PL242479B1

PL242479B1 - Method of producing porous moldings of polymer-wood composites

Info

Publication number: PL242479B1
Application number: PL435452A
Authority: PL
Inventors: Piotr Rytlewski
Original assignee: Produkcja Artykulow Z Tworzyw Sztucznych Aplex Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Zakl Pracy Ch
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2023-02-27
Also published as: PL435452A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania porowatych wyprasek kompozytów, który składa się z następujących po sobie etapów: (etap I) nasączania mączki drzewnej wodnym roztworem środka porotwórczego rozpuszczalnego w wodzie i degradującego w temperaturze do 200°C (porofor niskotemperaturowy) i środka porotwórczego rozpuszczalnego w wodzie i degradującego w temperaturze ponad 200°C (porofor wysokotemperaturowy); (etap II) suszenia tak zmodyfikowanej mączki drzewnej; (etap III) wytworzenia granulatu metodą wytłaczania polimerowego tworzywa termoplastycznego zmieszanego ze zmodyfikowaną mączką drzewną, przy czym temperatura przetwórstwa polimerowego tworzywa termoplastycznego tą techniką mieści się w zakresie od 60 do 200°C, który obejmuje zakres degradacji termicznej poroforu niskotemperaturowego; (etap IV) wytworzenia z uzyskanego granulatu porowatej wypraski metodą wtryskiwania do formy w temperaturze przetwórstwa w zakresie temperatury od 200 do 350°C odpowiadającej degradacji poroforu wysokotemperaturowego. Korzystnym poroforem niskotemperaturowym jest tri-sodu cytrynian dihydrat, a poroforem wysokotemperaturowym sacharoza.The subject of the invention is a method of producing porous composite moldings, which consists of the following stages: (stage I) soaking wood flour with an aqueous solution of a water-soluble and degrading blowing agent at a temperature of up to 200°C (low-temperature blowing agent) and a water-soluble blowing agent and degrading at temperatures above 200°C (high temperature blowing agent); (stage II) drying the thus modified wood flour; (stage III) producing granulate by extrusion of thermoplastic polymer mixed with modified wood flour, wherein the processing temperature of the thermoplastic polymer by this technique is in the range of 60 to 200°C, which includes the range of thermal degradation of the low-temperature blowing agent; (stage IV) to produce a porous compact from the obtained granulate by injection into a mold at a processing temperature in the temperature range from 200 to 350°C corresponding to the degradation of the high-temperature blowing agent. The preferred low temperature blowing agent is trisodium citrate dihydrate and the preferred high temperature blowing agent is sucrose.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania porowatych wyprasek kompozytów polimerowo-drzewnych (WPC).The subject of the invention is a method of producing porous moldings of polymer-wood composites (WPC).

Z opisu patentowego WO2002088233A1 znane jest rozwiązanie, w którym niskociśnieniowy zbiornik CO2 lub sprężarka powietrza z osuszaczem powietrza jest przymocowana do strefy odpowietrzania standardowej wytłaczarki dwuślimakowej. Podczas wytłaczania gaz dysperguje w stopionym tworzywie i napełniaczu drzewnym CO2 rozszerza się, co powoduje spienienie tworzywa sztucznego i mączki drzewnej. Analogiczne rozwiązania znane są również w procesie wtryskiwania tworzyw termoplastycznych oferowane, znane m.in. jako proces mikroporowania MuCELL™. W innym podejściu zaprezentowanym np. w opisie patentowym US20070110984A1 spienione kompozyty WPC zawierały jeden lub więcej uwodnionych lub odwodnionych zeolitów, które można stosować w połączeniu ze stałym środkiem porotwórczym, takim jak wodorowęglan sodu, który uwalnia CO2, lub można je stosować w połączeniu z innym gazowym środkiem spieniającym. Z kolei w opisie patentowym US8563621B2 ujawniono mieszaniny nanocząstek nieorganicznych, korzystnie węglanu metalu ziem alkalicznych i reaktywnego kwasu.From the patent description WO2002088233A1, a solution is known in which a low-pressure CO2 tank or an air compressor with an air dryer is attached to the deaeration zone of a standard twin-screw extruder. During extrusion, the gas disperses in the molten plastic and the CO2 wood filler expands, causing foaming of the plastic and wood flour. Analogous solutions are also known in the process of injection of thermoplastics offered, known e.g. as the MuCELL™ microporation process. In another approach, e.g. US20070110984A1, the foamed WPC composites contained one or more hydrated or dehydrated zeolites that could be used in conjunction with a solid blowing agent such as sodium bicarbonate that releases CO2, or could be used in conjunction with another gaseous foaming agent. On the other hand, the US8563621B2 patent describes mixtures of inorganic nanoparticles, preferably an alkaline earth metal carbonate and a reactive acid.

