[go: up one dir, main page]

CS237027B1 - Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů - Google Patents

Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů Download PDF

Info

Publication number
CS237027B1
CS237027B1 CS834975A CS497583A CS237027B1 CS 237027 B1 CS237027 B1 CS 237027B1 CS 834975 A CS834975 A CS 834975A CS 497583 A CS497583 A CS 497583A CS 237027 B1 CS237027 B1 CS 237027B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
surfactant
mixture
blowing agent
extrusion
extruder
Prior art date
Application number
CS834975A
Other languages
English (en)
Other versions
CS497583A1 (en
Inventor
Alois Chvala
Renata Dubnova
Vladimir Honza
Miroslav Vaclavek
Original Assignee
Alois Chvala
Renata Dubnova
Vladimir Honza
Miroslav Vaclavek
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 Alois Chvala, Renata Dubnova, Vladimir Honza, Miroslav Vaclavek filed Critical Alois Chvala
Priority to CS834975A priority Critical patent/CS237027B1/cs
Publication of CS497583A1 publication Critical patent/CS497583A1/cs
Publication of CS237027B1 publication Critical patent/CS237027B1/cs

Links

Landscapes

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

Abstract

Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů z polymerních materiálů, především na bázi olefinických nebo styrenových polymerů, při němž lehčená struktura útvaru vzniká v procesu jedno- nebo vícenásobného stabilizovaného vytlačování. Fyzikální nadouvadlo na bázi uhlovodíku a/nebo jejich halogenderivátů se dávkuje do předsměsi příslušného· polymerního materiálu, obsahující pro účinnější dispergaci nadouvadel a nukleačních činidel 0,1 až 3,0 hmot. % povrchově aktivní látky nebo směsi více povrchově aktivních látek, přidaných do této polymerní předsměsi již v průběhu přípravných procesů, zejména pak v průběhu míchání směsi. Způsobem podle vynálezu je možno vyrábět až 40 plných nebo dutých lehčených profilů: s velikostí největšího rozměru průřezu 3 až 150 mm nebo lehčených plošných útvarů o šířce 150 až 1500 mm.

