PL243805B1 - Koncentrat polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza i sposób wytwarzania koncentratu polisiloksanu - Google Patents
Koncentrat polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza i sposób wytwarzania koncentratu polisiloksanu Download PDFInfo
- Publication number
- PL243805B1 PL243805B1 PL424164A PL42416418A PL243805B1 PL 243805 B1 PL243805 B1 PL 243805B1 PL 424164 A PL424164 A PL 424164A PL 42416418 A PL42416418 A PL 42416418A PL 243805 B1 PL243805 B1 PL 243805B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- polysiloxane
- weight
- parts
- temperature
- concentrate
- Prior art date
Links
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 title claims abstract description 66
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 title claims abstract description 42
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims abstract description 8
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Chemical group 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 12
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 10
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000010445 mica Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052618 mica group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 abstract description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 11
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 9
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 8
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 229920006294 polydialkylsiloxane Polymers 0.000 description 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 241000517307 Pediculus humanus Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest koncentrat polimeru polisiloksanowego, w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza w postaci przedmieszki lub granulatu, przeznaczony do modyfikacji właściwości fizykomechanicznych styrenowych elastomerów termoplastycznych oraz innych polimerów termoplastycznych w procesie technologii wtrysku lub wytłaczania. Koncentrat zawiera komponent A, który stanowi termoplastyczny homopolimer w ilości 30 - 50 części wagowych, o wskaźniku szybkości płynięcia 1 - 50 g/10 minut, oznaczonym w temperaturze 190°C pod obciążeniem 2,16 kg dla pochodnych polietylenu i w temperaturze 230°C pod obciążeniem 2,16kg dla pochodnych polipropylenu, który ma postać proszku o uziarnieniu 100 - 500 mikronów, komponent (B), który stanowi nieorganiczny napełniacz w ilości 5 - 20 części wagowych o uziarnieniu 7 - 15 mikronów, o rozwinięciu powierzchni 150 - 800m2/g, oraz komponent (C) który stanowi polisiloksan w ilości 30 - 65 części wagowych o masie cząsteczkowej 400000 - 720000 g/mol, lepkości kinematycznej 5000 - 12000 Pa*s, i zawartości grup winylowych 0,03 - 1,1% (mol/mol). Zgłoszenie zawiera też sposób wytwarzania postaci przedmieszki polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza, charakteryzujący się tym, że 30 - 50 części wagowych termoplastycznego polimeru olefiny, miesza się z 5 - 20 częściami wagowymi nieorganicznego napełniacza z 30 - 65 częściami wagowymi polisiloksanu, w wolnoobrotowym mieszalniku zetowym przy szybkości obrotowej mieszadła 5 – 20 obr/min, w czasie 5 - 15 minut, w temperaturze 15 - 80°C, w warunkach ciśnienia atmosferycznego.
Description
Przedmiotem wynalazku jest koncentrat polimeru polisiloksanowego w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza przeznaczony do modyfikacji właściwości fizykomechanicznych styrenowych elastomerów termoplastycznych oraz innych polimerów termoplastycznych w procesie technologii wtrysku lub wytłaczania oraz sposób wytwarzania takiego koncentratu.
Za początek rozwoju chemii polimerów wielkocząsteczkowych, jako dziedziny chemii zajmującej się badaniem substancji złożonych, możemy przyjąć rok 1839, kiedy to dzięki badaniom Goodyeara poznany został proces wulkanizacji naturalnego kauczuku za pomocą siarki. Jednak otrzymywanie polimerów syntetycznych i ich wykorzystanie w praktyce rozpoczęło się w istocie dopiero w XX wieku i cały czas rośnie. Substancje stałe o odpowiednim stopniu rozdrobnienia, które zwiększają wytrzymałość na rozciąganie lub udarność polimerów, stosuje się do modyfikacji fizycznej tworzyw polimerowych. Są to przede wszystkim substancje typu włóknistego, proszkowego, kulki szklane lub ich mieszaniny; tzw. napełniacze hybrydowe.
