Polyamidové formovacie hmoty, predovšetkým na výrobu tvarovaných dielov v oblasti pitnej vody

Číslo patentu: E 21022

Dátum: 01.04.2014

Autor: Hewel Manfred

Je ešte 14 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predložený vynález sa týka polyamidovej formovacej hmoty, predovšetkým na použitie v/gblas/ti/ pitnej vody, to znamená na výrobu tvarovaných dielov so zlepšenou odoInostouü/,x/protivnútornému hydrostatickému tlaku pri teplotách vyšších ako teplota miestnosti, apri ktorýchpri použití na určený účel dochádza spracovaná formovacia hmota do kontaktu s pitnou vodou.0002 Na použitie vo vysokoteplotnom okolí boli vyvinuté čiastočne kryštalické čiastočne aromatické polyamidy alebo kopolyamidy a vyznačujú sa, predovšetkým pri obsahu najmenej 50 mol. čiastočne alifatických tereftalamidových jednotiek, ich mimoriadne dobrými tepelno-mechanickými vlastnosťami. Teplota topenia takýchto polyamidovje zvyčajne v rozsahu od 270 do 330 °C.0003 Náročné použitia v sanitárnej oblasti a predovšetkým pri kontakte s pitnou vodou okrem toho vyžadujú vysoký tlak pri roztrhnutl a vysokú odolnost proti vnútornému hydrostatickému tlaku pri kontakte svodou alebo médiami obsahujúcimi vodu. Pritom sa vhodnosť použitia plastickej formovacej hmoty pre konštrukčnú súčiastku, ako je napríklad tlaková rúra, stanovuje jej dlhodobým správaním za hydrostatického namáhania za zohľadnenia plánovaných prevádzkových podmienok Zvyčajne je správanie materiálov udávané obvodovým napätím, pri ktorom je Očakávaná životnost rúry zanalyzovaného plastu pri teplote okolia 20 °C aza použitia vody ako skúšobného média 50 rokov. Novšie vývoje sú teraz zamerané na vytvorenie formovacích hmôt, ktorých pevnosť pri vnútornom tlaku je dimenzovaná bud na vyššie obvodové napätia alebo na vyššie teploty alebo prípadne na obidva faktory.0004 Väčšina čiastočne aromatických polyamidov spĺňa tieto požiadavky pri teplotách v rozsahu od izbovej teploty do približne 50 C, ale nie pre teploty 60 °C alebo vyššie. Takto napriklad kopolyamid y PA 6 T/66 alebo PA 10 T/1012 vykazujú nedostatočnú tuhosť (modul pružnosti v ťahu) a pevnosť v ťahu pri 80 C pri kontakte s vodou alebo médiom obs ahujúcim vodu a dosahujú len nízku odolnost proti vnútornému hydrostatickému tlaku pri 80 C nižšiu ako 100 hodín.0005 Materiály, ktoré sa používajú vinštaláciách pitnej vody (spotrebné predmety). musia mať vsúlade s DIN 1988 také vlastnosti, aby pitnú vodu nepripustne neovplyvňovali vjej potravinárskej kvalite.0006 Smernica na hygienické hodnotenie organických materiálov prichádzajúcich do kontaktu s pitnou vodou (Smernica KTW, stav 16.05.2007) okrem iného opisuje test v teplej vode pri (60 i 2) °C a test v horúcej vode pri (85 i 2) C (uskutočnenie migračného testu podľa DIN EN 12873-1 2004 a-2 2005) a stanovuje konkrétne miery migrácie pre uvolňovanie uhlíka pri kontakte s pitnou vodou. Smerná hodnota pri 7. extrakcii 12,5 mg C/mzd nesmie byť pritom prekročené. Koncentrácia uhlíkaspôsobujúca mieru migrácie, ktorá sa tu stanovuje, zodpovedá celkovej koncentrácii uvolneného.organického uhlíka (total organic carbon alebo skrátene TOC) po siedmom exlrakčnom cykle.0007 Extrahovatelné množstvo látky, a tým aj hodnota TOC sa spravidla zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou, takže pri rovnakom polymérnom materiáli sa získajú rôzne extrakčné hodnoty pri 23 °C(studená voda), 60 C (teplá voda) a 85 C (horúca voda). Takto majú niektoré plasty nízke hodnoty TOC vyhovujúce KTW pri teplote miestnosti, ale vysoké hodnoty TOC pri 60 alebo 85 °C, takže nie sú schválené pre oblasť teplej a horúcej vody.0008 EP-A-2 650 331 opisuje vláknami vystuženú polyamidovú zmes, obsahujúcu od 10 do 50 hmotn. čiastočne kryštalického polyamidu, výhodne alifatického polyamidu, od 5 do 30 hmotn. amorfného polyamidu, od 30 do 65 hmotn. vláknitých plnív ako aj prípadne ďalšie prísady. Formovacia hmota prípadne z nej vyrobené dielce majú vykazovať nízke zmršťovanie pri spracovaní,dobrý