PL222526B1 - Sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności - Google Patents

Sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności

Info

Publication number
PL222526B1
PL222526B1 PL398559A PL39855912A PL222526B1 PL 222526 B1 PL222526 B1 PL 222526B1 PL 398559 A PL398559 A PL 398559A PL 39855912 A PL39855912 A PL 39855912A PL 222526 B1 PL222526 B1 PL 222526B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
polypropylene
isotactic polypropylene
composites
compatibilizer
flame retardant
Prior art date
Application number
PL398559A
Other languages
English (en)
Other versions
PL398559A1 (pl
Inventor
Bolesław Jurkowski
Karol Bula
Original Assignee
Politechnika Poznańska
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
Application filed by Politechnika Poznańska filed Critical Politechnika Poznańska
Priority to PL398559A priority Critical patent/PL222526B1/pl
Publication of PL398559A1 publication Critical patent/PL398559A1/pl
Publication of PL222526B1 publication Critical patent/PL222526B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

(21) Numer zgłoszenia: 398559
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 22.03.2012 (51) Int.Cl.
C08L 23/12 (2006.01) C08L 51/06 (2006.01) C08K 3/36 (2006.01) C08K 5/092 (2006.01) C08K 5/521 (2006.01) C08K 13/02 (2006.01) C09K 21/14 (2006.01) (54) Sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 30.09.2013 BUP 20/13 (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2016 WUP 08/16 (72) Twórca(y) wynalazku: BOLESŁAW JURKOWSKI, Poznań, PL KAROL BULA, Poznań, PL
PL 222 526 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności, mający zastosowanie jako materiał do wytwarzania profili oraz wyprasek wtryskowych do przeznaczenia na elementy wyposażenia mieszkań, obudowy elektronarzędzi, w budowie pojazdów komunikacji pasażerskiej oraz w budowie maszyn.
Literatura dotycząca przedmiotowego zagadnienia podaje, że w celu zmniejszenia palności m ateriałów polimerowych, w tym polipropylenu, częstym sposobem ich modyfikacji jest wytwarzanie kompozytów z powszechnie dostępnymi uniepalniaczami (anypirenami) oraz napełniaczami mineralnymi. Funkcją napełniacza mineralnego (najczęściej organofilnego montmorylonitu) jest utworzenie na powierzchni wyrobu podczas palenia się zwartej zwęglonej warstwy koksu i krzemianów, co zostało omówione m.in. w publikacjach: Qin H., Zhang S., Zhao C., Hu G., Yang M., Polymer (46) 2005, p. 8386; Du B., Guo Z., Song P., Liu H., Fang Z., Wu Y., Applied Clay Sci. (45), 2009, p. 178; Zhou S., Song L., Wang Z., Hu Y., Xinh W., Polym. Deg. and Stab. (93) 2008, p. 1799; Kiliaris P., Papaspyrides
C.D., Progres in Polym. Sci. (35) 2010, p. 902.
Opisane w literaturze sposoby mieszania składników kompozytów w stanie stopionym dotyczą głównie metod intensyfikacji procesów homogenizacji i dyspergowania składników w wytłaczarkach jednoślimakowych i dwuślimakowych. Wiadomym jest, że poddanie w nich działaniu naprężeń ścinających związków uniepalniających na bazie na przykład polifosforanów amoniowych przy dużych szybkościach ścinania i zwielokrotnieniu tego procesu w układach uplastyczniających wytłaczarek dwuślimakowych prowadzi do ich częściowej degradacji. Degradacja ta objawia się przez pojawianie się zjawiska „zmydlenia” na powierzchni wytłoczyn, które następnie granuluje się i przetwarza na wtr yskarce. Skutkiem niekorzystnym pojawienia się efektu „zmydlenia” (ang. soaping), czyli w efekcie degradacji dodatku uniepalniającego jest osłabienie protekcji powierzchni polimeru, poprzez wytworzenie zwartej warstwy na powierzchni poddanej działaniu płomienia podczas palenia się i w efekcie zwiększenie szybkości palenia się wykonanych z niego wyrobów.
W literaturze zawarte są obostrzenia, jakie należy wprowadzić do procesu jednoetapowego wytłaczania kompozytów z udziałem uniepalniaczy, w tym polifosforanu amoniowego, które zamieszczono m.in. w pracach: Camino G., Costa L., Trossarelli L., Polym. Deg. and Stab, (6) 1984, p. 243; Camino G., Costa L., Trossarelli L., Polym. Deg. and Stab. (12) 1985, p. 203; Schacker O., Wanzke W., Plastics Add. and Comp. 2002, p. 28.