W’ praktyce przemysłowej obok modyfikacji właściwości fizykomechanicznych tworzyw równie istotną rolę odgrywają: modyfikacja zdolności przetwórczych, która prowadzi do uzyskania akceptowalnego przez klienta detalu oraz opłacalność finansowa wykonawcy. Napełniacze przeważnie pogarszają inne właściwości mechaniczne tworzyw takie jak: odporność na niskie temperatury, podwyższają nasiąkliwość wodą i twardość.
Aby zmniejszyć do minimum niekorzystne właściwości napełniaczy, stosowane są różne sposoby ich przygotowania, w przypadku wielu napełniaczy wykazujących gorszą mieszalność z polimerami, stosowane są między innymi krzemoorganiczne związki sprzęgające, które modyfikują właściwości otrzymanych tworzyw polimerowych.
W przypadku przetwórstwa styrenowych elastomerów termoplastycznych obok napełniaczy do poprawy przetwórstwa stosuje się między innymi plastyfikatory i poliolefinowe polimery, które w zależności od udziału procentowego i typu mogą wykazywać niekorzystny wpływ na wizualną jakość produkowanych detali, np. pojawiają się przebarwienia wynikające z nierównomierności wymieszania składników. Siloksany, które są produktami hydrolizy silanów, przyczyniają się do skutecznego zespolenia składników, tj. napełniaczy z polimerami. Polisiloksany są wytwarzane na dużą skalę jako materiały używane w wielu dziedzinach przemysłu i życia codziennego. Wprowadzenie różnych grup funkcyjnych do organicznych grup bocznych polisiloksanów nadaje tym polimerom różne dodatkowe właściwości, czyniąc je użytecznymi do wielu zastosowań. Dzięki grupom hydroksylowym silany i wiele ich kopolimerów rozpuszcza się w wodzie, co otwiera wiele możliwości ich zastosowania jako produktów kosmetycznych, higieny osobistej, biocydów i środków czystości. Kopolimery blokowe zawierające grupy hydrofilowe tych polimerów i bloki hydrofobowe polisiloksanowe mają bardzo interesujące właściwości powierzchniowe. Mogą one służyć jako efektywne stabilizatory emulsji cieczy organicznych w wodzie. Mogą one być także sto sowane do modyfikacji powierzchni różnych materiałów, np. tekstylnych, w opisie patentu polskiego nr PL212358 nadmieniono, że polisiloksan dzięki nadzwyczajnej giętkości łańcucha polimerowego zbudowanego z mostków krzemotlenowych Si-O-Si i obecności przy każdym atomie krzemu grupy organicznej i/lub atomy wodoru może bardzo łatwo dopasowywać się do różnych powierzchni przez co znajduje zastosowanie jako materiał na pokrycia bakteriobójcze lub do niszczenia drobnoustrojów w zamkniętych obiegach wodnych, w opisie patentu polskiego nr PL 202068 przedstawiono lek do zwalczania wszy ludzkiej. Na dużą skalę stosuje się związki krzemoorganiczne jako środki sieciujące i polepszające przyczepność w oponach wykonanych z kauczuków napełnianych krzemionkami.
Koncentrat w postaci granulatu ułatwia dozowanie substancji czynnej w kolejnym etapie produkcji kompozytu a osnowa polimerowa koncentratu zapewnia prawidłową homogenizację z kolejnym przetwarzanym polimerem w kompozycie. Przechowywanie i dozowanie koncentratu w postaci granulatu jest również łatwiejsze niż czystej substancji czynnej, która ma wysoką lepkość i konsystencją przypomina plastelinę.