povrch, rozmerovú stabilitu a nízku migráciu do pitnej vody. Zmesi podľa vynálezu na báze PA 66 a amorfného PA 6 l/6 T (s vysokým podielom 6 l-jednotiek) majú ale pri 80 C pri kontakte s vodou príliš malú pevnosť a príliš nízky tlak pri roztrhnutí a príliš nízku odolnosť proti vnútornému hydrostatickému tlaku na to, aby boli vhodné a schválené na použitia v oblasti pitnej vody pri vysokej teplote a vysokom tlaku. Uvedené hodnoty migrácie do pitnej vody podla Smernice o hygienickom hodnotení organických materiálov prichádzajúcich do kontaktu s pitnou vodou (Smernica KnN) Úradu pre životné prostredie sú s hodnotou 24,5 mg C/mzd vyššie ako limit shodnotou 12,5 mg C/mzd pre 7. extrakciu pri 60 C a s hodnotou 70,2 mg C/m 2 d vyššie ako limit s hodnotou 12.5 mg C/m 2 d pre 7. extrakciu pri 85 (3.0009 W 0-A-2008/022910 opisuje polyamidové formovacie hmoty spevnené sklenenými vláknami na báze polyamidov s počtom koncových aminoskupín najmenej 50 mmol/kg, ktoré majú vykazovať zlepšenú odolnosť voči starnutiu vplyvom tepla avoči hydrolýze. Výhodné je použitie alifatických polyamidov.0010 US-A-2003/0050376 opisuje čiastočne aromatické polyamidové formovacie hmoty stabilizované medou, ktoré sú určené na použitie v strojárskej oblasti pre automobily, a ktoré vykazujú zlepšenú odolnosť voči vode achemikáliám. čiastočne aromatické polyamidy majú koncentráciu koncových aminoskupín maximálne 15 mmol/kg.0011 EP-A-O 827 976 sa týka polyamidových formovacích hmôt zdokonalených vzhľadom na ich tepelno-oxidačnú odolnosť, ktoré okrem iného obsahujú stabilizátory na báze medi, a pričom polyamidy vykazujú maximálne 40 mmol/kg karboxylových koncových skupín.0012 JP-A-63-161021 sa týka formovacích hmôt s dobrou odolnosťou voči starnutiu vplyvom tepla,ktoré obsahujú čiastočne aromatické polyamidy s kontrolovane nastavenými koncovými skupinami. Rozdiel medzi koncovými karboxylovými skupinami a aminoskupinami je najmenej 50 mmol/kg,pričom koncové karboxylové skupiny vždy prevažujú.0013 Dokumenty stavu techniky opisujú, ako je vyššie uvedené, protichodné teórie s ohladom na zlepšenie odolnosti voči hydrolýze ateplu, ako je možné dosiahnuť takéto zlepšenie. Raz sa konštatuje lepšia odolnosť, ak prevažuje počet koncových aminoskupín, inokedy má rovnaký efektzaistiť nadbytok karboxylových koncových skupín. Iné dokumenty zasa opisujú určité horné alebo dolné limity pre koncové aminoskupiny a karboxylové skupiny bez toho, aby z tohto vyplýval Iogický obraz v súvislosti so zlepšením odolnosti čiastočne aromatických polyamidov pri kontakte s vodou.0014 V súvislosti so všeobecným pozadím sa ďalej odkazuje na W 0 2009055948. ktorý opisuje použitie formovacej hmoty ako tvarovaného výrobku pre pitnú vodu s nasledujúcimi obsahovými zložkami (A) od 30 do 100 hmotn. polyamidovej zmesi obsahujúcej alifatický, čiastočne kryštalický homopolyamid alebo kopolyamid a transparentný homopolyamid alebo kopolyamid alebo zmes takýchto polyamidov a (B) od 0 do 70 hmotn. plnív a výstužných látok, ako aj prípadne pomocné látky a prísady.0015 Vsúvislosti so všeobecným pozadím sa ďalej odkazuje na W 0 2013026779, ktorý opisuje polyamidovú zmes s oxidom kovu s vysokou odrazivosťou v tvarovanom výrobku s vysokým stupňom belosti a reflexnou schopnosťou po starnutí vplyvom tepla, vhodnom na LED-aplikácie.0016 Úlohou vynálezu bolo okrem iného poskytnúť zdokonalenú formovaciu hmotu na výrobu tvarovaného výrobku pre pitnú vodu, predovšetkým takú zdokonalenú formovaciu hmotu, ktorá môže byť schválená aj na kontakt s pitnou vodou vysokej teploty a ktorá, keď je spracovaná na tvarovaný výrobok, vykazuje odolnosť proti vnútornému hydrostatickému tlaku podla ISO 1167-1 a ISO 1167-2 vo vode pri 80 C a 45 baroch zaťaženia najmenej 1000 h, výhodne najmenej 1500 h. Okrem toho formovacie hmoty výhodne dosahujú limity migrácie požadované pre pitnú vodu na použitia s horúcou vodou (85 TJ, dlhodobé použitie) a vykazujú vysoký tlak pri roztrhnutí pri 23 C, vysokú pevnos