RU2429124C1 - Способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе - Google Patents

Способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе Download PDF

Info

Publication number
RU2429124C1
RU2429124C1 RU2009149146/05A RU2009149146A RU2429124C1 RU 2429124 C1 RU2429124 C1 RU 2429124C1 RU 2009149146/05 A RU2009149146/05 A RU 2009149146/05A RU 2009149146 A RU2009149146 A RU 2009149146A RU 2429124 C1 RU2429124 C1 RU 2429124C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
granulate
liquid medium
granules
dispersed
Prior art date
Application number
RU2009149146/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009149146A (ru
Inventor
Андрей Николаевич Плаксунов (RU)
Андрей Николаевич Плаксунов
Игорь Николаевич Голубев (RU)
Игорь Николаевич Голубев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Элефом"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Элефом" filed Critical Закрытое акционерное общество "Элефом"
Priority to RU2009149146/05A priority Critical patent/RU2429124C1/ru
Publication of RU2009149146A publication Critical patent/RU2009149146A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2429124C1 publication Critical patent/RU2429124C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химии полимеров и касается способа получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе. Гранулят вспенивающегося материала подают в жидкую среду, имеющую температуру ниже точки пластификации указанного материала с возможностью образования оседающей дисперсной смеси. Смешивают полученную смесь с жидкой средой, имеющей температуру выше точки пластификации вспенивающегося материала, с возможностью обеспечения вспенивания гранулята и выдерживают в течение 3,0-150,0 с при температуре, определяемой из диапазона от 80°С до 170°С, и давлении не более 8 бар. Технический результат изобретения заключается в ускорении технологического процесса, сокращении и упрощении технических средств технологического оборудования, в достижении стабильности процесса вспенивания и импрегнирования, а также повышенного уровня влагонасыщения и однородного размера предвспененного дисперсного материала. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к области получения предвспененного дисперсного материала с целью получения полуфабриката, предназначенного для последующего формования, готовых изделий.
Из уровня техники известны различные решения, направленные на производство гранул вспененного полистирола - патент SU 1496237 - или касающиеся технологии термической обработки гранул полиэтилентерефталата, и устройство для ее осуществления, описанные в патенте RU 2292362. Согласно этому изобретению расплав полиэтилентерефталата подают в подводный гранулятор горячей резки и гранулируют, полученный гранулят коротким транспортным путем подают из подводного гранулятора горячей резки в устройство, разделяющее воду и твердое вещество, где начинается кристаллизация, и осушенный гранулят затем, без подвода внешней энергии или теплоты, с температурой гранулята более 100°С направляют на транспортер, причем термическая обработка, приводящая к частичной кристаллизации, происходит за счет теплоемкости гранулята. В другом патенте RU 2340634 описана технология обработки полимерных гранул, особенностью которой является то, что водный поток, содержащий полиолефиновые гранулы в массовом отношении Н2О/гранулы в интервале от 40 до 70, получают на стадии гранулирования и подают в нижнюю часть башни (стадия а). Температура водного потока, поступающего в башню, обычно в интервале от 30 до 60°С.
Охлаждающим агентом, использованным в способе настоящего изобретения, может быть вода или любой альтернативный охлаждающий агент, имеющий плотность выше, чем плотность обработанных гранул. Предпочтительно плотность указанных охлаждающих агентов должна быть выше чем 950 кг/м3.
Воду предпочтительно используют в качестве охлаждающего агента. Соответственно, водный поток, содержащий охлажденные гранулы, собирают из верхней части башни на стадии (с). Выгрузка указанного водного потока не требует использования никакого нагнетающего устройства, и преимущественно ее осуществляют перетеканием гранул через верх колонны. Известное изобретение направлено на минимизацию липкости полимерных гранул, образующихся при полимеризации олефинов с последующим гранулированием полученных полимеров.
Из уровня техники выявлены также изобретения по патентам DE 19819058, US 6461575, DE 102004053929, по международным заявкам WO 2008071023, WO 03068849 и WO 20070686647, в которых описаны подобные технические решения, касающиеся технологии обработки полимерных гранул.
Известно также изобретение по патенту RU 2283228, направленное на решение аналогичной задачи, согласно которому раскрыта конструкция устройства для вспенивания пенополистирола. Устройство содержит камеру вспенивания с окнами загрузки и выгрузки пенополистирола и вращающейся мешалкой с лопастями, вводы подачи пара, один из которых расположен в дне камеры. При этом устройство снабжено сетчатым поддоном и двумя дополнительными окнами, расположенными на боковой поверхности камеры, одно из которых предназначено для очистки сетчатого поддона, а второе - для очистки дна камеры вспенивания, мешалка снабжена связанными между собой центральным и распределительными каналами для подачи пара в полость камеры.