Znanych jest szereg sposobów wytwarzania postaci oraz składu koncentratów i kompozytów polisiloksanów w dziedzinie przetwórstw a tworzyw polimerowych, przykładowo w opisie zgłoszenia patentowego EP1153975A2 ujawniono zastosowanie koncentratu polisiloksanu jako środka wpływającego na matowość powierzchni polimerów. Obecnie wiadomo, że polidialkylosiloksan poprawia odporność na ścieranie polimerów, zmniejsza chropowatość powierzchni, poprawia odporność na nasiąkliwość wodą, zmniejsza zużycie maszyn przetwórczych co opisano w następujących publikacjach patentowych WO 2016/091626A1, EP0722981A2, EP0826727A1, EP0826737A1. Znane są z literatury monograficznej i patentowej sposoby wytwarzania kompozytów siloksanów z polimerami termoplastycznymi i napełniaczami: US3865897; EP0710692A2; EP1153975A2; US5844031;
PL213827, jak również sposoby otrzymywania koncentratów polisiloksanów z polimerami i termoplastycznymi: US5708098; EP2586825A1; WO2014/044759A1. W opisie zgłoszenia patentowego
EP1153975A2 przedstawiono sposób otrzymywania zhomogenizowanych koncentratów w postaci sypkiej mieszanki, które zawierają polisiloksan na osnowie termoplastu, prz ez walcowanie w ciągu 10 minut w 210°C. Z kolei w publikacji międzynarodowej zgłoszenia patentowego WO2016//091626A1 przedstawiono sposób otrzymywania zhomogenizowanych koncentratów w postaci granulatu, które również zawierają polisiloksan na osnowie jedynie termoplastu, przez wdozowywanie polisiloksanu w strefie stopionego termoplastu w w ytłaczarce w temperaturze 170°C-210°C. Nie ma jednak żadnych wskazówek, że podjęto próbę zastosowania zhomogenizowanych koncentratów polisiloksanów zawierających jednocześnie osnowę sproszkowanego polimeru i aktywny sproszkowany nieorganiczny napełniacz na możliwość uzyskania jednorodnej wizualnie powierzchni w punkcie wtrysku produkowanych detali, co jest problemem wielu przetwórców produkujących zwłaszcza duże elementy technologią wtrysku i przy zastosowaniu mieszanin różnych polimerów z dodatkami poprawiającymi przetwórstwo. Efekt zastosowania takiego koncentratu ani sposób otrzymywania postaci przedmieszki lub postaci granulatu tego koncentratu nie został do tej pory o pisany w literaturze, a jego mechanizm nie jest znany.
Przedstawione w wyżej cytowanych opisach patentowych sposoby wykonania koncentratów polisiloksanów są złożone, czasochłonne i względnie drogie. Wymagają inwestycji w specjalistyczny sprzęt do ich produkcji, co wykazuje wiele niedogodności operacyjnych i finansowych. Uprzedni stan techniki proponuje produkcję koncentratów przez mieszanie składników do momentu przekroczenia temperatury topnienia osnowy polimeru i uzyskania jednorodnej płynnej mieszaniny w skali półtechnicznej przez walcowanie lub przez mieszanie na gniotowniku typu Brabender Plasti-corder lub mieszalniku Branbury.
Innym przykładem jest wdozowywanie polisiloksanów w skali przemysłowej za pomocą pompy dozującej do wytłaczarki w strefie uplastyczniania, w której uzyskano stopioną fazę polimeru będącego osnową polisiloksanu.
Istotą rozwiązania według wynalazku jest koncentrat polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza i sposób wytworzenia koncentratu polisiloksanu, który składa się z dwóch etapów, w pierwszym etapie wykonuje się przedmieszkę (aglomerat) koncentratu, która stanowi mieszaninę komponentów, a następnie przedmieszkę wytłacza się do postaci granulatu, przy czym homogenizacja składników następuje w drugim etapie procesu.
Koncentrat polisiloksan w postaci według wynalazku, na 100 części wagowych zawiera:
Komponent (A), który stanowi termoplastyczny homopolimer w ilości 30-50 części wagowych taki jak: polietylen (PE), polietylen niskiej gęstości (LDPE), polietylen wysokiej gęstości (HDPE), polipropylen (PP) albo kopolimer styren/akrylonitryl (SAN) lub dowolną mieszaninę tych polimerów, o wskaźniku szybkości płynięcia MFR, oznaczonym zgodnie z normą PN-EN ISO 1133:2006 o wartości od 1 do 50 g/10 minut, oznaczonym w temperaturze 190°C pod obciążeniem 2,16 kg dla pochodnych polietylenu i w temperaturze 230°C pod obciążeniem 2,16 kg dla pochodnych polipropylenu; mają postać ciała stałego w formie proszku o uziarnieniu 100-500 mikronów.
Komponent (B), który stanowi nieorganiczny napełniacz w ilości 5-20 części wagowych o uziarnieniu 7-40 mikronów, o rozwinięciu powierzchni 150-800 m2/g, którym może być: krzemionka, albo mika, albo mieszanina z tych napełniaczy.
