz powodując zwiększenie zdolności do odkształceń i poprawę sztywności takich układów.

Zgodnie z wynalazkiem, zastosowanie tufu jako kompatybilizatora polimerów termoplastycznych, a zwłaszcza ich recyklatów, kompozytów włóknistych oraz mieszanin wielopolimerowych, polega na dodaniu do wspomnianych polimerów 3-5% wagowych produktu fizykochemicznej obróbki wulkanicznego tufu, który to produkt ma postać porowatego proszku, o ziarnach wielkości 5-50 pm, a korzystnie 5-20 pm, posiadających otwarte pory o powierzchni wynoszącej 15-35%, korzystnie 20%, powierzchni całkowitej, zawierającego SiO2, K2O i AI2O3 w formie glinokrzemianu K(Al2Si3O8) oraz do 0,15% wagowych wilgoci, przy czym zawartość K(Al2Si3O8) wynosi 32-51% wagowych, korzystnie 40-42% wagowych, a zawartość tlenków metali: K2O 11-13% wagowych i AI2O3 9-12,5% wagowych.

Kompatybilizator uzyskuje się przez rozdrobnienie tufu wulkanicznego na proszek, wytrawienie proszku o ziarnach wielkości 5-50 pm kwasem mineralnym o niskim stężeniu, najlepiej solnym lub azotowym, przez 15-40 minut, korzystnie 20-30 minut, wypłukanie kwasu i jego soli wodą do pH 6-7, suszenie w temperaturze otoczenia i prażenie w temperaturze 500-600°C, a najlepiej w 550°C, przez 2-3 godzin oraz studzenie.

W szczególności korzystne jest, przesianie proszku wysuszonego po płukaniu wodą dla otrzymania frakcji o korzystnym uziarnieniu 5-20 pm, którą następnie wypraża się, a także powtórne rozdrobnienie wyprażonego i ostudzonego proszku dla rozbicia bryłek powstałych w czasie prażenia.

Okazało się w trakcie wykorzystywania polimerów o mieszalności zmodyfikowanej kompatybilizatorem według wynalazku, że dodatek 3-5% wagowych poddanego obróbce tufu jako kompatybilizatora, sprzyja nie tylko poprawie mieszalności, lecz również właściwości wytrzymałościowych wyrobów finalnych wytworzonych z mieszanin recyklowanych polimerów termoplastycznych.

Podobnie okazało się, że zastosowanie wspomnianego kompatybilizatora, sprzyja poprawie mieszalności wieloskładnikowych kompozycji polimerów termoplastycznych, tak oryginalnych jak i pochodzących z odpadów oraz mieszaniu polimerów termoplastycznych z włóknami szklanymi czy naturalnymi.

Użyte w niniejszym opisie pojęcie polimeru „oryginalnego” - oznacza taki polimer, który nie był dotychczas wykorzystywany w procesach przetwórstwa, a więc taki polimer, który we wcześniejszej literaturze przedmiotu zwykło się określać pojęciem „dziewiczy”.

Wytworzenie wyrobu finalnego z polimeru o mieszalności poprawionej dzięki zastosowaniu kompatybilizatora według wynalazku, wymaga wpierw kompoundowania rozdrobnionego polimeru z dodatkiem 3-5% wagowych proszku tufu, poddanego uprzedniej obróbce fizykochemicznej, na znanej wytłaczarce homogenizującej, najlepiej wielostrefowej, dla uzyskania jednorodności mieszaniny i wytworzenia z niej granulatu.

Tak przygotowany granulat może być po wysuszeniu stosowany do wytwarzania wyrobów znanymi metodami przetwórstwa termoplastów, takimi jak:

- wtrysk do formy;

- wytłaczanie zarówno profili jak i folii;

- rozdmuchiwanie i wytłaczanie z rozdmuchiwaniem;

- rotomoulding (odlewanie rotacyjne);

- wytłaczanie z prasowaniem.