С целью упрощения конструкции центральный канал расположен в оси мешалки, распределительные - в лопастях, которые снабжены инжекционными отверстиями, один из вводов подачи пара, расположенный в дне камеры, соединен с центральным каналом мешалки, другие вводы расположены на боковой поверхности нижней части камеры.
К недостаткам известного решения относится относительно невысокие эксплуатационные показатели технологии, а также параметры получаемого по данной технологии вспененного материала.
Ближайший аналог заявленного решения не выявлен.
Задачей, на решение которой, направлено настоящее изобретение является разработка технологии получения предвспененного дисперсного материала, предназначенного для использования в качестве полуфабриката для последующего формования готовых изделий, прежде всего, для радиоволнового формования изделий, с возможностью одновременного импрегнирования композиционными составами, с улучшенными свойствами получаемого предвспененного дисперсного материала. Кроме этого, данный способ обработки гранул позволяет ускорить технологические процессы, сократить и упростить парк технологического оборудования, достичь стабильности процесса вспенивания и импрегнирования, а также обеспечить повышение уровня влагонасыщения и однородного размера предвспененного дисперсного материала.
Для достижения технического результата при решении поставленной задачи способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе заключается в том, что гранулят вспенивающегося материала подают в жидкую среду, имеющую температуру ниже точки пластификации указанного выше материала с возможностью образования оседающей дисперсной смеси, смешивают полученную смесь с жидкой средой, имеющей температуру выше точки пластификации вспенивающегося материала, с возможностью обеспечения вспенивания гранулята и выдерживают в течение 3,0-150,0 с при температуре, определяемой из диапазона от 80°С до 170°С, и давлении не более 8 бар.
С целью расширения технических возможностей целесообразно в жидкую среду обработки гранулята вспенивающегося материала или композиций на их основе введение растворимых или мелкодисперсных нерастворимых компонентов, образующих композиционный состав за счет импрегнирования данных компонентов в открытые поры получаемого бисера, с последующей активацией таких компонентов.
Целесообразно при реализации способа, чтобы дисперсная смесь гранулята вспенивающегося материала оседала бы в неподвижной жидкой среде, температура которой нарастает по мере оседания, при этом в нижних слоях жидкой среды формируется ее движение по направлению к устройству смешения.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения указанного технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретным представленным на чертеже примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью признаков заданного технического результата.
Способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе согласно изобретению заключается в следующем.
Гранулят вспенивающегося материала подают в жидкую среду, имеющую температуру ниже точки пластификации вспенивающегося материала с возможностью образования оседающей дисперсной смеси, далее полученную смесь смешивают с жидкой средой, температура которой выше точки пластификации вспенивающегося материала, с возможностью обеспечения вспенивания гранулята и выдерживания его в течение 3,0-150,0 с при температуре, определяемой из диапазона от 80°С до 170°С, и давлении не более 8 бар.
При этом нижний предел ограничения минимального временного интервала обработки гранул в размере 3 с обусловлен тем, что за этот временной интервал проходит равномерный прогрев исходных гранул дисперсного материала. Дальнейшее ускорение процесса теплообмена и снижение временного интервала обработки менее 3 с возможно только при использовании температур обработки, существенно превышающих точку пластификации материала, что неизбежно приведет к его перегреву и деформации гранул, а также к полной потере вспенивающего газа внутри данных гранул.
Верхний предел временной обработки гранул в размере 150 с обусловлен тем, что за данный временной интервал вспенивающий газ полностью покидает гранулы дисперсного материала. Поскольку полученные гранулы предназначаются для последующего объемного формования готовых изделий, вспенивающий газ должен обязательно оставаться в полученных гранулах, поскольку без его наличия получить однородную поверхность и структуру изделий невозможно.
Время обработки гранул дисперсного материала свыше 150 с характерно только для целей наращивания толщины слоя композиционных составов на поверхности полученных гранул. При этом само формирование геометрии гранул через 150 с обработки является полностью завершенным, и добавочное время способно повлиять только на толщину указанного наращиваемого слоя. Такой слой может быть необходим для получения полуфабриката готовых изделий, например пустотелых шариков, или для объемной фиксации таких наращенных слоев в процессе последующего формования готовых изделий из полученных гранул дисперсного материала.
С целью расширения технических возможностей целесообразно в жидкую среду обработки гранулята вспенивающегося материала или композиций на их основе введение растворимых или мелкодисперсных нерастворимых компонентов, образующих композиционный состав за счет импрегнирования данных компонентов в открытые поры получаемого бисера, с последующей активацией таких компонентов.
Целесообразно при реализации способа, чтобы дисперсная смесь гранулята вспенивающегося материала оседала бы в неподвижной жидкой среде, температура которой нарастает по мере оседания, при этом в нижних слоях жидкой среды формируется ее движение по направлению к устройству смешения.
