PL238212B1 - Sposób wytwarzania profili z kompozytów o podwyższonej twardości i zmniejszonej zawartości polistyrenu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania profili z kompozytów o podwyższonej twardości i zmniejszonej zawartości polistyrenu przeznaczonych w szczególności do produkcji listew, teowników i ceowników stosowanych w budownictwie, przede wszystkim do wykończenia sufitów podwieszanych podłóg przy ścianach.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 217215 B1 sposób wytwarzania kompozytu polietylenowego z nanonapełniaczem hybrydowym polegający na tym, że polimer miesza się z nanocząstkami oligosilseskwioksanu klatkowego T8 i innymi składnikami kompozytu, przeprowadzając mieszaninę w stan uplastyczniony i poddaje się ją procesowi wytłaczania w temperaturze 190-235°C. Po przejściu przez kąpiel wodną materiał granuluje się i suszy. Podczas wytwarzania kompozytu polietylenowego w procesie dyspergowania składników, dzięki obecności inicjatora wolnorodnikowego, zachodzi równocześnie szczepienie w osnowie polietylenu nanocząstek hybrydowego napełniacza zawierającego funkcyjne grupy winylowe.

Kompozyty polietylenu z nanocząstkami funkcjonalizowanych oligosilseskwioksanów klatkowych charakteryzują się, w porównaniu do czystych polimerów, kilkakrotnie wyższą udarnością, zwiększonym naprężeniem zrywającym i wydłużeniem przy zerwaniu. Wpływ na właściwości mechaniczne nanokompozytów polietylenu ma udział inicjatora wolnorodnikowego, który inicjuje reakcję szczepienia nanocząstek oligosilseskwioksanu na osnowie polimeru.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 215768 B1 sposób wytwarzania kompozytu poli(tereftalanu etylenu) z nanonapełniaczem proszkowym polegający na tym, że poli(tereftalan etylenu) miesza się z nanokrzemionką o zaprogramowanej wielkości cząstek lub poli(organosilseskwioksanem), metodą wytłaczania reaktywnego w dwuślimakowej wytłaczarce współbieżnej, w temperaturze 230-270°C, przy szybkości obrotowej ślimaka w zakresie 150-300 obr/min. Kompozyty poli(tereftalanu etylenu) z nanocząstkami krzemionkowymi lub krzemoorganicznymi według wynalazku, w porównaniu do czystego poli(tereftalanu etylenu), charakteryzują się znacznie większym modułem sprężystości przy zginaniu i rozciąganiu, większą wytrzymałością na zginanie, podwyższoną udarnością i odpornością cieplną oraz zbliżoną wytrzymałością na rozciąganie. Właściwości mechaniczne zależą od rodzaju i zawartości zastosowanego nanonapełniacza, tj. poli(organosilseskwioksanu) lub krzemionki, wielkości nanocząstek, a także od obecności kompatybilizatora.

Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego nr US 2009/0186179 A1 sposób otrzymywania nanokompozytu na osnowie PET o polepszonych właściwościach barierowych, przeznaczonego do wytwarzania m.in. folii polegający na tym, że do osnowy poliestrowej wprowadza się efektywną ilość wstępnie eksfoliowanego glinokrzemianu - sepolitu - modyfikowanego IV rz. solami amoniowymi.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 213256 B1 sposób wytwarzania modyfikatora do polistyrenu i nanokompozyty polistyrenowe. Sposób wytwarzania nanokompozytów polistyrenowych polega na dodaniu 2 do 6% wagowych, w stosunku do polimeru, haloizytu, poddanego uprzednio działaniu pola ultradźwiękowego przez określony czas i modyfikację przez ogrzewanie mieszaniny haloizytu i żywicy oligocyklopentadienowo-styrenowej, w rozpuszczalniku organicznym, w temperaturze do 80°C, następnie usunięciu rozpuszczalnika i sproszkowanie produktu. Kompozyty, w których nastąpiło zabudowanie powierzchni modyfikatora polistyrenem otrzymano przez zmieszanie w stanie stopionym polimeru i modyfikatora, w zakresie temperatur od 190 do 210°C.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania kompozytów do produkcji wyrobów metodą wytłaczania, posiadających dobre właściwości wytrzymałościowe, szczególnie twardość, mały ciężar i łatwą skrawalność.

Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania profili z kompozytów o podwyższonej twardości i zmniejszonej zawartości polistyrenu polegający na zmieszaniu polimeru z napełniaczem i środkiem porotwórczym, a następnie umieszczeniu powstałej mieszaniny w układzie uplastyczniającym wytłaczarki, zhomogenizowanie w stanie plastyczno-płynnym polimeru i wytłoczenie z zastosowaniem głowicy wytłaczarskiej nadającej kształt danego wyrobu charakteryzujący się tym, że do mieszalnika bębnowego jako wsadu używa się polistyrenu w ilości 96,5%, poroforu chemicznego - 1,5%, bieli tytanowej - 1%, poroforu fizycznego - 0,7%, oleju roślinnego - 0,3%, następnie przy jednoczesnym mieszaniu dodaje się niewielką ilość oleju roślinnego, po czym dodaje się piasku kwarcowego o frakcji głównej od 0,016 do 0,1 mm w ilości od 10% do 30% napełniacza oraz kolejno ponownie niewielką ilość oleju roślinnego i tak sporządzoną kompozycję pozostawia się w mieszalniku bębnowym do momentu wymieszania składników, po czym transportuje się do wytłaczarki, gdzie w procesie wytłaczania następuje

PL 238 212 B1 homogenizacja polimeru ze składnikami dodatkowymi, porowanie, a następnie wytłaczanie gotowego profilu z użyciem głowicy wytłaczarskiej w temperaturze homogenizacji i wytłaczania wynoszącej: strefa zasilania 145°C - 160°C, strefa sprężania 150°C - 165°C, strefa dozowania 150°C - 165°C, temperatura głowicy 130°C - 160°C.

