Polyvinylchloridová kompozícia na výrobu flexibilných profilov

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Polyvinylchloridová kompozícia pozostáva z 57 až 67 hmotn. % suspenzného PVC, 32 až 42 hmotn. % zmäkčovadiel, 0,4 až 5 hmotn. % stabilizačno-mazacieho systému, do 0,1 hmotn. % regulátorov polymerizácie a do 0,1 hmotn. % pigmentov.

Text

Pozerať všetko

(19) Číslo prihlášky 2601-90 Dátum podania 28.05.90 m) DW d°km°mľ B 6 Číslo prioritnej prihlášky (Sl) Im CLÓ z Dátum priority C 0814 27/06 B 29 C 33/40 Krajina priority ÚRAD Dátum zverejnenia 17.12.91 Dátum zverejnenia udelenia vo Vestníku 04.02.98 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Číslo PCT(73) Majiteľ patentu Novácke chemické závody, a. s., Nováky, SK(72) Pôvodca vynálezu Helbich Tibor, Ing., Prievidza, SKNázov vynálezu Polyvinylchloridová kompozícia na výrobu flexibilných profilovPolyvinylchloridová kompozícia pozostáva z 57 až 67 hmotn. suspenznćho PVC, 32 až 42 hmotn. zmäkčovadiel, 0,4 až 5 hmotn. stabilizačno-mazacieho systému, do 0,1 hmotn. regulátorov polymerizácie a do 0,1 hmotn. pigmentov.Vynález sa týka polyvinylchloridovej kompozície(ďalej kompozícia PVC) vhodnej na výrobu flexibilných tesniacich profilov pre polymerizačne formy na výrobu tabuľového organickćho skla polymerizáciou metylmetakrylátu (ďalej MMA).Doteraz používaný technologický postup V tuzemskej výrobe využíva na prípravu polymerizačných foriem na výrobu tabúľ organickeho skla tabule z vysokolešteného kremičitého skla. Po okrajoch medzi dvoma takýmito tabuľami sa uložia dištančné vložky z mäkčeneho polyvinylchloridu (PVC). Tieto zabezpečujú vytvorenie štrbiny v polymerizačnej forme a od ich hrúbky teda závisí aj hrúbka vyrobeného organického skla. Forma sa po celom obvode olepí papierovou lepiacou páskou. Lepiaca páska je tesniacim materiálom, ktorý zamedzí vytečeniu polymćru a zabezpečuje tiež prítlačnú silu medzi sklenými tabuľami tak, aby nedochádzalo k posunu dištančných vložiek. Ponechaným otvorom sa forma naplní sirupovitým predpolymérom MMA a otvor sa uzavrie prelepenim papierovou lepiacou páskou.Prvá časť polymerizácie sa uskutočňuje vo vzduchových komorách s dostatočnou cirkulaciou vzduchu, ktorý zabezpečuje odvod tepla uvoľňujúceho sa počas exotermickej polymerizácie MMA. Prvá časť nemôže prebiehať ihneď vo vodnom prostredí, pretože tam by sa papierová lepiaca páska odlepila a polymerizačný roztok by vytiekol.Po uplynutí 60 - 70 konverzie, kedy je polymer už V pomerne tuhom stave, sa polymerizačne fonny premiestnia do vodného kúpeľa, kde prebehne druhá časť polymerizácie. Po ukončení polymerizácie sa silikátove sklá mechanicky oddelia od vyrobeného organického skla.Organické sklo, vyrobené vo formách s tesnením z lepiacej papierovej pásky, má po okrajoch zapolymerizované dištančné vložky z PVC, čo predstavuje funkčné a vzhľadové vady. Preto sa tieto okraje musia orezať. Orezky sú nerealizovateľným odpadom, nie je možné ich depolymerizovať na MMA práve kvôli prítomnosti PVC. Jediná možnosť ich likvidácie je skladovanie na skládkach tuhého odpadu. Tvoria fakticky neodbúrateľný odpad a hromadením na skládkach nepriaznivo vplývajú na ekologickú situáciu.Technologický postup pri použití papierovej lepiacej pásky ako tesniaceho materiálu pri príprave polymerizačnej formy sa vyznačuje veľkou prácnosťou, vysokou materiálovou a energetickou náročnosťou. Vo svete sú známe technológie výroby liateho organíckćho skla medzi dvoma sklenými tabuľami energeticky a materiálovo menej náročné. Ako sa uvádza v literatúre