PL94384B2 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wzmocnionych tworzyw termoplastycznych takich jak poliolefiny, poliamidy, poliacetale, politlenki, poliweglany, poliakrylany, polimetakrylany, poliestry a w szczególnosci politereftalany, polietery, zw. polimery winylowe, poliakrylonitryl, polihydroksyeter, kopolimery butadienu, ich pochodne oraz kopolimery, terpolimery i mieszaniny wyzej wymienionych zwiazków wysokoczasteczkowych poprzez dodatek specjalnie przygotowanych wlókien szklanych.Dotychczas sa znane dwa podstawowe kierunki wzmacniania tworzyw termoplastycznych poprzez dodawanie wlókien do polimerów lub monomerów. Z reguly w przemysle stosuje sie metody polegajace na dodawaniu wlókien do polimerów. W metodach tych nalezy rozróznic dwa zasadnicze kierunki polegajace na tym, ze do polimerów dodaje sie wlókno w postaci pasma ciaglego (rovingu) badz w postaci wlókna cietego na krótkie odcinki (3-10 mm) oraz drugi kierunek polegajacy na dodawaniu do polimeru specjalnie spreparowanego — rozfilcowanego krótkiego wlókna szklanego.W pierwszym sposobie pojawiaja sie klopoty zwiazane z nierównomiernym mieszaniem tworzyw termoplastycznych z dodawanym wlóknem. W zwiazku z tym nalezy stosowac specjalne dozowniki o skomplikowanej konstrukcji podajace wlókno do maszyny przetwórczej, w której znajduje sie stopione tworzywo termoplastyczne. Odnosi sie to tak do wlókna w postaci pasma jak i cietego na krótkie odcinki.Metody te wymagaja skomplikowanych maszyn i nie zawsze pozwalaja na otrzymywanie termoplastów o wysokiej zawartosci wlókna (np. przy podawaniu pasm rovingu przez otwory odpowietrzajace w wytlaczarkach).W procesach tych zachodzi szybkie zuzycie maszyn wytwórczych wskutek suchego tarcia.W przypadku pracy z wlóknami uprzednio juz rozfilcowanymi i zaimpregnowanymi polimerem badz monomerem proces mieszania ich z tworzywami termoplastycznymi jest znacznie ulatwiony, a co za tym idzie skraca sie czas mieszania, zmniejszaja sie straty powstale na skutek tarcia, co wplywa korzystnie na czas eksploatacji maszyny, a otrzymuje sie produkt o bardzo dobrym rozprowadzeniu wlókna w masie polimeru.Skraca sie czas procesu przez co zmniejszaja sie koszty energetyczne i otrzymuje sie produkt o bardzo dobrej jakosci.2 94 384 Wazne jest tu tez to, ze wskutek krótkiego czasu operacji, wlókna nie ulegaja silnemu rozdrobnieniu i szybko sa rozprowadzane w polimerze. Wada tej metody jest koniecznosc usuwania z wlókna szklanego badz z wzmacnianego termoplastu czynnika rozfilcowujacego i zwiazane z tym klopoty technologiczne.Dotychczas uzywano do rozfilcowywania wlókna przed zmieszaniem i przetopieniem go z termoplastami nastepujacych czynników: — roztworów termoplastów, a rozpuszczalnik usuwano z wlókien przed procesem mieszania z termoplastem (opis patentowy PRL- 63468), — rozpuszczalników organicznych, które usuwano przed procesem mieszania z termoplastem (opis patentowy PRL - 85495), — monomerów, które usuwano po procesie mieszania z termoplastem (opis patentowy PRL — 67866), — monomerów, które polimeryzowano w mieszalniku po rozfilcowaniu wlókna badz w samym procesie mieszania z termoplastem (opis patentowy PRL — 68085).Niespodziewanie okazalo sie w odniesieniu do dotychczas znanych sposobów, ze proces rozflicowania wlókna mozna prowadzic takimi zwiazkami i w takich ilosciach, ze moga one pozostac we wzmocnionym polimerze nie wplywajac na jego wlasciwosci wytrzymalosciowe, przez co upraszcza sie znacznie technologie procesu wzmacniania tworzyw termoplastycznych. ftozfilcowywanie wlókna sposobem wedlug wynalazku prowadzi sie przy uzyciu zwiazków, które charakteryzuja sie dobrymi wlasciwosciami smarnymi i nie rozkladaja sie w warunkach przetwórstwa uzytego termoplastu. Stosuje sie je w ilosciach od 0,1 do 20%, Naleza do nich nastepujace substancje: kwasy mono i dwukarbonowe, ich amidy i sole, hydroksykwasy, estry, alkohole oraz weglowodory posiadajace przynajmniej 13 atomów wegla w czasteczce oraz liniowa budowe, dalej oleje silikonowe, woski organiczne i mineralne (np. wosk pszczeli i ozokeryt) lub ich mieszaniny. Substancje te powinny posiadac temperature topliwosci (lub mieknienia) do 200° a ponadto nie powinny rozkladac sie w temperaturze topnienia termoplastu to Jest w granicach 220-350°.Srodki smarujace nie powinny takze reagowac ze wzmocnionymi termoplastami.Srodki smarujace mozna dodawac jako poszczególne substancje badz tez w postaci mieszaniny.Sposób otrzymywania wzmocnionych termoplastów wedlug