Sposób według wynalazku umożliwia łatwe i tanie uzyskanie gotowego wyrobu z zastosowaniem materiału naturalnego - piasku kwarcowego, niewymagającego dodatkowych operacji wykończeniowych. Wyrób nadaje się do bezpośredniego zastosowania w przemyśle budowlanym i cechuje się zwiększoną twardością związaną z zastosowaniem piasku kwarcowego i łatwą obrabialnością ze względu na zastosowanie jako osnowy tworzywa polimerowego, a zastosowanie poroforu w znacznym stopniu redukuje ciężar i zużycie do wytworzenia wyrobu materiału polimerowego.

P r z y k ł a d

Sposób według wynalazku został wykorzystany do wytworzenia profili maskujących do sufitów podwieszanych z karton-gipsu oraz profili maskujących przypodłogowych. Kompozycja sporządzona została poprzez zmieszanie w mieszalniku bębnowym polimeru - polistyrenu w postaci granulatu z poroforem chemicznym, expancelem - mikrosfery expancel jako porofor fizyczny, bielą tytanową oraz napełniaczem w postaci piasku kwarcowego o frakcji głównej 0,10/0,016/0,071, wskaźniku jednorodności 91%, i składzie chemicznym: SiO2 - 99,2%, Fe2O3 - 0,1%, węglany - 0,08%. Jako czynnika proadhezyjnego zastosowano olej roślinny dwukrotnie - przed i po dodaniu do kompozycji w mieszarce bębnowej piasku. Wsad do mieszarki składał się początkowo z: polistyrenu - 96,5%, poroforu - 1,5%, bieli tytanowej - 1%, expancel - 0,7%, oleju roślinnego - 0,3%.

Po wstępnym wymieszaniu dodawano piasku kwarcowego w ilościach odpowiednio do uzyskania późniejszego profilu o zawartości 10%, 20% i 30% napełniacza z odpowiednim ilościowo dodatkiem w stosunku do ilości całego wsadu oleju roślinnego. Następnie wymieszaną kompozycję zhomogenizowano w sianie uplastycznionym polimeru w wytłaczarce i wytłaczano profile. Temperatura homogenizacji i wytłaczania była następująca: strefa zasilania 150°C - 158°C, strefa sprężania 152°C - 163°C, strefa dozowania 151 °C - 155°C, temperatura głowicy 135°C - 155°C. Prędkość obrotowa ślimaka została dobrana odpowiednio do wymiarów, kształtu oraz rodzaju profilu, jak również konstrukcji kalibratora.

Uzyskany wyrób gładki na zewnątrz, porowaty w masie o odcieniu białym z wypełnieniem w postaci piasku kwarcowego został wykorzystany jako listwa przypodłogowa oraz listwa sufitowa o małej masie, dobrej izolacyjności akustycznej i cieplnej oraz wyższej ochronie przed zarysowaniem i wgnieceniem niż standardowe listwy przypodłogowe.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania profili z kompozytów o podwyższonej twardości i zmniejszonej zawartości polistyrenu polegający na zmieszaniu polimeru z napełniaczem i środkiem porotwórczym, a następnie umieszczeniu powstałej mieszaniny w układzie uplastyczniającym wytłaczarki, zhomogenizowanie w stanie plastyczno-płynnym polimeru i wytłoczenie z zastosowaniem głowicy wytłaczarskiej nadającej kształt danego wyrobu znamienny tym, że do mieszalnika bębnowego jako wsadu używa się polistyrenu w ilości 96,5%, poroforu chemicznego - 1,5%, bieli tytanowej - 1%, poroforu fizycznego - 0,7%, oleju roślinnego - 0,3%, następnie przy jednoczesnym mieszaniu dodaje się niewielką ilość oleju roślinnego, po czym dodaje się piasku kwarcowego o frakcji głównej od 0,016 do 0,1 mm w ilości od 10% do 30% napełniacza oraz kolejno ponownie niewielką ilość oleju roślinnego i tak sporządzoną kompozycję pozostawia się w mieszalniku bębnowym do momentu wymieszania składników, po czym transportuje się do wytłaczarki, gdzie w procesie wytłaczania następuje homogenizacja polimeru ze składnikami dodatkowymi, porowanie, a następnie wytłaczanie gotowego profilu z użyciem głowicy wytłaczarskiej w temperaturze homogenizacji i wytłaczania wynoszącej: strefa zasilania 145°C - 160°C, strefa sprężania 150°C - 165°C, strefa dozowania 150°C - 165°C, temperatura głowicy 130°C - 160°C.