Jednak w warunkach przemysłowego przetwarzania kompozycji polimerowych, bardzo trudno jest uniknąć procesów degradacji aktywowanej procesami termomechanicznymi, zwłaszcza w procesie wytłaczania. Związane jest to bezpośrednio z konfiguracją stref ślimaka i długością układów plast yfikacji wytłaczarek.
Dodatkowo według treści zawartych w amerykańskim opisie patentowym 1992/5,130,357 dodatkowym zagrożeniem dla procesu homogenizacji składników kompozytów jak i dla maszyn jest w ydzielanie się także toksycznych gazów oraz gazów powodujących korozję urządzeń przetwórczych. W niektórych zastrzeżeniach efekt uniepalniania uzyskuje się dzięki obecności kopolimerów szczepionych halogenkami, np. US Pat. 1992/5,124,404, US. Pat. 1995/5,420,183, co jest jednak niewskazane z uwagi na szkodliwość wydzielanych związków podczas palenia się takiego materiału i stopniowemu wycofywaniu antypirenów halogenowych z produkcji (zawierają metale ciężkie).
Celem przedstawionego poniżej rozwiązania jest zlikwidowanie opisanych wad dotychczas stosowanego procesu przygotowania kompozytów polimerowych z uniepalniaczem niestabilnym w trakcie przetwórstwa.
Istotą wynalazku jest dwuetapowy sposób otrzymywania kompozytów o obniżonej palności z izotaktycznego polipropylenu z napełniaczem mineralnym (amorficznym ditlenkiem krzemu) oraz adduktem polifosforanowym i kompatybilizatorem, polegający na wprowadzeniu adduktu uniepalniającego dopiero w końcowej fazie produkcji kształtek wtryskowych o obniżonej palności.
Sposób wytwarzania kompozytów z izotaktycznego polipropylenu z napełniaczem nieorganicznym oraz z adduktem uniepalniającym, polega na tym, że proces prowadzi się dwuetapowo, w pierwszym etapie miesza się w wytłaczarce w stanie stopionym izotaktyczny polipropylen z napełniaczem nieorganicznym, np. amorficznym ditlenkiem krzemu, ponadto do składu kompozytu dodaje się kompatybilizator w postaci polipropylenu szczepionego bezwodnikiem maleinowym, korzystnie, jeśli udział kompatybilizatora wynosi 8% wagowych. Proces prowadzi się w stanie stopionym w wytłaczarce dwuślimakowej, w temperaturze cylindra 475 K, dalej granuluje, po czym w drugim etapie przetwórstwa
PL 222 526 B1 do tego premastykatu wprowadza się we wtryskarce ślimakowej uniepalniacz polifosforanowy, korzystnie 20% wagowych w odniesieniu do polipropylenu, przy czym proces wtryskiwania wyróżnia się tym, że zespół plastyfikacji wtryskarki posiada ślimak o długości co najwyżej 18 D (D-średnica zewnętrzna ślimaka wtryskarki) oraz przed zaworem zwrotnym musi mieć zamontowany mieszalnik statyczny, korzystnie, jeśli będzie to mieszalnik z nieruchomymi pierścieniami (np. typu Twente Mixing Ring - TMR).
Wynalazek obejmuje sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu (iPP) z napełniaczem nieorganicznym oraz z adduktem uniepalniającym (np. AP 423 Clariant). Napełnienie kompozytu stanowi amorficzny ditlenek krzemu (SiO2), korzystnie, jeśli udział krzemionki wynosi 4% wagowych w odniesieniu do polipropylenu, dodatkowo kompozyt zawiera kompatybilizator w postaci polipropylenu szczepionego bezwodnikiem maleinowym (PP-g-MAH), korzystnie, jeśli udział kompatybilizatora wynosi 8% wagowych w odniesieniu do polipropylenu. Sposobem wytwarza się wypraski wtryskowe, w których udział uniepalniacza polifosforanowego wynosi 20% wagowych w odniesieniu do polipropylenu. Wymagane jest, aby adduktem uniepalniającym był związek z grupy polifosforanów amoniowych w postaci proszku o średniej średnicy cząstek 8 μm a zawartość w nim fosforu wynosiła 31-32%, zawartość azotu około 12%. Wymagane jest, aby amorficzna krzemionka miała rozwiniętą powierzchnię, wynoszącą korzystnie 300 m /g, ponadto korzystnie, jeśli udział bezwodnika maleinowego w kompatybilizatorze wynosi około 1% wagowego oraz wskaźnik szybkości płynięcia wynosi około 115 g/10 min.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:
- wyeliminowano zjawisko „zmydlenia” na powierzchni wytłoczyn, dzięki temu możliwy będzie zadruk i zdobienie wyrobów,
- wynik ten osiągnięto dzięki rozdzieleniu procesu mieszania składników na dwa etapy - w wytłaczarce a następnie we wtryskarce, zwłaszcza dodatku uniepalniającego, zmniejszając w ten sposób możliwą degradację polifosforanu amoniowego w krótkim układzie plastyfikacji wtryskarki,
- wytworzone kompozyty charakteryzują się silnie obniżoną liniową prędkością palenia się oraz obniżeniem odkształcenia przy zerwaniu,
- wykorzystanie dodatkowego elementu zwiększającego homogenizację składników we wtryskarce w postaci pierścienia mieszającego TMR (Twente Mixing Ring), spowodowało korzystne dla obniżenia palności polipropylenu, rozprowadzenie adduktu uniepalniającego w polimerze,
- kompozyty zostały wytworzone w typowych maszynach przetwórczych, zwiększa to możliwość zastosowania kompozytów w produkcji wielkoseryjnej,
- przetwórstwo opisywanych kompozytów można prowadzić w technologii bezodpadowej, w przypadku zastosowania gorących kanałów w formie wtryskowej,
- duży wskaźnik szybkości płynięcia kompozytów umożliwia potencjalne wytwarzanie wyrobów cienkościennych (produkcja opakowań lub zbiorników na odpady o dużych gabarytach).
P r z y k ł a d I:
Kompozyt o składzie iPP/PP-g-MAH/AP423/SiO2 (68/8/20/4% wag.) poddano mieszaniu w stanie stopionym przy zastosowaniu wytłaczarki mieszającej dwuślimakowej współbieżnej o ślimakach długości 40D (D - średnica ślimaków). Proces prowadzono w zakresie temperatury nastaw cylindra od 453 do 478 K, ślimaki zaopatrzone były w 3 strefy segmentów mieszających o długości równej 16D. Z kolei wprowadzenie uniepalniacza polifosforanowego realizowano podczas etapu wtryskiwania do typowej formy na wtryskarce ślimakowej, o średnicy ślimaka 22 mm, który to ślimak był wyposażony w statyczne elementy mieszające w postaci pierścieni. Udział uniepalniacza wynosił 20% wagowych w odniesieniu do polipropylenu. Temperatura cylindra wtryskarki została ustalona od 463 do 483 K.
P r z y k ł a d II:
Wypraski wtryskowe o wymiarach 125 x 10 x 4 mm formowane jak w przykładzie I poddano badaniom palności (sprawdzano szybkości palenia się belki, zgodnie ze standardami metody UL94 H B). Szybkość palenia się polipropylenu niemodyfikowanego wyniosła 24,3 mm/min, natomiast dla kompozytu będącego przedmiotem opisu szybkość palenia się wyniosła 11,8 mm/min. Tak dobry wynik był możliwy do osiągnięcia dzięki rozdzieleniu procesu mieszania składników na dwa etapy - w wytłaczarce a następnie we wtryskarce, zwłaszcza dodatku uniepalniającego, zmniejszając w ten sposób możliwą degradację polifosforanu amoniowego w krótkim układzie plastyfikacji wtryskarki. Ponadto wykorzystanie dodatkowego elementu mieszającego we wtryskarce w postaci pierścienia TMR (Twente
PL 222 526 B1
Mixing Ring) spowodowało korzystne z punktu widzenia ochrony polipropylenu rozprowadzenie adduktu uniepalniającego w polimerze.
Wynalazek w przykładowym wykonaniu został uwidoczniony w tabeli, która przedstawia wybrane właściwości mechaniczne i wyniki liniowej szybkości palenia się dla izotaktycznego polipropylenu (iPP) oraz jego kompozytów.
T a b e l a 1
Wybrane właściwości mechaniczne i wyniki liniowej szybkości palenia się dla izotaktycznego polipropylenu (iPP) oraz jego kompozytów*
Materiał Liniowa szybkość palenia V=60 L/t [mm/min] Zmiana w stosunku do iPP [%] Wytrzymałość na rozciąganie [MPa] Moduł sprężystości wzdłużnej Younga [MPa] Odkształcenie przy zerwaniu [%]
Izotaktyczny polipropylen (iPP) 24,3 - 33 ± 0,3 705 ± 10 120 ± 16
Izotaktyczny polipropylen/polipropylen szczepiony bezwodnikiem maleinowym/polifosforan amoniowy/ditlenek krzemu (68/8/20/4% wag.) 11,8 -52 31 ± 0,8 780 ± 45 37 ± 26
Izotaktyczny polipropylen/polipropylen szczepiony bezwodnikiem maleinowym/polifosforan amoniowy/ditlenek krzemu (56/16/20/8 % wag.) 16,7 -32 31 ± 0,2 969 ± 18 6 ± 12
* próbki w postaci wiosełek o grubości 4 mm rozciągano w temperaturze 23 ± 2°C, z prędkością 50 mm/min