Komponent (C), który stanowi polisiloksan w ilości 30-65 części wagowych o masie cząsteczkowej 550000-720000 g/mol, lepkości kinematycznej 5000-12000 Pa*s, i zawartości grup winylowych 0,03-1,1% (mol/mol). Korzystnie jest, gdy wymieniony polidialkylosiloksan zawiera od C1 do C4 grup alkilowych; taki jak: polidietylosiloksan, polimetylowinylosiloksan lub mieszaninę tych polimerów.
Sposób wytwarzania koncentratu polisiloksanu w postaci przedmieszki i granulatu według wynalazku z polisiloksanu, termoplastu, nieorganicznego napełniacza składa się z dwóch etapów, w pierwszym etapie miesza się 30-50 części wagowych termoplastycznego polimeru (komponent A) z 5-20 częściami wagowymi nieorganicznego napełniacza (komponent B) z 30-65 częściami wagowymi polisiloksanu (komponent C) w wolnoobrotowym mieszalniku zetowym (typu Z), o obrotach mieszadła w zakresie 5-20 obr/min, w czasie 5-15 minut, w temperaturze 15-80°C, korzystnie 15-50°C.
Tak przygotowana przedmieszka jest sypką postacią polisiloksanu, termoplastu i napełni acza, która nie ulega rozwarstwieniu podczas ciągłego przechowywania. Funkcyjne grupy -OH siloksanu w ilości 1-2 moli reagują z napełniaczem przez co tworzą wiązanie na granicy trzech faz: polisiloksanu, termoplastu i napełniacza. Grupy stabilizują przez to przedmieszkę, która ma cały czas konsystencję przypominającą postać sypkiego aglomeratu. Pierwszy etap przygotowania przedmieszki zapewnia wstępne wymieszanie składników i przyspieszenie procesu homogenizacji w kolejnym etapie wytworzenia koncentratu.
W drugim etapie uzyskaną mieszankę przeprowadza się w stop, za pomocą wytłaczarki jedno lub dwuślimakowej o stosunku (L/D) 24-48 i średnicy ślimaka 22-100 mm, w temperaturze 120-230°C. mieszankę wytłacza się, do uzyskania granulatu o wymiarach 2-6 mm, który następnie schładza się w wodzie w temp. 15-50°C i suszy powietrzem o temperaturze 60-90°C przy użyciu standardowego osprzętu spotykanego na wyposażeniu wytłaczarek do tworzyw polimerowych.
Stop obu składników tj. termoplastu i polisiloksanu zapewnia stabilną homogeniczność mieszanki. Krzemionka podnosi odporność temperaturową siloksanu i parametry mechaniczne polimerów, oraz działa jak czynnik nukleujący, który zapewnia równomierną krystalizację na całej powierzchni produkowanego detalu.
Zaletą wynalazku jest zastosowanie koncentratu do modyfikacji właściwości fizykochemicznych styrenowych elastomerów termoplastycznych oraz polimerów termoplastycznych w procesie technologii wtrysku lub wytłaczania. Podczas procesu wtryskiwania nieoczekiwanie okazało się, że koncentrat polisiloksanu będący przedmiotem wynalazku zapewnia poprawę jakości detalu, który zyskuje jednorodną wizualnie powierzchnię w obrębie punktu wtrysku, gdzie ciśnienie wtrysku jest największe a czas chłodzenia najdłuższy w porównaniu do pozostałej powierzchni detalu.
Sposób i komponent przedstawiono bliżej w przykładach wykonania
Przykład 1
Przygotowano następujące komponenty:
(A) Homopolimer polietylenu wysokiej gęstości w ilości 30 części wagowych o wskaźniku MFR(190/2,16) 5-15 g/10 min, w formie proszku o uziarnieniu 100-500 mikronów;
(B) Krzemionkę w ilości 10 części wagowych o rozwinięciu powierzchni 500-750 m2/g;
(C) Polidietylosiloksan w ilości 60 części wagowych o masie cząsteczkowej 550000-700000 g/mol, lepkości kinematycznej w zakresie 5000-12000 Pa*s i zawartości grup winylowych w zakresie 0,031,1% mol/mol.
