Полимерная композиция для изготовления труб



Полимерная композиция для изготовления труб
Полимерная композиция для изготовления труб
Полимерная композиция для изготовления труб

 


Владельцы патента RU 2543219:

Общество с ограниченной ответственностью Торгово-промышленная группа "Росал" (RU)

Изобретение относится к составу полимерной композиции на основе непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ), которая находит применение в производстве безнапорных (канализационных) труб методом экструзии. Полимерная композиция для изготовления труб содержит НПВХ со значением константы Фикентчера (К) 66,0-69,0 и насыпной плотностью 0,4-0,6 г/см3, карбонат кальция, комплексный термостабилизатор: трехосновный сульфат свинца Pb2(SO4)3 - 17%, двухосновный фосфит свинца 2PbO·PbHPO3·0,5Н2О - 18%, стеарат свинца Pb(С18Н35O2)2 - 28%, стеарат кальция Са(С18Н35O2)2 - 27%, антиоксидант - 10%, модификатор ударопрочности: полиэтилен хлорированный СРЕ 135, модификатор текучести: акриловая процессинговая антипригарная добавка, смазку: воск полиэтиленовый, стеариновая кислота, сажу. Полимерная композиция может дополнительно содержать вторично переработанную мебельную пленку ПВХ или вторично переработанный брак панелей ПВХ. Смешивание всех компонентов проводится в три этапа: смешение в горячем смесителе, смешение в холодном смесителе, выдержка смеси при температуре 15-30°C в течение 24 часов. Подготовленная таким образом смесь подается в экструдер. Изобретение позволяет получить поливинилхлоридное изделие с высокой ударной вязкостью, отличным качеством наружной и внутренней поверхностей и низкой себестоимостью. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Описание изобретения

МПК C08L 27/06 (2006.01)

С08КЗ/26 (2006.01)

С08КЗ/24 (2006.01)

С08К 3/04 (2006.01)

С08К5/02 (2006.01)

С08К5/09 (2006.01)

С08К 5/098 (2006.01)

C08L 91/06 (2006.01)

Изобретение относится к составу полимерной композиции для изготовления труб содержащей, по меньшей мере, семь основных компонентов, вес.ч.: (I) НПВХ со значением константы Фикентчера (K) 66,0-69,0 и насыпной плотностью 0,4-0,6 г/см3 - 100 вес.ч., (II) от 20 до 40 вес.ч. компонента (В) в расчете на компонент (А), состоящего из карбоната кальция; (III) от 1,5 до 2,5 вес.ч. компонента (С) в расчете на компонент (А), состоящего из комплексного термостабилизатора; (IV) от 1 до 2 вес.ч. компонента (D) в расчете на компонент (А), состоящего из модификатора ударопрочности; (V) 0,7 до 1,2 вес.ч. компонента (Е) в расчете на компонент (А), являющегося модификатором текучести; (VI) 0,2 до 0,4 вес.ч. компонента (F) в расчете на компонент (А), являющегося смазкой; (VII) 0,1 вес.ч. компонента (G), в расчете на компонент (А), являющегося сажей; (VIII) 20 вес.ч. компонента (H), в расчете на компонент (А), являющегося вторично переработанной мебельной пленкой ПВХ; (IX) 20 вес.ч. компонента (I), в расчете на компонент (А), являющегося браком панелей ПВХ. Причем компоненты (Н) и (I), применяются в полимерных композициях 2 и 3 соответственно.

Примеры состава композиций для изготовления труб приведены в таблице 1.

[I] ПВХ: НПВХ со значением константы Фикентчера (К) 66,0-69,0 по ISO 1628-2 и насыпной плотностью 0,4-0,6 г/см3 по ISO 60;

[II] Карбонат кальция: микрокальцит СаСO3 2 мкм необработанный;

[III] Комплексный термостабилизатор: трехосновный сульфат свинца Pb2(SO4)3 - 17%, двухосновный фосфит свинца 2PbO·PbHPO3·0,5Н2О - 18%, стеарат свинца Pb(С18Н35O2)2 - 28%, стеарат кальция Са(С18Н35O2)2 - 27%, антиоксидант трис-(2,4-ди-трет-бутилфенил)-фосфат С42Н63O3Р - 10%;

