RU2812080C1 - Composite filler for polymers based on phosphogypsum - Google Patents
Composite filler for polymers based on phosphogypsum Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812080C1 RU2812080C1 RU2023106578A RU2023106578A RU2812080C1 RU 2812080 C1 RU2812080 C1 RU 2812080C1 RU 2023106578 A RU2023106578 A RU 2023106578A RU 2023106578 A RU2023106578 A RU 2023106578A RU 2812080 C1 RU2812080 C1 RU 2812080C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phosphogypsum
- density polyethylene
- production
- plastowax
- composite filler
- Prior art date
Links
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 28
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title abstract description 31
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 21
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 5
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 4
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 4
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 4
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- DEIGXXQKDWULML-UHFFFAOYSA-N 1,2,5,6,9,10-hexabromocyclododecane Chemical compound BrC1CCC(Br)C(Br)CCC(Br)C(Br)CCC1Br DEIGXXQKDWULML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000004605 External Lubricant Substances 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004610 Internal Lubricant Substances 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003738 black carbon Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N decabromodiphenyl ether Chemical compound BrC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1OC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1Br WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000004209 oxidized polyethylene wax Substances 0.000 description 1
- 235000013873 oxidized polyethylene wax Nutrition 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к производству полимерных материалов, изготавливаемых на основе различных компаундов из термопластичного связующего и минеральных наполнителей, и может быть использовано при производстве товаров народного потребления, сельскохозяйственных изделий, строительных материалов из полиэтилена низкой/высокой плотности, полипропилена, линейного полиэтилена низкой плотности.The invention relates to the production of polymer materials made on the basis of various compounds from a thermoplastic binder and mineral fillers, and can be used in the production of consumer goods, agricultural products, building materials from low/high density polyethylene, polypropylene, linear low density polyethylene.
Тенденцией последних лет является рост производства полимерных изделий, изготавливаемых с использованием различных композиционных материалов на основе термопластичного связующего и сравнительно недорогих минеральных наполнителей, таких как карбонат кальция, тальк, каолин и др. С целью удешевления полимерного изделия наиболее распространенной добавкой является карбонат кальция, полученный химическим путем или механическим измельчением природных минералов и пород (мел, мрамор).The trend in recent years is the growth in the production of polymer products made using various composite materials based on a thermoplastic binder and relatively inexpensive mineral fillers, such as calcium carbonate, talc, kaolin, etc. In order to reduce the cost of a polymer product, the most common additive is calcium carbonate, obtained by chemical by or mechanical grinding of natural minerals and rocks (chalk, marble).
Известны полимеркомпозиционные материалы на основе карбоната кальция, представляющие собой гранулы, состоящие из порошкообразного мела, скрепленного полимером. Меловые добавки способны повлиять на качество и характеристики полимеров. Если их добавить в состав сырья, то получится новый материал с иными показателями прочности и эксплуатационными свойствами. Подробное описание этих материалов представлено на сайтах изготовителей (https://alen-rus.com/catalog/chalk/, http://caltech-trade.ru/caltech/about/; https://iceplast.ru/melovye-kontsentraty-pe и др.).Polymer composite materials based on calcium carbonate are known, which are granules consisting of powdered chalk bonded with a polymer. Chalk additives can affect the quality and characteristics of polymers. If they are added to the composition of raw materials, a new material will be obtained with different strength indicators and performance properties. A detailed description of these materials is presented on the manufacturers’ websites (https://alen-rus.com/catalog/chalk/, http://caltech-trade.ru/caltech/about/; https://iceplast.ru/melovye-kontsentraty -pe, etc.).
Однако существенным недостатком является необходимость материальных вложений на добычу и переработку ископаемых, будь то дробленый мрамор или химически осажденный мел. Кроме того некоторые из образцов имеют не идеально белый цвет. Также, судя по описанию производителей, в них нет синергетического комплекса добавок на основе внутренней/внешней смазки и компатибилизаторов.However, a significant drawback is the need for material investments in the extraction and processing of minerals, be it crushed marble or chemically precipitated chalk. In addition, some of the samples are not perfectly white. Also, judging by the manufacturers’ descriptions, they do not contain a synergistic complex of additives based on internal/external lubricants and compatibilizers.