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    Sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności, znamienny tym, że proces prowadzi się dwuetapowo, w pierwszym etapie izotaktyczny polipr opylen z amorficznym ditlenkiem krzemu przy udziale wagowym korzystnie 4% albo 8% oraz kompatybilizator w postaci polipropylenu szczepionego bezwodnikiem maleinowym korzystnie przy udziale kompatybilizatora w ilości 8% albo 16% wagowych z bezwodnikiem maleinowym w kompatybilizatorze w ilości 1% wagowy miesza się w stanie stopniowym w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej, w temperaturze cylindra 475 K, dalej granuluje, po czym w drugim etapie przetwórstwa wprowadza się we wtryskarce ślimakowej uniepalniacz polifosforanowy, korzystnie 20% wagowych w odniesieniu do polipropylenu, miesza się, a następnie poddaje się procesowi wtryskiwania.
PL398559A 2012-03-22 2012-03-22 Sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności PL222526B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL398559A PL222526B1 (pl) 2012-03-22 2012-03-22 Sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL398559A PL222526B1 (pl) 2012-03-22 2012-03-22 Sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL398559A1 PL398559A1 (pl) 2013-09-30
PL222526B1 true PL222526B1 (pl) 2016-08-31

Family

ID=49231034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL398559A PL222526B1 (pl) 2012-03-22 2012-03-22 Sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL222526B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL398559A1 (pl) 2013-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2770973C (en) Process of producing thermoplastic starch/polymer blends
AU2017269856B2 (en) Molecular modification of polyethylene resin
EP3475361B1 (en) Pipe produced from modified polyethylene
US8153710B2 (en) Weatherable polyolefin nanocomposites
EP1654322A2 (de) Kunststoffe und holz enthaltende verbundwerkstoffe
EP2930208B1 (en) Method of compatibilization of polypropylene blends, polypropylene blend and use thereof, product and compatibilizing initiating agent of a blend polypropylene
WO2018218203A1 (en) Water soluble polymer compositions
CN103059411A (zh) 一种低收缩率改性聚丙烯复合材料及其制备方法
HK1248262A1 (zh) 玻璃纤维强化聚丙烯树脂组合物
Meekum et al. Toughening of wood-plastic composites based on silane/peroxide macro crosslink poly (propylene) systems
González-Sánchez et al. Enhancement of mechanical properties of waste-sourced biocomposites through peroxide induced crosslinking
CN114933741A (zh) 一种高刚高抗冲聚丙烯复合助剂及其制备方法
PL222526B1 (pl) Sposób wytwarzania kompozytów izotaktycznego polipropylenu o obniżonej palności
JP2019503411A (ja) 卵殻粉末樹脂組成物
EP3172277B1 (en) High-resiliency rigid composite materials, and use and production thereof
Salleh et al. Effects of glycerol content in modified polyvinyl alcohol-tapioca starch blends
EP2365030B1 (de) -N=C=N- enthaltende Verbindungen zur Verhinderung des thermischen Abbaus von Metall-dialkylphosphinat enthaltenden Polyalkylenterephthalaten in der Schmelze
EP2365028B1 (de) -N=C=N- enthaltende Verbindungen zur Verhinderung des thermischen Abbaus von Metall-dialkylphosphinat enthaltenden Polyalkylenterephthalaten in der Schmelze
CN113248894A (zh) 一种耐180℃沸水pc改性材料的制备方法
KR20160128052A (ko) 난연성을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 마스터배치 조성물 및 그 제조방법
KR20230167761A (ko) 재활용된 폴리프로필렌의 공정
PL219037B1 (pl) Sposób recyklingu odpadów tworzyw sztucznych pochodzących ze sprzętu elektronicznego i elektrycznego oraz z samochodów
PL232239B1 (pl) Sposób wytwarzania pojemników kompozytowych
ITAN20100220A1 (it) Composizione di carica per processi di trasformazione di polimeri
CZ16621U1 (cs) Kompozit polyolefinů s plnivem na bázi dřeva