PL224574B1

PL224574B1 - Method for manufacturing products from composite material on the matrix of polyvinyl chloride by method of extrusion moulding and the product from composite material on the matrix of polyvinyl chloride

Info

Publication number: PL224574B1
Application number: PL406151A
Authority: PL
Inventors: Jacek Kmieć
Original assignee: Kmieć Jacek Eco Term Plus Spółka Cywilna; Otręba Kmieć Dorota Eco Term Plus Spółka Cywilna
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2017-01-31
Also published as: PL406151A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów z tworzywa kompozytowego na osnowie poli(chlorku winylu) metodą wytłaczania, jak również wyrób z tworzywa kompozytowego na osnowie poli(chlorku winylu).The subject of the invention is a method of producing a composite material based on poly (vinyl chloride) by extrusion, as well as a product made of a composite material based on poly (vinyl chloride).

Znane procesy sporządzania masy tworzywa kompozytowego na osnowie poli(chlorku winylu), z przeznaczeniem do zastosowań zewnętrznych, zakładają zastosowanie w przynajmniej części masy tworzywa pierwotnego. Konieczność stosowania tworzywa pierwotnego znacznie wpływa na koszty produkcji.Known processes for the preparation of a composite material based on poly (vinyl chloride) for outdoor applications involve the use of at least a part of the mass of virgin material. The necessity to use primary material significantly affects the production costs.

Przykładowo, w artykule „Wykorzystanie włókien naturalnych jako napełniaczy kompozytów p olimerowych” (J. Kaczmar i in., Polimery 2006, 51, nr 10, str. 722-726) scharakteryzowano włókna naturalne (lniane, konopne, drzewne) stosowane jako napełniacze kompozytów polimerowych. Omówiono kryteria doboru termoplastycznych matryc polimerowych i dziedziny możliwych zastosowań omawianych kompozytów. Jak wskazano w artykule, wzmocnienie polimerów włóknami powoduje poprawę właściwości mechanicznych oraz zwiększenie odporności cieplnej, a dodatek zaledwie 10% obj. włókien syntetycznych zmniejsza pełzanie, rozszerzalność cieplną, skurcz oraz skłonność do pękania. Przedstawiono wyniki badań kompozytów zawierających mączkę drzewną w ilości od 10 do 60%.For example, in the article "The use of natural fibers as fillers for polymer composites" (J. Kaczmar et al., Polimery 2006, 51, No. 10, pp. 722-726), natural fibers (flax, hemp, wood) used as fillers for composites were characterized polymer. The criteria for the selection of thermoplastic polymer matrices and the fields of possible applications of the discussed composites are discussed. As indicated in the article, the reinforcement of polymers with fibers improves the mechanical properties and increases heat resistance, and the addition of only 10% by volume. synthetic fibers reduces creep, thermal expansion, shrinkage and the tendency to break. The results of research on composites containing wood flour in the amount from 10 to 60% are presented.

W artykule „Kompozytowe profile wielokomorowe na osnowie polichlorku winylu z dodatkiem drewnianych trocin na tarasy i pomosty” (Ł. Łukasik i in., 2011 r., publikacja w Internecie) przedstawiono wyniki badań profili kompozytowych wytwarzanych metodą wytłaczania z kompozytu na osnowie poli(chlorku winylu), napełnianego od 40 do 50% masowo trocinami tartacznymi.The article "Composite multi-chamber profiles based on polyvinyl chloride with the addition of wooden sawdust for terraces and platforms" (Ł. Łukasik et al., 2011, published on the Internet) presents the results of research on composite profiles produced by extrusion from a composite based on poly (chloride vinyl), filled with 40 to 50% by weight of sawdust.

Stwierdzono, że można do profili narażonych na działanie wpływów atmosferycznych (przeznaczonych na tak zwane aplikacje zewnętrzne) zastosować wyłącznie materiał pochodzący z recyklingu, tym samym eliminując całkowicie konieczność stosowania tworzywa pierwotnego, odpowiednio prowadząc proces rozdrabniania, suszenia i mieszania głównych komponentów, to jest termoplastycznej osnowy oraz wypełniacza naturalnego. Otrzymana masa tworzywa kompozytowego posiada właśc iwości umożliwiające jej przetwórstwo z wykorzystaniem technologii wytłaczania.It was found that only recycled material can be used for profiles exposed to weather conditions (intended for so-called external applications), thus completely eliminating the need to use virgin material, properly conducting the process of grinding, drying and mixing the main components, i.e. the thermoplastic matrix and a natural filler. The obtained mass of composite material has properties that enable its processing with the use of extrusion technology.