Komponenty wymieszano w mieszalniku typu Z o pojemność 90 dm3, silniku 0,37 kW, wymiarach: 1,55x1,35x1,75 m przy szybkości obrotowej mieszadła w zakresie 15 obr/min, w czas ie mieszania 10 minut, w temperaturze osiągającej max 32°C. Tak otrzymaną przedmieszkę (aglomerat) wytłoczono na wytłaczarce dwuślimakowej o stosunku (L/D) 48 i średnicy ślimaka 45 mm w temperaturze tworzenia się jednorodnego stopu, przy czym rozkład temperatur na poszczególnych strefach grzejnych wynosił 170/180/190/190/200°C, zaś szybkość obrotowa ślimaków wynosiła 120 obr/min. Wytłoczony koncentrat zgranulowano na wytłaczarce do postaci granulatu lub pellet o średnicy 2-3 mm a następnie schłodzono w łaźni wodnej w temperaturze wody 25-35°C i wysuszono powietrzem o temperaturze 80°C. Tak otrzymany koncentrat polidialkylosiloksanu zastosowano do modyfikacji przetwórstwa kompozytu styrenowego elastomeru termoplastycznego, który zawiera polietylen, w celu wyeliminowania przebarwień w punkcie wtrysku wtryskiwanego detalu. Wyniki modyfikacji kompozytu pokazano w tabeli 1.
PL 243805 Β1
Tabela 1
| Przykład 1 | ||
| zawartość koncentratu polidialkylosiloksanu w osnowie HDPE i krzemionki | 0% | 3% |
| zawartość styrenowego elastomeru termoplastycznego | 100% | 97% |
| powierzchnia wtryskiwanego detalu | 200000 mm2 | 200000 mm2 |
| grubość wtryskiwanego detalu | 2,5 mm | 2,5 mm |
| ciśnienie w gnieździe formy | 279 bar | 270 bar |
| temperatura wtryskiwanego elastomeru | 210°C | 210°C |
| przebarwienie w punkcie wtrysku | widoczne | brak |
| wtrysk detalu wykonany był na wtryskarce o sile zwarcia 600 ton. |
Przykład 2
Przygotowano następujące komponenty:
(A) Homopolimer polipropylenu w ilości 45 części wagowych o wskaźniku MFR(230/2, 16) 30-40 g/10 min, w formie proszku o uziarnieniu 100-500 mikronów;
(B) Krzemionkę w ilości 20 części wagowych o rozwinięciu powierzchni 500-750 m2/g;
(C) Polimetylowinylosiloksan w ilości 35 części wagowych o masie cząsteczkowej 550000700000 g/mol, lepkości kinematycznej w zakresie 5000-12000 Pa*s i zawartości grup winylowych w zakresie 0,03-1,1% mol/mol.
Komponenty wymieszano w mieszalniku typu Z o pojemność 90 dm3, silniku 0,37 kW, wymiarach: 1,55x1,35x1,75 m przy szybkości obrotowej mieszadła w zakresie 20 obr/min, w czasie mieszania 10 minut, w temperaturze 45°C. Tak otrzymaną przedmieszkę (aglomerat) następnie wytłoczono na wytłaczarce dwuślimakowej o stosunku (L/D) 48 i średnicy ślimaka 45 mm w temperaturze tworzenia się jednorodnego stopu, przy czym rozkład temperatur na poszczególnych strefach grzejnych wynosił 190/200/210/210/220°C, zaś szybkość obrotowa ślimaka wynosiła 120 obr/min. Wytłoczony koncentrat zgranulowano na wytłaczarce do postaci granulatu o średnicy 2 mm a następnie schłodzono w łaźni wodnej w temperaturze wody 25°C i wysuszono powietrzem o temperaturze 90°C. Tak otrzymany koncentrat polisiloksanu zastosowano do modyfikacji przetwórstwa kompozytu styrenowego elastomeru termoplastycznego, który zawiera polipropylen.