Encyclopedia of polymer science and technology, diel I. str. 275 až 277,Interscience Publisers a division of John Wiley sons, Inc,New York, 1964, dá sa to dosiahnuť vedením prvej fázy oxotermického polymerizačného procesu vo vodnom prostredí, ktoré zabezpečuje intenzívnejší odvod polymerizačnćho tepla. Podľa údajov V tejto literatúre, forma na výrobu organickćho skla je zholovená z dvoch platní zo žíhanćho alebo tepelne upraveného skla. Oddelené sú tesniacou vložkou z flexibilnćho materiálu, ktorá zabráni vytečeniu polymerizačnej násady a vniknutiu vody dopolymerizačnej formy. Sklené platne sú spolu spojené perovýrni spojkami, ktoré sú schopné reagovať na kontrakcie fonny v priebehu polyrnerizàcie.Tesniaci profil musí zabezpečiť dodržanie tolerancií hníbok tabule organického skla a nesmie spôsobiť zhoršenie jej fyzikálno-mechanických vlastností. Problem spočíva v tom, že sortiment vhodných plastických hmôt je úzky. Na tieto účely je známe použitie polyetylćnu(PE), prípadne mäkčenćho polyvinylchloridu (PVC).Použitie polyetylénu má oproti mäkčenému PVC výhodu v tom, že sa počas polymerizacie nespojí s organickým sklom, po ukončení polymerizácie ho možno oddeliť a po prepracovaní znovu použiť. Nevýhodou je,že tesnenie z PE je tvrdé, so slabou možnosťou ovplyvnenia mechanických vlastností, čo spôsobuje problémy pri ukladaní tesnenia do formy a pri dodržaní tolerancií hrúbok.Tieto problémy sa neprejavujú u tesnení z mäkčenćho PVC, kde je možnosť ovplyvnenia mechanických vlastností v širokom rozsahu. Je známy juhoslovanský materiál na tesnenie polymerizačných foriem s PVC o K-hodnote 67, ktorý má tvrdosť okolo 70 ° shore A, čo predstavuje obsah zmäkčovadla asi 70 phr. Jeho spracovateľské vlastnosti sú upravene náročnou kombináciou spracovateľských prísad, čo znižuje jeho dostupnosť.Výhody oboch materiálov sú spojené v dvojzložkovom tesnení, kde základ tvorí materiál z makčenćho PVC, ktorý je na povrchu potiahnutý vrstvou polyetylénu. Jeho výroba je zložité, náročná na výrobné zariadenie a takýto materiál je prakticky nedostupný.Teraz sme zistili, že na zhotovenie tesniaceho profilu do foriem na výrobu tabúľ organickćho skla výhodne možno použiť novovyvinutú kompozíciu PVC podľa tohto vynálezu, ktorá pozostáva z 57 až 67 hmotn. suspenzněho PVC, 32 až 42 hmotn. zmäkčovadiel,0,4 až 5 stabilizačno-mazacieho systému, ktorý zabezpečuje dostatočnú tepelnú stabilitu materiálu tak pri výrobe tesnenia ako aj pri polymerizácii MMA. Kompozicia PVC môže ešte obsahovať regulátor polymerizacie a pigmentu pre farebne odlíšenie PVC tesnenia do tabúľ organického skla.Kompozícia PVC uvedeného zloženia rozširuje sortiment materiálov vhodných na výrobu tesniacich profilov do foriem na výrobu tabúľ z organického skla.Z hľadiska konkretizácie jednotlivých zložiek PVC-kompozície možno odporučiť suspenznć PVC porćzneho typu s dobrou absorpciou zmäkčovadiel. Jeho molekulová hmotnosť vyjadrená K-hodnotou má byť v rozsahu 58 až 72. K-hodnota nižšia ako 58 by spôsobila zníženie požadovanej tvrdosti materiálu, K-hodnota nad 72 spôsobuje zvýšenie viskozity taveniny, čo má za následok potrebu zvýšenia teplôt pri spracovaní zmesi na tesnenie a následne zvýšenie nárokov na tepelnú stabilitu zmesi PVC.Z 0 zrnäkčovadiel možno použiť najmä estery mastných kyselín, napr. kyseliny ñalovej, z nich výhodne sa odporúča di-2(ety 1 hexyl)ftalát.Stabilizačno-mazací systém je definovaný tým, že obsahuje kovové soli organických a anorganických zlúčenín alebo kovové soli organických a anorganických zlúčenín v kombinácii