Znane środki porotwórcze wytwarzające pory mają przeważnie negatywny wpływ na wytrzymałość mechaniczną i wygląd spienionego produktu. Pożądane jest wytwarzanie spienionych produktów z kompozytów WPC, które są estetyczne, mają wysoki stopień porowatości i gładką powierzchnię oraz są lekkie przy zachowaniu wytrzymałości mechanicznej. Takie produkty byłyby pożądane ze względów środowiskowych i ekologicznych, ponieważ wymagałyby stosunkowo zmniejszonej ilości tworzywa polimerowego do produkcji gotowego wyrobu.Known pore-forming blowing agents generally have a negative effect on the mechanical strength and appearance of the foamed product. It is desirable to produce foamed products from WPC composites that are aesthetically pleasing, have a high degree of porosity and a smooth surface, and are lightweight while maintaining mechanical strength. Such products would be desirable for environmental and ecological reasons as they would require a relatively reduced amount of polymeric material to produce the finished product.

Podstawowym problemem znanych sposobów wtryskiwania spienianych tworzyw termoplastycznych zwierających znaczą ilość napełniacza jest dodawanie na etapie wtryskiwania środka porującego do uprzednio wytłoczonego granulatu. Dyspersja tego środka w układzie wtryskarki jest bardzo ograniczona, z uwagi na niewielki stopień mieszania w jednoślimakowych układach wtryskarek. Wielkość i liczebność przestrzeni gazowych w wypraskach wytworzonych tą techniką jest niewielka. Chociaż można stosować granulat uprzednio spieniony, jednak w procesie wtryskiwania, przy konieczności stosowania dużych ciśnień i temperatury w celu skutecznego wypełnienia gniazda formy wtryskowej, pory wytworzone w etapie wytłaczania granulatu ulegają w znacznym stopniu zamknięciu, tym samym porowatość struktury materiałowej jest znacząco zredukowana.The main problem of the known methods of injection of foamed thermoplastics containing a significant amount of filler is the addition of a blowing agent to the previously extruded granulate at the injection stage. The dispersion of this agent in the injection molding machine system is very limited due to the low degree of mixing in single-screw injection molding machine systems. The size and number of gas spaces in moldings produced by this technique is small. Although pre-foamed granules can be used, in the injection process, when high pressures and temperatures are required to effectively fill the injection mold cavity, the pores produced in the granulate extrusion step are largely closed, thus the porosity of the material structure is significantly reduced.

Celem wynalazku było opracowanie takiego sposobu wtryskiwania spełnionych wyprasek WPC, który jest prosty, opłacalny ekonomicznie, łatwo kontrolowalny, umożliwiający dwuetapowe spienienia tworzywa polimerowego (poprzez wykorzystanie poroforu niskotemperaturowego w etapie wytłaczania i poroforu wysokotemperaturowego podczas wtryskiwania), przy czym pory nie ulegają zamknięciu w procesie wtryskiwania dzięki degradacji poroforu wysokotemperaturowego, a stosowane porofory charakteryzują się dużym potencjałem penetracji w strukturę napełniacza lignino-celulozowego, zwanym w uproszczeniu na potrzeby niniejszego opisu mączką drzewną lub pył drzewnym. Duża penetracji w strukturę napełniacza lignino-celulozowego (mączki drzewnej/pyłu drzewnego) powinna wynikać z użycia właściwych poroforów, które będą rozpuszczalne w wodzie i dobrze pochłaniane przez materiał lignino-celulozowy.The aim of the invention was to develop such a method of injection of fulfilled WPC mouldings, which is simple, economically viable, easily controllable, enabling two-stage foaming of the polymer material (by using a low-temperature blowing agent in the extrusion stage and a high-temperature blowing agent during injection), while the pores are not closed in the injection process due to the degradation of the high-temperature blowing agent, and the blowing agents used are characterized by a high penetration potential into the structure of the ligno-cellulose filler, simply referred to for the purposes of this description as wood flour or wood dust. High penetration into the structure of the ligno-cellulosic filler (wood flour/wood dust) should result from the use of appropriate blowing agents that will be water-soluble and well absorbed by the ligno-cellulosic material.

Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania porowatych wyprasek kompozytów polimerowo-drzewnych z zastosowaniem gazów rozdmuchujących, wytworzonych przez uprzednio dodane środki porotwórcze, który charakteryzuje się tym, że składa się z następujących po sobie etapów:The essence of the invention is a method of producing porous moldings of polymer-wood composites using blowing gases produced by previously added pore-forming agents, which is characterized in that it consists of the following stages:

• nasączania mączki drzewnej wodnym roztworem środka porotwórczego rozpuszczalnego w wodzie i degradującego w temperaturze do 200°C (porofor niskotemperaturowy) i środka porotwórczego rozpuszczalnego w wodzie i degradującego w temperaturze ponad 200°C (porofor wysokotemperaturowy) (etap I);• soaking the wood flour with an aqueous solution of a blowing agent soluble in water and degrading at a temperature of up to 200°C (low-temperature blowing agent) and a blowing agent soluble in water and degrading at a temperature above 200°C (high-temperature blowing agent) (stage I);

• suszenia tak zmodyfikowanej mączki drzewnej (etap II);• drying the thus modified wood flour (stage II);

• wytworzenia granulatu metodą wytłaczania polimerowego tworzywa termoplastycznego zmieszanego ze zmodyfikowaną mączką drzewną, przy czym temperatura przetwórstwa polimerowego tworzywa termoplastycznego tą techniką mieści się w zakresie od 60 do 200°C, który obejmuje zakres degradacji termicznej poroforu niskotemperaturowego (etap III);• production of granulate by extrusion of a thermoplastic polymer mixed with a modified wood flour, the processing temperature of the thermoplastic polymer by this technique being in the range of 60 to 200°C, which includes the range of thermal degradation of the low-temperature blowing agent (stage III);

• wytworzenia z uzyskanego granulatu porowatej wypraski metodą wtryskiwania do formy w temperaturze przetwórstwa w zakresie temperatury od 200 do 350°C odpowiadającej degradacji poroforu wysokotemperaturowego (etap IV).• producing a porous compact from the obtained granulate by injection into a mold at a processing temperature in the range of 200 to 350°C corresponding to the degradation of the high-temperature blowing agent (stage IV).

Dobrym poroforem niskotemperaturowym jest tri-sodu cytrynian dihydrat i/lub wodorowęglan sodu, natomiast poroforem wysokotemperaturowym mono- i/lub disacharydy, a szczególnie korzystnie sacharoza. Korzystny udział masowy poszczególnych składników w wyprasce wynosi: (i) tworzywa termoplastycznego od 42 do 93% mas., (ii) mączki drzewnej od 5 do 40% mas., (iii) poroforu niskotemperaturowego od 1 do 9% mas., (iv) poroforu wysokotemperaturowego od 1 do 9% mas. Zastosowanym polimerowym tworzywem termoplastycznym jest korzystnie polipropylen, polietylen lub polilaktyd. Stopień spienienia wypraski może być łatwo regulowany na etapie II, poprzez domieszanie do mączki drzewnej modyfikowanej mączkę drzewną niemodyfikowaną. Korzystne jest również stosowanie na etapie wytłaczania (etap III) i/lub na etapie wtryskiwania (etap IV) dodatkowo standardowych środków porotwórczych, szczególnie masterbatch'e na bazie azodikarbonamidu.A good low temperature blowing agent is trisodium citrate dihydrate and/or sodium bicarbonate, while a high temperature blowing agent is mono- and/or disaccharides, particularly preferably sucrose. The preferred mass fraction of individual components in the compact is: (i) thermoplastic from 42 to 93% by mass, (ii) wood flour from 5 to 40% by mass, (iii) low-temperature blowing agent from 1 to 9% by mass, (iv ) high-temperature blowing agent from 1 to 9 wt. The thermoplastic polymer used is preferably polypropylene, polyethylene or polylactide. The degree of foaming of the compact can be easily regulated at stage II, by adding unmodified wood flour to the modified wood flour. It is also preferred to use in the extrusion step (step III) and/or in the injection step (step IV) additionally standard blowing agents, especially azodicarbonamide-based masterbatches.

