PL236170B1 - Sposób wytwarzania kompozytu polimerowego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania kompozytu polimerowego, który polega na zmieszaniu napełniacza w postaci granulatu o frakcji do 2 mm, pochodzącego ze zużytych dywaników samochodowych w ilości 60% wag. z 40% wag. osnowy polimerowej w postaci polietylenu o dużej gęstości, następnie prowadzi się homogenizację składników w układzie uplastyczniającym, posiadającym strefę zasilania o temperaturze 160°C oraz strefę dozowania o temperaturze 200°C, a uzyskany kompozyt wtryskuje się do gniazda formującego formy wtryskowej o temperaturze 50°C, przy czym ciśnienie wtrysku wynosi 70 MPa, ciśnienie docisku wynosi 40 MPa, natomiast czas wtrysku wynosi 0,7 sekund, a czas docisku wynosi 30 sekund.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytu polimerowego na bazie polimerów z materiałów pochodzących z dywaników samochodowych mający zastosowanie w przemyśle przetwórstwa tworzyw polimerowych, w firmach zajmujących się składowaniem, utylizacją i recyklingiem materiałów odpadowych pochodzących z przemysłu motoryzacyjnego.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 207300 sposób wytwarzania kompozytów polimerowych polegający na tym, że odpady produkcyjne lub poużytkowe poliwęglanu w ilości 30-90% wagowych w stosunku do masy kompozytu, wytłacza się w dwuślimakowej wytłaczarce, w czasie 1-5 minut, w temperaturze 190-270°C, z pierwotną lub odpadową poliolefiną w ilości co najmniej 8% wagowych w stosunku do poliwęglanu, z dodatkiem bezwodnika maleinowego w ilości 0,05-5% wagowych w stosunku do masy poliolefiny, oraz nadtlenku organicznego w ilości 1-10% wagowych w stosunku do bezwodnika maleinowego, ewentualnie z dodatkiem bis(oksazoliny) w ilości 0,05-5% wagowych w stosunku do masy kompozytu, i/lub z pierwotnym lub odpadowym poli(tereftalanem etylenu) w ilości 555% wagowych w stosunku do masy kompozytu, z dodatkiem bis(oksazoliny) w ilości 0,05-5% wagowych w stosunku do masy kompozytu, ewentualnie z dodatkiem środków pomocniczych jak wypełniacze, antyutleniacze, antypireny, barwniki, pigmenty.

Znany jest z polskiego zgłoszenia wynalazku PL 340 796 sposób wytwarzania tworzyw polimerowych o wysokiej zawartości materiałów obojętnych o zawartości od 35-40% do 70-80% wagowych. Sposób obejmuje podawanie dokładnie odmierzonych ilości tworzyw polimerowych i składników dodatkowych jak kreda, talk, krzemionka itp. podawanych w określonych miejscach wzdłuż cylindra wytłaczarki, a następnie ich ujednorodnienie w procesie wytłaczania oraz bezpośrednie wytłoczenie przez głowicę wytłaczarską, tzn. z pominięciem procesów pośrednich, a mianowicie granulowania. Tworzywo polimerowe i składniki dodatkowe są podawane w odpowiednich miejscach cylindra wytłaczarki przez urządzenia podające.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku PL 398823 sposób wytwarzania kompozytu polimerowego zawierającego preparat bioaktywny. Jako preparat bioaktywny stosuje się stearynian guanidyny o temperaturze topnienia TT w zakresie 120-150°C lub sól kwasu sulfanilowego guanidyny o TT w zakresie 150-175°C albo granulat wosku PE zawierający 20% masowych guanidyny o TT w zakresie 102-113°C, który miesza się i wytłacza się z uplastycznionym polimerem pierwotnym, przez co otrzymuje się kompozyt o stężeniu w zakresie 0,2-1,0% masowych, korzystnie 0,6-1,0% masowych w wytłaczarce dwuślimakowej, korzystnie współbieżnej w temperaturze 150°-260°C, najkorzystniej 180°-185°C.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku PL 389369 sposób wytwarzania kompozytów polimerowych zawierających preparat bioaktywny. Preparat bioaktywny, korzystnie poliheksametylenoguanidynę (PHMG) lub jej pochodne w postaci proszkowej miesza się i wytłacza się z uplastycznionym polimerem pierwotnym, przez co otrzymuje się koncentrat o stężeniu w zakresie 5-80% mas., korzystnie 10-20% mas. substancji czynnej w osnowie polimerowej, który następnie granuluje się. Tak otrzymany w postaci granulatu koncentrat wprowadza się do osnowy polimerowej polimeru pierwotnego, aż do osiągnięcia wymaganego stężenia w granicach 0,08-1,0% mas., korzystnie 0,2 do 0,8% mas. w wytłaczarce dwuślimakowej, korzystnie współbieżnej, w temperaturze 150°-260°C, najkorzystniej 190°-200°C. Jako polimery pierwotne stosuje się korzystnie tworzywa termoplastyczne, zwłaszcza poliolefiny.

Celem sposobu według wynalazku jest opracowanie metody recyklingu materiału odpadowego w postaci dywaników samochodowych umożliwiającej uzyskanie wyrobu kompozytowego o podwyższonych właściwościach termomechanicznych.