Korzyści z zastosowania poddanego obróbce tufu jako kompatybilizatora to:

- niski koszt wytworzenia kompatybilizatora;

- skuteczna stabilizacja własności teologicznych tworzyw;

- zapobieganie rozwarstwianiu się mieszanin tworzyw;

- poprawa własności mechanicznych wyrobów, w tym znaczący wzrost odkształcalności;

- poprawa jakości wyrobów wykonywanych z użyciem recyklatów.

PL 220 266 B1

Wynalazek został poniżej objaśniony w przykładach dotyczących wytwarzania kompatybilizatora oraz jego zastosowania.

P r z y k ł a d 1

Wytwarzanie kompatybilizatora.

Wytwarzanie kompatybilizatora polega na rozdrabnianiu kopalnianego tufu wulkanicznego, mieleniu go, obróbce chemicznej oraz obróbce termicznej.

kg kopalnianego minerału - tufu rozdrabnia się w młynie kruszącym do wielkości bryłek 0,5-1 cm, a następnie miele w młynku kulowym na proszek o wielkości ziarna 5 do 50 μm.

Dla oczyszczenia od niepożądanych tlenków metali otrzymany proszek poddaje się kąpieli trawiącej przez zalanie roztworem 1 molowego kwasu azotowego w ilości 1,5 l i pozostawia na okres 20 minut, po czym przemywa się wodą destylowaną aż do uzyskania pH 6-7.

Pozbawiony niepożądanych składników, czyli części tlenków metali, tuf suszy się w temperaturze otoczenia przez około 1 dobę.

Wysuszony proszek, przesiewa się na sitach dla otrzymania korzystnego uziarnienia 5-20 μm, a następnie praży się tą frakcję w temperaturze 550°C przez 2-3 godziny.

Po wystudzeniu proszek jeszcze raz miele się dla rozbicia powstałych bryłek, otrzymując gotowy kompatybilizator, o uziarnieniu do 20 μm, posiadający otwarte pory, których powierzchnia wynosi około 20% powierzchni całkowitej, zawierający SiO2, K2O i AI2O3 w postaci glinokrzemianu K(Al2Si3O8) oraz około 0,1% wagowych wilgoci.

W tak uzyskanym kompatybilizatorze zawartość K(Al2Si3O8) wynosi 32-51% wagowych, K2O 11-13% wagowych i AI2O3 9-12,5% wagowych.

P r z y k ł a d 2

Wytwarzanie regranulatu z przemiału recyklatów i odpadów poużytkowych folii polietylenowych.

kg aglomeratu poużytkowych folii polietylenowych miesza się w mieszalniku z 20 kg recyklatu z przemiału rozdmuchiwanych pojemników z PEHD oraz 5 kg kompatybilizatora, otrzymanego jak w przykładzie 1.

Otrzymaną mieszaninę kieruje się do procesu kompoundowania w wielostrefowej wytłaczarce ślimakowej z filtrami i głowicą granulującą.

Wytłaczanie prowadzi się w narastających w strefach temperaturach od 150 do 195°C.

Wytłaczany regranulat przyjmuje postać kilkumilimetrowej nitki, która po schłodzeniu cięta jest na krótkie 3-5 mm odcinki, stanowiące surowiec handlowy do wytwarzania z niego wyrobów, na przykład przez wytłaczanie lub wytłaczanie z rozdmuchiwaniem.

P r z y k ł a d 3

Wytwarzanie regranulatu z przemiału odpadów wielomateriałowych z kształtek poliamidowych i polietylenowych.

kg recyklatu z przemiału odpadów poliamidowych pochodzących z demontażu samochodów miesza się w mieszalniku z 45 kg recyklatu z przemiału poużytkowych opakowań polietylenowych pochodzących z rozdmuchu oraz 5 kg kompatybilizatora otrzymanego jak w przykładzie 1.

Wytłaczanie prowadzi się w narastających w strefach temperaturach od 170 do 225°C.

Wytłaczany regranulat przyjmuje postać kilkumilimetrowej nitki, która po schłodzeniu cięta jest na krótkie 3-5 mm odcinki, stanowiące surowiec handlowy do wytwarzania z niego wyrobów, na przykład przez wytłaczanie.