Przykład 3
Przygotowano następujące komponenty:
(A) Kopolimer polietylenu niskiej gęstości (LLDPE) w ilości 50 części wagowych o wskaźniku MFR(190/2,16) 30-40 g/10 min, w formie proszku o uziarnieniu 100-500 mikronów;
(B) Mikę w ilości 5 części wagowych o rozwinięciu powierzchni 150-350 m2/g;
(C) Polimetylowinylosiloksan w ilości 45 części wagowych o masie cząsteczkowej 550000700000 g/mol, lepkości kinematycznej w zakresie 5000-12000 Pa*s i zawartości grup winylowych w zakresie 0,03-1,1% mol/mol.
Przygotowane wyżej wymienione komponenty wymieszano w mieszalniku typu Z o pojemność 90 dm3, silniku 0,37 kW, wymiarach: 1,55x1,35x1,75 m przy szybkości obrotowej mieszadła w zakresie 10 obr/min, w czasie mieszania 15 minut, w temperaturze 35°C. Tak otrzymaną przedmieszkę (aglomerat) następnie wytłoczono na wytłaczarce dwuślimakowej o stosunku (L/D) 48 i średnicy ślimaków 45 mm w temperaturze tworzenia się jednorodnego stopu, przy czym rozkład temperatur na poszczególnych strefach grzejnych wynosił 160/170/180/180/190°C, zaś szybkość obrotowa ślimaków wynosiła 120 obr/min. Wytłoczony koncentrat zgranulowano na wytłaczarce do postaci pellet o średnicy 3 mm, a następnie schłodzono w łaźni wodnej w temperaturze wody 35°C i wysuszono powietrzem o temperaturze 70°C. Tak otrzymany koncentrat polisiloksanu zastosowano do modyfikacji przetwórstwa kompozytu styrenowego elastomeru termoplastycznego, który zawiera polietylen.
PL 243805 Β1
Przykład 4
Przygotowano następujące komponenty:
(A) Termoplast styrenu i akrylonitrylu w ilości 40 części wagowych o wskaźniku MFR(230/3.8) = 10-30 g/10 min, w formie proszku o uziarnieniu 100-500 mikronów;
(B) Krzemionkę w ilości 5 części wagowych o rozwinięciu powierzchni 500-750 m2/g;
(C) Polidietylosiloksan w ilości 55 części wagowych o masie cząsteczkowej 550000-700000 g/mol; lepkości kinematyczne w zakresie 5000-12000 Pa*s i zawartości grup winylowych w zakresie 0,031,1% mol/mol.
Przygotowane wyżej wymienione komponenty wymieszano w mieszalniku typu Z o pojemność 90 dm3, silniku 0,37 kW, wymiarach: 1,55x1,35x1,75 m przy szybkości obrotowej mieszadła w zakresie 15 obr/min, w czasie mieszania 15 minut w temperaturze 28°C. Tak otrzymaną przedmieszkę (aglomerat) następnie wytłoczono na wytłaczarce dwuślimakowej o stosunku (L/D) 48 i średnicy ślimaka 45 mm w temperaturze tworzenia się jednorodnego stopu, przy czym rozkład temperatur na poszczególnych strefach grzejnych wynosił 200/200/210/210/220°C, zaś szybkość obrotowa ślimaków wynosiła 120 obr/min. Wytłoczony koncentrat zgranulowano na wytłaczarce do postaci granulatu o średnicy 6 mm, a następnie schłodzono w łaźni wodnej w temperaturze wody 40°C i wysuszono powietrzem o temperaturze 80°C. Tak otrzymany koncentrat polidialkylosiloksanu zastosowano do modyfikacji przetwórstwa kompozytu WPC zawierającego polichlorek winylu oraz włókno drzewne w celu obniżenia ciśnienia stopu tworzywa podczas procesu wytłaczania listwy. Obniżenie ciśnienia wynika ze zmniejszenia współczynnika tarcia kompozytu WPC i przekłada się na możliwość zwiększenia wydajności wytłaczania z zachowaniem akceptowalnej wizualnej jakości detalu. Wyniki eksperymentu pokazano w tabeli 2.