Korzystnymi skutkami sposobu według wynalazku jest uzyskanie wysokiego stopnia spienienia wewnętrznej struktury wypraski, bardzo dobrych właściwości mechanicznych (moduł sprężystości, wytrzymałość na rozciąganie, udarność) spienionych wyprasek, prostego, całkowicie ekologicznego (wykorzystane związki poroforów są powszechnie stosowane w przemyśle spożywczym) i ekonomicznie opłacalnego procesu wtryskiwania spienionych wyprasek WPC.The advantageous effects of the method according to the invention are obtaining a high degree of foaming of the internal structure of the compact, very good mechanical properties (modulus of elasticity, tensile strength, impact strength) of the foamed compacts, a simple, completely ecological (used blowing agent compounds are commonly used in the food industry) and economically profitable process injection of foamed WPC moldings.

Sposób według wynalazku został zobrazowany i wyjaśniony na figurach rysunku, które przedstawiają:The method according to the invention is illustrated and explained in the drawings which show:

fig. 1 schemat ideowy najważniejszych etapów sposobu według wynalazku;Fig. 1 is a schematic diagram of the most important steps of the method according to the invention;

fig. 2 krzywe TG i DTG degradacji termicznej poroforów: a) cytrynianu trisodowego (porofor niskotemperaturowy) i b) sacharozy (porofor wysokotemperaturowy);Fig. 2 shows the TG and DTG curves of thermal degradation of blowing agents: a) trisodium citrate (low temperature blowing agent) and b) sucrose (high temperature blowing agent);

fig. 3 możliwy mechanizm wytwarzania porów w kompozytach WPC, których obszarem źró- dłowym są cząsteczki mączki drzewnej zawierające porofor niskotemperaturowy (porofor A) i wysokotemperaturowy (porofor B);Fig. 3 shows a possible mechanism of pore formation in WPC composites whose source area is wood flour particles containing a low-temperature blowing agent (blowing agent A) and a high-temperature blowing agent (blowing agent B);

fig. 4. Obrazy mikroskopowe przekrojów poprzeczny wybranych próbek badawczych: a) W0 i b) W7 (oznaczenia próbek wyjaśniono w tab. 1).Fig. 4. Microscopic images of cross-sections of selected test samples: a) W0 and b) W7 (sample designations are explained in Table 1).

Przykład realizacjiExample of implementation

W przykładzie realizacji wykorzystano głównie następujące materiały:In the embodiment, the following materials were mainly used:

• polipropylen (PP) typ Moplen HP456J (LyondellBasell, Holandia), o następujących parametrach fizyko-chemicznych: gęstość: 0,90 g/cm³; wskaźnik szybkości płynięcia: 3,4 g/10 min (230°C, 2,16 kg); wytrzymałość na rozciąganie: 34 MPa, odkształcenie przy zerwaniu: >50%;• polypropylene (PP) type Moplen HP456J (LyondellBasell, the Netherlands), with the following physical and chemical parameters: density: 0.90 g/cm ³ ; melt index: 3.4 g/10 min (230°C, 2.16 kg); tensile strength: 34MPa, strain at break: >50%;

• mączka drzewna (pył drzewny) pochodząca z przemysłowej obróbki drewna sosnowego, zawierająca włókna o długości od 500 do 1500 μm i średnicy od 60 do 150 μm.• wood flour (wood dust) derived from the industrial processing of pine wood, containing fibers with a length of 500 to 1500 μm and a diameter of 60 to 150 μm.

• tri-sodu cytrynian dihydrat CsH5Na3O7-2H2O (Chemsolute, Niemcy) (w niniejszym opisie zwany skrótowo cytrynianem trisodowym, stanowiący przykład poroforu niskotemperaturowego), czda, o następujących parametrach fizyko-chemicznych: wygląd zewnętrzny: bezbarwne kryształy lub biały, krystaliczny proszek, gęstość: 1,98 g/cm³; masa molowa: 294,1 g/mol, temperatura topnienia: 150°C;• tri-sodium citrate dihydrate CsH5Na3O7-2H2O (Chemsolute, Germany) (hereinafter referred to as trisodium citrate, which is an example of a low-temperature blowing agent), AR, with the following physical and chemical parameters: appearance: colorless crystals or white, crystalline powder, density : 1.98 g/cm ³ ; molar mass: 294.1 g/mol, melting point: 150°C;