s vyššími mastnýrrni kyselinamiafalebo ich soľami alebo esterrni. Výhodne možno použiť napr. stearan olovnatý.Ako regulatory polymerizácie možno použiť difenoly,z nich najmä hydrochínón (1,4 dihydroxybenzćn).Výber dmhu pigmentu a jeho obsah v zmesi nie je obmedzený, ak spĺňa ostatne technologické a funkčné požíadavky.Z kompozície PVC uvedeného zloženia sa vyrobí granulát PVC a z neho sa následne vytlačí na extradri profil tvaru a priemeru závislého od požadovanej hrúbky organickćho skla. Pre hrúbky do 10 mm sa vyrobí plný profil kruhového prierezu, od hrúbky l 0 mm do 19 mm sa vyrobí hrubostenná hadička s priemerom vnútomého otvoru 4 mm.Tesniaci profil sa uloži medzi dve platne silikátovćho skla a platne sa pevne spoja pružinovými svorkami, čím sa vytvorí polymerizačná forma. Do tejto formy sa naleje predpolymér s obsahom 6 - 10 polymćru. Naplnene fonny sa uložia do polymerizačněho stojanu. Vlastná polymerizácia MMA prebieha priamo vo vodnom prostredí bez rizika poškodenia tesnenia vodným prostredím a vytečenia predpolymerizačnej násady. Je to výhoda oproti doteraz použĺvanému spôsobu, kde prvá etapa polymerizácie musela prebiehať vo vzdušnom prostredí. Výhoda spočíva v možnosti viesť polymerizáciu vo vode hned pri vyššej teplote, čím sa dá dosiahnuť skrátenia času polymerizácie. To predstavuje úsporu energie, ale i zvýšenie produktivity práce.Dopolymerizácia sa uskutočňuje v tom istom vodnom prostredí pomalým stúpnutím teploty na 95 °C a následným pomalým klesnutím teploty na 45 °C.To znamená, že celý proces polymerizácie prebieha v jednom mieste - v polymerizačnej vani a nie je potrebné premiestňovať polymerizačnć formy na viaceré polymerizačné miesta, ako je to pri polymerizácii s papierovou páskou (nárazová komora, polymerizačná komora, polymerizačná vaňa). Patrí to k nespomým výhodám použitia tesniaceho profilu z novovyvinutej kompozície PVC.Ďalšímjeho kladom je aj znížená prácnosť v priebehu polymerimcie, nakoľko z tohto postupu nie je potrebne orezávať papíerovú pásku po celom obvode formy, čo predstavuje fyzicky namáhavú prácu.Tesnenie z kompozície PVC sa stáva v priebehu procesu súčasťou organickćho skla. Hrany organickěho skla sú teda hladké a zaručujú lepšiu manipuláciu pri expedícii a doprave, kedy slúži tesniací profil ako ochranný materiál pred poškodením skla. Zároveň odpadá jedna nepríjemná manipulácia s organickým sklom pri ñnalizácii - orezávanie jeho okrajov, čo opäť predstavuje určité energetické výhody a úsporu práce.Najväčšou výhodou použitia tesniaceho profilu z navrhovanej kompozície PVC na polymerizačnć formy je, že dochádza k materiálovým úsporám monomćru MMA pri zabezpečení výroby organickćho skla rovnakých rozmerov.Tesnenie z kompozície PVC totiž v polymerizačnej forme presne vymedzí polymerimčnú plochu. Predpolyrnćr nezateká až ku okrajom silikátového skla, ktoré pri doteraz použivanej technológii s dištančnýrni vložkami tvoria nerealizovateľný odpad. Materiálové úspora MMA vzrastá so zväčšovanim hrúbky vyrábaného organickćho skla.Jednou z ďalších významných výhod uvádzanej prípravy foriem pri použití tesniaceho profilu z navrhovanej kompozície PVC je, že nevzniká odpad z orezaných okrajov organickćho skla, ako pri formách s tesnením z pa pierovej lepiacej pásky. Odpad z tohto doteraz používaného postupu vzhľadom na prítomnosť dištančnýchvložiek z PVC nie je možné depolymerizovať, ani ináč použiť. Je to neodbúrateľný odpad, ktorý sa musí deponovať - na skládkach pevného odpadu. Potreba skládok predstavuje desiatky ton ročne, čo má