Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów z tworzyw termoutwardzalnych, polega¬ jacy na udoskonaleniu dotychczasowego sposobu prasowania tloczyw termoutwardzalnych.Podstawowym problemem produkcji tych tlo¬ czyw jest wstepna mastykacja (plastyfikacja me¬ chaniczna) zywicowatego termoutwardzalnego two¬ rzywa (uzytego jako utwardzalne podloze) z wy¬ pelniaczem (lub wypelniaczami), w wyniku której powinno nastapic pelne i calkowite polaczenie sie skladników na drodze powleczenia i nasycenia wy¬ pelniacza zywicowatym tworzywem. Mozna to o- siagnac albo w warunkach „suchych", gdy stale tworzywo zostaje stopione lub zmiekczane poprzez plastyfikacje mechaniczna, albo w obecnosci roz¬ puszczalnika lub innego cieklego czynnika, usuwa¬ nego nastepnie na drodze suszenia. Tak uzyskane tloczywo przerabia sie w oddzielnym stadium na utwardzone produkty gotowe, metoda prasowania lub wytlaczania.W opisie patentowym St. Zjedn. Am. nr 3746489 podano sposób otrzymywania wyrobów prasowa¬ nych wzmocnionych wlóknem szklanym, polega¬ jacy na zmieszaniu wlókna i cieklej zywicy ter¬ moutwardzalnej w celu otrzymania lepkiej, cia- stowatej mieszaniny, która kieruje sie nastepnie w sposób ciagly do urzadzenia wtryskujacego za¬ opatrzonego w dysze, poprzez która nastepuje wtrysk do gniazda formy, gdzie w wyniku reakcji powstaja utwardzone wypraski. Celem tej wczes¬ niejszej metody bylo ulatwienie operowania wlók¬ nem szklanym, dla zapewnienia odpowiedniego le¬ go rozproszenia w zywicy oraz zachowanie takie] dlugosci wlókna, aby nie wystepowalo znaczace s obnizenie jego wlasnosci. Dla osiagniecia tych ce¬ lów zaproponowano specjalny sposób mieszania wlókna z zywica oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu.Ciastowate tworzywo wprowadzane bezposrednio io z mieszalnika do urzadzenia wtryskujacego bylo w zasadzie jednorodna mieszanina wlókna i zy¬ wicy i aby zapobiec uszkodzeniu wlókna, nalezalo ograniczyc do minimum mieszanie skladników w urzadzeniu wtryskujacym.« Stwierdzono, ze wtryskarki i wytlaczarki mozna uzyc dla ostatecznego wymieszania wstepnie przy¬ gotowanych zestawów skladajacych sie z zywic termoutwardzalnych i wypelniaczy oraz do bezpo¬ sredniego otrzymywarna z tych kompozycji utwar- M dzonych wyrobów gotowych, bez uprzedniego przy¬ gotowania jednorodnej zawiesiny wypelniacza w zywicy i bez uzycia specjalnie zaprojektowanego mieszalnika.W zawiesinie jednorodnej, czastki wypelniacza » (lub tworzywa wzmacniajacego) sa dokladnie wy¬ mieszane z zywica oraz calkowicie nia powleczone i nasycone. W mieszankach niejednorodnych, ta¬ kich jakie zostaly uzyte w sposobie wedlug wy¬ nalazku, wypelniacz w niewielkim stopniu jest po- *0 wleczony i nasycony zywica. Dokladne wymiesza- 106 912* 106 912 4 nie nastepuje wylacznie w wytlaczarce lub we wtryskarce.Sposób wedlug wynalazku dotyczy wytwarza¬ nia wyrobów gotowych, prasowanych z tworzyw syntetycznych metoda ciaglego wytlaczania badz