PL239747B1 - Sposob otrzymywania trudnozapalnej wlokniny termoizolacyjnej z wlokien z recyklatu PET - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania trudnozapalnej maty termoizolacyjnej z włókien z recyklatu PET - poli(tereftalanu etylenu) w procesie impregnacji, z zastosowaniem wodnego roztworu krzemianu sodu jako inhibitora palenia. Sposób otrzymywania trudnozapalnej włókniny termoizolacyjnej z włókien z recyklatu PET, polega na tym, że przygotowuje się około 40% roztwór szkła wodnego sodowego R-145, korzystnie wraz z zawartością 1% wodnej dyspersji kopolimerów akrylowo - styrenowych Triostat TO stanowiących kąpiel napawającą, w której napawa się w napawarce w temperaturze około 20°C matę izolacyjną z włókien PET o masie powierzchniowej 200g/m2, po czym nadmiar kąpieli napawającej usuwa się w sposób mechaniczny poprzez odżęcie przy pomocy układu wałków odżymających, a następnie tak zaimpregnowaną matę poddaje się suszeniu w strumieniu gorącego powietrza o temperaturze 120°C w czasie 6 minut i tak otrzymaną matę poddaje się konfekcjonowaniu w bele stanowiące produkt handlowy.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania trudnozapalnej maty termoizolacyjnej z włókien z recyklatu PET - poli(tereftalanu etylenu) w procesie impregnacji, z zastosowaniem wodnego roztworu krzemianu sodu jako inhibitora palenia.

Poli(tereftalan etylenu) jest powszechnie stosowany jako materiał do produkcji butelek, opakowań i różnego rodzaju pojemników z przeznaczeniem jednokrotnego użytku, w związku z czym powstaje z jego udziałem bardzo dużo odpadów. Jednym ze sposobów zagospodarowania tych odpadów jest recykling materiałowy. Odpady w postaci butelek i pojemników przetwarzane są na płatki lub regranulat PET, który następnie jest wykorzystany do produkcji różnego rodzaju wyrobów, między innymi włóknin termoizolacyjnych. Włóknina termoizolacyjna produkowana z włókien PET wytwarzanych na bazie recyklatu charakteryzuje się niską odpornością na zapalenie. Równocześnie tego rodzaju materiały izolacyjne muszą spełniać wysokie wymagania dotyczące bezpieczeństwa pożarowego. Aby spełnić te wymagania, włókna PET stosowane do produkcji włóknin termoizolacyjnych powinny charakteryzować się wysokim stopniem trudnozapalności. W celu uzyskania wymaganej odporności na zapalenie włókien PET stosuje się trzy wyszczególnione niżej metody:

1) obróbkę powierzchniową w kąpieli z udziałem uniepalniaczy,

2) wbudowanie w łańcuch główny makrocząsteczki polimeru cząsteczki antypirenu w trakcie procesu polikondensacji,

3) stopienie mieszaniny polimeru i antypirenu w ekstruderze w trakcie formowania włókien.

Pierwsza metoda zapewnia łatwe i szybkie osiągnięcie efektu trudnozapalności. Jednakże główną wadą tej metody jest niska trwałość oraz powierzchniowe zmiany włókien np. wzrost chropowatości. Druga metoda pozwala na uzyskanie trwałego efektu trudnozapalności, ale obarczona jest wysokimi kosztami wytwarzania. W przypadku trzeciej metody wymagane jest stosowanie dużych ilości antypirenu, co skutkuje trudnościami w procesie wytwarzania włókien.

Celem wynalazku jest opracowanie taniego i efektywnego sposobu otrzymywania trudnozapalnej maty termoizolacyjnej z włókien z recyklatu PET stosowanej do celów termoizolacyjnych.