[IV] Модификатор ударопрочности: полиэтилен хлорированный СРЕ 135;

[V] Модификатор текучести: акриловая процессинговая антипригарная добавка;

[VI] Смазки: воск полиэтиленовый, стеариновая кислота;

[VII] Сажа: технический углерод;

[VIII] Пленка ПВХ: вторично переработанная мебельная пленка ПВХ, содержащая 100 частей ПВХ, до 2,8 частей свинцовых стабилизаторов, до 3 частей стеариновой кислоты, до 10 частей карбоната кальция;

[IX] Брак панелей ПВХ: отходы производства панелей из поливинилхлорида, содержащие 100 частей ПВХ, до 5 частей карбоната кальция, до 5 частей двуокиси титана TiO2, до 5,4 частей комплексного металлического стабилизатора, до 6,5 частей модификатора.

Результатами данного изобретения являются: удешевление конечного продукта производства - канализационной трубы НПВХ, за счет добавления в базовую полимерную композицию продуктов утилизации - мебельной пленки ПВХ и отходов панели ПВХ, оказывающих негативное влияние на экологию; получение материалов с высокими физико-механическими и эксплуатационными характеристиками.

Для производства труб актуальна задача поиска и рециклинга термопластичных полимеров, которые при нагревании приобретают свойства пластичности и текучести.

Известна полимерная композиция на основе вторичного полиэтилена, применяемая при изготовлении труб, предназначенных для транспортировки воды и прокладки кабелей (патент РФ №2375391, МПК6 C08L 23/06, С08К 3/04, С08К 3/36, C08J 11/06, F16L 9/12), содержащая, мас.%: сажа - 0,1-0,5; диоксид кремния - 0,5-3,0; ПЭВД вторичный - 40-72; ПЭНД вторичный - остальное.

Недостатками изделий из полиэтилена является высокая проницаемость кислорода, недостаточная устойчивость к воздействиям механического характера, солнечному излучению

Известная композиция позволяет частично решить проблему утилизации отходов полимеров, однако технология утилизации и переработки полиэтилена в изделия достаточно проста и уже нашла широкое применение в промышленности. Переработка ПВХ относится к сложным технологическим процессам, поэтому утилизация отходов изделий из ПВХ является достаточно важным изобретением и соответствует критерию "новизна". Ко всему прочему, преимуществом готовых изделий из поливинилхлорида по сравнению с полиолефинами является высокая химическая стойкость и низкая горючесть. Трубы из ПВХ обладают высокими эксплуатационными свойствами: они малочувствительны к ультрафиолетовому излучению, имеют самый низкий коэффициент линейного расширения, у них лучшее соотношение цены и качества.

Научно-технических работ по использованию жёсткой ПВХ мебельной плёнки для производства канализационных труб НПВХ не обнаружено. Готовых технических решений по применению обрези жёсткой ПВХ плёнки в рециклинге при производстве НПВХ канализационных труб не найдено. И факты применения данного отхода для указанных целей неизвестны. Использование брака (отходов) панелей ПВХ для производства труб не получило практического применения.

Наиболее близкой по составу к заявляемому объекту является полимерная композиция для изготовления труб на основе поливинилхлорида, используемая при получении труб, литьевых и профильно-погонажных изделий (патент РФ №2251557, МПК7 C08L 27/06, С08К 13/02, С08К 3/22, С08К 3/30, С08К 5/01, С08К 5/09, С08К 5/103), содержащая, мас.ч.: поливинилхлорид с К=55 - 60-100, трехосновной сульфат свинца - 3-5, двухосновной стеарат свинца - 0,2-2, двуокись титана - 0,1, парафин - 0,3, металлсодержащую смазку - 0,2-1,5.

Недостатком известного изобретения является дополнительный технологический процесс получения многокомпонентной металлической смазки. Техническим результатом является улучшение перерабатываемости полимерной композиции, повышение термостабильности и показателя текучести расплава, получение изделия с глянцевой поверхностью, однако этих эффектов можно достичь и с помощью общедоступных добавок.

Задачей предлагаемого изобретения является получение полимерных композиций для изготовления труб с низкой себестоимостью и доступными компонентами, утилизация отходов поливинилхлорида, получение материалов с высокими эксплуатационными характеристиками.