Wt^f^wania^ peTSSjaca na tym, ze do wtryskar- 51 slimakowej lub wytlaczarki slimakowej podaje e niejednorodna mieszanke wypelniacza i tworzy- a"4ewiwwiPk«fcdzaliJego w postaci granulatu, i tak jteruje wtryskarka kub wytlaczarka aby w cylin¬ drze wtryskarki lub wytlaczarki nastapilo prze¬ ksztalcenie niejednorodnej mieszanki w zmiekczo¬ na dokladnie ujednorodniona kompozycje, po czym kompozycje te bezposrednio kieruje do glowicy wytlaczarki lub wtryskarki, i utwardza ja.Tworzywo termoutwardzalne winno zawierac substancje zdolna do tworzenia utwardzonego pod¬ loza na drodze kondensacji (okreslona dalej jako substancja termoutwardzalna), w której mozliwe jest rozprowadzenie powszechnie stosowanych do¬ datków jak katalizator, srodek smarujacy, stabili¬ zator lub zmiekczacz. Dodatki te mozna stosowac w postaci proszku lub granulatu.Jako substancje termoutwardzalna korzystnie stosuje sie staly produkt reakcji pomiedzy formal¬ dehydem i prekursorem, którym moga byc mocz¬ niki, amino~s-trójazyny i fenole, jak na przyklad dwumetylolomocznik, dwumetylolomelamina lub zywica melaminowo-formaldehydowa oraz ich po¬ chodne takie jak alkilowana szesciometylolomela- mina. Jako prekursory stosuje sie równiez miesza¬ niny wymienionych substancji oraz produkty kon¬ densacji mieszanej tych zwiazków miedzy soba lub z innymi substancjami termoutwardzalnymi, jak na przyklad staly produkt kondensacji melaminy i nienasyconego poliestru.Substancjami termoutwardzalnymi sa korzystnie zywice: mocznikowoformaldehydowa, melaminowo- -formaldehydowa lub fenolowo-formaldehydowa.Mozna je w razie potrzeby mieszac lub konden- sowac z innymi substancjami termoutwardzalnymi takimi jak ftalan allilu lub zywica epoksydowa.Jako substancje termoutwardzalna korzystnie stosuje sie zywice termoutwardzalna, czesciowo skondensowana, która w przypadku braku odpo¬ wiedniej ilosci wody i rozpuszczalników jest za¬ sadniczo cialem stalym w temperaturze otoczenia.Plastyfikator ciekly, jak na przyklad woda, eter monokrezyloglicerylowy lub inny ciekly zwiazek, nalezy uzyc w takiej ilosci, aby tworzywo termo¬ utwardzalne nie bylo w stanie cieklym ani (ko¬ rzystnie) wyraznie mokre. Korzystne jest uzycie wody lub innego rozpuszczalnika w ilosci nie wiek¬ szej niz 10% wagowych w stosunku do masy sub¬ stancji termoutwardzalnej.Korzystnie jest podczas mieszania skladników w cylindrze odciagnac wszystkie lotne ciecze uzy¬ te wczesniej do przyrzadzenia niejednorodnej mie¬ szanki. Zywice stosowane jako surowiec oraz te które powstaja bezposrednio w cylindrze sa typu kondensacyjnego. Stad podczas mieszania tworzy¬ wa termoutwardzalnego z wypelniaczem, moze na¬ stapic wydzielenie wody, badz innych lotnych sub¬ stancji.Dlatego korzystnie jest stosowac wypelniacz zdolny do absorpcji zwiazków lotnych lub odcia¬ gac je z cylindra.Prawie calkowicie skondensowane tworzywo wy¬ chodzace z wylotu cylindra, prasuje sie natych- s miast przez bezposredni wtrysk