Description

Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů z polymerních materiálů, především na bázi olefinických nebo styrenových polymerů, při němž lehčená struktura útvaru vzniká v procesu jedno- nebo vícenásobného stabilizovaného vytlačování. Fyzikální nadouvadlo na bázi uhlovodíku a/nebo jejich halogenderivátů se dávkuje do předsměsi příslušného· polymerního materiálu, obsahující pro účinnější dispergaci nadouvadel a nukleačních činidel 0,1 až 3,0 hmot. % povrchově aktivní látky nebo směsi více povrchově aktivních látek, přidaných do této polymerní předsměsi již v průběhu přípravných procesů, zejména pak v průběhu míchání směsi.
Způsobem podle vynálezu je možno vyrábět až 40 plných nebo dutých lehčených profilů: s velikostí největšího rozměru průřezu 3 až 150 mm nebo lehčených plošných útvarů o šířce 150 až 1500 mm.
Vynález se týká způsobu kontinuální výroby lehčených útvarů z polymemích materiálů, především na bázi olefinických nebo styrenových polymerů.
Rozvoj kontinuální výroby útvarů z lehčených polyolefinů (zejména pak rozvětveného polyetylénu] a lehčeného polystyrenu je do určité míry zpožděn za vývojem kontinuálních technologických procesů výroby lehčených útvarů na bázi většiny ostatních běžných polymemích materiálů, například za vývojem kontinuální výroby lehčených útvarů z polyuretanů. Důvodem tohoto zpoždění ve vývoji výroby, které se pochopitelně přímo promítá též jako zpoždění v rozvoji aplikací lehčených polyolefinů a lehčeného polystyrenu, je poněkud komplikovanější technologie lehčení těchto polymemích materiálů. Na druhé straně je však třeba uvést, že lehčené polyolefiny (především lehčený polyetylén] a lehčený polystyren vykazují z hlediska svých aplikací některé velmi žádané specifické vlastnosti, což je silnou motivací pro postupné řešení jednotlivých technologických problémů a zavádění kontinuálních technologií lehčení polyolefinů a polystyrenů do průmyslové praxe.
Pokud jde o kontinuální způsob výroby lehčených polyolefinů a lehčeného polystyrenu, lze dobře spojit proces jejich fyzikálního lehčení s technologií vytlačování. Při fyzikálním lehčení polyolefinů (především rozvětveného polyetylénu] a polystyrenu vhodnými typy fyzikálních nadouvadel (například některými typy freonů) probíhá totiž tvorba lehčené struktury odpovídající kvality, aniž by bylo zapotřebí modifikovat vlastnosti taveniny síťováním. Z praktických aplikací, spojujících proces fyzikálního lehčení s technologií vytlačování, je v současné době znám například způsob výroby lehčených těsnicích profilů a dutých tepelně izolačních profilů. Pro tento účel se používá směsí obsahujících rozvětvený polyetylén, případně kopolymer etylén-vinylacetát, a vhodná nukleační činidla. Do taveniny těchto směsí se potom přímo ve vytlačovacím stroji dávkují fyzikální nadouvadla, většinou freony, které pak vytváří při expanzi vytlačovaného útvaru na výstupu z hlavy vytlačovacího stroje lehčenou strukturu.
Hlavním problémem, který není u doposud používaných způsobů výroby lehčených útvarů vytlačováním spolehlivě vyřešen, je dosažení dokonalé dispergace nukleačního činidla a nadouvadla v tavenině polymerní směsi a s ní spojených nehomogenit teplotního a zvláště tlakového pole ve vytlačovacím stroji a nástroji. Tento nedostatek se potom projevuje buď tím, že produkované útvary nemají potřebnou kvalitu lehčené struktury, nebo tím, že se požadované kvality lehčené struktury dosahuje za cenu neúměrného snížení výkonu vytlačovací jednotky. Tak například aby kvalita lehčené struktury tepelněizolačního profilu z polyetylénu o průměru 20 mm byla při doposud používaném způsobu vytlačování vyhovující, není vzhledem k náročnosti udržení potřebných podmínek procesu možné vytlačovat najednou více než jeden takový profil.
V hlavě vytlačovacího stroje musí být totiž vytvořeny specifické tlakové poměry, udržující plynulým nárůstem tlaku přesycený roztok fyzikálních nadouvadel v polymerní tavenině až do okamžiku výstupu systému do prostředí s nižším (atmosférickým) tlakem, kde teprve může nastat tvorba lehčené struktury. Aby jemná a rovnoměrná lehčená struktura vznikla za těchto komplikovaných poměrů i při násobném vytlačování, je nezbytná dokonalá dispergace nadouvadel a nukleačních činidel v polymerní tavenině. Vzhledem k tomu, že však, jak již bylo výše uvedeno, tento problém není u doposud používaného způsobu vytlačování lehčených útvarů spolehlivě vyřešen, nelze tímto stávajícím způsobem řešit ani související problematiku souběžného vytlačování více lehčených profilů, resp. s ním poměry v procesu korespondujícího vytlačování lehčených útvarů větších šířek. Tato nepříznivá okolnost je dále zvýrazněna svým značným ekonomickým dopadem. Například u již zmíněného tepelněizolačního profilu z polyetylénu, o průměru 20 mm, jehož hmotnost je cca 11 g na 1 běžný metr, může být při zvládnutelné rychlosti odtahu a navíjení cca 20 m/ /min. výkon vytlačovacího stroje 220 g/min., tj. maximálně 13,2 kg/hod. Je zřejmé, že takový výkon vytlačovací linky není při aplikaci běžného typu vytlačovacího stroje z ekonomického hlediska únosný.