Осуществление изобретения достигается добавлением в состав ПВХ композиции продуктов, полученных из полимерных отходов мебельного производства - вторично переработанной мебельной пленки ПВХ, содержащей 100 вес.ч. ПВХ, до 2,8 вес.ч. свинцовых стабилизаторов, до 3 вес.ч. стеариновой кислоты, до 10 вес.ч. карбоната кальция, и отходов производства панелей из поливинилхлорида, содержащих 100 вес.ч. ПВХ, до 5 вес.ч. карбоната кальция, до 5 вес.ч. двуокиси титана ТiO2, до 5,4 вес.ч. комплексного металлического стабилизатора, до 6,5 вес.ч. модификатора.

При разработке состава полимерной композиции для изготовления труб важно учитывать, что в отличие от первичного материала (ПМ) полимер в отходах деструктирован. Степень деструкции может быть разной в зависимости от стабильности первичного материала и условий его переработки. При вторичной переработке (переработке отходов) степень деструкции возрастает из-за наличия в материале инициаторов деструкции, которые образовались при первичной переработке. С увеличением числа повторных переработок рост деструкции ПМ принимает лавинообразный характер. Применение стабилизаторов прерывает лавинообразный характер нарастания деструкции и поддерживает деструкцию примерно на одном уровне, при котором степень деструкции сравнительно небольшая и свойства изменяются в допустимых пределах (по ударной вязкости до 10-15 %). Кроме этого, стабилизаторы оказывают влияние на технологические режимы переработки и эксплуатационные характеристики готовых изделий. Введение стабилизаторов задерживает начало разложения ПВХ, и не происходит заметного выделения НС1.

Свинцовые стабилизаторы являются старейшей и крупнейшей группой соединений, которые применяются в качестве стабилизаторов ПВХ. Применение свинцовых недорогих термостабилизаторов позволяет экструдировать строительные ПВХ изделия с отличной тепловой и световой стабильностью, диэлектрической константой, нулевым водопоглощением, отличной устойчивостью к механическим динамическим и статическим нагрузкам. Однажды будучи внедрён в состав ПВХ компаунда, свинцовый термостабилизатор уже никак не может мигрировать из его состава, и свинец никак не выделяется из состава стабилизатора, даже при сгорании ПВХ профиля. Наиболее широкое применение получили комплексные свинецсодержащие стабилизаторы. Следует заметить, что использование двух видов правильно подобранных стабилизаторов в комплексе со смазывающими веществами дает не простой суммарный эффект, а во много раз больший, чем каждый из них в отдельности. Комплексный термостабилизатор, используемый в данном изобретении, имеет высокую степень дисперсности (в пределах 2-4 мкм).

Механизм упрочнения полимерных материалов сегодня достаточно изучен. Принцип модификации заключается в диспергировании модификаторов в полимерной матричной фазе. Частицы модификатора выполняют функцию поглощения энергии и являются препятствием на пути распространения трещины.

Хлорированный полиэтилен является модификатором ударной прочности для изделий из ПВХ, значительно повышает стойкость к удару при пониженной температуре. Применение хлорированного полиэтилена приводит к снижению стоимости рецептуры при неизменном или улучшенном качестве.

Модификатор текучести применяется для улучшения технологического процесса при производстве изделий из ПВХ. Использование акрилового модификатора текучести уменьшает адгезию расплава ПВХ к металлическим поверхностям экструдера, и, как результат, предотвращает налипание и позволяет увеличить цикл работы оборудования без профилактических остановок. Помимо улучшения текучести модификатор делает поверхность готовых изделий очень чистой и глянцевой, а также применяется для улучшения гомогенности расплава. Увеличение времени нахождения ПВХ в расплаве и уменьшение вращающего момента экструдера также можно отнести к преимуществам применения акриловых модификаторов.

Тем самым, использование в данном изобретении комплекса предложенных наполнителей и стабилизаторов позволяет существенно снизить стоимость производимой продукции, увеличить цикл работы оборудования, при этом готовый полимерный материал обладает отличными эксплуатационными характеристиками.

Процесс переработки технологических отходов полимерных строительных материалов из поливинилхлорида достаточно прост. Вторично сырье в предлагаемом изобретении используются непосредственно после дробления и измельчения бракованных изделий. При этом получаются отходы размером 4-5 мм и менее. Для рационального использования вторичное сырье после дробления гранулируют. Основные стадии технологического процесса переработки технологических отходов приведены на рисунке 1.

