RU2737426C1 - Способ получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля - Google Patents
Способ получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737426C1 RU2737426C1 RU2020108436A RU2020108436A RU2737426C1 RU 2737426 C1 RU2737426 C1 RU 2737426C1 RU 2020108436 A RU2020108436 A RU 2020108436A RU 2020108436 A RU2020108436 A RU 2020108436A RU 2737426 C1 RU2737426 C1 RU 2737426C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- airgel
- polyethylene
- foamed polyethylene
- powder
- particle size
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
- B29C67/20—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 for porous or cellular articles, e.g. of foam plastics, coarse-pored
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля. Способ получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля включает этапы, на которых аэрогель обрабатывают супергидрофобизатором на основе силан-силоксана посредством газового осаждения, полученный гидрофобный аэрогель перерабатывают в порошок с размером частиц 50±5 мкм и далее гранулируют в присутствии водного раствора полиоксиэтилена, этиленгликоля, сополимера винилацетата в виде редиспергируемого в воде порошка, с частицами полиэтилена высокого давления с размером частиц 50±5 мкм воздействием нагрева и электрического поля для получения гранул пригодных для использования в экструдерах в присутствии антипирена на основе галогенов брома. Гранулы полиэтилена с аэрогелем подают в смеситель с композицией для вспенивания в присутствии газообразователя и на выходе получают вспененный полиэтилен с аэрогелем. Изобретение обеспечивает равномерное распределение аэрогеля в экструдате полиэтилена при физическом вспенивании с одновременным приданием противопожарных свойств конечному продукту. 1 табл.
Description
Изобретение относится к химии, а именно к способам получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля.
Введение аэрогеля во вспененный полиэтилен преследует следующие цели:
- улучшение теплофизических характеристик вспененного полиэтилена, что дает возможность уменьшить толщину тепловой изоляции;
- снижение температуры стеклования вспененного полиэтилена, что дает возможность монтировать материал при низких температурах;
- улучшение процесса вспенивания, так как частицы аэрогеля выступают в роли нуклеатора, что позволяет получить гомогенную пену.
Из уровня техники известны следующие решения.
Известен способ получения вспененного полистирола с добавлением аэрогеля, в котором мелкодисперсные частицы вспененного полистирола и частицы аэрогеля гидрофобизированного диоксида кремния тщательно перемешивают и вводят в форму. Форму промывают паром (1 бар, 100°C) в течение 15 секунд. Через 10 минут смесь удаляют и затем сушат при 40°C в течение 24 часов. Готовая композиция содержит 20-80% по объему частиц аэрогеля кремнезема, имеющих средний диаметр от 0,1 до 20 мм и плотность от 0,08 до 0,40 г / см3, 20-80% по объему пенополистирольного полимера, который окружает частицы аэрогеля и связывает их друг с другом и имеет плотность от 0,01 до 0,15 г / см3 и добавки (патент США №5137927, дата публикации 11.08.1992).
Также известен способ получения пористого полимерного материала, содержащего аэрогель. Аэрогель смешивают с активатором и диспергирующим агентом, добавляют гранулы ПЭТ и равномерно перемешивают, высушивают смесь при температуре 120°С, далее полученную смесь гранулируют в шнековом экструдере с частотой 32,5-35,5 Гц (патент Китая № 106633691, дата публикации 10.05.2017).
Наиболее близким аналогом патентуемого решения является способ получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля, в котором аэрогель обрабатывается супергидрофобизатором на основе силанов для того, чтобы предотвратить его разрушение при контакте с жидкой средой. Полученный аэрогель перерабатывается в порошок с размером частиц 50 мкм, с полученным порошком делают суспензию, которой обрабатывают смесь из полиэтиленовых волокон. При этом объем аэрогеля в полученной смеси составляет не менее 10%. Далее полиэтиленовая смесь с аэрогелем поступает в смеситель с композицией для вспенивания и на выходе получается вспененный полиэтилен с аэрогелем, встроенным в полиэтиленовую матрицу (заявка на изобретение США №2018009969, дата публикации 11.01.2018).
Недостаток известного способа заключается в затруднительности качественного распределения аэрогеля в массе полимера.
Предлагаемый метод решает эту проблему и дополнительно решает проблему придания противопожарных свойств получаемому материалу, а также увеличения прочностных характеристик за счет «связывания» участков полимера частицами аэрогеля.
Поставленная задача решается введением этапов способа, обеспечивающих равномерное распределение частиц аэрогеля в материале и добавление антипиренов, придавая теплоизоляционному материалу усиление противопожарных свойств.