P r z y k ł a d 4

Wytwarzanie kompozytów polipropylenowych z włóknami drzewnymi.

kg oryginalnego (tj. dziewiczego) polipropylenu o wskaźniku płynięcia MFI powyżej 10 g/10 min, stanowiącego osnowę kompozytu, miesza się w mieszalniku z 30 kg przesuszonej mączki drzewnej pochodzącej z odpadów tartacznych o maksymalnej długości włókien 250 μm, korzystnie 150 μm i 5 kg kompatybilizatora otrzymanego jak w przykładzie 1.

Otrzymaną mieszaninę kieruje się do procesu kompoundowania w wielostrefowej wytłaczarce ślimakowej z głowicą granulującą.

Wytłaczany granulat przyjmuje postać kilkumilimetrowej nitki, która po schłodzeniu cięta jest na krótkie 3-5 mm odcinki, stanowiące surowiec handlowy do wytwarzania z niego wyrobów, na przykład metodą wtrysku.

PL 220 266 B1

Otrzymany jak wyżej granulat kieruje się do procesu formowania przykładowo we wtryskarce z wielostrefowym wtryskiem. Po procesie suszenia granulatu w temperaturze 70°C przez 2 godziny, granulat kompozytu wtryskuje się z prędkością 60 mm/sek. w narastających w strefach temperaturach od 150 do 195°C, regulując temperaturę formy przeponowo za pomocą wody o temperaturze ok. 50°C, pod ciśnieniem 40 barów do założonej formy wtryskowej.

Tak wytworzony wyrób kompozytowy charakteryzuje się wysoką sztywnością i dobrą wytrzymałością, a dodanie kompatybilizatora powoduje bardzo dobre wymieszanie cząstek włókien drewnianych z polipropylenową matrycą, umożliwiając poprawny wtrysk gotowego wyrobu.

P r z y k ł a d 5

Wytwarzanie folii o podwyższonej odkształcalności z aglomerowanych odpadów polietylenowej folii poużytkowej z dodatkiem odpadów folii barierowej PA/PE.

140 kg aglomeratu poużytkowych folii polietylenowych miesza się w mieszalniku z 54 kg odpadowej folii barierowej PA/PE oraz 6 kg kompatybilizatora z przykładu 1.

Otrzymaną mieszaninę kieruje się do procesu kompoundowania w wielostrefowej wytłaczarce ślimakowej z filtrami i głowicą granulującą. Wytłaczanie prowadzi się w narastających w strefach temperaturach od 170 do 225°C.

Wytłaczany granulat przyjmuje postać kilkumilimetrowej nitki, która po schłodzeniu cięta jest na krótkie 3-5 mm odcinki, stanowiące surowiec handlowy do wytwarzania z niego wyrobów, na przykład metodą wytłaczania.

Otrzymany jak wyżej granulat kieruje się do procesu formowania przykładowo za pomocą wytłaczarki szczelinowej do folii i otrzymuje rękaw folii o szerokości 50 cm, który po schłodzeniu nawija się na bęben w zwoje po 1000 m. Tak wytworzona folia charakteryzuje się podwyższoną odpornością na zerwanie i równomierną grubością.

P r z y k ł a d 6

Wytwarzanie pojemników rozdmuchiwanych z mieszaniny odpadowego i oryginalnego unimodalnego PEHD o średniej wartości wskaźnika płynięcia.

100 kg recyklatu z przemiału poużytkowych pojemników rozdmuchiwanych z PEHD miesza się w mieszalniku z 90 kg oryginalnego (tj. dziewiczego) unimodalnego PEHD o średniej wartości wskaźnika płynięcia i z 10 kg kompatybilizatora z przykładu 1.

Otrzymaną mieszaninę kieruje się do procesu kompoundowania w wielostrefowej wytłaczarce ślimakowej z filtrami i głowicą granulującą. Wytłaczanie prowadzi się w narastających w strefach temperaturach od 160 do 200°C.