На чертеже представлено устройство, предназначенное для реализации способа, где в бункер 1 подается гранулят вспенивающегося материала, например вспенивающегося полистирола, который через шнековый дозатор 2 поступает в емкость 3 смешения гранулята с жидкой средой. Жидкость, находящаяся при температуре порядка 70°С, выступает средой отделения гранулята вспенивающегося материала от воздуха. При этом температура данного жидкого носителя находится ниже точки пластификации вспенивающегося материала.
Уровень жидкости в емкости 3 поддерживается за счет подачи жидкости из термостата 4, который задает указанную температуру. В термостат 4 жидкость подается через фильтр 5 из магистрали 6. Емкость 3 имеет контур термостабилизации, а также трубку 7 «слив-перелив» для пополнения содержимого емкости рециркулирующей жидкостью.
Устройство смешения жидкостей, в данном случае выполненное в виде инжектора 11, создает отрицательное давление в трубке 8 при работе центробежного насоса 14, что приводит к попаданию в нее гранул вспенивающегося материала и жидкости, учитывая дополнительное давление, создаваемое столбом жидкости в емкости 3.
Контур термостабилизации 10 имеет связывающий термозащищенный элемент 9 - прокладку для обеспечения экономии энергии. В емкости 12 поддерживается температура на уровне 95°С с помощью соответствующего контура термостабилизации 10.
Насос 14 направляет смесь гранул и жидкости в трубопровод 15, где происходит ограниченная по времени выдержка гранулята при температуре, превышающей точку пластификации вспенивающегося материала.
Вспененные гранулы, выходящие через форсунку 18, отделяются от жидкости с помощью сетчатого конвейера 16, который перемещает бисер к засасывающему воздуховоду 17, который, в свою очередь, перемещает бисер в приемный бункер. Жидкость поступает в приемный короб 19, откуда переливается в емкость 12.
Емкость 12 имеет трубку слив/перелив 13 сброса излишней жидкости. Для экономии энергии данный сброс производится в виде рециркуляции с подачей в емкость 3 через радиатор охлаждения 20.
Пример 1. Получение гранул из вспененного полистирола конечной насыпной плотностью порядка 45 кг/м3. Гранулы вспенивающегося суспензионного полистирола обрабатывают без избыточного давления в воде при температуре +95°С в течение 28 с. Температура воды стабилизируется с помощью контура нагрева основного бака, время выдержки задается изменением производительности водяного насоса. Гранулят вспенивающегося полистирола с помощью дозатора 2 насыпают в воду, имеющую температуру 70°С, т.е. ниже точки пластификации вспенивающегося полистирола, которая равна 92°С. Гранулят образует оседающую дисперсную смесь, поскольку реальная начальная плотность гранул вспенивающегося полистирола больше плотности воды при данной температуре. Далее с помощью инжектора 11 смешивают полученную смесь с водой, имеющую температуру 95°С, т.е. выше точки пластификации вспенивающегося материала. Соответственно, при температуре, превышающей точку пластификации, обеспечивается возможность вспенивания данных гранул с достижением стабильных характеристик.
Пример 2. Получают гранулы вспененного полистирола по примеру 1, но обработку ведут при температуре 96°С в течение 150 с в растворе медного купороса и хлорида кальция, выступающих в роли композиционного состава. За данный временной интервал, при данной температуре, вспенивающий газ полностью диффундирует из гранул, как следствие завершается формирование окончательной геометрии гранул дисперсного вспенивающегося материала, а на их поверхности и в образовавшихся открытых порах, граничащих с поверхностью, импрегнируется слой композиционного состава толщиной в несколько десятков микрон. Дальнейшая выдержка гранул в таком растворе не приводит к изменению геометрии самих гранул вспенивающегося материала, а только увеличивает толщину образовавшегося слоя композиционного состава.
Пример 3. Получают гранулы вспененного полипропилена по примеру 1, но обработку ведут в 20% водном растворе хлорида кальция при температуре 130°С и избыточном давлении 1 бар в течение 40 с. По окончании процесса без понижения температуры сбрасывают избыточное давление обработки гранул до атмосферного, в результате чего полученные гранулы вспененного полипропилена дополнительно увеличиваются в размере.
Пример 4. Получают гранулы вспененного полистирола по примеру 1, но обработку ведут в воде при температуре 105°С и избыточном давлении 0,7 бар в течение 3 с. Данный процесс может быть использован в многостадийных процессах получения композиционных материалов, как первая стадия формирования предвспененных гранул, которые затем помещаются в композиционный состав при соответствующих температурах. Дальнейшее снижение временного интервала обработки не принесет положительного результата, поскольку гранулят не будет успевать прогреваться до нужных температур по всему объему.
Применение изобретения, предназначенного для получения предвспененного дисперсного материала, может быть использовано при подготовке полуфабриката, предназначенного для последующего производства готовых изделий, обеспечивает улучшение свойств получаемого предвспененного дисперсного материала, используемого преимущественно для радиоволнового формования изделий, с возможностью одновременного импрегнирования композиционными составами.