Перспективной альтернативой мелу и другим распространенным минеральным наполнителям может служить фосфогипс (ФГ) - побочный продукт, получаемый при производстве ортофосфорной кислоты и удобрений на ее основе. В данном процессе отходом является мелкодисперсный порошок белого цвета, состоящий из CaSO4 со степенью белизны от 90 до 99%., что позволяет изготавливать изделия любого цвета. Кроме того, ФГ заметно мягче мела. Использование вторичных отходов, позволяет не только значительно снизить себестоимость минералонаполненных компаундов, без ухудшения физико-механических характеристик, но и способствовать утилизации многотоннажных отходов.A promising alternative to chalk and other common mineral fillers is phosphogypsum (PG), a by-product obtained during the production of orthophosphoric acid and fertilizers based on it. In this process, the waste is a fine white powder consisting of CaSO 4 with a whiteness degree of 90 to 99%. This makes it possible to produce products of any color. In addition, FG is noticeably softer than chalk. The use of recycled waste allows not only to significantly reduce the cost of mineral-filled compounds, without deteriorating physical and mechanical characteristics, but also to facilitate the disposal of large-tonnage waste.
Известен способ получения наполнителя из ФГ путем промывки исходного сырья и длительной в течение нескольких часов прокалки, (авт. свид. 1183517, 1414852).There is a known method for producing filler from FG by washing the feedstock and long-term calcination for several hours (ed. certificate 1183517, 1414852).
К недостаткам следует отнести потерю белизны при длительной прокалке с повышенной температурой и повышение гигроскопичности полученного порошка.The disadvantages include loss of whiteness during prolonged calcination at elevated temperatures and an increase in the hygroscopicity of the resulting powder.
С целью получения белого наполнителя из ФГ предлагается сократить основное время прокалки до 30-50 минут (патент RU 2080344). Способ получения белого наполнителя из фосфогипса включает промывку и последующую термообработку во взвешенном состоянии при начальной температуре теплоносителя 450-1000°С в течение 0,35-5,0 с, а затем дополнительно при 550-650°С в течение 30 50 мин.In order to obtain white filler from FG, it is proposed to reduce the main calcination time to 30-50 minutes (patent RU 2080344). The method for producing white filler from phosphogypsum includes washing and subsequent heat treatment in suspension at an initial coolant temperature of 450-1000°C for 0.35-5.0 s, and then additionally at 550-650°C for 30-50 minutes.
Существенным недостатком рассмотренного способа получения наполнителя из ФГ является то, что продукт получают в виде порошка, который плохо смешивается с гранулированными полимерами.A significant drawback of the considered method for producing filler from FG is that the product is obtained in the form of a powder that does not mix well with granular polymers.
Для лучшего распределения и дальнейшей обработки с гранулированными полиэтиленами, полипропиленами другими гранулированными полимерами, необходимо чтобы минеральный наполнитель также был гранулированным. Кроме того при подаче сырья используют пневмотранспортные системы, фильтры которых забиваются при попадании порошкообразных компонентов, что создает технологические проблемы.For better distribution and further processing with granulated polyethylenes, polypropylenes and other granulated polymers, it is necessary that the mineral filler is also granulated. In addition, when supplying raw materials, pneumatic conveying systems are used, the filters of which become clogged when powdery components enter, which creates technological problems.
Общим недостатком перечисленных патентов является необходимость отмывки ФГ от фосфорсодержащих соединений. Однако известно, что для придания полимерам негорючих свойств в их состав добавляют антипирены, в том числе и на основе фосфорсодержащих соединений, что естественным образом исключает необходимость стадии предварительной отмывки фосфорсодержащих веществ перед вводом в состав полимеров. Эффективность фосфорсодержащих антипиренов для обеспечения пожаробезопасных свойств подтверждается патентами RU 2535687, RU 2595687, ЕА 009912, RU 2292376 и др.A common drawback of the listed patents is the need to wash FG from phosphorus-containing compounds. However, it is known that in order to impart non-flammable properties to polymers, flame retardants are added to their composition, including those based on phosphorus-containing compounds, which naturally eliminates the need for the stage of preliminary washing of phosphorus-containing substances before adding them to the polymer composition. The effectiveness of phosphorus-containing flame retardants to ensure fire safety properties is confirmed by patents RU 2535687, RU 2595687, EA 009912, RU 2292376 and others.