Tyto nevýhody současného stavu techniky do značné míry řeší způsob kontinuální výroby lehčených útvarů podle vynálezu. Podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že lehčená struktura útvaru vzniká v procesu jedno- nebo vícenásobného stabilizovaného vytlačování, při němž se fyzikální nadouvadlo na bázi uhlovodíků a/nebo jejich halogenderivátů dávkuje do předsměsi příslušného polymerního materiálu, obsahující pro účinnější dispergaci nadouvadel a nukleačních činidel 0,1 až 3,0 hmot. % povrchově aktivní látky nebo směsi více povrchově aktivních látek, přidaných do této polymerní předsměsi již v průběhu přípravných procesů, zejména pak v průběhu míchané směsi.
Zmíněná povrchově aktivní látka se do příslušné polymerní předsměsi vpraví s výhodou tak, že se jí v průběhu mechanického míchání směsi smočí poivrch granulí nebo částic polymeru, čímž na tomto povrchu vznikne tenký povrchový film příslušné povrchově aktivní látky.
Jako povrchově aktivní látky lze s výhodiu použít především anioaktivní nebo neionogenní povrchově aktivní látky. Z anioaktivních povrchově aktivních látek se jedná především o kyselinu olejovou, alkylétersulfát sodný, deriváty benzensulfonových kyselin a sulfáty esterů mastných kyselin, z povrchově aktivních látek neionogenních pak zejména o alkylarylpolyglykolétery, blokový kopolymér etylénoxldu a propylenoxldu, estery mastných kyselin s polyetylénglykolem a kondenzační produkt kyseliny laurové s diétanolaminsm. S úspěchem lze ovšem použít také některé kationaktivní povrchově aktivní bitky, především pak vodný roztok alkyldimetylbenzylamoniumchloridu, případně· směsi několika výše uvedených povrchově aktivních látek.
Hlavní výhodou způsobu stabilizovaného vytlačováni lehčenýčh útvarů podle vynálezu je to, že se přídavkem povrchově aktivní látky podstatně zlepší dispergace nadouvadel a nukleačních činidel v polymerní tavenině a odstraní nehomogenity teplotního a zvláště tlakového· pole ve vytlačovacím stroji a nástroji. Tlm se jednak dále zlepší kvalita lehčens struktury vytlačovaných útvarů a jednak získá možnost souběžného vytlačování více profilů — aplikací způsobu stabilizovaného vytlačování lze souběžně vytlačovat až 40 plných nebo dutých lehčenýčh profilů s velikostí největšího rozměru průřezu 3 až 150 mm nebo lehčené plošné útvary o šířce 150 až 1500 min s plně vyhovující kvalitou lehčené struktury těchto výrobků.
K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží následující příklady.
Příklad 1
Z předsměsi na bázi rozvětveného polyetylénu o složení rozvětvený polyetylén (Bfalen RA 2-19) klouzek medicinální olej
100,0 hmot. dílů 1,0 hmot. dílu 0,1 hmot. dílu do níž bylo v průběhu vlastního procesu vytlačování dávkováno v množství 12,0 hmot. dílů. fyzikální nadouvadlo na bázi směsi monofluortrichlormetanu (freonu 11) a difluordichlúrmetanu (freonu 12) ve hmot. poměru 1 : 4, byl na tandemovém stroji speciální konstrukce, sestaveném ze dvou vytlačovacích strojů s průměry šneků 63 mm vytlačován lehčený profil kruhového průřezu o průměru 20 mm a objemové hmotnosti 35 kg/m3.
Pracovní režim procesu vytlačování byl následující:
aj teploty jednotlivých pásem vytlačovaných· strojů ve směru od násypky k hlavě:
1. vytlačovací stroj: 140, 160 a 200 °C
2. vytlačovací stroj: 150, 110, 105 a 100 °C vytlačovací hlava: 85 °C,
b) teplota taveniny: 95 °C,
c) tlak taveniny: 15 až 20 MlPa,
d) počet otáček šneku: 15 1/min.,
e) výkon vytlačovací jednotky:
až 13 kg/h.
Jak je zřejmá ze složení směsi, tento příklad reprezentuje dosavadní stav techniky (předsměs ještě bez přídavku povrchově akt vních látek) a je uveden proto, aby jeho srovnání s příklady následujícími dokumentovalo účinky aplikace způsobu podle vynálezu, Tlak taveniny a výkon vytlačovací jednotky jsou v tomto příkladu udány v rozmezích, protože vzhledem k pulsaci při vytlačování, resp. nerovnoměrné dispergaci freonu v tavenině nejsou tyto hodnoty konstantní. Výkon vytlačovací jednotky je zde, jak j;2 bylo dříve obecně uvedeno, limitován kritickou rychlostí odtahu a navíjení a dále též kvalitou lehčené struktury vytlačovaného profilu.
P u k 1 a d 2
Na stejném zařízení jako v příkladu 1 byla vytlačována směs rozvětveného polyetylénu, obsahujícího povrchově aktivní látku. Složení předsměsi bylo následující:
rozvětvený polyetylén (Bralen RA 2-19) 100,0 hmot. dílů klouzek 1,0 hmot. dílu povrchově aktivní látka na bázi směsi mastných kyselin sójového oleje 0,5 hmot. dílu
V průběhu procesu vytlačování bylo do rozpracované předsměsi dávkováno v množství 12,0 hmot. dílů fyzikálního nadouvadla na bázi směsi monofluortrichlormetanu (freonu lij a difluordichlormetanu (freonu 12) ve hmot, poměru 1: 4.