• sacharoza C12H22O11 (Pfeifer & Langen Polska S.A., Polska), o następujących parametrach fizyko-chemicznych: wygląd zewnętrzny: bezbarwne białe kryształy; gęstość: 1,59 g/cm³; masa molowa: 342,30 g/mol, temperatura topnienia: 184°C.• sucrose C12H22O11 (Pfeifer & Langen Polska SA, Poland), with the following physical and chemical parameters: external appearance: colorless white crystals; density: 1.59 g/cm ³ ; molar mass: 342.30 g/mol, melting point: 184°C.

Zastosowane w przykładzie realizacji porofory: cytrynian trisodowy (porofor niskotemperaturowy) i sacharoza (porofor wysokotemperaturowy) degradują w zakresie temperatury, odpowiednio o maksimum około 167°C (pierwsze maksimum degradacji cytrynianu trisodowego) oraz maksimum około 233°C (pierwsze maksimum degradacji sacharozy) - jak wykazały badania termograwimetryczne przedstawione na fig. 2.The blowing agents used in the embodiment: trisodium citrate (low temperature blowing agent) and sucrose (high temperature blowing agent) degrade in the temperature range by a maximum of about 167°C (first maximum of trisodium citrate degradation) and a maximum of about 233°C (first maximum of sucrose degradation) respectively - as shown by the thermogravimetric tests shown in Fig. 2.

Sposób wytwarzania porowatych wyprasek kompozytów polimerowo-drzewnych z zastosowaniem gazów rozdmuchujących, wytworzonych przez uprzednio dodane środki porotwórcze, w przykładzie realizacji składał się z następujących po sobie etapów:The method of producing porous moldings of polymer-wood composites with the use of blowing gases produced by previously added pore-forming agents, in the embodiment consisted of the following stages:

• Etap 1: nasączanie mączki drzewnej wodnym roztworem cytrynianu trisodowego (porofor niskotemperaturowy) i sacharozy (porofor wysokotemperaturowy). W wodzie zdemineralizowanej rozpuszczono odpowiadającą określonemu stężeniu ilość związku porującego (tabela 1), a następnie tak sporządzonym roztworem nasączano mączkę drzewną. Ilość wody dobierano swobodnie tak, aby mączkę drzewną skutecznie nasączyć wytworzonymi z jej użyciem roztworami (niezależnie od jej ilości była ona odparowywane w procesie suszenia - w etapie II).• Step 1: impregnation of the wood flour with an aqueous solution of trisodium citrate (low temperature blowing agent) and sucrose (high temperature blowing agent). In demineralized water, the amount of blowing compound corresponding to a certain concentration was dissolved (Table 1), and then the wood flour was soaked with the solution prepared in this way. The amount of water was freely selected so that the wood flour was effectively soaked with solutions prepared with its use (regardless of its amount, it was evaporated in the drying process - in stage II).

PL 242479 BIPL 242479 B.I

Tabela 1. Oznaczenie badanych próbek wraz z zawartością poszczególnych składnikówTable 1. Determination of the tested samples along with the content of individual components

Oznaczenie próbki Sample designation Zawartość cytrynianu sodu [% mas.] Sodium citrate content [wt.%] Zawartość sacharozy [% mas.] Sucrose content [wt.%] Zawartość mączki drzewnej [% mas.] Wood flour content [wt.%] Zawartość polipropylenu [% mas.] Polypropylene content [wt%] WO WO 0 0 0 0 10 10 90 90 W1 W1 1 1 1 1 5 5 93 93 W2 W2 1 1 1 1 40 40 58 58 W3 W3 9 9 9 9 5 5 77 77 W4 W4 9 9 9 9 40 40 42 42 W5 W5 3 3 1 1 10 10 86 86 W6 W6 1 1 3 3 10 10 86 86 W7 W7 3 3 3 3 10 10 84 84

• Etap II: suszenie nasączonej mączki drzewnej wodnym roztworem związków porujących odbywało się w temperaturze 65°C przez 72 godziny do całkowitego odprawowania swobodnych cząsteczek wody.• Stage II: drying of the soaked wood flour with an aqueous solution of blowing compounds was carried out at a temperature of 65°C for 72 hours until free water molecules were completely released.