W artykule „Wpływ temperatury wytłaczania na właściwości kompozytów PVC/drewno” (K. Lewandowski i in., Inż. Ap. Chem. 2010, 49, 5, 71-72) omówiono kompozyty PVC/drewno o zawartości napełniacza drzewnego równej 30% i 50%.The article "Influence of extrusion temperature on the properties of PVC / wood composites" (K. Lewandowski et al., Inż. Ap. Chem. 2010, 49, 5, 71-72) discusses PVC / wood composites with a wood filler content of 30% and 50%.

W artykule „Badania właściwości fizycznych i mechanicznych kompozytów polimerowo-drzewnych (WPC)” (S. Zajchowski i in., Kompozyty (Composites) 5 (2005) 3) przedstawiono wyniki badań kompozytów polimerowo-drzewnych zawierających mączkę drzewną o stężeniu od 0 do 50%.The article "Research on physical and mechanical properties of polymer-wood composites (WPC)" (S. Zajchowski et al., Kompozyty (Composites) 5 (2005) 3) presents the results of research on polymer-wood composites containing wood flour with a concentration of 0 to 50 %.

Z powyższych artykułów nie są znane szczegółowe wyniki badań kompozytów na osnowie PVC z dużym udziałem, tj. powyżej 50%, włókien konopnych. Stwierdzono, że duży udział wypełniacza naturalnego prowadzi do niekorzystnego obniżenia właściwości mechanicznych kompozytu.The detailed results of tests of PVC-based composites with a large share, i.e. over 50%, of hemp fibers are not known from the above articles. It was found that a high proportion of natural filler leads to an unfavorable reduction of the mechanical properties of the composite.

Celowym byłoby usprawnienie sposobu wytwarzania wyrobów z tworzywa kompozytowego na osnowie poli(chlorku winylu), który umożliwi zmniejszenie udziału tworzywa pierwotnego przy wysokim udziale włókien konopnych, tak aby zachować dobre właściwości uzyskanego kompozytu.It would be expedient to improve the method of manufacturing composite products based on poly (vinyl chloride), which would enable the reduction of the proportion of primary material with a high proportion of hemp fibers, so as to maintain the good properties of the obtained composite.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów z tworzywa kompozytowego na osnowie poli(chlorku winylu) metodą wytłaczania. Wyroby wytłacza się z masy tworzywa kompozytowego, którą przygotowuje się dwuetapowo w mieszalniku szybkoobrotowym gorącym w temperaturze od 90 do 130°C. W pierwszym etapie (wstępnym) miesza się sproszkowany odpadowy PVC (poli(chlorek winylu)) uzyskany ze zużytych okien PVC w ilości od 33 do 60,9% wagowo w masie tworzywa kompozytowego z dodatkami modyfikującymi w postaci barwników, stabilizatorów i smarów w ilości od 1% do 4% wagowo w masie tworzywa kompozytowego, doprowadzając do absorpcji dodatków modyfikujących na powierzchni sproszkowanego odpadowego PVC. Następnie, w drugim etapie mieszania (zasadniczym) dodaje się włókna konopne w ilości od 38 do 58% wagowo w masie tworzywa kompozytowego oraz granulat EPDM (terpolimer etylenowo-propylenowo-dienowy) w ilości od 0,1% do 5% i miesza się wszystkie składniki utrzymując temperaturę mieszanych składników od 90 do 130°C i doprowadzając do homogenizacji sproszkowanego odpadowego PVC z granulatem EPDM i wypełniaczem naturalnym. Tak uzyskaną masę tworzywa kompozytowego podaje się do mieszalnika z płaszczem chłodzącym, w którym schładza się masę do temperatury około 50°C uzyskując aglomerat, który można poddać dalszemu przetwórstwu metodą wytłaczania bez jego dodatkowego rozdrabniania. Aglomerat ten podaje się za pomocą podajników śrubowych do wytłaczarki, w której prowadzi się proces wytłaczania w odpowiednim programie temperaturowym (nastawy temperatur stref grzewPL 224 574 B1 czych cylindra wytłaczarki i narzędzia wytłaczarskiego) mieszczącym się w zakresie od 130 do 180°C. Uplastyczniony za pomocą wytłaczarki strumień masy tworzywa kompozytowego podawany jest do narzędzia wytłaczarskiego, gdzie następuje jego formowanie do wymaganej geometrii oraz jego chłodzenie do temperatury powierzchniowej wynoszącej około 40°C, umożliwiającej stabilizację kształtu.The subject of the invention is a method of manufacturing products from a composite material based on poly (vinyl chloride) by extrusion. The products are extruded from a mass of composite material, which is prepared in two stages in a high-speed mixer, hot at a temperature of 90 to 130 ° C. In the first stage (preliminary), powdered waste PVC (poly (vinyl chloride)) obtained from used PVC windows is mixed in an amount from 33 to 60.9% by weight in the weight of the composite material with modifying additives in the form of dyes, stabilizers and lubricants in an amount from 1% to 4% by weight by weight of the composite material, leading to the absorption of modifying additives on the surface of the powdered waste PVC. Then, in the second (basic) mixing step, hemp fibers in an amount of 38 to 58% by weight of the composite material and EPDM granules (ethylene-propylene-diene terpolymer) in an amount of 0.1% to 5% are added and all ingredients keeping the temperature of the mixed ingredients from 90 to 130 ° C and bringing the powdered waste PVC to a homogenization with EPDM granules and natural filler. The mass of composite material obtained in this way is fed to a mixer with a cooling jacket, where the mass is cooled to a temperature of about 50 ° C, obtaining an agglomerate that can be further processed by extrusion without its additional crushing. This agglomerate is fed by screw feeders to the extruder, where the extrusion process is carried out in an appropriate temperature program (temperature settings of the heating zones of the extruder cylinder and the extruding tool) ranging from 130 to 180 ° C. The composite material mass stream plasticized by the extruder is fed to the extruding tool, where it is formed to the required geometry and cooled to the surface temperature of about 40 ° C, which enables the shape stabilization.