nepriaznivý vplyv na ekologickú situáciu v mieste výroby.Prednosti vynálezu sú ďalej podrobnejšie opisanć a vysvetlene V príkladoch l až 3.Polymerizačná forma sa pripraví z dvoch platní silikátového skla, medzi ktorými sú po okrajoch vo vzdialenosti asi 10 cm od seba umiestnené dištančné vložky. Obvod formy sa čiastočne uzavrie olepením papierovou lepiacou páskou. Do formy sa cez ponechaný nálevovy otvor naleje predpolymćr MMA s obsahom 6 PMMA. Množstvo nálezu závisí od vyrábanej hrúbky organického skla a je uvedené v tabuľke l.Tabuľka l Hrubka org skla Množstvo nálevu na výrobu tabuleNálevový otvor sa uzavrie lepiacou páskou a polymerizačná forma sa umiestni do stojanu. Polymerizačný stojan sa nechá 4 hodiny stáť v mieme šikmej polohe, aby rozptýlené vzduchové bublíny vyšli k hornému okraju a vzniknutá vzduchová bublina sa ešte z každej formy vytlačí. Potom sa stojan premiestni do nárazovej komory, kde dochádza k termickej iniciácii polymerizačnej reakcie pri 58 °C počas l hodiny. Po uplynutí tohto času sa opäť každá forma prekontroluje a náhodne vniknutý vzduch sa z formy vytlačí. Potom sa stojan s formami vloží do polymerizačnej komory, kde sa udržiava stále teplota odvodom polymerizačného tepla nútenou cirkuláciou vzduchu. Tu prebieha prvá časť polymerizácie. Jej teplota a čas trvania závisia od hrúbky vyrábaného organického skla a sú uvedené v tabuľke 2.Stupeň polymerizácie je potrebné kontrolovať vpichom ostria noža do hrán polymerizačnej formy hlavne v záverečnej fáze vzdušnej polymerizácie, keď sa predpokladá jej ukončenie. Polymér po ukončení tejto fázy užnesmie vytekať z formy a je gurnovej konzístencie. Keď prevažná časť dosiek dosiahne tento stav polyméru, polymerizačný stojan sa zo vzduchovej komory vyberie a lepiaca páska sa po celom obvode rozreže ručne nožom. Polymerizačný stojan sa potom vloží do polymerizačnej vane s vodným kúpeľom vyhriatym na teplotu 45 °C, kde dochádza k dopolymerizovaniu zvyškového MMA a priebeh polymerizácie je nasledovný- 3 hodiny stupňovanie teploty zo 45 °C na 95 °C- 2 hodiny udržiavanie teploty pri 95 °CPo ochladení sa polymerizačný stojan vyberie. Kremičité sklá sa oddelia od tabule vyrobeného organickćho skla,ktoré má pomeme ostré okraje so zapolymerizovanými dištančnými vložkami. Rozmer neorezaného sklaje 1050 x 1520 mm, po orezaní má rozmery 1000 x 1470 mm. Orezky organického skla so zapolymerizovanými vložkami z PVC tvoria nerealizovateľný odpad a odvážajú sa na skládky pevného odpadu.Platnc kremičitćho skla sa pred opätovným použitím na konštrukciu formy musia ručne očistiť od papierovej pásky, umyť a vysušiť.Na iluidnej míešačke sa pripraví kompozícia PVC o zložení 68,02 hmotn. suspenzného PVC s K-hodnotou 70 31,1 hmotn. dibutylftalátu ako zmäkčovadla,0,49 stearanu olovnatého ako stabilizátora s mazacími účinkami a 0,39 hmotn. 1 roztoku hydrochinón v di(Z-etylhexybñaláte ako regulátora polymerizácie. Narniešaná mes sa zgranuluje. Granulát má tieto vlastnosti pevnosť v ťahu 58,7 MPa, predĺženie pri pretrhnutí 173 , tvrdosť 74,8 °shorc A, strata zmäkčovadla 13,1 , tavný index 42 g/ 10 minút pri teplote 190 °C a závaží 21,5 kg.Z granulátu sa na výtlačnom stroji pripraví tesniaci profil kruhového prierezu. Polymerizačná forma sa konštruuje tak, že na vysušenú platňu z kremičitého skla sa nasunú do každého rohu kovové pomocné prípravky s upevneným silonovým vláknom. Vopred odmeraný a zvarený profil PVC sa položí na sklo a pomocou kovových prípravkov a silonového vlákna sa natiahne po celom obvode budúcej polyrnerizačnej