Otrzymany granulat kieruje się do procesu formowania przykładowo za pomocą maszyny do wytłaczania z rozdmuchiwaniem i formą na pojemnik 10-litrowy. W temperaturze na strefach od 160 do 190°C i przy ciśnieniu rozdmuchu 2,5 MPa uzyskuje się pojemniki o dobrej szczelności oraz podwyższonej sztywności i odporności na pełzanie.

P r z y k ł a d 7

Wytłaczanie rur osłonowych z recyklatów odpadowych poliolefin.

100 kg przemiału odpadów polietylenu wysokiej gęstości (PEHD) pochodzącego z segregacji pojemników rozdmuchiwanych, 45 kg aglomeratu odpadów foli z polietylenu niskiej gęstości (PELD) oraz 45 kg przemiału poużytkowych opakowań i kształtek wytworzonych z polipropylenu (PP) miesza się w mieszalniku z 10 kg kompatybilizatora jak w przykładzie 1, o wielkości ziaren 5-20 μm.

Otrzymaną mieszaninę kieruje się do procesu kompoundowania i wytłaczania na wielostrefowej wytłaczarce ślimakowej z filtrami i głowicą do wytwarzania rur o średnicy 90 mm i grubości ścianki 3 mm.

Wytłaczanie prowadzi się w narastających w strefach temperaturach od 150 do 195°C. Rura po uformowaniu w głowicy wytłaczarki przechodzi przez kalibrator próżniowy i zestaw dwóch wanien chłodzących i po schłodzeniu cięta jest na odcinki 10 m. Na oddzielnym stanowisku rury takie kielichuje się na podgrzanej matrycy dla uzyskania łatwości ich łączenia.

P r z y k ł a d 8

Ocena właściwości mechanicznych wyrobów z recyklatów polimerów o mieszalności zmienionej przez wykorzystanie sposobu.

Ocenę przeprowadzono przez badanie próbek wiosełkowych wytworzonych z dwóch gatunków polietylenu wysokiej gęstości (PEHD) - pierwszego o nazwie handlowej „HOSTALEN ACP 5331 A”

PL 220 266 B1 firmy Basell Orlen Poliolefins sp. z o. o., Polska i drugiego o nazwie hadlowej „Tippelin BS 501-17” firmy Slovnaft Petrochemicals, Słowacja oraz z ich starzonych recyklatów.

Próbki wiosełkowe wytworzono z następujących kompozycji metodą wtrysku:

1. oryginalnego polimeru HOSTALEN ACP 5331 A (oznaczenie próbki: ACP);

2. oryginalnego polimeru HOSTALEN ACP 5331 A z dodatkiem 5% wagowych kompatybilizatora z przykładu 1 (oznaczenie próbki; ACP/t);

3. mieszaniny recyklatu polimeru HOSTALEN ACP 5331 A z oryginalnym polimerem HOSTALEN ACP 5331 A w proporcji 50:50% (oznaczenie próbki; rACP);

4. mieszaniny recyklatu polimeru HOSTALEN ACP 5331 A z oryginalnym polimerem HOSTALEN ACP 5331 A i z kompatybilizatorem z przykładu 1, w proporcji 50:45:5% (oznaczenie próbki; rACP/t);

5. oryginalnego polimeru Tippelin BS 501-17 (oznaczenie próbki: Tip);

6. oryginalnego polimeru Tippelin BS 501-17 z dodatkiem 5% wagowych kompatybilizatora z przykładu 1 (oznaczenie próbki; TiP/t);

7. mieszaniny recyklatu polimeru Tippelin BS 501-17 z oryginalnym polimerem Tippelin BS 501-17 w proporcji 50:50% (oznaczenie próbki: rTip);

8. mieszaniny recyklatu polimeru Tippelin BS 501-17 z oryginalnym polimerem Tippelin BS 501-17 i z kompatybilizatorem z przykładu 1, w proporcji 50:45:5% (oznaczenie próbki: rTip/t).