Korzystnie, do przygotowania masy tworzywa kompozytowego stosuje się sproszkowany, korzystnie do wielkości ziaren około 0,2 mm, odpadowy PVC uzyskany z recyklingu odpadów z wys okoudarowego PVC.Preferably, a powdered, preferably to a grain size of about 0.2 mm, waste PVC obtained from the recycling of high impact PVC waste is used to prepare the composite mass.

Korzystnie, stosuje się włókna konopne o wilgotności 2% oraz średniej długości włókien od 0,5 do 5 mm.Preferably, hemp fibers with a moisture content of 2% and an average fiber length of 0.5 to 5 mm are used.

Korzystnie, do przygotowania masy tworzywa kompozytowego stosuje się granulat EPDM o wielkości ziaren od 0,1 mm do 0,3 mm, uzyskany z recyklingu uszczelek okiennych.Preferably, EPDM granules with a grain size of 0.1 mm to 0.3 mm, obtained from recycling window seals, are used to prepare the composite mass.

Korzystnie, w zasadniczym etapie mieszania do mieszanki dodaje się ponadto mączkę ceglastą o wielkości ziaren od 0,08 mm do 0,15 mm, w ilości od 5% do 20% wagowo.Preferably, in the main mixing step, brick flour with a grain size of 0.08 mm to 0.15 mm is further added to the mixture in an amount of 5% to 20% by weight.

Alternatywnie, w zasadniczym etapie mieszania do mieszanki dodaje się ponadto mączkę szklaną o wielkości ziaren od 0,08 mm do 0,15 mm, w ilości od 5% do 20% wagowo.Alternatively, glass flour with a particle size of 0.08 mm to 0.15 mm is further added to the blend in the primary mixing step in an amount of 5% to 20% by weight.

Przedmiotem wynalazku jest również wyrób z tworzywa kompozytowego na osnowie poli(chlorku winylu) wytworzony metodą wytłaczania, stanowiący element budowlany, konstrukcyjny albo produkt gotowy. Wyrób ten jest wytłoczony z masy tworzywa kompozytowego zawierającej sproszk owany odpadowy PVC (poli(chlorek winylu)) uzyskany ze zużytych okien PVC w ilości od 33 do 60,9% wagowo, włókna konopne w ilości od 38 do 58% wagowo, granulat EPDM w ilości od 0,1% do 5% wagowo oraz dodatki modyfikujące w postaci barwników, stabilizatorów i smarów w ilości od 1% do 4% wagowo.The subject of the invention is also a composite product based on poly (vinyl chloride) produced by extrusion, constituting a building element, structural element or a finished product. This product is extruded from a mass of composite material containing powdered waste PVC (poly (vinyl chloride)) obtained from used PVC windows in the amount of 33 to 60.9% by weight, hemp fibers in the amount of 38 to 58% by weight, EPDM granules in amounts of 0.1% to 5% by weight and modifying additives in the form of dyes, stabilizers and lubricants in an amount of 1% to 4% by weight.