Известен состав полимерного термопластичного материала с повышенной стойкостью к горению, описанный в патенте RU 2305117. Материал на основе полиолефинов содержит фосфогипс, в качестве антипирена смесь фторсодержащего олигомера «Фолеокс» или «Эпилам» и галогенсодержащего антипирена, выбранного из группы: декабромдифенилоксид, гексабромциклододекан, хлорпарафин и функциональную добавку. Вышеуказанный состав обеспечивает высокую устойчивость материала к горению. Однако содержание фосфогипса составляет 10%, а в качестве функциональной добавки использован продукт на основе парафина (воска), содержащий черную сажу, что ограничивает его использование при производстве цветных изделий.The composition of a polymer thermoplastic material with increased combustion resistance is known, described in patent RU 2305117. The polyolefin-based material contains phosphogypsum, as a fire retardant, a mixture of fluorine-containing oligomer “Foleox” or “Epilam” and a halogen-containing fire retardant selected from the group: decabromodiphenyloxide, hexabromocyclododecane, chlorinated paraffin and a functional additive. The above composition ensures high combustion resistance of the material. However, the phosphogypsum content is 10%, and a paraffin (wax)-based product containing black carbon is used as a functional additive, which limits its use in the production of colored products.
Задача данного изобретения состоит в получении гранулированного композиционного наполнителя для полимеров на основе фосфогипса, позволяющего снизить себестоимость продукта, способствовать утилизации многотоннажных отходов производства фосфорной кислоты при одновременном улучшении физико-механических характеристик готовых изделий.The objective of this invention is to obtain a granular composite filler for polymers based on phosphogypsum, which allows reducing the cost of the product, facilitating the disposal of large-tonnage waste from the production of phosphoric acid while simultaneously improving the physical and mechanical characteristics of finished products.
Указанный результат достигается предложенным составом композиционного наполнителя для полимеров на основе фосфогипса, включающего полиолефин ПВД 12203-250, неорганический наполнитель фосфогипс, воск окисленный PLASTOWAX ОРЕ15, воск полиэтиленовый PLASTOWAX 50Р, компатибилизатор OKABOND K-3310 при следующем соотношении компонентов, мас.%:This result is achieved by the proposed composition of a composite filler for polymers based on phosphogypsum, including polyolefin PVD 12203-250, inorganic filler phosphogypsum, oxidized wax PLASTOWAX OPE15, polyethylene wax PLASTOWAX 50P, compatibilizer OKABOND K-3310 in the following ratio of components, wt.%:
Предложенный композиционный наполнитель для полимеров на основе фосфогипса содержит фосфогипс, полиолефин в качестве полимерной матрицы, компатибилизатор, технологические добавки для улучшения течения расплава на основе полиэтиленового воска и окисленного полиэтиленового воска, которые в расплавленном состоянии смешивают и гранулируют.The proposed composite filler for phosphogypsum-based polymers contains phosphogypsum, a polyolefin as a polymer matrix, a compatibilizer, technological additives for improving melt flow based on polyethylene wax and oxidized polyethylene wax, which are mixed and granulated in the molten state.
Новизна и суть изобретения заключается в том, что для решения поставленных задач дорогостоящий карбонат кальция заменен дешевым и доступным фосфогипсом, предварительно прокаленным при температуре 500-600°С в течение 10 минут и смешанным с полимерным связующим, компатибилизатором и смазками на основе полиэтиленового воска, обеспечивающими синергетический эффект за счет улучшения реологии и механических свойств.The novelty and essence of the invention lies in the fact that in order to solve the problems, expensive calcium carbonate is replaced with cheap and accessible phosphogypsum, pre-calcined at a temperature of 500-600°C for 10 minutes and mixed with a polymer binder, compatibilizer and lubricants based on polyethylene wax, providing synergistic effect due to improved rheology and mechanical properties.
Наличие в составе воска PLASTOWAX 50Р обеспечивает внешний эффект смазки между композиционным материалом/полимерной смесью и оборудованием. Наличие PLASTOWAX OPE 15 обеспечивает внутренний эффект смазки между макромолекулами полимерного связующего и частицами наполнителя. Благодаря внутренней смазке достигается хорошая гомогенизация состава полимер/наполнитель/полимерсвязующее. Наличие компатибилизатора OKABOND K-3310 позволяет усилить связи между полимерным связующим и композиционным наполнителем, а также увеличить связи между компаундом и полимером, к которому он добавляется. Для удаления поверхностной влаги минеральный наполнитель ФГ предварительно прокаливают.The presence of PLASTOWAX 50P wax in the composition provides an external lubrication effect between the composite material/polymer mixture and the equipment. The presence of PLASTOWAX OPE 15 provides an internal lubrication effect between the macromolecules of the polymer binder and the filler particles. Thanks to internal lubrication, good homogenization of the polymer/filler/polymer binder composition is achieved. The presence of the OKABOND K-3310 compatibilizer makes it possible to strengthen the bonds between the polymer binder and the composite filler, as well as to increase the bonds between the compound and the polymer to which it is added. To remove surface moisture, the mineral filler FG is pre-calcined.