ť/modul pružnosti pri 80 °C, nízke zmrš ťovanie pri spracovaní, dobrý povrch, vysokú rozmerovú stabilitu a malú mieru preťahovania.0017 Táto úloha bola vyriešená polyamidovou formovacou hmotou, ako je definovaná v nárokoch,respektíve tvarovanými dielmi, ako sú definované v nárokoch, Predložený vynález sa konkrétne týka polyamidovej formovacej hmoty pozostávajúcej z nasledujúcich obsahových zložiek (A)-(F)(A) od 25 do 74,9 hmotn. najmenej jedného čiastočne kryštalického, čiastočne aromatického polyamidu 6 T/6 l, tvoreného z(a 1) od 65 do 82 mol. kyseliny tereftalovej vztiahnuté na sumu použitých dikarboxylových kyselín(a 2) od 18 do 35 mol. kyseliny izoftalovej vztiahnuté na sumu použitých dikarboxylových kyselín(a 4) najmenej jednej monofunkčnej karboxylovej kyseliny0018 Pritom sú jednotlivé obsahové súčasti zložky (A) použité v určitých pomeroch. Konkrétne platiapre vyššie uvedené obsahové zložky (a 1)-(a 5) nasledujúce výhradyprvá výhrada mólový pomer zložky (a 3) k sume použitých dikarboxylových kyselín a 1)(a 2 je minimálne 1,04. T.j., pri polymerizácii sa východiskové látky použijú tak, aby bol prítomný podstatný nadbytok diamínu, pričom mólový pomer zložky (a 3) k sume použitých dikarboxylových kyselín a 1) (a 2 je maximálne 1,10druhá výhrada mólový pomer zložky (a 4) k zložke (a 3) je v rozsahu od 0,41 do 0,08 (t.j. 1 až 8 mol.). Tj., je prítomný definovaný podiel monofunkčnej karboxylovej kyseliny vzhľadom na podiel diamínu.0019 Týmito dvomi výhradami sa zaistí. aby pri výrobe systému 6 T/6 I vznikla úplne špeciñcká regulácia a úplne špecifická štruktúra koncových skupin, ktorá je neočakávaným spôsobom zodpovedná za to, že výsledkom sú mimoriadne vlastnosti podľa vynálezu.0020 Polyamidová formovacia hmota ďalej obsahuje nasledujúce zložky(B) od 25 do 60 hmotn. vláknitých výstužných látok (predovšetkým sklenené vlákna schválené pre kontakt s potravinami)(C) od 0 do 30 hmotn. partikulárnych plnív podľa nároku 1(D) od 0,1 do 2,0 hmotn. tepelných stabilizátorov, s výhradou, že tu nie sú obsiahnuté žiadne stabilizátory na báze medipričom suma zložiek (A)-(E) je 100 hmotn.0021 Žiaden z uvedených dokumentov stavu techniky neopisuje polyamidovú formovaciu hmotu s nárokovaným zložením, ani nehovoriac ovhodnosti takejto polyamidovej formovacej hmoty pre oblasť tvarovaných dielov v oblasti pitnej vody, a úplne inak založené použitia v týchto dokumentoch sa ani nepribližujú takejto vhodnosti. Predovšetkým odborník nemôže z nich predpokladať, že takáto formovacia hmota je schopná pre takéto použitia dosiahnuť vynikajúcu odolnosť proti vnútornému hydrostatickému tlaku pri vyššej teplote a nízke hodnoty TOC.0022 Podstatný prvok vynálezu teda okrem iného spočíva vtom, že sa zistilo, že navrhované špecifická zmes neočakávaným spôsobom skutočne môže na jednej strane vykazovať vysokú odolnost proti vnútornému hydrostatickému tlaku pri vyšších teplotách ana strane druhej môže vykazovať veľmi nízku hodnotu TOC a pri uvedených stupňoch spevnenia (podiel zložky B) môže byť ešte stále veľmi dobre spracovateľná.0023 Pri zložke (A) ide výhodne o čiastočne aromatický polyamid 6 T/6 I, zostavený zo zložky (a 1) od 68 do 78 mol. kyseliny tereftalovej, výhodne od 69 do 75 mol. kyseliny tereftalovej vztiahnuté na sumu použitých dikarboxylových kyselín a 1) (a 2.0024 Podľa výhodného uskutočnenia je mólový pomer zložky (a 3) k sume použitých dikarboxylových kyselín a 1) (a 2 v rozsahu od 1,045 do 1,10, výhodne v rozsahu od 1,05 do 1,08, výhodnejšie v

MPK / Značky

MPK: C08G 69/26, C08L 77/06, C08K 7/14

Značky: predovšetkým, formovacie, výrobu, tvarovaných, oblastí, polyamidové, pitnej, hmoty, dielov

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/22-e21022-polyamidove-formovacie-hmoty-predovsetkym-na-vyrobu-tvarovanych-dielov-v-oblasti-pitnej-vody.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Polyamidové formovacie hmoty, predovšetkým na výrobu tvarovaných dielov v oblasti pitnej vody</a>

Podobne patenty