Техническим результатом предлагаемого решения является равномерное распределение аэрогеля в экструдате полиэтилена при физическом вспенивании с одновременным приданием противопожарных свойств конечному продукту по всему его объему.
Заявленный технический результат достигается за счет осуществления способа получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля, включающий этапы, на которых, обрабатывают аэрогель супергидрофобизатором на основе силан-силоксана посредством газового осаждения,
полученный гидрофобный аэрогель перерабатывают в порошок с размером частиц 50±5 мкм и далее гранулируют в присутствии водного раствора полиоксиэтилена, этиленгликоля, сополимера винилацетата в виде редиспергируемого в воде порошка при соотношении порошка и воды 1:3, с частицами полиэтилена высокого давления под воздействием нагрева и электрического поля для получения гранул пригодных для использования в экструдерах в присутствии антипирена на основе галогенов брома,
при этом содержание компонентов гранулируемой смеси по массе составляет:
аэрогель – 10±2%
полиоксиэтилен - 0,5±0,05%,
этиленгликоль - 0,5±0,05%
сополимер винилацетата в виде редиспергируемого в воде порошка - 2,5±0,05%,
антипирен -3,5 ±0,05%
частицы полиэтилена высокого давления – остальное,
гранулы полиэтилена с аэрогелем подают в смеситель с композицией для вспенивания в присутствии газообразователя и на выходе получают вспененный полиэтилен с аэрогелем.
Воздействие электрического поля необходимо для обеспечения равномерного смешивания гранул и предотвращения агломераций (к которой стремятся частицы за счет статики) частиц аэрогеля, сохраняя пространственное положение частиц. Равномерное спешивание частиц также способствует равномерному распределению частиц антипирена, что придает противопожарные свойства готовому материалу на всем его объеме.
Далее решение описывается более подробно с приведением примеров осуществления.
Силикатный аэрогель обрабатывают супергидрофобизатором на основе силан-силоксана (на изобутиловом производном с олигомерным силаксаном) с образованием мономолекулярного слоя для того, чтобы предотвратить его разрушение аэрогеля при контакте с жидкой средой. Метод нанесения гидрофобизатора – газовое осаждение, так как аэрогель имеет огромную площадь поверхности.
Полученный гидрофобный аэрогель перерабатывается в порошок с размером частиц 50±5 мкм, куда вводится антипирен на основе галогенов брома (гексабромциклододекан). и далее гранулируется в присутствии полиоксиэтилена 0,5±0,05% по массе, этиленгликоля 0,5±0,05% по массе, оба в водном растворе, сополимера винилацетата в виде редиспергируемого в воде порошка 2,5±0,05% по массе, с аналогичным по размерам частиц полиэтиленом высокого давления для получения гранул пригодных для использования в экструдерах. Гранулирование производится под действием электрического поля при температуре от 85° С до 220º С, при этом напряженность электрического поля составляет от 1,26·10 до 1,40·10 В/м. При этом объем аэрогеля в полученных гранулах составляет не менее 10 %- и не более 10,5 %
Малые размеры частиц аэрогеля необходимы для равномерного распределения аэрогеля в грануле.
Далее гранулы с аэрогелем подают в смеситель с композицией для вспенивания, содержащей:
- полиэтилен высокого давления до 64% по массе
- Тальк гранулированного в ПВД – до 4% по массе
- Моностеарат глицерина – до 3% по массе
- Краситель до 0,5% по массе (в случае цветного красителя масса добавки может быть больше)
- Регранулят до 5% по массе
- Антипирен до 10% по массе
- Гранулы с аэрогелем до 10% по массе
- Сополимеры винилацетата – до 2%
- Сополимеры изобутилена- до 1,5%
На выходе получают вспененный полиэтилен с аэрогелем. Вспенивание осуществляется физическим методом за счет подачи в экструдер газа изобутана. При вспенивании обязательно вводится газообразователь – гидроцерол до 2% по массе от ПВД.
Пример осуществления.