Stosowane dotychczas związki uniepalniające zawierające Cl, Br są bardzo efektywnymi inhibitorami palenia, ale ze względu na emisję toksycznych gazów HCl, HBr oraz korozyjnych dymów są ograniczane w aplikacjach do polimerów. W ostatnich latach bardzo popularne są badania, które mają na celu poszukiwanie związków uniepalniających nie zawierających atomów halogenowców. Do takich antypirenów należą związki fosforoorganiczne oraz związki zawierające krzem. Stąd, w niniejszym wynalazku w charakterze środka uniepalniającego zaproponowano zastosowanie szkła wodnego sodowego R-145. Szkło wodne jest w tym przypadku inhibitorem płomienia, natomiast dodatkowo zastosowana emulsja akrylowa pełni rolę nośnika i klejonki.

Zaproponowana w wynalazku metoda impregnacji przy zastosowaniu szkła wodnego jako czynnika utrudniającego zapalenie, pozwala w sposób prosty, tani i jednocześnie skuteczny otrzymać trudnozapalną włókninę PET do zastosowań termoizolacyjnych. Naniesiona powłoka nie ulega uszkodzeniu w trakcie prac montażowych wobec czego mata może z powodzeniem stanowić alternatywę dla mat izolacyjnych z wełny mineralnej.

Sposób otrzymywania trudnozapalnej włókniny termoizolacyjnej z włókien z recyklatu PET, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przygotowuje się 40% roztwór szkła wodnego sodowego R-145, korzystnie wraz z zawartością 1% wodnej dyspersji kopolimerów akrylowo-styrenowych Triostat TO stanowiących kąpiel napawającą, w której napawa się w napawarce w temperaturze około 20°C matę izolacyjną z włókien PET o masie powierzchniowej 200 g/m², po czym nadmiar kąpieli napawającej usuwa się w sposób mechaniczny poprzez odżęcie przy pomocy układu wałków odżymających, a następnie tak zaimpregnowaną matę poddaje się suszeniu w strumieniu gorącego powietrza o temperaturze 120°C w czasie 6 minut i tak otrzymaną matę poddaje się konfekcjonowaniu w bele stanowiące produkt handlowy.

Zaletą sposobu otrzymywania trudnozapalnej maty termoizolacyjnej z włókien z recyklatu PET jest łatwy i przyjazny dla zdrowia montaż, w przeciwieństwie do montażu mat z wełny mineralnej, gdzie podczas montażu występuje ciągłe osypywanie się kruchych włókienek, co sprawia, że praca przy montażu staje się bardzo uciążliwa. Dodatkową zaletą jest też to, iż zastosowane w procesie impregnacji szkło wodne - wodny roztwór krzemianu sodu jest produktem w 100% bezpiecznym ekologicznie. Ponadto, w wyniku zastosowania wyżej opisanego wynalazku zyskuje się możliwość zago

PL 239 747 B1 spodarowania odpadowego materiału polimerowego stwarzającego potencjalną uciążliwość dla środowiska naturalnego.

P r z y k ł a d 1. Sposób otrzymywania trudnozapalnej włókniny termoizolacyjnej z włókien z recyklatu PET polega na tym, że z produktu komercyjnego w postaci szkła wodnego sodowego R-145 przygotowuje się około 40% roztwór szkła wodnego w wodzie, którym napawa się matę izolacyjną z włókien PET o masie powierzchniowej 200 g/m². Proces napawania prowadzi się w napawarce w temperaturze ok. 20°C. Po procesie napawania nadmiar kąpieli napawającej usuwa się w sposób mechaniczny poprzez odżęcie przy pomocy układu wałków odżymających, po czym tak zaimpregnowaną matę poddaje się suszeniu w strumieniu gorącego powietrza o temperaturze 120°C przy zastosowaniu suszarko-stabilizerki ramowej, w czasie 6 minut i tak otrzymaną matę poddaje się konfekcjonowaniu w bele stanowiące produkt handlowy.