Korzystnie, masa tworzywa kompozytowego zawiera ponadto mączkę ceglastą o wielkości ziaren od 0,08 mm do 0,15 mm, w ilości od 5% do 20% wagowo.Preferably, the mass of the composite material further comprises brick flour with a grain size of 0.08 mm to 0.15 mm in an amount of 5% to 20% by weight.

Alternatywnie, masa tworzywa kompozytowego zawiera ponadto mączkę szklaną o wielkości ziaren od 0,08 mm do 0,15 mm, w ilości od 5% do 20% wagowo.Alternatively, the mass of the composite material further comprises glass flour with a grain size of 0.08 mm to 0.15 mm in an amount of 5% to 20% by weight.

Uzyskana masa tworzywa kompozytowego stosowana może być do wytłaczania profili wzmacniających używanych do produkcji stolarki okiennej i zastępujących stosowane wzmocnienia z kształtowników stalowych, jak również do innych profili konstrukcyjnych. Dla takich aplikacji preferowanym wypełniaczem naturalnym są włókna konopne, które orientowane w procesie wytłaczania wzdłuż kierunku płynięcia stopu tworzywa kompozytowego nadają wyrobom zwiększoną sztywność.The obtained mass of the composite material can be used for extruding reinforcement profiles used in the production of window joinery and replacing the reinforcements made of steel sections, as well as for other construction profiles. For such applications, the preferred natural filler is hemp fibers, which, when oriented in the extrusion process along the melt flow direction of the composite material, give the products increased stiffness.

W odróżnieniu od znanych sposobów otrzymywania mas tworzywa kompozytowego, zawierających jako osnowę poli(chlorek winylu), nowy sposób przygotowania masy tworzywa kompozytowego według wynalazku umożliwia całkowite zastąpienie tworzywa pierwotnego recyklatem. Wyprodukowane z masy tworzywa kompozytowego profile, zawierające korzystnie 48% osnowy polimerowej mogą być stosowane do długoletnich aplikacji zewnętrznych.Contrary to the known methods of obtaining composite masses containing poly (vinyl chloride) as the matrix, the new method of preparing the composite mass according to the invention enables the complete replacement of the virgin material with recyclate. Profiles made of the mass of the composite material, preferably containing 48% of the polymer matrix, can be used for long-term outdoor applications.

Otrzymana masa tworzywa kompozytowego według wynalazku ma następujące właściwości:The resulting mass of the composite material according to the invention has the following properties:

- dzięki niskiej nasiąkliwości jest odporna na działanie grzybów i pleśni;- thanks to its low water absorption, it is resistant to fungi and mold;

- w wyniku odpowiedniej stabilizacji (stabilizatory zawarte w wysokoudarowym poli(chlorku winylu) stosowanym do produkcji profili okiennych, będących źródłem pozyskania recyklatu oraz stabilizatory dozowane dodatkowo w procesie sporządzania masy tworzywa kompozytowego) nie ulega rozpadowi bądź szybkiemu odbarwianiu się pod wpływem promieni UV;- as a result of appropriate stabilization (stabilizers contained in high-impact poly (vinyl chloride) used for the production of window profiles, which are the source of recycle material, and stabilizers additionally dosed in the process of preparing the composite mass), it does not disintegrate or discolour quickly under the influence of UV rays;

- nie następuje pęcznienie, paczenie się, rozwarstwianie się pod wpływem czynników atmosferycznych;- there is no swelling, warping, delamination under the influence of weather conditions;

- dzięki zagospodarowaniu odpadów stolarki okiennej PVC oraz uszczelek EPDM jest przyjazna dla środowiska;- thanks to the waste management of PVC window joinery and EPDM seals, it is environmentally friendly;

- po odpowiedniej obróbce można uzyskać bezpoślizgową powierzchnię,- after appropriate treatment, a non-slip surface can be obtained,