Wysuszoną mączkę drzewną, roztarto mechanicznie na pył, a następnie dodawano do granulatu PP w ilości odpowiadającej proporcjom podanym w tabeli 1, a otrzymane przedmieszki wykorzystywano w procesie wytłaczania (w III etapie).The dried wood flour was mechanically ground to dust, and then added to the PP granulate in the proportions given in Table 1, and the obtained masterbatches were used in the extrusion process (in the third stage).

• Etap III: wytworzenie granulatu metodą wytłaczania polipropylenu zmieszanego ze zmodyfikowaną i wysuszoną mączką drzewną. W procesie wytłaczania zastosowano jednoślimakową wytłaczarkę W25-30D (Metalchem, Polska). Temperatury poszczególnych stref wytłaczarki wynosiły 160, 170, 180°C. Temperatura głowicy wynosiła 180°C. Tworzywo po wyjściu z głowicy było chłodzone strumieniem powietrza, a następnie granulowane.• Stage III: production of granulate by extrusion of polypropylene mixed with modified and dried wood flour. A single-screw extruder W25-30D (Metalchem, Poland) was used in the extrusion process. The temperatures of the individual zones of the extruder were 160, 170, 180°C. The head temperature was 180°C. After leaving the head, the material was cooled with a stream of air and then granulated.

• Etap IV: Z otrzymanego granulatu metodą wtryskiwania za pomocą wtryskarki Tederic TRX 80 ECO 60 (Tederic Machinery Manufacture Co. LTD, Tajwan) otrzymano próbki do badań w postaci wiosełek i beleczek. Temperatury poszczególnych stref wtryskarki, wynosiły odpowiednio: 235, 245, 230°C. Temperatura głowicy wynosiła 210°C, natomiast formy 40°C. Ciśnienie wtrysku wynosiło 47 barów. Nie stosowano docisku. Czas chłodzenia wyprasek wynosił 25 sekund.• Stage IV: From the granulate obtained by injection using a Tederic TRX 80 ECO 60 injection molding machine (Tederic Machinery Manufacture Co. LTD, Taiwan), test samples in the form of paddles and bars were obtained. The temperatures of the individual zones of the injection molding machine were respectively: 235, 245, 230°C. The head temperature was 210°C and the mold temperature was 40°C. The injection pressure was 47 bar. No pressure was applied. The cooling time of the compacts was 25 seconds.

W celu oceny skuteczności wytwarzania porowatej struktury wyprasek WPC wytworzonych sposobem według wynalazku próbki poddano badaniom: mikroskopowym (ich przekroje poprzeczne), masy wyprasek, wytrzymałości na rozciąganie i udarności.In order to evaluate the effectiveness of the production of the porous structure of the WPC moldings produced by the method according to the invention, the samples were subjected to the following tests: microscopic (their cross-sections), mass of the moldings, tensile strength and impact strength.

Na podstawie badań mikroskopowych (fig. 4) próbek W0 i W7 (oznaczenia według tab. 1) zobrazowano przykładowo bardzo dobrą skuteczność sposobu według wynalazku w otrzymywaniu wyprasek o wysokim stopniu spienienia ich rdzenia przy zachowaniu litej warstwy wierzchniej. Na podstawie pomiarów masy stwierdzono ponad 5% spadek masy wypraski W7 względem wypraski W0. Ponadto, na podstawie badań wytrzymałości na rozciąganie i udarności stwierdzono, że zastosowane porofory w nieznacznym stopniu wpływają na zmianę właściwości mechanicznych. Budowa i charakterystyka otrzymanej struktury porowatej wskazuje również, że wypraski otrzymane z materiałów zawierających nowy dwuskładnikowy układ porujący charakteryzować się będą lepszą izolacją termiczna oraz lepszą izolacją akustyczną od podobnych wypraskach o strukturze litej.On the basis of microscopic examinations (Fig. 4) of samples W0 and W7 (markings according to Table 1), the very good efficiency of the method according to the invention in obtaining moldings with a high degree of foaming of their core while maintaining a solid surface layer was illustrated, for example. On the basis of mass measurements, over 5% decrease in the mass of the W7 compact was found in relation to the W0 compact. Moreover, on the basis of tensile strength and impact strength tests, it was found that the applied blowing agents slightly affect the change of mechanical properties. The structure and characteristics of the obtained porous structure also indicate that the compacts obtained from materials containing the new two-component porous system will be characterized by better thermal insulation and better acoustic insulation than similar compacts with a solid structure.