Технический результат, получаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в разработке состава композиционного наполнителя для полимеров на основе фосфогипса, позволяющего снизить себестоимость производства полимерных изделий за счет использования дешевых отходов производства и исключения стадии предварительной отмывки фосфорсодержащих веществ, способствовать утилизации многотоннажных отходов производства фосфорной кислоты. При этом получаем гранулированный материал с улучшенными физико-механическими характеристиками (увеличивается относительное удлинение и предел прочности на разрыв), хорошо гомогенизированный и легко перерабатываемый при производстве изделий экструзией, литьем под давлением, прессованием в форме из полиэтилена низкой/высокой плотности, полипропилена, линейного полиэтилена низкой плотности.The technical result obtained by implementing the present invention is to develop a composition of a composite filler for polymers based on phosphogypsum, which allows reducing the cost of production of polymer products through the use of cheap production waste and eliminating the stage of preliminary washing of phosphorus-containing substances, facilitating the disposal of large-tonnage waste from the production of phosphoric acid. In this case, we obtain granular material with improved physical and mechanical characteristics (relative elongation and tensile strength increases), well homogenized and easily processed in the production of products by extrusion, injection molding, pressing in the form of low/high density polyethylene, polypropylene, linear polyethylene low density.
Заявляемый состав композиционного наполнителя для полимеров на основе фосфогипса получают на стандартном оборудовании. Все порошкообразные компоненты в соответствии с заявленным составом дозируют по заданной рецептуре гравиметрическими дозаторами, совмещенными со смесителем, в котором происходит механическое смешивание компонентов. Из смесителя шнековым транспортером или самотеком смесь подается в экструдер-гранулятор. Состав дополнительно смешивается и направляется в зону плавления (пластикации), где происходит окончательная гомогенизация и плавление всех органических компонентов, включая полиэтилен, компатибилизатор, смазки на основе восков. Далее материал подается к формообразующей головке (фильере), на выходе из которой режется на гранулы и охлаждается.The inventive composition of the composite filler for phosphogypsum-based polymers is obtained using standard equipment. All powdered components, in accordance with the declared composition, are dosed according to a given recipe using gravimetric dispensers combined with a mixer in which the components are mechanically mixed. From the mixer, the mixture is fed by a screw conveyor or by gravity into the extruder-granulator. The composition is additionally mixed and sent to the melting (plasticization) zone, where final homogenization and melting of all organic components occurs, including polyethylene, compatibilizer, and wax-based lubricants. Next, the material is fed to the forming head (die), at the exit of which it is cut into granules and cooled.
Для определения технических характеристик полученного состава композиционного наполнителя и изделий на его основе, был проведен сравнительный анализ изделий с промышленно выпускаемыми составами наполнителя, содержащими 70% карбоната кальция, таких фирм как Алеко-Полимер, Ватан, Барс-2, Никатор, ЮГ-Полимер. По этическим соображениям в сравнительном анализе не будут раскрыты настоящие марки сравниваемых материалов с меловым наполнителем.To determine the technical characteristics of the resulting composition of the composite filler and products based on it, a comparative analysis of products with industrially produced filler compositions containing 70% calcium carbonate, such as Aleko-Polymer, Vatan, Bars-2, Nikator, YuG-Polymer, was carried out. For ethical reasons, the comparison analysis will not disclose the actual brands of chalk-filled materials being compared.