- możliwość barwienia na dowolne kolory;- possibility of dyeing in any colors;

- do obróbki profili uzyskanych z masy tworzywa kompozytowego można zastosować narzędzia i metody znane z obróbki drewna;- tools and methods known from wood processing can be used for processing profiles obtained from a composite mass;

- możliwość prowadzenia bezodpadowej produkcji - odpady produkcyjne lub zużyte wyroby można poddać procesowi recyklingu i ponownie zastosować w procesie produkcyjnym;- the possibility of waste-free production - production waste or used products can be recycled and reused in the production process;

- w przypadku zastosowania włókien konopnych jako wypełniacza naturalnego o długości włókien korzystnie 3 mm można uzyskać profile pełniące rolę konstrukcyjną, jak na przykład elementy wzmocnień profili okiennych, stosowanych do produkcji okien PVC, elementy konstrukcyjne dachów- in the case of using hemp fibers as a natural filler with a fiber length of preferably 3 mm, profiles that play a structural role can be obtained, such as reinforcement elements of window profiles used in the production of PVC windows, structural elements of roofs

PL 224 574 B1 i ścian, szalunków oraz profili grodzie. Włókna konopne orientowane w procesie wytłaczania wzdłuż kierunku płynięcia stopu tworzywa kompozytowego nadają wyrobom zwiększoną sztywność;PL 224 574 B1 and walls, formwork and sheet piles profiles. Hemp fibers oriented in the extrusion process along the melt direction of the composite material give the products increased stiffness;

- dodatek granulatu EPDM zwiększa trwałość kompozytu i polepsza jego właściwości mechaniczne, zmniejszając jego podatność na pękanie, dzięki czemu wyroby wytworzone z kompozytu m ogą być łatwo nawiercane i cięte, a naprężenia występujące na etapach produkcyjnych nie powodują pękania kompozytu ;- the addition of EPDM granules increases the durability of the composite and improves its mechanical properties, reducing its susceptibility to cracking, thanks to which products made of the composite can be easily drilled and cut, and the stresses occurring at the production stages do not cause the composite to crack;

- zastosowanie mączki ceglastej korzystnie wpływa na ekonomiczną- the use of brick powder has a positive effect on the economy

- gospodarkę materiałową - materiał można pozyskać między innymi z przeprowadzanych remontów obiektów. Wypełniacz ten wpływa na zwiększenie izolacyjności akustycznej produktu z tworzywa kompozytowego;- material management - the material can be obtained, among others, from the renovation of buildings. This filler increases the acoustic insulation of the composite product;

- zastosowanie mączki szklanej korzystnie wpływa na ekonomiczną gospodarkę materiałową materiał można pozyskać z recyklingu starych okien, co nie obciąża środowiska i pozwala odzyskać wszystkie materiały z okna. Wypełniacz ten wpływa na zwiększenie izolacyjności akustycznej produktu z tworzywa kompozytowego.- the use of glass flour has a positive effect on the economic material management, the material can be obtained from the recycling of old windows, which does not burden the environment and allows you to recover all materials from the window. This filler increases the acoustic insulation of the composite product.

W celu uzyskania masy tworzywa kompozytowego sposobem według wynalazku niezbędne są surowce:In order to obtain the mass of the composite material by the method of the invention, the following raw materials are necessary:

- wypełniacze - włókna konopne o średniej długości włókna 0,5-5 mm, procentowy udział wagowy w masie tworzywa kompozytowego 33 do 60,9% i wilgotności względnej do 2%,- fillers - hemp fibers with an average fiber length of 0.5-5 mm, percentage by weight in the weight of the composite material 33 to 60.9% and relative humidity up to 2%,

- osnowa polimerowa - sproszkowany materiał recyklingowy pochodzący z produkcji stolarki okiennej lub ze zużytych okien PVC o średniej wielkości ziaren 0,1-0,5 mm, procentowy udział wagowy w masie tworzywa kompozytowego 38-58%,- polymer matrix - powdered recycling material from the production of window joinery or from used PVC windows with an average grain size of 0.1-0.5 mm, percentage by weight of the composite material 38-58%,

- granulat EPDM, pochodzący w szczególności z recyklingu uszczelek okiennych, o wielkości ziaren od 0,1 mm do 0,3 mm, procentowy udział wagowy w masie tworzywa kompozytowego 0,1 %-5%,- EPDM granules, derived in particular from the recycling of window seals, with a grain size from 0.1 mm to 0.3 mm, percentage by weight of the composite material 0.1% -5%,