Sposób według wynalazku polega na tym, że napełniacz w postaci granulatu o frakcji do 2 mm pochodzącego ze zużytych dywaników samochodowych w ilości 60% wag. miesza się z 40% wag. osnowy polimerowej w postaci polietylenu o dużej gęstości posiadającego temperaturę topnienia niższą niż temperatura topnienia napełniacza, następnie prowadzi się homogenizację składników w układzie uplastyczniającym posiadającym strefę zasilania o temperaturze 160°C oraz strefę dozowania o temperaturze 200°C, a uzyskany kompozyt wtryskuje się do gniazda formującego formy wtryskowej o temperaturze 50°C przy czym ciśnienie wtrysku wynosi 70 MPa, ciśnienie docisku wynosi 40 MPa, natomiast czas wtrysku wynosi 0,7 sekund, a czas docisku wynosi 30 sekund.

Sposób według wynalazku umożliwia wytwarzanie wyrobów kompozytowych metodą wtryskiwania posiadających dobre właściwości izolacyjne, amortyzujące oraz mechaniczne, mały ciężar i łatwą

PL 236 170 B1 skrawalność. Ponadto opracowany sposób wytwarzania kompozytu zapewnia łatwe i tanie uzyskanie gotowego wyrobu, z użyciem materiałów do recyklingu, niewymagającego dodatkowych operacji wykończeniowych, nadającego się do bezpośredniego zastosowania w budownictwie, przemyśle motoryzacyjnym i wytwarzania maszyn oraz urządzeń, zwłaszcza do wytwarzania izolacyjnych materiałów, uszczelnień, podkładek, elementów dystansowych, paneli i listew konstrukcyjnych przeznaczonych do różnego typu użytkowania.

P r z y k ł a d

Sposób według wynalazku został wykorzystany do wytworzenia wyprasek wtryskowych w kształcie prostopadłościanu mogących służyć jako podkładki dystansowe w przemyśle motoryzacyjnym, maszynowym i budownictwie.

Jako osnowy polimerowej do wytworzenia kompozytu użyto polietylenu dużej gęstości posiadającego temperaturę topnienia niższą niż temperatura topnienia napełniacza. Jako napełniacz zastosowano przemiał pochodzący ze zużytych dywaników samochodowych różnych marek. Dywaniki rozcinano na pasy o szerokości 0,02 m i długości 0,1 m, a następnie rozdrobniono przy użyciu młynka wolnoobrotowego stosowanego do granulacji tworzyw polimerowych. Uzyskano w ten sposób napełniacz do dalszego procesu w postaci pyłu i granulatu o frakcji do 2 mm. Napełniacz w ilości 60% wag. zmieszano mechanicznie w mieszarce bębnowej z 40% wag. osnowy polimerowej w postaci polietylenu o dużej gęstości.

Następnie uzyskaną w mieszarce bębnowej ujednorodnioną mieszaninę zasypano do układu uplastyczniającego w postaci cylindra ze ślimakiem. W układzie uplastyczniającym nastąpiła homogenizacja składników w stanie plastyczno-płynnym osnowy polimerowej w temperaturze przetwórstwa polietylenu - poniżej wartości temperatury degradacji materiałów użytych do produkcji dywaników. Układ uplastyczniający posiadał strefy o następujących temperaturach cylindra: t1 = 160°C, t2 = 180°C, t3 = 190°C, t4 = 200°C, i temperaturze dyszy: fe = 210°C. Temperatura t1 = 160°C stanowiła temperaturę strefy zasilania, natomiast temperatura t4 = 200°C stanowiła temperaturę strefy dozowania.

Gotowe wyroby kompozytowe w postaci wyprasek prostopadłościennych wykonano metodą wtryskiwania, przy następujących parametrach wtrysku:

- ciśnienie wtrysku: 70 MPa,

- czas wtrysku: 0,7 sekund,

- ciśnienie docisku: 40 MPa,

- czas docisku: 30 sekund,

- czas dozowania: 7,0 sekund.

Kompozyt z układu uplastyczniającego był wtryskiwany do gniazda formującego formy wtryskowej o temperaturze 50°C, gdzie wyrób kompozytowy ulegał zestaleniu i ochłodzeniu w czasie 20 sekund.

Wykonane wypraski kompozytowe zawierały 60% wagowo napełniacza.

Uzyskany wyrób kompozytowy posiadał dużą jednorodność i dobre właściwości użytkowe. Wyrób kompozytowy został wykorzystany jako podkładki o małej masie, dobrej izolacyjności akustycznej i ciepłej, odporności na wilgoć oraz ochronie przed wibracjami.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób wytwarzania kompozytu polimerowego polegający na zmieszaniu zgranulowanego napełniacza z osnową polimerową, a następnie umieszczeniu uzyskanej mieszaniny w układzie uplastyczniającym i jej homogenizacji, znamienny tym, że napełniacz w postaci granulatu o frakcji do 2 mm pochodzącego ze zużytych dywaników samochodowych w ilości 60% wag. miesza się z 40% wag. osnowy polimerowej w postaci polietylenu o dużej gęstości, następnie prowadzi się homogenizację składników w układzie uplastyczniającym posiadającym strefę zasilania o temperaturze 160°C oraz strefę dozowania o temperaturze 200°C, a uzyskany kompozyt wtryskuje się do gniazda formującego formy wtryskowej o temperaturze 50°C przy czym ciśnienie wtrysku wynosi 70 MPa, ciśnienie docisku wynosi 40 MPa, natomiast czas wtrysku wynosi 0,7 sekund, a czas docisku wynosi 30 sekund.