W innym sposobie według wynalazku część modyfikowanej mączki drzewnej zastępowana była mączką niemodyfikowana, w celu zmniejszenia liczby porów.In another method of the invention, part of the modified wood flour was replaced with unmodified wood flour in order to reduce the number of pores.

W kolejnych przykładach realizacji poroforem niskotemperaturowym rozpuszczalnym w wodzie był wodorowęglan sodu, natomiast poroforami wysokotemperaturowymi rozpuszczalnymi w wodzie były fruktoza lub glukoza, które stosowano w analogiczny sposób jak cytrynian trisodowy i sacharozę. W oczywisty sposób wskazane związki nie wykluczają innych spełniających kryteria wodorozpuszczalności i zdefiniowanych temperatur degradacji, jak również innych standardowo stosowanych polimerowych tworzyw termoplastycznych takich jak np.: polietylen lub polilaktyd, z których analogicznie do polipropylenu wytwarzano porowate wypraski sposobem według wynalazku stosując standardowe dla tych tworzyw temperatury przetwórstwa.In further embodiments, the low temperature water soluble blowing agent was sodium bicarbonate and the high temperature water soluble blowing agents were fructose or glucose which were used in an analogous manner to trisodium citrate and sucrose. Obviously, the indicated compounds do not exclude other thermoplastics that meet the criteria of water solubility and defined degradation temperatures, as well as other standardly used polymeric thermoplastics, such as polyethylene or polylactide, from which, analogously to polypropylene, porous moldings were produced using the method according to the invention, using standard temperatures for these materials processing.

W innym przykładzie sposobu według wynalazku udział poroforów nisko i wysokotemperaturowych zastępowany był częściowo przez dodatek Hydrocerol PLC 751 (masterbatch na bazie azodikarbonamidu) w ilości nieprzekraczającej 1% mas. wypraski.In another example of the method according to the invention, the share of low- and high-temperature blowing agents was partially replaced by the addition of Hydrocerol PLC 751 (azodicarbonamide-based masterbatch) in an amount not exceeding 1% by weight. compacts.

Claims

Patent claims

1. A method of producing porous moldings of polymer-wood composites using blowing gases produced by previously added pore-forming agents, characterized in that it consists of the following stages:

• soaking the wood flour with an aqueous solution of a blowing agent soluble in water and degrading at a temperature of up to 200°C (low-temperature blowing agent) and a blowing agent soluble in water and degrading at a temperature above 200°C (high-temperature blowing agent) (stage I);

• drying the thus modified wood flour (stage II);

• production of granulate by extrusion of a thermoplastic polymer mixed with a modified wood flour, the processing temperature of the thermoplastic polymer by this technique being in the range of 60 to 200°C, which includes the range of thermal degradation of the low-temperature blowing agent (stage III);

• producing a porous compact from the obtained granulate by injection into a mold at a processing temperature in the range of 200 to 350°C corresponding to the degradation of the high-temperature blowing agent (stage IV).

2. The method of claim The process according to claim 1, characterized in that the low temperature blowing agent is trisodium citrate dihydrate and/or sodium bicarbonate, while the high temperature blowing agent is mono- and/or disaccharides, particularly preferably sucrose.

3. The method of claim from 1 to 2, characterized in that the mass fraction of individual components in the compact is: (i) thermoplastic from 42 to 93% by mass, (ii) wood flour from 5 to 40% by mass, (iii) low-temperature blowing agent from 1 up to 9% by weight, (iv) high temperature blowing agent from 1 to 9% by weight.

4. The method of claim according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thermoplastic polymer is polypropylene, polyethylene or polylactide.

5. The method of claim from 1 to 4, characterized in that the degree of foaming of the compact can be easily controlled in stage II, by admixing unmodified wood flour to the modified wood flour.

6. The method of claim from 1 to 5, characterized in that standard blowing agents, preferably masterbatches based on azodicarbonamide, are additionally used in the extrusion step (step III) and/or in the injection step (step IV).