formy, vytvorí sa tým forma s rozmermi 1000 x 1470 mm. Na nálevovej strane sa prevlečie popod tesnenie pomocná textilná niť. Priloží sa ďalšia platňa zo silikátového skla a po okrajoch polymerizačnej formy okrem nálevového otvoru sa vo vzdialenosti asi 10 cm od seba nasúvajú oceľové svorky, ktore tixujú tesnenie vo vymedzenej polohe a zabezpečujú prítlačnú silu, ktorou je počas celého polyrnerizačného procesu uzavretá. V mieste nálevového otvoru sa tesnenie pomocou textilnej nite povytiahne. Potom sa z rohov polymerizačnej formy odstránia kovové rožky so silonovým vlákno. Cez nálevový otvor sa do formy v šikmej polohe naleje predpolymér s obsahom 6 - 10 /o polymem, forma sa sklopí, PVC -tesnenie sa zatlačí do pôvodnej polohy a nálevový otvor sa zasvorkuje. Množstvo nálevu je závislé od hrúbky vyrábaneho organického skla a je u vedené v tabuľke 3. Hrúbka organ. skla Množstvo nálevu na výrobu mm org. skla s rozmermi 960 x 1430 mm g 1750 5 200Tabuľka 3 - pokračovanie Hrúbka organ. skla Množstvo nálevu na výrobu mm org. skla s rozmermi 960 x 1430 mm g 4Takto naplnené forma bez prítomnosti bublin sa zasunie do polymerizačneho stojana. Stojan sa umíestni priamo do vodného kúpeľa polymerizačnej vane, teda bez polymerizácie vo vzdušnom prostredí. Teplota a čas prvej časti polymerizácie závisí od hrúbky vyrábanćho organického skla. Konkrétne hodnoty pre jednotlivé hrúbky sú uvedené v tabuľke 4.Odvod polymerizačného tepla je zabezpečený cirkuláciou vody. Druhá časť polymerizácie prebieha v troch fázach- zvýšením teploty na 95 °C počas 3 hodín- udržiavaním teploty vody 95 °C počas 2 hodín.Po ukončení polymerizácie sa svorky odstránia, formy sa rozoberú a organické sklo sa mechanicky oddelí od silikátového.Tabule organického skla pripravené týmto postupom sú po celej ploche bez chýb. Avšak okolo okrajov v mieste styku s tesnením PVC sa vytvárajú pozdĺžne chyby. V šírke asi 2 cm je polymér nehomogénny, vyskytuje sa určité množstvo bublin. Tesniaci profil sa v priebehu polymerizácie zvlní a V mieste dotyku PVC-tesnenia a organického skla dochádza k zníženiu hrúbky tabúľ. Chyby materiálu je potrebne odstrániť orezaním okrajov,čím sa znížia rozmery organického skla na 960 x 1430 mm. Tieto chyby svedčia o tom, že rýchlosť polymerizácie MMA v mieste susediacom s PVC-tesnením je nížšia, Môže to byť spôsobené vylúhovaním zložiek tejto kompozície PVC do polymerizačnej násady, ovplyvňujúcich priebeh polymerizácie MMA. Z toho vyplýva, že nie každý materiál z PVC je vhodný na tesnenie foriem na polymerizácíu a jeho zloženie je dôležité.Možno však konštatovať, že použitím kompozície PVC podľa príkladu 2 sa dosiahli určite výhody V porovnaní s použitím papierovej pásky. Je to možnosť eliminácie polymerizácie vo vzdušnom prostredí a z toho vyplývajúce energetické úspory, zvýšenie produktivity práce, odstránenie manípulačných prác. Avšak rozhodujúce materiálové úspory sa nedosiahli, pretože zostáva potreba orezanía okrajov, čím sa jednak zmenší vyrobená plocha organíckého skla, jednak znovu vznikne nerealizovateľný odpad.Príklad 3 Na tluidnej miešačke sa pripraví kompozícia PVC V zložení 63,52 hmotu. suspenzného PVC s K-hodno

MPK / Značky

MPK: C08L 27/06, B29C 33/40

Značky: flexibilných, polyvinylchloridová, profilov, výrobu, kompozícia

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-278732-polyvinylchloridova-kompozicia-na-vyrobu-flexibilnych-profilov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Polyvinylchloridová kompozícia na výrobu flexibilných profilov</a>

Podobne patenty