do formy (lub tak zwana technika wtryskowo-tloczna) albo przez bez¬ posrednie wprowadzenie do ogrzewanej glowicy wytlaczarki i tym sposobem utwardza.Mieszanki niejednorodne przygotowuje sie róz- i° nymi metodam, jak na przyklad: wstepne wymieszanie napelniacza z tworzywem termoutwardzalnym w mieszarce albo mieszalni¬ ku, a nastepnie przeniesienie tej komopozycji do zasobnika wtryskarki lub wytlaczarki; 18 zaladowanie do zasobnika napelniacza i tworzy¬ wa termoutwardzalnego lub napelniacza i substan¬ cji termoutwardzalnej wraz z dodatkami, a nastep¬ nie wstepne wymieszanie ich w zasobniku; zaladowanie do osobnych zasabników napelnia- 20 cza i tworzywa termoutwardzalnego, a nastepnie równoczesne wprowadzenie ich do wnetrza cylin¬ dra, gdzie w jego czesci poczatkowej powstaje mie¬ szanka niejednorodna.Samo tworzywo termoutwardzalne moze juz cze- 25 sciowo zawierac wypelniacz, nim zostanie uzyte do przygotowania niejednorodnej mieszanki w spo¬ sób opisany powyzej.Korzystnie jest stosowac wtryskarki lub wytla¬ czarki jednoslimakowe. W celu uzyskania odpo- 30 wiednich wlasciwosci surowca obudowa slimaka (to jest cylindra) tych urzadzen musi byc w od¬ powiedni sposób rowkowana od wewnatrz, w zalez¬ nosci od rozmiarów czastek stosowanego wypel¬ niacza lub od rodzaju tworzywa termoutwardzal- *5 nego. Dotyczy to szczególnie tworzyw termoutwar¬ dzalnych stosowanych w postaci subtelnych prosz¬ ków.Odpowiednie wypelniacze, jak sproszkowana ce¬ luloza, maczka drzewna, talk, CaCOj, sproszkowa- 40 ne szklo i tym podobne, oraz utwardzone i roz¬ drobnione tworzywa aminowe, zostaly opisane w belgijskich opisach patentowych nr 796232 oraz nr 799052.Tworzywa termoutwardzalne mozna równiez wy- 45 pelnic lub wzmocnic sposobem wedlug wynalazku przy uzyciu takich materialów wlóknistych jak celuloza, wlókna szklane, azbestowe i weglowe.Moga one zawierac wszystkie powszechnie stoso¬ wane dodatki i srodki pomocnicze jak srodki sma- 50 rujace, utwardzacze lub barwniki. Zwlaszcza barw¬ nik mozna wprowadzic równoczesnie z rozdrobnio¬ nym wypelniaczem podczas wstepnego wymiesza¬ nia tworzywa termoutwardzalnego.Nastepuiace przyklady ilustruja korzystne od- w miany wynalazku.Przyklad I i II. Uzyto wtryskarke typu BIPEL 155/150 (BIPEL jest znakiem towarowym) z dwoma modyfikacjami: a) cylinder znormalizowany (obudowa slimaka) za- *o stapiono cylindrem zawierajacym podluzne wy¬ zlobienia rozmieszczone obwodowo na jego we¬ wnetrznej scianie, zasadniczo na calej dlugo¬ sci, b) zasobnik zaopatrzono w mieszadlo, w celu cla* * glego mieszania jego zawartosci.1*912 5 6 W obydwu przykladach (tablica 1) wszystkie skladniki zaladowano do mieszarki lopatkowej ty¬ pu Baker-Perkins Z i nastepnie mieszano od 10 do 30 minut, w celu otrzymania niejednorodnej mieszanki, która skradala sie z tworzywa synte¬ tycznego BL35 (zywica melaminowo-formaldehydo- wa suszona rozpylowo), napelniacza oraz innych skladników. Otrzymana w ten sposób „wstepna" mieszanke ladowano do zasobnika, uruchamiano urzadzenie w celu wymieszania zawartosci zasob¬ nika, nastepnie wprowadzano ja do cylindra w celu uzyskania mieszanki niejednorodnej i wytwo¬ rzenia próbnych wyprasek.Parametry pracy urzadzenia oraz uwagi doty¬ czace uzyskanych wyników przedstawiono w tab¬ licy 2, Tablica 1 Przyklad I II Skladniki BL 35 eter monokrezyloglicerynowy szesciometyloenoczteroamina Brooksite IM5 srodek smarujacy maczka drzewna BL 35 jednostearynian gliceryna srodek smarujacy blekit GLSR*) blekit RS2*) 'czern D.C. 70 •) biel RH42*) sproszkowana celuloza Czesci wagowe 1956 i 148,5 14,9 55,6 30,0 J 1000 2220 10,8 22,0 9,0 1,5 1,2 1000 tworzywo " termoutwar¬ dzalne napelniacz tworzywo . termoutwar¬ dzalne barwnik " » " napelniacz Uwaga: 1) Ciba Geigy (UJC.) Ltd 2) Reckitts Colours Ltd 3) Blythe Colours Ltd 4) TiOj — Laporte Industries Ltd.Tablica 2 Przyklad I II IV Temperatura cylindra °C 80 80 90 Temperatu¬ ra formy czesc nie¬ ruchoma °C '148 ,148 165 czesc ru¬ choma °C 148 148 ,165 Predkosc wtrysku sekundy 2 2 2,5 Cisnienie wtrys¬ ku MN/m* 137,9 137,* 165,5 Predkosc slimaka obroty na minute 60 00 60 Czas powrotu sli¬ maka sekundy 9 6 6 Skok slimaka mm l 34£fr 34,93 3§# Docisk MN/m* 4,8 •ki C*as wtrysku sekundy 5 25 10 C*as cyklu praso¬ wniczego sekundy 48 125 55 Uwagi Wypryski! o zwar¬ tej strukturze Zadawalajace rozproszenia barw¬ nika- Dobra wypraski bli f ries li< a x X s 9 6 6106 912 Przyklad III. Na bazie zywicy fenolowej wy¬ tworzono tloczywo z nastepujacych skladników: zywica nowolakowa (temperatura topnie¬ nia 70°C) szesciometylenocztero- amina srodek smarujacy barwnik brazowy maczka drzewna Skladniki mieszane przec 10 minut w mieszarce typu Baker-Perkins, w temperaturze otoczenia i 100 czesci 12 „ 2 „ 2 „ no „ tworzywo | termo¬ utwardzalne wypelniacz Przyklad IV BL 35 2220 czesci wagowych srodek • smarujacy 20 " " katalizator 3,2 n sproszkowa¬ na celuloza 900 " " BaS04 100 " " J w zyly do wykonania mieszanek niejednorodnych z wypelniaczami w sposób opisany w przykladach I—III- Parametry pracy wtryskarki podano w ta¬ blicy 3, natomiast w tablicy 4 zebrano wlasnosci gotowych wyprasek. tworzywo termo¬ utwardzalne napelniacz Tablica 3 Przyklad Temperatura cylindra Temperatura formy Cisnienie wtrysku Docisk Czas wtrysku Calkowity czas cyklu prasowniczego °C °C MN/m» MN/m* sekundy sekundy IV 95 165 12,0 4,8 10 40 V 95 165 12,0 4,8 10 40 VI 90 150 12,0 4,8 10 20 yn 90 150 12,0 4,8 10 20 VIII 50 165 12,0 4,8 10 40 IX 100 165 12,0 4,8 10 40 X 95 165 12,0 4,8 10 50 Tablica 4 Przyklad Wytrzymalosc na zginanie Modul sprezystosci przy zginaniu Udarnosc Ugiecie przy zlamaniu Chlonnosc wody wrzacej Opornosc | izolacji MN/m* GW/m* kJ/m» mm mg/g Qx 10" IV 77 J 4,8 618 1,6 22 ; 1,3 | V 66 6,0 £63 1,1 23 3,3 VI , 87 4,8 788 1,8 25 27 VII 95 5,5 820 1,7 50 1,6 l VIII 48 4,5 256 1,1 10 43 IX 84 5,4 1554 i 1,6 i 17 . 