Tabela 2
| Przykład 4 | |||
| zawartość koncentratu polidialkylosiloksanu w osnowie SAN i krzemionki | 0% | 1% | 5% |
| zawartość kompozytu WPC | 100% | 99% | 95% |
| ciśnienie stopu w wytłaczarce | 230 bar | 220 bar | 140 bar |
| obroty dozownika wytłaczarki | 75% | 75'Xi | 75116 |
| wydajność wytłaczania listwy | 4 m/min | 4 m/min | 4 m/min |
| Przykład 2 | |||
| zawartość koncentratu polidiallcylosiloksanu w osnowie SAN i krzemionki | 0% | 1% | 5% |
| zawartość kompozytu WPC | 100% | 99% | 95% |
| ciśnienie stopu | 230 bar | 233 bar | 238 bar |
| obroty dozownika wytłaczarki | 75% | 80% | 99% |
| wydajność wytłaczania listwy | 4 m/min | 4,2 m/min | 5,3 m/min |
| Wytłaczanie wykonane było na wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej. |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (5)
1. Koncentrat polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza, znamienny tym, że zawiera komponent A, który stanowi termoplastyczny polimer w ilości 30-50 części wagowych, o wskaźniku szybkości płynięcia 1-50 g/10 minut, oznaczonego w temperaturze 190°C pod obciążeniem 2,16 kg dla pochodnych polietylenu i w temperaturze 230°C pod obciążeniem 2,16 kg dla pochodnych polipropylenu, który ma postać ciała stałego w formie proszku o uziarnieniu 100-500 mikronów, komponent (B), który stanowi nieorganiczny napełniacz w ilości 5-20 części wagowych o uziarnieniu 7-15 mikronów, o rozwinięciu powierzchni 150-750 m2/g, oraz komponent (C), który stanowi polisiloksan w ilości 35-65 części wagowych o masie cząsteczkowej 550000-720000 g/mol, lepkości kinematycznej 500012000 Pa*s, i zawartości grup winylowych 0,03-1,1% mol/mol.
2. Koncentrat polisiloksanu według zastrz. 1, znamienny tym, że komponent A, stanowią homopolimery: polietylen niskiej gęstości (LDPE) albo polietylen wysokiej gęstości (HDPE) albo polipropylen (PP) albo kopolimer styren/akrylonitryl (SAN).
3. Koncentrat polisiloksanu według zastrz. 1, znamienny tym, że komponent B stanowi krzemionka lub mika, lub mieszanina tych napełniaczy.
4. Koncentrat polisiloksanu według zastrz. 1, znamienny tym, że komponent C, stanowi polidietylosiloksan lub polimetylowinylosiloksan lub mieszanina z tych polimerów.
5. Sposób wytwarzania koncentratu polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza, znamienny tym, że 30-50 części wagowych termoplastycznego polimeru o wskaźniku szybkości płynięcia 1-50 g/10 minut, oznaczonego w temperaturze 190°C pod obciążeniem 2,16 kg dla pochodnych polietylenu i w temperaturze 230°C pod obciążeniem 2,16 kg dla pochodnych polipropylenu, który ma postać ciała stałego w f ormie proszku o uziarnieniu 100-500 mikronów, miesza się z 5-20 częściami wagowymi nieorganicznego napełniacza o uziarnieniu 7-15 mikronów i o rozwinięciu powierzchni 150-750 m2/g, oraz z 30-65 częściami wagowymi polisiloksanu o masie cząsteczkowej 550000-720000 g/mol, lepkości kinematycznej 5000-12000 Pa*s, i zawartości grup winylowych 0,03-1,1% mol/mol, w wolnoobrotowym mieszalniku zetowym przy szybkości obrotowej mieszadła 5-20 obr/min, w czasie 5-15 minut, w temperaturze 15-80°C, w warunkach ciśnienia atmosferycznego, a następnie otrzymaną mieszankę polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza przeprowadza się w postać granulatu w wytłaczarce jedno lub dwuślimakowej o stosunku (L/D) 24-48 i średnicy ślimaka 22-100 mm, w temperaturze 120230°C, wytłacza się do uzyskania granulatu o wymiarach 2-6 mm, który następnie schładza się w wodzie w temperaturze 15-50°C, a następnie suszy się powietrzem o temperaturze 60-90°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424164A PL243805B1 (pl) | 2018-01-03 | 2018-01-03 | Koncentrat polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza i sposób wytwarzania koncentratu polisiloksanu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424164A PL243805B1 (pl) | 2018-01-03 | 2018-01-03 | Koncentrat polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza i sposób wytwarzania koncentratu polisiloksanu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL424164A1 PL424164A1 (pl) | 2019-07-15 |