wynalazku polega na tym, ze krótkie wlókno szklane umieszcza sie w mieszalniku zaopatrzonym w mieszadlo nie powodujace zwiekszenia objetosci masy mieszanej, grzeje sie do temperatury od 15 do 200°, a korzystnie do 90° i dodaje sie srodka smarujacego w ilosci od 0,1 do 20%, korzystnie 2,5% w przeliczeniu na wlókno.Zaimpregnowane i rozfilcowane srodkami smarujacymi wlókno szklane miesza sie nastepnie w ogrzanym mieszalniku z rozdrobnionym termoplastem i tak przygotowana mieszanine podaje sie do wytlaczarki, gdzie nastepuje wymieszanie wlókna ze stopionym termoplastem. Proces wytlaczania prowadzi sie normalnym sposobem, zaleznym od rodzaju uzytego termoplastu. Wytloczony produkt w postaci peku drutów tnie sie na granulat.Otrzymany wedlug podanego sposobu granulat charakteryzuje sie doskonalym rozprowadzeniem wlókna w masie termoplastu i daje sie latwo przetwarzac na wszelkich typach wtryskarek.Na otrzymanie wysokiej jakosci produktu wedlug zgloszonego pomyslu wplywa jeszcze okolicznosc, ze poszczególne wlókienka sa pokryte mikrowarstewka srodka smarujacego, przez co sa bardziej sliskie i lepiej znosza obciazenia mechaniczne, a co za tym idzie ulegaja znacznie mniejszemu lamaniu i kruszeniu szczególnie w pierwszej strefie wytlaczarki niz to ma miejsce przy uzyciu wlókna nierozfilcowanego i nieimpregnowanego.Dzieki otoczeniu wlókien szklanych warstewka smaru zmniejsza sie znacznie tarcie niszczace slimak wytlaczarki (szczególnie w pierwszej strefie), a co za tym idzie obnizaja sie koszty produkcji. Oszczedza sie energie i przedluza zywot wytlaczarki.Dzieki pozostawieniu we wzmocnionym termoplascie srodka smarujacego, tworzywo to latwiej przetwarza sie (plynie) oraz otrzymane z niego ksztaltki uzytkowe posiadaja bardzo dobra powierzchnie. W opisanym sposobie uzyskuje sie obnizenie kosztów wytwarzania przez to, ze w przeciwienstwie do znanych metod nie trzeba ze wzmocnionego te/moplastu usuwac srodka rozfilcowujacego, w tym przypadku smaru.Przyklad I. Do 10,5 kilograma cietego wlókna szklanego umieszczonego w mieszalniku dodaje sie 300 gramów wosku pszczelego i miesza sie 45 minut w temperaturze 95°. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 19,5 kilograma poliweglanu wformie granulatu i w temperaturze 100° miesza sie ponownie przez 30 minut wyladowuje sie do leja zasypowego wytlaczarki o dlugosci slimaka 20—25 D zaopatrzonej w glowice granulujaca. Wytlaczanie prowadzi sie w sposób wlasciwy dla uzytego gatunku termoplastu.Przyklad II. Do 10,5 kilograma cietego wlókna szklanego umieszczonego w mieszalniku dodaje sie ?00 gramów kwasu behenowego i miesza sie 30 minut w temperaturze 190°. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika94384 3 19,5 kilograma politereftalanu etylenowego w formie granulatu i w temperaturze"! 70° miesza sie ponownie przez minut. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad III. Do 3,5 kilograma cietego wlókna szklanego umieszczonego w mieszalniku dodaje sie 350 gramów alkoholu cetylowego i miesza sie w temperaturze 80° przez 30 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 13 kilograma poliamidu 6 w postaci granulatu i w temperaturze 80° miesza sie przez 30 minut. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad IV. Do 3,5 kilograma cietego wlókna .szklanego umieszczonego w mieszalniku dodaje sie 350 g stearynianu wapnia i miesza sie w temperaturze 80° przez 30 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 19,5 kilograma polistyrenu w postaci granulatu i w temperaturze 80° miesza sie przez 30 minut. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad V. Do 3,5 kilograma cietego wlókna szklanego umieszczonego w mieszalniku dodaje sie 100 gramów oleju silikonowego i miesza sie w temperaturze 19° przez 25 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 19,5 kilograma polipropylenu w postaci granulatu i w temperaturze 25° miesza sie przez 30 minut.Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad VI. Do 5 kilogramów cietego wlókna szklanego umieszczonych w mieszalniku dodaje sie 150 gramów estru etyloheksylowego kwasu adypinowego i miesza sie w temperaturze 85° przez 20 minut.Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 15 kilogramów politlenku fenylenu w postaci granulatu i w temperaturze 100° miesza sie przez 30 minut. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad VI I. Do 5 kilogramów cietego wlókna szklanego umieszczonych w mieszalniku dodaje sie 100 gramów rafinowanego wosku ziemnego — azokerytu i miesza sie w temperaturze 75° przez 25 minut.Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 15 kilogramów poliformaldehydu w postaci granulatu i w temperaturze 90° miesza sie przez 30 minut. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad VIII. Do 5 kilogramów cietego wlókna szklanego umieszczonych w mieszalniku dodaje sie 175 gramów parafiny twardej i miesza sie w temperaturze 50° przez 30 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 10 kilogramów polietylenu w postaci granulatu i w temperaturze 50° miesza sie przez 30 minut.Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przy kla d IX. Do 5 kilogramów cietego wlókna szklanego umieszczonych w mieszalniku dodaje sie 150 gramów parafiny cieklej i miesza sie w temperaturze 30° przez 30 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 20 kilogramów polihydroksyeteru w postaci proszku i w temperaturze 50° miesza sie przez 25 minut.Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad X^ Do 3 kilogramów cietego wlókna szklanego umieszczonych w mieszalniku dodaje sie 310 gramów kwasu hydroksystearynowego i miesza sie w temperaturze 80° przez 30 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 17 kilogramów twardego polichlorku winylu w postaci granulatu i miesza sie przez 25 minut w temperaturze 80°. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad XI. Do 5 kilogramów cietego wlókna szklanego umieszczonych w mieszalniku dodaje sie 200 gramów nitrylu kwasu stearynowego i miesza sie w temperaturze 90° przez 30 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 20 kilogramów kopolimeru butadienu z akrylonitrylu w postaci granulatu i miesza sie w temperaturze 90° przez 25 minut. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.P r z y k l a d XII. Do 5 kilogramów cietego wlókna szklanego umieszczonych w mieszalniku dodaje sie 200 gramów sebacynianu dwuoktylowego i miesza sie w temperaturze 50° przez 25 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 20 kilogramów metakrylanu metylu w postaci granulatu i miesza sie w temperaturze 60° przez minut. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad XIII. Do 5 kilogramów cietego wlókna szklanego umieszczonych w mieszalniku dodaje sie 150 gramów palmitynianu oktylowego i miesza sie w temperaturze 70° przez 25 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 20 kilogramów terpolimeru ABS (butadien, styren i akrylonitryl) i miesza sie w temperaturze 70° przez 30 minut. Dalej postepuje sie jak w przykladzie I.Przyklad XIV. Do 3 kilogramów cietego wlókna szklanego umieszczonych w mieszalniku dodaje sie 210 gramów oleju silikonowego i miesza sie w temperaturze 120° przez 30 minut. Nastepnie dodaje sie do mieszalnika 17 kilogramów polisulfonu w postaci granulatu i w temperaturze 110° miesza sie przez 30 minut.Dalej postepuje sie jak w przykladzie I. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania wzmocnionych tworzyw termoplastycznych takich jak: poliolefiny, poliamidy, poliacetale, politlenki, poliweglany, poliarylany, polimetakrylany, poliestry a w szczególnosci politereftalany, polietery, zwiazki poliwinylowe, poliakrylonitryl, polihydroksyester, kopolimery butadienu, ich pochodne oraz94 384 4 kopolimery, terpolimery i mieszaniny wyzej wymienionych zwiazków wysokoczasteczkowych polegajacy na tym, ze rozdrobnione tworzywo termoplastyczne przed wytloczeniem jest mieszane z wlóknem szklanym cietym lub rozdrobnionym, znamienny tym, ze wlókno to przed przetloczeniem z tworzywem termoplastycznym jest mieszane w temperaturze 15—200° z substancjami posiadajacymi wlasciwosci smarownicze i nie rozkladajacymi sie w warunkach przetwórstwa uzytego termoplastu, a ilosc wprowadzonych do wlókna substancji smarowniczych wynosi 0,1 do 20% najkorzystniej 2,5% w przeliczeniu na wlókno.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienay tym, ze jako substancje o wlasnosciach smarowniczych stosuje sie: kwasy mono- i dwukarbonowe, ich amidy i sole, hydroksykwasy, estry, alkohole oraz weglowodory oco najmniej 13 atomach wegla w czasteczce oraz budowie liniowej oleje silikonowe, woski organiczne i mineralne, lub ich mieszaniny, których temperatura topliwosci lezy ponizej 200°, nierozkladajace sie w temperaturze topnienia wzmocnionych termoplastów w granicach 200—350°, jak i nie reagujace ze wzmocnionymi termoplastamL CZYTELNIA Urzedu Patentowego flllUa] Ltl2flttspn"fl| L;<.v.j Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120-118 Cena 10 zl PL