Přítomnost povrchově aktivní látky umožňovala při zachování jemné a rovnoměrné lehčené struktury současně vytlačovat 4 profily o průměru 20 mm a objemové hmotnosti 35 kg/m3 rychlostí 15 m/min., to znamená, že výkon vytlačovací jednotky se zvýšil na 40 kg/h.
Pracovní režim procesu vytlačování byl následující:
a) teploty jednotlivých pásem vytlačovacích strojů ve směru od násypky k hlavě:
1. vytlačovací stroj: 140, 160 a 180 °C
2. vytlačovací stroj: 145, 105, 100 a 90 °C vytlačovací hlava: 80 °C„ b j teplota taveniny: 95 °C cj tlak taveniny: 18 MPa
d) počet otáček šneku: 50 1/min.
Z konstantních hodnot tlaku taveniny a výkonu vytlačovací jednotky je zřejmé, že vytlačování probíhalo v tomto případě při prakticky čtyřnásobném výkonu bez jakýchkoliv pulzací a dalších nerovnoměrností.
Příklad 3
Na stejném zařízení jako v příkladu 1 bylo současně vytlačováno 10 profilů kruhového průřezu o průměru 5 až 6 mm a objemové hmotnosti 35 kg/m3 z předsměsi o složení:
rozvětvený polyetylén (Bralen RA 2-19) 100,0 hmot. dílu klouzek 1,0 hmot. dílu povrchově aktivní látka na bázi směsi sulfátovaných a etoxylovaných tuků v kombinaci s deriváty mastných kyselin (Duvikol PPV] 0,4 hmot. dílu přičemž fyzikální nadouvadlo na bázi směsi monofluortrichlormetanu (freon 11) a difluordichlormetanu (freon 12] ve hmotnostním poměru 1 :4 bylo opět dávkováno v množství 12,0 hmot. dílu až v průběhu vlastního procesu vytlačování:
Pracovní režim procesu vytlačování byl následující:
aj teploty jednotlivých pásem vytlačovacích strojů ve směru od násypky k hlavě:
1. vytlačovací stroj: 140, 160 a 190 °C
2. vytlačovací stroj: 145,110,105 a 95 °C vytlačovací hlava: 85 °C bj teplota taveniny: 95 °C
c) tlak taveniny: 20 MPa dj rychlost vytlačování: 10 m/min. e) výkon vytlačovací jednotky 42 kg/h.
Za vytlačovací hlavou bylo v tomto příkladném provedení zařazeno sekací ústrojí, které sloužilo k sekání vytlačovaných profilů na segmenty tvaru válců o délce nastavitelné podle potřeb následné aplikace. Příklad 4
Na stejném zařízení jako v příkladu 1 byly vytlačovány desky o rozměrech průřezu 30 * 300 mm a objemové hmotnosti 40 kg/m3 z předsměsi o složení:
polystyren kyselina citrónová uhličitan sodný klouzek
100,0 hmot. dílu 0,2 hmot. dílu 0,4 hmot. dílu 0,4 hmot. dílu a povrchově aktivní látka na bázi směsi sulfátovaných a etoxylovaných tuků v kombinaci s deriváty mastných kyselin (Duvikol PPV) 0,6 hmot. dílu, přičemž fyzikální nadouvadlo na bázi směsi monofluortrichlormetanu (freonu 11) a dlfluordichlormetannu (freonu 12) ve mot. poměru 1: 4 bylo stejně jako v předchozích příkladech dávkováno (v množství 16,0 hmot. dílu) až v průběhu vlastního procesu vytlačování.
Pracovní režim procesu vytlačování byl následující:
aj teploty jednotlivých pásem vytlačovacích strojů ve směru od násypky k hlavě:
1. vytlačovací stroj: 140,165,190 °C
2. vytlačovací stroj: 140, 105, 100 a 95 °C vytlačovací hlava: 85 °C
b) teplota taveniny: 95 °C
c) tlak taveniy: 18 MPa dj výkon vytlačovací jednotky: 45 kg/h.
Vytlačované desky měly jemnou lehčenou strukturu velmi dobré kvality. Na rozdíl od klasicky expandovaného polystyrenu se vytlačované polystyrénové útvary vyznačují nedrobívostí, nenasákavostí a celkově lepšími mechanickými vlastnostmi. Tyto výhodné vlastnosti jsou dány právě tvorbou lehčené struktury v průběhu procesu vytlačování, kdy také dochází ke vzniku tenkých kompaktních vrstev na obou površích desek. Tato struktura desek umožňuje jejich použití v aplikacích, pro něž je většina ostatních tepelně izolačních materiálů nepoužitelná — jedná se například o použití těchto desek k izolaci střech, a to i ve velmi progresivní konstrukční variantě tzv. obrácených střech.
Příklad 5
Na stejném zařízení jako v příkladu 1 byly vytlačovány desky o rozměrech průřezu 30 x 300 mm a objemové hmotnosti 40 kg/m3. Předsměs dávkovaná do násypky vytlačovacího stroje měla následující složení:
polystyren 100,0 hmot. dílu kyselina citrónová 0,2 hmot. dílu uhličitan sodný 0,4 hmot. dílu klouzek 0,6 hmot. dílu povrchově aktivní látka na bázi alkyldimetylbenzylamoniumchloridu 1,0 hmot. dílu
Do této předsměsi bylo v průběhu vytlačování dávkováno 14,0 hmot. dílu směsného fyzikálního nadouvadla, tvořeného pentanem a difluordichlormetanem (freonem 12) ve hmotnostním poměru 3 : 4.
Pracovní režim procesu vytlačování byl následující:
a) teploty jednotlivých pásem vytlačovacích strojů ve směru od násypky k hlavě:
1. vytlačovací stroj: 140,165,190 °C,
2. vytlačovací stroj: 140,105, 100 a 95 °C, vytlačovací hlava: 85 °C
b) teplota taveniny: 95 °C
c) tlak taveniny: 16 MPa
d) výkon vytlačovací jednotky: 42 kg/h.
Vyrobené desky měly obdobné vlastnosti jako v příkladu 4.
Vedle polymerů zahrnutých v příkladech 1 až 5 lze postupem podle vynálezu úspěšně zpracovávat i polymery další, například polyvinylchlorid nebo terpolymer akrylonitril-butadien-styren.