| PL243805B1 true PL243805B1 (pl) | 2023-10-16 |
Family
ID=67209614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL424164A PL243805B1 (pl) | 2018-01-03 | 2018-01-03 | Koncentrat polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza i sposób wytwarzania koncentratu polisiloksanu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL243805B1 (pl) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2084534A1 (en) * | 1991-12-30 | 1993-07-01 | Donald T. Liles | Polystyrene modified with silicone rubber powder |
| US6013715A (en) * | 1997-04-22 | 2000-01-11 | Dow Corning Corporation | Thermoplastic silicone elastomers |
| CN103073786B (zh) * | 2011-10-26 | 2015-10-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚丙烯用消光剂母粒及其制备方法和应用 |
| RU2680845C2 (ru) * | 2014-03-04 | 2019-02-28 | Дау Корнинг Корпорейшн | Маточный концентрат для термопластичного полимера |
| DE102014225685A1 (de) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Wacker Chemie Ag | Polymer-Masterbatch enthaltend lineares, ultrahochmolekulares, vinylgruppenfreies Polydimethylsiloxan |
-
2018
- 2018-01-03 PL PL424164A patent/PL243805B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL424164A1 (pl) | 2019-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2252771T3 (es) | Polimeros organicos modificados con materiales de silicona. | |
| CN111433275A (zh) | 组合物、用其形成的聚合物复合材料制品和其制备方法 | |
| EP0796884B1 (en) | Masterbatch formulation for polyolefin applications | |
| Leong et al. | Effects of filler treatments on the mechanical, flow, thermal, and morphological properties of talc and calcium carbonate filled polypropylene hybrid composites | |
| JP2003505524A (ja) | 押出ポリオレフィン成型品 | |
| JP2002534549A (ja) | シロキサン混合物で変性した熱可塑性ポリマー | |
| JPH03183510A (ja) | セラミック粉末を充填剤として含有する熱可塑性樹脂の製造方法 | |
| CA1104314A (en) | Polyester sheet containing antiblock agent added in degradable polycarbonate | |
| ITMI20002383A1 (it) | Mescolatore continuo | |
| TWI425041B (zh) | 在以熔融加工製備聚乙烯物件過程中該物件之改良處理條件 | |
| Alanalp et al. | Isothermal and non-isothermal cold crystallization kinetics of polylactide/cellulose nanocrystal (PLA/CNC) nanocomposites | |
| JP6701920B2 (ja) | 熱溶融積層方式造形用ポリプロピレン系樹脂組成物およびストランド | |
| PL243805B1 (pl) | Koncentrat polisiloksanu w osnowie polimeru termoplastycznego i nieorganicznego napełniacza i sposób wytwarzania koncentratu polisiloksanu | |
| KR102431224B1 (ko) | 에어캡 필름용 폴리에틸렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 필름 | |
| CN102206406A (zh) | 透明耐热聚乳酸改性材料的制备方法 | |
| JP2008517109A (ja) | 射出成形用途向けのポリマー混合物 | |
| CN108026340A (zh) | 聚烯烃组合物 | |
| KR101871072B1 (ko) | 이지필 필름용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 | |
| CN101798431B (zh) | 颗粒混合物、成型体和成型体的制造方法 | |
| KR102573484B1 (ko) | 폴리올레핀계 수지 조성물, 폴리올레핀계 마스터배치, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 성형품 | |
| US20160289434A1 (en) | Solid-state shear pulverization of polymer mixtures | |
| Buasri et al. | Effect of titanium dioxide nanoparticles on mechanical and thermal properties of poly (lactic acid) and poly (butylene succinate) blends | |
| KR102683948B1 (ko) | 변성 폴리올레핀을 포함하는 열가소성 수지 조성물 | |
| JP2002146038A (ja) | ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法 | |
| KR102673974B1 (ko) | 펠릿형 폴리프로필렌 수지의 제조방법, 펠릿형 폴리프로필렌 수지 및 이를 포함하는 성형품 |