Для сравнения характеристик готовых изделий, в состав которых входили предлагаемый композиционный наполнитель на основе фосфогипса и наполнители на основе мела были изготовлены методом экструзии листы толщиной 2 мм. Состав листа: полиэтилен марки 273-83 по ТУ 2211-004-50236110-2001 с изм. 1-2 производства ОАО «Ставролен» в количестве 90% и в качестве добавки, полученные композиционные материалы и промышленно выпускаемые меловые наполнители (образцы №1 мел, 2 мел, 3 мел, Табл. 2) в количестве 10%. Из листов вырублены образцы по ГОСТ 11262 и испытаны на разрыв.To compare the characteristics of finished products, which included the proposed composite filler based on phosphogypsum and chalk-based fillers, sheets 2 mm thick were produced by extrusion. Sheet composition: polyethylene grade 273-83 according to TU 2211-004-50236110-2001 with amendments. 1-2 produced by JSC Stavrolen in an amount of 90% and as an additive, the resulting composite materials and industrially produced chalk fillers (samples No. 1 chalk, 2 chalk, 3 chalk, Table 2) in an amount of 10%. Samples were cut from sheets in accordance with GOST 11262 and tested for tensile strength.
В Табл. 1 представлены составы композиционного наполнителя для полимеров на основе фосфогипса и характеристики образцов, полученных на их основе: ПТР (показатель текучести расплава) г/10 мин, при нагрузке 2,16 кг, насыпная плотность, кг/м3.In Table. Figure 1 shows the compositions of the composite filler for polymers based on phosphogypsum and the characteristics of samples obtained on their basis: MFR (melt flow rate) g/10 min, at a load of 2.16 kg, bulk density, kg/m 3 .
В Табл. 2 представлены результаты, полученные в процессе экструзии и характеристики образцов готового изделия: предел прочности на разрыв, МПа и относительное удлинение в процентах; а также нагрузка на двигатель экструдера в процентах от максимальной нагрузки и давление в экструдере перед фильерой в процентах от максимального давления во время процесса получения листа. При этом предел прочности на разрыв чистого полимера - 28,4 МПа, а удлинение - 602%.In Table. Figure 2 presents the results obtained during the extrusion process and the characteristics of the finished product samples: tensile strength, MPa and elongation in percent; as well as the extruder motor load as a percentage of the maximum load and the extruder pressure in front of the die as a percentage of the maximum pressure during the sheet production process. At the same time, the tensile strength of pure polymer is 28.4 MPa, and elongation is 602%.
Из Табл. 2 видно, что меловые компаунды незначительно уступают по технологическим параметрам. При сравнении образцов №1, 2, Табл. 1) и 1 мел, 2 мел, 3 мел (Табл. 2), в которых содержится одинаковое количество неорганического наполнителя - 70%, видно, что нагрузка на двигатель экструдера выше при использовании меловых наполнителей. Давление перед фильерой во время процесса получения изделия также больше, что приводит к повышенному износу оборудования.From Table. 2 shows that chalk compounds are slightly inferior in technological parameters. When comparing samples No. 1, 2, Table. 1) and 1 chalk, 2 chalk, 3 chalk (Table 2), which contain the same amount of inorganic filler - 70%, it is clear that the load on the extruder motor is higher when using chalk fillers. The pressure in front of the die during the process of obtaining the product is also greater, which leads to increased wear of the equipment.
Разрывные нагрузки у полимерных изделий, в составе которых присутствует ФГ наполнитель, выше по сравнению с меловым наполнителем по двум причинам. Частицы ФГ имеют вытянутую нитеобразную форму, что обеспечивает более высокие физико-механические характеристики наполненных полимеров, кроме того частицы ФГ обладают пористой структурой поверхности, что увеличивает поверхностную площадь контакта полимер-наполнитель.The breaking loads of polymer products containing FG filler are higher compared to chalk filler for two reasons. FG particles have an elongated thread-like shape, which provides higher physical and mechanical characteristics of filled polymers; in addition, FG particles have a porous surface structure, which increases the surface contact area of the polymer-filler.