Гидрофобизированный аэрогель в виде порошка с размерном частиц 50 мкм, внесли в шнековый дозатор №1 с ленточным питателем шириной 1,5 см. В другой дозатор №2 с зубчатым сплошным одноходовым шнеком шагом винта равным диаметру шнека, внесли композицию TOSAF гексабромциклододекан в смеси с полиэтиленом 1:50, в дозатор №3 с ленточным питателем шириной 3,5 см внесли сополимер винилацетата в виде редиспергируемого в воде порошка 2,5% по массе, в жидкостной дозатор напорный №1 внесли водный раствор полиоксиэтилена 0,5%, в жидкостной дозатор смачивающий №2 внесли этиленгликоля водный раствор 0,5% по массе по массе смачивается из водного дозатора, в питатель с сушильной камерой и пневматической подачей в основной шнековый дозатор№4 внесли гранулы полиэтилена размером 5 мм для получения гранул пригодных для использования в экструдерах. Гранулирование производится в грануляторах PS-95 с параллельными шнеками и отношением длины шнеков к диаметру 40 под действием нагрева при температуре от 180º С и электрического поля с напряженностью Е =1,35·10 В/м, созданного с помощью индуктивно- емкостного электромеханического преобразователя. При этом получаем количество аэрогеля в полученной смеси 10% по массе.
Далее в экструдер с помощью дозаторов загружают композицию составленную из полиэтилена высокого давления (ПВД далее) производства «Полимир» Беларусь 64% по массе, талька гранулированного в ПВД «Plastic international” Россия – 4% по массе, моностеарат глицерина «Plastic international” Россия – 3% по массе, краситель черный 0,5% по массе производства «Полиэксим» Россия, антипирен на основе галогенов брома 10% по массе производства TOSAF Израиль, подготовленные гранулы с аэрогелем 10% по массе собственного изготовления, гранулы сополимеров винилацетата производства «Сибур» Россия – 2%, гранулы сополимеров изобутилена производства «Сибур» Россия -1,5%, регранулят из переработанной собственной продукции из вспененного полиэтилена – 5%. Смесь нагревали до 220º С с воздействием электрического поля напряженностью 1,34·10 В/м и экструдировали с помощью экструдера Myung IL 120, диаметр шнека 120мм, массовая скорость выхода экструдата 250 кг/час. Вспенивание осуществлялось методом физического вспенивания впрыска газа изобутан в экструдат в 6-ой зоне нагрева экструдера. Введение гидроцерола (2% по массе от ПВД) обусловлено необходимостью получения однородной пены. Вышедшую трубку диаметром 52мм и толщиной 13мм охлаждали воздушным способом и резали на отрезки по 2 метра. Измеренные через 14 суток теплотехнические и физико-механические показатели приведены в таблице ниже:
Плотность, кг/м3 | 28 |
Теплопроводность при температуре 283±2 К (10±2°С) Вт/м*К, не более | 0,035 |
Теплопроводность при температуре 298±2 К (25±2°С) Вт/м*К, не более | 0,037 |
Теплопроводность при температуре 313±2 К (40±2°С) Вт/м*К, не более | 0,040 |
Сорбционная влажность за 24 часа, % по массе, не более | 0,55 |
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа, не менее | 0,30 |
Паропроницаемость, мг*ч*па, не более | 0,002 |
Водопоглощение за 28 суток, %, не более | 2,5 |
Группа горючести | Г1 |
Группа воспламеняемости | В2 |
Группа дымообразующей способности | Д3 |
Группа токсичности | Т3 |
Максимальная рабочая температура, ºС | 105 |
Коэффициент линейного термического расширения, %, не более | 0,55 |
Таким образом, данная технология обеспечивает равномерное распределение аэрогеля в экструдате полиэтилена при физическом вспенивании с одновременным приданием противопожарных свойств конечному продукту по всему объему.