- dodatki ułatwiające przetwórstwo i nadające wyrobom pożądane cech użytkowe - systemy stabilizacji termicznej i świetlnej, promotory adhezji, smary zewnętrzne i wewnętrzne, filtry UV, antyoksydanty, preparacje pigmentowe, procentowy udział wagowy w masie tworzywa kompozytowego około 4%,- additives facilitating processing and giving the products the desired functional features - thermal and light stabilization systems, adhesion promoters, external and internal lubricants, UV filters, antioxidants, pigment preparations, percentage by weight of the composite material about 4%,

- opcjonalnie, mączka ceglasta albo mączka szklana, o wielkości ziaren od 0,08 mm do 0,15 mm, procentowy udział wagowy w masie tworzywa kompozytowego 5-20%.- optionally, brick flour or glass flour, grain size from 0.08 mm to 0.15 mm, percentage by weight of the composite material 5-20%.

Do wytworzenia wyrobów niezbędny jest następujący park maszynowy:The following machinery is necessary to manufacture the products:

1. System przygotowania osnowy polimerowej: młyn nożowy do rozdrobnienia wstępnego oraz pulweryzator1. Polymer matrix preparation system: knife mill for initial grinding and pulverizer

2. System przygotowania włókien konopnych: pulweryzator oraz zespół suszenia2. Hemp fiber preparation system: pulverizer and drying unit

3. Zespół mieszalnika gorąco-zimnego z zespołem naważania surowców3. A set of hot-cold mixer with a unit for weighing in raw materials

4. Wytłaczarka dwuślimakowa stożkowa lub równoległa z zespołem odgazowania próżniowego4. Conical or parallel twin-screw extruder with a vacuum degassing unit

5. Stół kalibrująco-chłodzący5. Calibrating and cooling table

6. Piła do profili6. Profile saw

7. Stół odbiorczy gotowych wyrobów7. Receiving table for finished products

8. Urządzenie do wytłaczania struktury drewnopodobnej na powierzchni profili8. Device for embossing a wood-like structure on the surface of profiles

9. Szlifierka taśmowa9. Belt grinder

10. Maszyna szczotkująca powierzchnię profili10. Machine for brushing the surface of profiles

11. Urządzenie do pakowania gotowych wyrobów11. Device for packing finished products

12. System magazynowania surowców12. Raw material storage system

13. System wytwarzania wody lodowej technologicznej, pracujący w obiegu zamkniętym z rekuperacją ciepła13. Process ice water production system, working in a closed cycle with heat recuperation

14. Narzędzia wytaczarskie do produkcji kompozytowych o wymaganej geometrii.14. Boring tools for the production of composites with the required geometry.

Wynalazek ilustrują, nie ograniczające jego zakresu, niżej podane przykłady.The invention is illustrated by the following non-limiting examples.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Do mieszalnika gorącego, termostatowanego w zakresie temperatur 90-130°C podawany jest sproszkowany recyklat PVC o średniej wielkości ziaren 2 mm i udziale wagowym w szarży wynoszącym 47% oraz dodatki modyfikujące oraz ułatwiające przetwórstwo o udziale wagowym w szarży wynoszącym 4%. Po wstępnym procesie mieszania do mieszania zasadniczego podawane są włókna konopne o średniej długości włókien wynoszącej 3 mm i wilgotności względnej 2%, udziale wagowym w szarży wynoszącym 47% oraz granulat EPDM o udziale wagowym w szarży wynoszącym 2%.Powdered PVC recyclate with an average grain size of 2 mm and a weight fraction of 47% in the batch as well as additives modifying and facilitating processing with a weight fraction of 4% in the batch are fed to the hot mixer, thermostated in the temperature range of 90-130 ° C. After the initial mixing process, hemp fibers with an average fiber length of 3 mm and a relative humidity of 2%, a batch weight fraction of 47% and EPDM granules with a batch weight fraction of 2% are fed to the main mixing.

Podczas mieszania wstępnego trwającego 5-10 minut następuje absorpcja dodatków modyfikujących na powierzchni sproszkowanego recyklatu PVC. W procesie mieszania zasadniczego trwająPL 224 574 B1 cego 5-10 minut następuje homogenizacja sproszkowanego recyklatu PVC z włóknami konopnymi i granulatem EPDM.During the initial mixing for 5-10 minutes, the absorption of modifying additives takes place on the surface of the powdered PVC recyclate. In the main mixing process, the PVC recyclate powder is homogenized with hemp fibers and EPDM granules.