30 X 59 5,4 322 1,1 , 21 5,3 zaladowano wstepnie przygotowana mieszanke do wyposazonego w mieszadlo zasobnika wtryskarki typu BIPEL 70/3:1. Urzadzenie pracowalo w wa¬ runkach podanych w tablicy 2, dajac wypraski próbne z formy wedlug DIN, podobnie jak w po¬ przednich przykladach.W ponizszych przykladach, z podanych substan¬ cji termoutwardzalnych oraz dodatków przygoto¬ wano odpowiednie tworzywa. Tworzywa te poslu- Przyklad V tworzywo termo¬ utwardzal¬ ne z przy¬ kladu IV 2543,2 czesci wagowych106 $12 sproszko¬ wana ce¬ luloza 700 wlókno szklane 3,2 mm BaS04 100 Przyklad VI napelniacz zywica mo- cznikowo- formalde- hydowa srodek smarujacy zmiekczacz katalizator sproszkowa¬ na celuloza BaSCU 1400 10 40 1,4 4,76 133 czesci " tt » ** a wagów » t » » rych ^ _ i tworzywo termo- . utwar- dzalne " napelniacz f Zywice mocznikowo-formaldehydowa otrzymano w wyniku reakcji dwumetylolomocznika z mocz¬ nikiem wzietych w stosunku wagowym 10:1.Przyklad VII BL 35 1000 ' ftalan allilu 100 ,! Ill-rz. bu¬ tylu nad- i tlenek 50 " silanowy czynnik sprzegajacy 13 " srodek w smarujacy 70 " sproszko¬ wana ce¬ luloza 1200 „Millicarb" w CaC03 1000 " kaolin 780 " Przyklad IX. 10 tworzywo termo¬ utwar¬ dzalne napelniacz 21 25 BL 35 zywica fe¬ nolowa srodek smarujacy katalizator maczka drzewna BaS04 1400 700 20 2 1000 150 czesci a " wagowych ii i j 1 tworzywo termo¬ utwar¬ dzalne napelniacz i zywica me- laminowo- -moczni- kowo- -formal- dehydowa 1600 czesci wagowych stabilizator 67 " srodek smarujacy 27 " " maczka drzewna 1070 " tworzywo termo¬ utwar¬ dzalne napelniac2 Zywice melaminowo-mocznikowo-formaldehydo- dowa wykonano poprzez zmieszanie: zywicy melaminowo- -formaldehydowej 100 czesci wagowych zywicy mocznikowo- -formaldehydowej 200 " " formaldehydu 165 " zmiekczacza 40 " " Przyklad VIII staly alkidal zastosowany w zywicy poliestro¬ wej BEETLE 41281) 1000 czesci wagowych 1 BEETLE jest znakiem towarowym. W celu otrzymania w utwardzonych wyrobach struktury mieszanej, zywice melaminowo-formaldehydowa sieciuje sie zywica alkidowa. 35 45 50 55 60 Przyklad X zywica fe- nolowo- -formalde- hydowa szesciome- tyleno- czteroamina 75 srodek smarujacy 32 maczka drzewna 950 talk 150 950 czesci wagowych tworzywo termo¬ utwar¬ dzalne napelniacz W przykladach od IV do IX otrzymano ksztaltki w postaci odpowiednio wygietego preta. Wykazy¬ waly one wystarczajaca jakosc powierzchni, wy¬ trzymalosc mechaniczna oraz mialy odpowiednie wlasnosci fizyczne. Specjalisci moga latwo dobrac parametry pracy wtryskarki (lub wytlaczarki). Dla urzadzen ogólnego typu, opisanych powyzej, zale¬ ca sie nastepujace warunki pracy: — temperatura cylindra od 80 do 110°C — " formy od 140 do 170°C — cisnienie wtrysku do 138 MN/m* — calkowity czas cyklu prasowania od 15 do 130 sekund.Podane warunki mozna zmieniac w zaleznosci od typu uzytych tworzyw oraz od rodzaju wytwa¬ rzanych wyprasek. Wytlaczarka powinna byc za¬ opatrzona w glowice ogrzana do temperatury wy¬ starczajacej do utwardzania