Таким образом, экспериментально доказано, что применение предложенного состава гранулированного композиционного наполнителя для полимеров на основе фосфогипса позволяет снизить себестоимость производства изделий из полимеров, способствовать утилизации отходов производства фосфорной кислоты при одновременном улучшении физико-механических характеристик готовых полимерных изделий.Thus, it has been experimentally proven that the use of the proposed composition of granular composite filler for phosphogypsum-based polymers makes it possible to reduce the cost of production of polymer products, promote the recycling of phosphoric acid production waste, while simultaneously improving the physical and mechanical characteristics of finished polymer products.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812080C1 true RU2812080C1 (en) | 2024-01-22 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2080344C1 (en) * | 1994-03-05 | 1997-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Фосфорит" | Process for preparing white filler from phosphogypsum |
| CN105524352A (en) * | 2015-11-29 | 2016-04-27 | 贵州开磷集团股份有限公司 | Calcium carbonate and phosphogypsum composite filler for production of PP material and preparation method thereof |
| RU2016151167A (en) * | 2014-06-05 | 2018-07-10 | Омиа Интернэшнл Аг | POLYMERIC COMPOSITION FILLED WITH A MIXTURE OF INORGANIC FILLER |
| RU2723804C2 (en) * | 2018-07-13 | 2020-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью Центр Сертификации Аккредитации (Аттестации) "МЕЖОТРАСЛЕВЫЕ СИСТЕМЫ КАЧЕСТВА" | Method of processing fresh phosphogypsum |
| RU2775992C2 (en) * | 2017-11-22 | 2022-07-12 | ОуСиПи СА | Method for phosphogypsum decomposition |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2080344C1 (en) * | 1994-03-05 | 1997-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Фосфорит" | Process for preparing white filler from phosphogypsum |
| RU2016151167A (en) * | 2014-06-05 | 2018-07-10 | Омиа Интернэшнл Аг | POLYMERIC COMPOSITION FILLED WITH A MIXTURE OF INORGANIC FILLER |
| CN105524352A (en) * | 2015-11-29 | 2016-04-27 | 贵州开磷集团股份有限公司 | Calcium carbonate and phosphogypsum composite filler for production of PP material and preparation method thereof |
| RU2775992C2 (en) * | 2017-11-22 | 2022-07-12 | ОуСиПи СА | Method for phosphogypsum decomposition |
| RU2723804C2 (en) * | 2018-07-13 | 2020-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью Центр Сертификации Аккредитации (Аттестации) "МЕЖОТРАСЛЕВЫЕ СИСТЕМЫ КАЧЕСТВА" | Method of processing fresh phosphogypsum |
| RU2784967C1 (en) * | 2022-02-01 | 2022-12-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "ФАРМАКС" | Raw mixture for obtaining an active mineral additive for cement and method for its preparation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20180132763A (en) | Cellulose composites containing wood pulp | |
| JP6255478B2 (en) | Process for the production of composite polymer materials with increased filler content | |
| US8349938B2 (en) | Process for making polyolefin compositions | |
| RU2528255C2 (en) | Production of compacted material with processed surface suitable for processing at single-screw extruder of plastics | |
| KR102342266B1 (en) | Methods of making articles by injection molding, use of compatibilizers in polymer resins, and polymer resins | |
| EP2655502A1 (en) | Composite of polymeric material with mineral fillers | |
| RU2812080C1 (en) | Composite filler for polymers based on phosphogypsum | |
| US9708457B2 (en) | Moisture scavenger composition | |
| CN107501717B (en) | Polypropylene filling master batch and preparation method thereof | |
| CN105440621B (en) | PLA noctilucence master batch and preparation method thereof | |
| US20170210860A1 (en) | High-resiliency rigid composite materials, and use and production thereof | |
| WO2018170582A1 (en) | Process for the preparation of a composite material | |
| RU2696863C2 (en) | Polymer composition based on low-pressure secondary polyethylene | |
| KR101547945B1 (en) | Masterbatch for improvement of smoothness and liquidity and film composition using the same | |
| CN110587942A (en) | High-tensile-load flat filament for plastic woven bag | |
| KR101740656B1 (en) | Preparation method of thermoplastic resin composition and thermoplastic resin composition prepared thereby | |
| RU2796828C1 (en) | Method for processing compositions based on thermoplastic resins | |
| CN107974002A (en) | A kind of polyvinyl chloride filler parent granule and preparation method thereof | |
| KR100633785B1 (en) | Flame retardant polypropylene color resin composition comprising a high flame retardant | |
| EP1110991A1 (en) | Polymeric composition particularly suitable to blow-moulding applications | |
| CN112795074A (en) | Filler formed by recycling nonmetal powder of waste circuit board and preparation method thereof | |
| JP2021127391A (en) | Method for producing inorganic substance powder-containing polyolefinic resin molding | |
| WO2018199780A1 (en) | Method of manufacturing a cellulosic modifier for thermoplastics and modified thermoplastic composites | |
| PL232723B1 (en) | Method for producing composites based on polyolefines | |
| KR20050105992A (en) | Polyethylene composition for the production of peroxide crosslinked polyethylene |