После прохождения данного технологического процесса вторичное сырье используется в производстве изделий.

Смешивание всех компонентов полимерной композиции проводится в три этапа: смешение в горячем смесителе, смешение в холодном смесителе, выдержка смеси при температуре 15-30°С в течение 24 часов. Подготовленная таким образом смесь подается в экструдер с коническими шнеками.

Механические свойства композиций ПВХ согласно изобретению, измеренные для экструдированных канализационных труб, приведены в весовых частях в расчете на 100 весовых частей компонента (А) и представлены в таблице 2.

Прототип изобретения направлен на увеличение индекса расплава и повышение термостабильности, в свою очередь композиции, описанные в предлагаемом изобретении, рекомендуется использовать при изготовлении канализационных труб, где наиболее важными являются свойства, приведенные в таблице 2.

1. Полимерная композиция для изготовления труб на основе непластифицированного поливинилхлорида ПВХ, содержащая, вес.ч.: ПВХ - 100, карбонат кальция - 20-40, комплексный термостабилизатор: трехосновный сульфат свинца Pb2(SO4)3 - 17%, двухосновный фосфит свинца 2PbO·PbHPO3·0,5Н2О - 18%, стеарат свинца Pb(С18Н35O2)2 - 28%, стеарат кальция Са(С18Н35O2)2 - 27%, антиоксидант - 10%, - 1,5-2,5, модификатор ударопрочности: полиэтилен хлорированный СРЕ 135 - 1-2, модификатор текучести: акриловая процессинговая антипригарная добавка - 0,7-1,2, смазку: воск полиэтиленовый, стеариновая кислота - 0,2-0,4, сажу - 0,1.

2. Полимерная композиция для изготовления труб по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вторично переработанную мебельную пленку ПВХ, вес.ч. - 20.

3. Полимерная композиция для изготовления труб по п.1 отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вторично переработанный брак панелей ПВХ, вес.ч. - 20.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного ПВХ и может быть использовано при изготовлении проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.
Изобретение относится к области получения новых пленкообразующих веществ на основе поливинилхлорида и может быть использовано в лакокрасочной промышленности. В способе получения модифицированного поливинилхлорида на стадии смешивания в емкостном ректоре в реакционную массу сополимера поливинидхлорида и растворителя вводят винилированный алкид, осуществляют нагрев смеси до 50-60°C и доводят ее до нужных показателей.
Изобретение относится к наполненным композиционным полимерным материалам, предназначенным для напольных вибропоглощающих покрытий и может быть использовано в судостроении, гражданском и промышленном строительстве и других отраслях.

Изобретение относится к медицинской промышленности и касается пластиката поливинилхлоридной (ПВХ) композиции медицинского назначения двух типов, предназначенных для переработки методами экструзии и литья под давлением.

Изобретение относится к полимерной композиции для формования, способу получения композиции, к изготовлению формованных изделий, упаковочного материала, а также к применению сложного диэфира или смеси двух и более диэфиров диола линейной или разветвленной структуры в качестве смазки.

Группа изобретений относится к прутку для декоративной сварки и к способу изготовления прутка для декоративной сварки. Пруток содержит нерасплавленные и окрашенные частицы на основе ПВХ и гелеобразную композицию на основе пластизоля, содержащую поливинилхлоридную смолу в бензоатном пластификаторе и нерасплавленные частицы на основе ПВХ.
Изобретение относится к химии полимеров, а именно к древесно-полимерным композициям на основе поливинилхлорида, которые могут быть использованы для получения профильно-погонажных изделий.

Изобретение относится к композиции стабилизатора галогенсодержащих полимеров, не содержащей тяжелых металлов, и может быть использовано для стабилизации галогенсодержащих полимеров, в частности - для предотвращения появления нежелательного розового оттенка, а также к формованным изделиям, содержащим эту композицию стабилизатора.
Изобретение относится к технологии получения поливинилхлоридных (ПВХ) композиций с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов.

Изобретение относится к области переработки полимеров, а именно к области получения окрашенных композиций на основе поливинилхлорида, пригодных для изготовления изделий методом экструзии, в частности профильно-погонажных изделий строительного назначения, преимущественно сайдинга.