Claims (3)

  1. PREDMET
    1. Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů, zejména pak jednoho nebo současně až čtyřiceti plných nebo dutých lehčených profilů s velikostí největšího rozměru průřezu 3 až 150 milimetrů nebo lehčených plošných útvarů o šířce 150 až 1500 milimetrů, z polymerních mate riálů, především na bázi olefinických nebo styrenových polymerů, ve všech případech o objemové hmotnosti 25 až 600 kg/m3 jednonebo vícenásobným vytlačováním v přítomnosti fyzikálního nadouvadla na bázi uhlovodíků nebo/a jejich halogenderivátů, vyznačený tím, že lehčená struktura těchto útvarů se vytváří v procesu stabilizovaného vytlačování, při němž se fyzikální nadouvadlo dávkuje do předsměsi příslušného polymerního materiálu, obsahující pro účinnější dispervynalezu gaci nadouvadel a nukleačních činidel 0,1 až 3,0 hmot. % povrchově aktivní látky nebo směsi více povrchově aktivních látek, přidaných do této polymerní předsměsi již v průběhu přípravných procesů, zejména pak v průběhu míchání směsi.
  2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se povrchově aktivní látka vpraví do příslušné polymerní předsměsi tak, že se jí v průběhu mechanického míchání směsi smočí povrch granulí nebo částic polymeru, čímž na tomto povrchu vznikne tenký povrchový film příslušné povrchově aktivní látky.
  3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se jako povrchově aktivní látka použije s výhodou anioaktivní nebo neionogenní povrchově aktivní látka.
CS834975A 1983-08-01 1983-08-01 Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů CS237027B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS834975A CS237027B1 (cs) 1983-08-01 1983-08-01 Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS834975A CS237027B1 (cs) 1983-08-01 1983-08-01 Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS497583A1 CS497583A1 (en) 1984-11-19
CS237027B1 true CS237027B1 (cs) 1985-06-13