Poniżej, w tabeli 1 zestawiono oznaczoną dla tych próbek gęstość i temperatura mięknięcia wg Vicata (TMV), a w tabeli 2 - zestawiono wytrzymałość na rozciąganie (σ), moduł sprężystości Younga (E) i odkształcenie próbki przy zerwaniu (ε).

T a b e l a 1

Lp.	Oznaczenie próbki	Gęstość [g/cm³]	TMV [°C]
1	ACP	0.942	128
2	ACP/t	0.982	130
3	rACP	0.946	129
4	rACP/t	0.979	130
5	Tip	0.944	128
6	Tip/t	0.978	130
7	rTip	0.937	129
8	rTip/t	0.958	131

T a b e l a 2

Lp.	Oznaczenie próbki	σ [MPa]	E [MPa]	ε [%]
1	ACP	27,3	1315	37
2	ACP/t	24,2	1332	73
3	rACP	37,5	1587	17
4	rACP/t	23,2	1295	65
5	Tip	22,8	1318	80
6	Tip/t	22,9	1651	100
7	rTip	17,4	710	340
8	rTip/t	17,3	1070	380

Przeprowadzone badania wykazały skuteczność zastosowania proszku porowatego tufu poddanego obróbce chemicznej i termicznej jako skutecznego kompatybilizatora mieszanin z recyklatami polietylenu wysokiej gęstości.

Na uwagę zasługuje wzrost odkształceń przy zerwaniu próbek z dodatkiem tufu, co jest zwłaszcza niezwykle ważne dla kompozycji wykonanych na osnowie starzonego recyklatu PEHD.

PL 220 266 B1

Dodatkowo, niewielki wzrost modułu sprężystości i temperatury mięknienia Vicata oraz praktycznie niezmieniona wartość wytrzymałości na rozciąganie czynią z wynalazku interesującą i atrakcyjną cenowo alternatywę dla drogich dodatków chemicznych poprawiających mieszalność recyklatów stosowanych do wytwarzania wyrobów z polimerów termoplastycznych.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zastosowanie tufu jako kompatybilizatora polimerów termoplastycznych, a zwłaszcza ich recyklatów, kompozytów włóknistych oraz mieszanin wielopolimerowych, polegające na dodaniu do polimerów 3-5% wagowych produktu fizykochemicznej obróbki wulkanicznego tufu, który to produkt ma postać porowatego proszku, o ziarnach wielkości 5-50 μm, a korzystnie 5-20 μm, posiadających otwarte pory powierzchni wynoszącej 15-35%, korzystnie 20%, powierzchni całkowitej, zawierającego SiO2, K2O i AI2O3 w formie glinokrzemianu K(Al2Si3O8) oraz do 0,15% wagowych wilgoci, przy czym zawartość K(Al2Si3O8) wynosi 32-51% wagowych, korzystnie 40-42% wagowych, a zawartość tlenków metali: K2O 11-13% wagowych i AI2O3 9-12,5% wagowych.
2. Zastosowanie tufu jako kompatybilizatora według zastrz. 1, znamienne tym, że produkt fizykochemicznej obróbki wulkanicznego tufu uzyskuje się podczas obróbki, w której wulkaniczny tuf rozdrabnia się, wytrawia kwasem mineralnym o niskim stężeniu, najlepiej solnym lub azotowym, przez 15-40 minut, korzystnie 20-30 minut, przepłukuje wodą do pH 6-7, suszy w temperaturze otoczenia, praży w temperaturze 500-600°C, a najlepiej w 550°C przez 2-3 godziny i studzi.
3. Zastosowanie tufu jako kompatybilizatora według zastrz. 2, znamienne tym, że z proszku tufu wysuszonego po płukaniu wodą oddziela się frakcję o uziarnieniu 5-20 μm, którą poddaje się dalszej obróbce.
4. Zastosowanie tufu jako kompatybilizatora według zastrz. 2, znamienne tym, że wyprażony proszek rozdrabnia się po ostudzeniu.