Badanie palności - metodą LOI - ang. Limited Oxygen Index, zmodyfikowanej trudnozapalnie maty termoizolacyjnej z włókien PET wykazało znaczny wzrost odporności na zapalenie. Wartość indeksu tlenowego (Ol) wzrosła od 21% - Ol dla maty bez impregnacji - mata surowa do 26% - Ol dla maty impregnowanej trudnozapalnie. Ponadto, oceniano również dynamikę palenia w aparacie do pomiaru LOI przy indeksie tlenowym Ol = 29%. W przypadku maty zaimpregnowanej proces palenia przebiegał znacznie wolniej niż w przypadku maty surowej. Po spaleniu maty impregnowanej zaobserwowano duże ilości popiołu tworzącego swego rodzaju strukturę przestrzenną. W przypadku maty surowej wymienionych powyżej efektów nie zaobserwowano.

Na podstawie powyższych faktów matę termoizolacyjną z włókien PET zaimpregnowaną przy użyciu szkła wodnego należy zakwalifikować do materiałów trudnozapalnych.

P r z y k ł a d 2. Sposób otrzymywania trudnozapalnej włókniny termoizolacyjnej z włókien z recyklatu PET polega na tym, że z produktu komercyjnego w postaci szkła wodnego sodowego R-145 przygotowuje się około 40% roztwór szkła wodnego w wodzie i 1% dodatku środka pomocniczego Triostat TO, którym napawa się matę izolacyjną z włókien PET o masie powierzchniowej 200 g/m². Proces napawania prowadzi się w napawarce w temperaturze ok. 20°C. Po procesie napawania nadmiar kąpieli napawającej usuwa się w sposób mechaniczny poprzez odżęcie przy pomocy układu wałków odżymających, po czym tak zaimpregnowaną matę poddaje się suszeniu w strumieniu gorącego powietrza o temperaturze 120°C przy zastosowaniu suszarko-stabilizerki ramowej, w czasie 6 minut i tak otrzymaną matę poddaje się konfekcjonowaniu w bele stanowiące produkt handlowy.

Badanie palności - metodą LOI zmodyfikowanej trudnozapalnie maty termoizolacyjnej z włókien PET wykazało znaczny wzrost odporności na zapalenie. Wartość indeksu tlenowego (Ol) wzrosła od 21% - Ol dla maty bez impregnacji - mata surowa do 27,6% - Ol dla maty impregnowanej trudnozapalnie. Ponadto oceniano również dynamikę palenia w aparacie do pomiaru LOI przy indeksie tlenowym Ol = 29%. W przypadku maty zaimpregnowanej proces palenia przebiegał znacznie wolniej niż w przypadku maty surowej. Po spaleniu maty impregnowanej zaobserwowano duże ilości popiołu a tworząca się z niego struktura przestrzenna była bardziej rozbudowana niż w przypadku maty impregnowanej według przykładu 1. W przypadku maty surowej wyżej wymienionych efektów nie zaobserwowano.

W świetle powyższych faktów matę termoizolacyjną z włókien PET zaimpregnowaną przy użyciu szkła wodnego z 1% dodatkiem wodnej dyspersji kopolimerów akrylowo-styrenowych należy zakwalifikować do materiałów trudnozapalnych.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób otrzymywania trudnozapalnej włókniny termoizolacyjnej z włókien z recyklatu PET, znamienny tym, że przygotowuje się około 40% roztwór szkła wodnego sodowego R-145, korzystnie wraz z zawartością 1% wodnej dyspersji kopolimerów akrylowo-styrenowych Triostat TO stanowiących kąpiel napawającą, w której napawa się w napawarce w temperaturze około 20°C matę izolacyjną z włókien PET o masie powierzchniowej 200 g/m², po czym nadmiar kąpieli napawającej usuwa się w sposób mechaniczny poprzez odżęcie przy pomocy układu wałków odżymających, a następnie tak zaimpregnowaną matę poddaje się suszeniu w strumieniu gorącego powietrza o temperaturze 120°C w czasie 6 minut i tak otrzymaną matę poddaje się konfekcjonowaniu w bele stanowiące produkt handlowy.