Изобретение может быть использовано в производстве строительных и отделочных материалов, изделий из пластмасс, в частности из поливинилхлорида и полимерной глины.

Настоящее изобретение относится к технической области получения обработанных продуктов минеральных наполнителей, содержащих карбонат кальция, применению их в материалах пластиков, в материалах пленки, а также для ароматизирующих изделий.
Изобретение относится к способу регулирования рН-показателя и нейтрализации кислых и/или основных продуктов деструкции или разложения печатных красок, клеев или органических загрязнений, образующихся в процессе подготовки и рециклинга полимеров, в частности термопластичных.

Изобретение состоит в применении в наполненной хлорированной термопластичной композиции, которая содержит по меньшей мере одну хлорированную термопластичную смолу и по меньшей мере один минеральный наполнитель в качестве агента, улучшающего термостойкость и стойкость к УФ-излучению указанной композиции, линейного амфифильного сополимера, который состоит из по меньшей мере одного гидрофильного мономера и по меньшей мере одного гидрофобного мономера и имеет средневесовую молекулярную массу от 5000 г/моль до 20000 г/моль, коэффициент полидисперсности меньше или равный 3, предпочтительно его средневесовая молекулярная масса составляет от 10000 г/моль до 15000 г/моль и коэффициент полидисперсности меньше или равен 2,5.
Изобретение может быть использовано в производстве бумаги, красок и пластмасс. Способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью в водной среде включает a) предоставление по меньшей мере одного типа измельченного природного карбоната кальция (GNCC); b) предоставление по меньшей мере одной растворимой в воде кислоты; c) предоставление газообразного CO2; d) контактирование указанного GNCC с указанной кислотой и CO2.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения осажденного продукта карбоната кальция включает стадии (a) формирования водной суспензии осажденных зерен карбоната кальция путем карбонизации суспензии Ca(OH)2 в присутствии 0,005-0,03 моль Sr в форме Sr(OH)2 на моль Ca(OH)2 и (b) формирования водной суспензии осажденного продукта карбоната кальция путем карбонизации кашицы Ca(OH)2 в присутствии 0,5-5% от сухой массы осажденных зерен карбоната кальция.

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности, в производстве бумаги. По меньшей мере один полиэтиленимин может быть добавлен к водной суспензии, имеющей pH между 8,5 и 11 и содержащей по меньшей мере один материал, включающий карбонат кальция, в количестве от 25 до 62% об.
Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к производству резиновых смесей, предназначенных для использования в производстве резинотехнических изделий.
Изобретение может быть использовано в производстве бумаги, пластмасс и красок. Способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью в водной среде включает предоставление карбоната кальция; предоставление от 5 мас.% до 50 мас.%, в расчете на массу карбоната кальция, по меньшей мере, одной кислоты, у которой значение pKa составляет менее чем или равно 2,5; предоставление газообразного CO2; предоставление, по меньшей мере, одной водорастворимой неполимерной органической и/или неорганической слабой кислоты и/или кислой соли указанной, по меньшей мере, одной водорастворимой неполимерной органической и/или неорганической слабой кислоты.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ производства содержащих карбонат кальция материалов, поверхность частиц которых имеет улучшенные свойства адсорбции диспергатора, включает следующие стадии: a) получение, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в виде водной суспензии или в сухом виде; b) получение, по меньшей мере, одного содержащего ионы лития соединения, выбранного из группы, в которую входят гидроксид лития, или оксид лития, или неорганические и/или органические мономерные соли лития, выбранные из группы, в которую входят соли одно- или многоосновных кислот, например карбонат лития, сульфаты лития, цитрат лития, гидрокарбонат лития, ацетат лития, хлорид лития, фосфат лития, в сухом виде или в водном растворе, и их смеси; c) сочетание, по меньшей мере, одного содержащего ионы лития соединения по стадии b) и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала по стадии a).

Группа изобретений относится к каучуковой композиции и пневматической шине с областью протектора, сформированной с использованием данной каучуковой композиции. Каучуковая композиция содержит диеновый каучук, газовую сажу и светлый наполнитель, а также маточную смесь, приготовленную посредством предварительного смешивания недиенового каучука и органической перекиси.
Наверх