Family

ID=5393689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS834975A CS237027B1 (cs) 1983-08-01 1983-08-01 Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS237027B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS497583A1 (en) 1984-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6284810B1 (en) Method and apparatus for microcellular polymer extrusion
EP1173318B1 (en) A continuous process for making uniform small cell foams
EP0483230B1 (en) Process for the production of cellular plastic
US5034171A (en) Process for extruding thermoplastic materials using low pressure inert gases as foaming agents
US6207254B1 (en) Partially perforated foam
US5096638A (en) Method for extruding a thermoplastic plastics material foam
WO1998008667A9 (en) Method and apparatus for microcellular polymer extrusion
SI2937199T1 (en) System and method for manufacturing plastic product from recycled mixed plastic waste
JPH0557779A (ja) 同時押出し発泡複合体
JP2680045B2 (ja) 発泡可能な合成物質混合物を造るための押出機ライン
JP2001525276A (ja) 低密度ストランド発泡体
US5707573A (en) Method of preparing thermoplastic foams using a gaseous blowing agent
KR100250372B1 (ko) 폐쇄된 셀을 가진 가변운 세포형 플라스틱 제품 제조방법
WO2001036521A2 (en) Thermoformed polyolefin foams and methods of their production
US3619445A (en) Method for producing biaxially oriented polystyrene heavy gauge sheet
RU2339514C2 (ru) Непрерывный способ изготовления сплошных, полых и открытых профилей (варианты)
US5108673A (en) Thermoplastic granule, method of producing the same and foamed molded body produced by such granules
CS237027B1 (cs) Způsob kontinuální výroby lehčených útvarů
WO2002000774A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zumindest teilweise offenzelligen schaumfolien aus styrolpolymerisaten
US6004637A (en) Loose fill granules in the form of spherical segments, having a surface that is convex on the outside and concave on the inside
JP2004082484A (ja) ポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法
GB1439438A (en) Laminates of foamed polymeric material
WO2000015405A1 (en) Method and apparatus for extruding foamed articles
JP2002530497A (ja) 微孔質ポリ塩化ビニルフォーム
SU1731647A1 (ru) Кондиционирующее устройство к экструдеру дл получени изделий из вспененных термопластов