wytlaczanego tworzy¬ wa.Dotychczas, producenci wyrobów prasowanych zmuszeni byli zamawiac tlaczywa zawierajace od-106 912 ii 12 powiednie typy i ilosci napelniacza, z przeznacze¬ niem do poszczególnych aktualnie produkowanych wyrobów. Powodowalo to czesto koniecznosc ma¬ gazynowania przez producentów tloczyw pelnego asortymentu róznych kompozycji opartych na tym samym tworzywie, lecz zawierajacych rózne ilosci lub rózne rodzaje jednorodnie rozproszonego na¬ pelniacza. Stad dla prawidlowego przechowywa¬ nia takiego asortymentu wymagana byla odpowie¬ dnia przestrzen.Obecny wynalazek umozliwi producentom tlo¬ czyw wytwarzanie syntetycznych tworzyw termo¬ utwardzalnych, nie zawierajacych napelniacza lub czesciowo napelnionych, dla zaopatrzenia produ¬ centów wyrobów prasowanych, którzy bez specjal¬ nych nakladów pracy i kapitalów moga we wlas¬ nym zakresie mieszac wstepnie tworzywa termo¬ utwardzalne z wymagana iloscia oraz zadanym typem napelniacza, w celu wytworzenia mieszanki niejednorodnej w sposób wyzej opisany.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób formowania wtryskowego wyrobów z termoutwardzalnych tworzyw aminoformaldehydo- wych, znamienny tym, ze suche tworzywo amino- formaldehydowe czesciowo skondensowane lecz stale w temperaturze otoczenia i oddzielnie wy¬ pelniacz lub bezposrednio w postaci niejednorod¬ nej mieszanki wprowadza sie do ogrzewanego cy¬ lindra wtryskarki wyposazonego w slimak obro¬ towy, ruchomy osiowo w cylindrze, który obraca¬ jac sie zasila cylinder na calej dlugosci równocze¬ snie tworzywem i wypelniaczem, tworzywo podda¬ je sie kondensacji i uplastycznianiu, a wypelniacz uplastycznianiu tworzywem, uzyskujac jednorodna mieszanke, która przesuwa sie od wlotu wtryskar¬ ki w kierunku formy. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie tworzywo termoutwardzalne zawieraja¬ ce dodatki oraz substancje termoutwardzalna be¬ daca stalym produktem reakcji formaldehydu z prekursorem, takim jak moczniki i amiiio-s-trój- azyny, pochodne tych produktów, jak równiez mie¬ szaniny lub produkty kondensacji mieszanej tych dwóch zwiazków lub ich pochodnych z innymi produktami lub innymi substancjami termoutwar¬ dzalnymi. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako wypelniacz stosuje sie sproszkowana celulo¬ ze, maczke drzewna, taki, weglan wapniowy, sproszkowane szklo, utwardzone i rozdrobnione tworzywo aminowe oraz tworzywa wlókniste. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mieszanke niejednorodna przygotowuje sie w tem¬ peraturze otoczenia. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze forma na wylocie cylindra wtryskarki utrzymy¬ wana jest w temperaturze odpowiedniej do zapo¬ czatkowania utwardzania jednorodnej mieszanki. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pigment wprowadza sie do mieszanki w pierwszym etapie oddzielnie lub jako skladnik mieszanki nie¬ jednorodnej. 10 15 20 23 DN-3, z. 20/80 Cena 45 il PL