Claims (1)
- Способ получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля, включающий этапы, на которых аэрогель обрабатывают супергидрофобизатором на основе силан-силоксана посредством газового осаждения, полученный гидрофобный аэрогель перерабатывают в порошок с размером частиц 50±5 мкм и далее гранулируют в присутствии водного раствора полиоксиэтилена, этиленгликоля, сополимера винилацетата в виде редиспергируемого в воде порошка, с частицами полиэтилена высокого давления с размером частиц 50±5 мкм под действием электрического поля при температуре от 85 °С до 220 ºС, при этом напряженность электрического поля составляет от 1,26·10 до 1,40·10 В/м, для получения гранул пригодных для использования в экструдерах в присутствии антипирена на основе галогенов брома, гранулы полиэтилена с аэрогелем подают в смеситель с композицией для вспенивания в присутствии газообразователя и на выходе получают вспененный полиэтилен с аэрогелем.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108436A RU2737426C1 (ru) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Способ получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108436A RU2737426C1 (ru) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Способ получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2737426C1 true RU2737426C1 (ru) | 2020-11-30 |
Family
ID=73792318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020108436A RU2737426C1 (ru) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Способ получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2737426C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114956863A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-30 | 安徽瑞联节能科技股份有限公司 | 一种建筑外墙保温复合板及其加工工艺 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4217319A (en) * | 1977-12-13 | 1980-08-12 | Japan Styrene Paper Corporation, Ltd. | Process for producing polyolefin foams |
RU2174991C2 (ru) * | 1996-02-01 | 2001-10-20 | Деннис А. Кнаус | Вспениваемая полиолефиновая композиция (варианты), композиция стабилизирующего реагента для пенополиолефинов, изделие из вспененного полиолефина и способ приготовления пенополиолефина |
JP2010047710A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 柔軟性、成形性を有する発泡ポリマー−シリカ複合体およびそれを用いた断熱材料 |
RU2426751C2 (ru) * | 2005-10-21 | 2011-08-20 | Кабот Корпорейшн | Композиционные материалы на основе аэрогелей |
US20180009969A1 (en) * | 2015-04-07 | 2018-01-11 | Lg Chem, Ltd. | Aerogel-containing composition and insulation blanket prepared using the same |
-
2020
- 2020-02-27 RU RU2020108436A patent/RU2737426C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4217319A (en) * | 1977-12-13 | 1980-08-12 | Japan Styrene Paper Corporation, Ltd. | Process for producing polyolefin foams |
RU2174991C2 (ru) * | 1996-02-01 | 2001-10-20 | Деннис А. Кнаус | Вспениваемая полиолефиновая композиция (варианты), композиция стабилизирующего реагента для пенополиолефинов, изделие из вспененного полиолефина и способ приготовления пенополиолефина |
RU2426751C2 (ru) * | 2005-10-21 | 2011-08-20 | Кабот Корпорейшн | Композиционные материалы на основе аэрогелей |
JP2010047710A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 柔軟性、成形性を有する発泡ポリマー−シリカ複合体およびそれを用いた断熱材料 |
US20180009969A1 (en) * | 2015-04-07 | 2018-01-11 | Lg Chem, Ltd. | Aerogel-containing composition and insulation blanket prepared using the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114956863A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-30 | 安徽瑞联节能科技股份有限公司 | 一种建筑外墙保温复合板及其加工工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9187608B2 (en) | Polystyrene foam containing a modifier-free nanoclay and having improved fire protection performance | |
KR100798204B1 (ko) | 폴리올레핀 수지 발포체용 조성물, 폴리올레핀 수지발포체, 및 이의 제조방법 | |
FI79335B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av termoplastiskt skum genom anvaendande av en blaosmedelskombination. | |
CN100412118C (zh) | 由含有填料的可膨胀聚合物颗粒制成的珠粒泡沫模塑件 | |
CN103275407B (zh) | 用于聚合物泡沫的作为水载体和孔度控制剂的包含多孔碳的化合物 | |
JP3276957B2 (ja) | 発泡体およびその製造方法 | |
ES2426997T3 (es) | Procedimiento para la producción de granulado de plástico de estireno expansible | |
RU2737426C1 (ru) | Способ получения вспененного полиэтилена с добавлением аэрогеля | |
JPH01195014A (ja) | 高い圧縮強度を有する発泡物質の製法 | |
EP0759046B1 (en) | Closed cell, low density ethylenic polymer foam | |
JPH0811190A (ja) | 熱可塑性樹脂発泡体の製造方法 | |
JPS58111834A (ja) | ポリスチレン板状押出発泡体の製造法 | |
KR20080005255A (ko) | 고밀도 폴리스티렌 발포 입자의 제조 방법 | |
US2577743A (en) | Method and composition for production of cellular thermoplastic products | |
EP1937761A1 (en) | A process for the production of extruded sheets of expanded polystyrene | |
US9005745B2 (en) | Porous carbon-containing compounds as water carriers and cell size controlling agents for polymeric foams | |
EP1702945B2 (de) | Füllstoffhaltige Polyolefinpartikelschaumstoffe | |
CN104558768A (zh) | 一种环保减量清洁生态型发泡材料的制备方法及制备的发泡材料和终端成品 | |
CN113150475B (zh) | 一种制备大尺寸规格界面阻燃聚乙烯醇泡沫材料的方法 | |
KR101269050B1 (ko) | 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법 | |
CN106188923A (zh) | 一种聚苯乙烯基复合装饰板及其制造方法 | |
KR101713655B1 (ko) | 불연성을 지니는 발포성 폴리스티렌 입자의 제조 방법 | |
RU2400494C1 (ru) | Способ получения пенополистирольных плит с высоким сопротивлением сжатию | |
CN202764283U (zh) | 一种释香型休闲用垫 | |
RU2114131C1 (ru) | Способ получения экструзионного пенополистирола |