Aglomerat podawany jest w następnym etapie na linię wytłaczarską, gdzie następuje jego przetwórstwo i ciągłe formowanie wyrobu typu profil grodzicy. Grodzice są wyrobami stosowanymi do uszczelniania wałów przeciwpowodziowych, przepustów wodnych, zabezpieczania wykopów oraz tworzenia szalunków.In the next stage, the agglomerate is fed to the extrusion line, where it is processed and continuously formed into a sheet pile profile product. Sheet piles are products used to seal flood embankments, water culverts, protect trenches and create formwork.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Do mieszalnika gorącego, termostatowanego w zakresie temperatur 90-130°C podawany jest sproszkowany recyklat PVC o średniej wielkości ziaren 0,2 mm i udziale wagowym w szarży wynoszącym 33% oraz dodatki modyfikujące oraz ułatwiające przetwórstwo o udziale wagowym w szarży wynoszącym 4%. Po wstępnym procesie mieszania do mieszania zasadniczego podawana są włókna konopne o średniej długości włókien wynoszącej 3 mm i wilgotności względnej 2%, udziale wagowym w szarży wynoszącym 45%, granulat EPDM o udziale wagowym w szarży wynoszącym 4% i mączka szklana o udziale wagowym w szarży wynoszącym 14%.Powdered PVC recyclate with an average grain size of 0.2 mm and a batch weight fraction of 33% as well as additives modifying and processing facilitating with a batch mass fraction of 4% are fed to the hot mixer, thermostated in the temperature range of 90-130 ° C. After the initial mixing process, hemp fibers with an average fiber length of 3 mm and a relative humidity of 2%, a batch weight fraction of 45%, EPDM granules with a batch weight fraction of 4% and glass flour with a batch weight fraction are fed to the main mixing. of 14%.

Podczas mieszania wstępnego trwającego 5-10 minut następuje absorpcja dodatków modyfikujących na powierzchni sproszkowanego recyklatu PVC. W procesie mieszania zasadniczego trwającego 5-10 minut następuje homogenizacja sproszkowanego recyklatu PVC z włóknami konopnymi, granulatem EPDM i mączką ceglastą.During the initial mixing for 5-10 minutes, the absorption of modifying additives takes place on the surface of the powdered PVC recyclate. In the basic mixing process lasting 5-10 minutes, the powdered PVC recyclate is homogenized with hemp fibers, EPDM granules and brick flour.

Aglomerat podawany jest w następnym etapie na linię wytłaczarską, gdzie następuje jego przetwórstwo i ciągłe formowanie wyrobu typu profil pełniący rolę elementu nadającego wymaganą sztywność wielokomorowym profilom PVC, stosowanym do produkcji stolarki okiennej.In the next stage, the agglomerate is fed to the extrusion line, where it is processed and continuously formed into a profile-type product, which acts as an element that gives the required stiffness to multi-chamber PVC profiles used for the production of window joinery.

Przykładowe wyroby powstałe z masy tworzywa kompozytowego według wynalazku (przykłady 1,2) opisują główne obszary zastosowania wyrobów:The examples of products made of the mass of the composite material according to the invention (examples 1,2) describe the main areas of application of the products:

P r z y k ł a d 1 - jednakowa zawartość wagowa osnowy polimerowej z recyklowanego PVC oraz włókien konopnych: wyroby przeznaczone dla budownictwa to znaczy przeznaczone do aplikacji zewnętrznych z funkcją konstrukcyjną typu grodzice, elementy konstrukcyjne dachów i ścian umożliwiające budowę zadaszeń i wiat, mniejsze konstrukcje okienne jako wzmocnienie dla wielokomorowych profili PVC.Example 1 - the same weight content of a polymer matrix made of recycled PVC and hemp fibers: products intended for the construction industry, i.e. intended for external applications with a structural function such as sheet piles, structural elements of roofs and walls enabling the construction of roofs and sheds, smaller window structures as reinforcement for multi-chamber PVC profiles.