Claims (3)

1. Способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе, заключающийся в том, что гранулят вспенивающегося материала подают в жидкую среду, имеющую температуру ниже точки пластификации указанного выше материала с возможностью образования оседающей дисперсной смеси, смешивают полученную смесь с жидкой средой, имеющей температуру выше точки пластификации вспенивающегося материала, с возможностью обеспечения вспенивания гранулята и выдерживают в течение 3,0-150,0 с при температуре, определяемой из диапазона от 80°С до 170°С, и давлении не более 8 бар.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в жидкую среду обработки гранулята вспенивающегося материала или композиций на их основе введены растворимые или мелкодисперсные нерастворимые компоненты, образующие композиционный состав за счет импрегнирования данных компонентов в открытые поры получаемого бисера, с последующей активацией таких компонентов.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дисперсная смесь гранулята вспенивающегося материала оседает в неподвижной жидкой среде, температура которой нарастает по мере оседания, при этом в нижних слоях жидкой среды формируется ее движение по направлению к устройству смешения.
RU2009149146/05A 2009-12-30 2009-12-30 Способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе RU2429124C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009149146/05A RU2429124C1 (ru) 2009-12-30 2009-12-30 Способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009149146/05A RU2429124C1 (ru) 2009-12-30 2009-12-30 Способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009149146A RU2009149146A (ru) 2011-07-10
RU2429124C1 true RU2429124C1 (ru) 2011-09-20

Family

ID=44739952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009149146/05A RU2429124C1 (ru) 2009-12-30 2009-12-30 Способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2429124C1 (ru)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009149146A (ru) 2011-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2441885C2 (ru) Способ и установка для получения полимерных частиц
JP5466637B2 (ja) 発泡性熱可塑性ポリマーに基づく顆粒および関連製品の製造方法
KR101315922B1 (ko) 팽창성 플라스틱 과립의 연속적 제조 방법
CN101014651A (zh) 加工可发泡的聚合物颗粒的方法及泡沫制品
TWI331556B (en) Manufacturing method for thermoplastic resin foam particles
JP2005534733A (ja) 発泡性ポリスチレンの製造方法
KR20200039711A (ko) 고온 열가소성 물질에 기반한 발포성, 발포제 함유 펠릿
JP2010537014A (ja) 高粘度ポリエステル溶融物でできた低加水分解性ポリエステル顆粒の製造方法、および該ポリエステル顆粒の製造装置
JPH0559138B2 (ru)
CA2384968C (en) Plastic wood fiber foam structure and method of producing same
US9630346B2 (en) Method of fabricating an injection molded component
Rizvi et al. A novel system design for continuous processing of plastic/wood-fiber composite foams with improved cell morphology
JP2009538368A (ja) 流体制御による晶析装置の温度制御
US4075265A (en) Process for making instant shaped foams
KR20100007270A (ko) 폴리올레핀 발포입자와 그 성형체의 제조방법 및 제조장치
RU2429124C1 (ru) Способ получения предвспененного дисперсного материала и композиций на его основе
KR101196173B1 (ko) 팽창성 스티렌 중합체 과립의 코팅 방법
Rizvi et al. Strategies for processing wood plastic composites with chemical blowing agents
Standau et al. Foams
CN108359123A (zh) 一种热塑性聚合物发泡珠粒及其制备方法
CN115521501B (zh) 一种塑料制品助发泡剂及其发泡方法
RU2351470C1 (ru) Способ получения гранул вспененного полистирола, технологическая линия для реализации способа и узел стабилизации, используемый в этой линии
Mehdipour-Ataei et al. Introduction on Foam Manufacture
JPH0457838A (ja) 熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法およびそれに用いる装置
CN101402011A (zh) 微孔塑料过滤元件及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111231