P r z y k ł a d 2 - mniejsza zawartość wagowa osnowy polimerowej z recyklowanego PVC w stosunku do włókien konopnych, dodatek mączki szklanej: profil pełniący rolę elementu nadającego wymaganą sztywność wielokomorowym profilom PVC, stosowanym do produkcji stolarki okiennej.Example 2 - lower weight content of recycled PVC polymer matrix in relation to hemp fibers, addition of glass flour: the profile serves as an element providing the required stiffness to multi-chamber PVC profiles used for the production of window joinery.

Claims

1. The method of manufacturing products from a composite material based on poly (vinyl chloride) by means of extrusion, characterized in that:

- the mass of composite material is prepared in such a way that the waste poly (vinyl chloride) (PVC) powder obtained from used PVC windows is mixed in a high-speed mixer in the amount of 33 to 60.9% by weight in the mass of the composite material with modifying additives in the amount of 1 to 4% by weight in the weight of the composite material, maintaining the temperature of the mixed components from 90 to 130 ° C and leading to the absorption of modifying additives on the surface of the powdered waste PVC, and then adding hemp fibers in the amount of 38 to 58% by weight in the weight of the material composite and EPDM granulate (ethylene propylene diene terpolymer) in the amount of 0.1% to 5% by weight and all components are mixed while maintaining the temperature of the mixed components from 90 to 130 ° C and homogenization of the powdered waste PVC with natural filler,

- then the mass of composite material obtained in this way is fed to a mixer with a cooling plate, in which the mass is cooled down to a temperature of about 50 ° C to obtain an agglomerate,

- which agglomerate is fed by means of screw feeders to an extruder in which the material is heated to a temperature of 130 to 180 ° C and the plasticized material is extruded into a mold to form a profile which is cooled to a surface temperature below 40 ° C.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that a powdered waste PVC obtained from the recycling of high-impact PVC waste is used to prepare the composite mass.

3. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that a powdered waste PVC with an average grain size of 0.2 mm is used to prepare the composite mass.

PL 224 574 B1

4. The method according to p. 2. The method of claim 1, characterized in that hemp fibers with a moisture content of 2% and an average fiber length of 0.5 to 5 mm are used for the preparation of the composite mass.

5. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that for the preparation of the composite mass, EPDM granules with a grain size of 0.1 mm to 0.3 mm, obtained from recycling window seals, are used.

6. The method according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that in the main mixing step, brick flour with a grain size of 0.08 mm to 0.15 mm is further added to the mixture in an amount of 5 to 20% by weight.

7. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that, in the main mixing step, glass flour with a grain size of 0.08 mm to 0.15 mm is further added to the mixture in an amount of 5 to 20% by weight.

8. A composite product based on poly (vinyl chloride) made by extrusion, constituting a building element, structural element or a finished product, characterized in that it is extruded from a mass of composite material containing powdered waste polyvinyl chloride) PVC obtained from used PVC windows in the amount of from 33 to 60.9% by weight, hemp fibers in the amount of 38 to 58% by weight, EPDM granules (ethylene-propylene-diene terpolymer) in the amount of 0.1% to 5% by weight, and modifying additives in the form of dyes, stabilizers and of lubricants in an amount of 1% to 4% by weight.

9. An article according to claim 1 The process of claim 8, characterized in that the powdered waste PVC is obtained from the recycling of high impact PVC waste.

10. An article according to claim 1 8. The process of claim 8, characterized in that the waste PVC powder has an average grain size of 0.2 mm.

11. An article according to claim 1 8. The composite material according to claim 8, characterized in that the mass of the composite material comprises hemp fibers with an average fiber length of 3 mm, and the product is an element with a structural function, such as a sheet pile or a construction element of roofs or walls.

12. An article according to claim 1 8. The composite material according to claim 8, characterized in that the mass of the composite material contains hemp fibers with an average fiber length of 0.5 to 5 mm, and the product is a stiffening profile for multi-chamber PVC profiles for the production of window joinery.

13. The article of claim 1 8. The composite material according to claim 8, characterized in that the mass of the composite material comprises EPDM granules with a grain size of 0.1 mm to 0.3 mm, obtained from recycling window seals.

14. The article of claim 1 The method of claim 8, characterized in that the mass of the composite material further comprises brick flour with a grain size of 0.08 mm to 0.15 mm in an amount of 5 to 20% by weight.

15. The article of claim 1 The method of claim 8, characterized in that the mass of the composite material further comprises glass flour with a grain size of 0.08 mm to 0.15 mm in an amount of 5 to 20% by weight.