Továbbfejlesztett PVC összetétel. PVC műanyag keverékek lábbelihez: gyártási és felhasználási problémák, összetétel összetétel Ásványi olaj a PVC összetételében

Ütés- és hőállóság módosító akrilnitril-butadién-sztirol, ABS-20F/ABS-20P, ABS-28F/ABS-28P, ABS-15F/ABS-15P

Új termék a JSC "Plastik"-tól

Termékeink nagy ütésállóságot biztosítanak, javítják mechanikai tulajdonságai merev PVC profilokat és növeli hőállóságukat. A végtermék hosszú ideig megőrzi ütésálló tulajdonságait bármilyen időjárási viszonyok között, köszönhetően az UV stabilizátornak az ABS szintézise során. Ezen túlmenően, az ABS módosítók kiváló általános célú feldolgozási segédletek, széles feldolgozási ablakkal, amely kiküszöböli a sok különböző feldolgozási módosító szükségességét a különböző alkalmazásokhoz.

Az új hazai módosító további lehetőségeket nyit az építő- és lakás- és kommunális szektor áruk gyártásában: ablakprofilok, ajtók, burkolatok, deszkák, PVC csövek.

Műszaki adatok

Megjelenés	F- pehely (pelyhek), P- por			Vizuálisan
Olvadék áramlási sebessége, (220 °C-on/10 kgf), g/10 perc, nem kevesebb/en belül	5,0-12,0	4,0-7,0	17,0	7.4TU és GOST 11645-73
Ütőszilárdság Izod szerint kgf cm/cm2 (kJ/m2), nem kevesebb	24,5(24,0)	32,6(32,0)	13,0(12,8)	TU és GOST 19109-84 7.5
Vicat lágyulási hőmérséklet (50 N), °C, nem kevesebb	97	96	100	A TU és a GOST 15088-2014 7.6. pontja
Nedvesség és illékony anyagok tömeghányada, %, nem több	0,3	0,3	0,3	TU 7.7
Referencia mutatók:
Sűrűség, kg/m3	1040	1040	1040	GOST 15139-69
Térfogatsűrűség, g/cm3, belül	0,29-0,38	0,29-0,38	0,29-0,38	GOST 11035.1-93
Szakító rugalmassági modulus, MPa, belül	1800-2200	1700-2200	1900-2000	GOST 9550-81
Rockwell-keménység (R skála), belül	100-110	95-100	100-110	GOST 24622-91
Hajlítási hőmérséklet terhelés alatt, °C (1,8 MPa), nem kevesebb	96	95	97	GOST 4 32657-2014
Izod szerinti ütési szilárdság bevágással (mínusz 30°C-on), kJ/m2, nem kevesebb	12	10	7	GOST 19109-84
Szakadási nyúlás, %, nem kevesebb	22	25	18	GOST 11262-80

Orosz alternatíva. Ph.D. cikkéből Georgy Barsamyan a "Plastics" magazinban: „Az akril módosítók és a CPE mellett van egy másik termék is, amelyet széles körben használnak PVC-módosítóként. Ez egy akrilnitril-butadién-sztirol (ABS) kopolimer, amely az Egyesült Államokban a PVC leghatékonyabb ütésmódosítója.<…>Oroszországban az ABS legnagyobb gyártója a JSC Plastik (Uzlovaya).<…>2016 júliusában megkezdődtek az ABS mint CBM és MP PVC tesztelése. Kísérletileg megállapították, hogy az ABS ütőszilárdság-módosító tulajdonságokkal és feldolgozhatósággal is rendelkezik a PVC termékek fa-polimer kompozitok (WPC) felhasználásával történő előállítása során.

Ennek eredményeként a CPE-t teljesen kizárták a készítményből, az adagolást jelentősen csökkentették, majd a feldolgozhatóság módosító szert teljesen kiiktatták, a hőstabilizátor adagját kismértékben csökkentették, a töltőanyag (kréta) tartalmat pedig növelték. Ráadásul mindezt a termékek fizikai és mechanikai tulajdonságainak romlása nélkül tették.

Edward J. Wixson, Richard F. Grossman
Szerk. F. Grossman. 2. kiadás
Per. angolból szerkesztette V.V. Guzeeva
Kiadó: "Scientific Fundamentals and Technologies"

A könyv bemutatja a keverék receptjének kidolgozásának minden szakaszát, leírja a készítmény összes fő összetevőjét és a hozzájuk tartozó általános adalékanyagokat.

A második kiadásban felülvizsgálták a PVC-kompozíciók előállításának mechanizmusának néhány megközelítését, ismertették az ezen a területen elért új eredményeket, és figyelembe vették a szakértői közösség minden észrevételét.

A könyv részletesen megvizsgálja a keverék létrehozásának minden szempontját, bemutatja, hogyan módosítható az alapot, hogy megfeleljen a késztermékre vonatkozó speciális követelményeknek, elmagyarázza, miért és mely összetevők adnak bizonyos hatást a készítményben.

1. fejezet PVC alapú kompozíciók fejlesztése

1.1. Bevezetés

A polivinil-klorid (PVC, „vinil” a kereskedelemben gyakran használt név termelési szektorban) a második világháború után a rugalmas termékek ipari gyártásában jelentős anyaggá vált, számos alkalmazási területen helyettesítve a gumi-, bőr- és cellulóztartalmú anyagokat. A feldolgozási technológia fejlődésével a nem lágyított (merev) PVC kezdett aktívan kiszorítani a fémet, az üveget és a fát. A PVC elismertsége a kedvező ár-minőség arányon alapul. A kompozíció megfelelő fejlesztésével nagy készletet kaphat hasznos tulajdonságait alacsony költséggel - időjárásállóság, sok környezettel szembeni tehetetlenség, lánggal és mikroorganizmusokkal szembeni eredendő ellenállás.

A PVC hőre lágyuló műanyag, amelynek tulajdonságai nagymértékben függenek a kompozíció összetételétől. A töltőanyag-tartalom 100 rész polimerre vonatkoztatva néhány résztől, például nyomócsőben, kalanderezett padlólapokban több száz résztől 100 rész PVC-re vonatkozhat. Utóbbit természetesen inkább töltőanyagnak tekintik, mint PVC-nek.

A lágy készítmények 100 rész polimerenként általában legfeljebb 70 rész lágyítót tartalmaznak. A PVC kompozíciók mindig tartalmaznak hőstabilizátorokat és kenőanyagokat (vagy olyan összetevőket, amelyek mindkét tulajdonságot kombinálják). Tartalmazhatnak töltőanyagokat, lágyítószereket, színezékeket, antioxidánsokat, biocidokat, égésgátlókat, antisztatikus szereket, ütés- és feldolgozhatóság-módosítókat és egyéb összetevőket, beleértve más polimereket is. Így a kompozíciók fejlesztése egy folyamat nem-egyszerű. Ennek a könyvnek az a célja, hogy megkönnyítse a megértést és a megvalósítást.

1.2. Az összetétel hatása a feldolgozásra

A kompozíciótervező célja olyan anyag előállítása, amely megfelelő feldolgozás esetén az elvárthoz közeli, elfogadható tulajdonságokkal rendelkezik. Mindezt bizonyos árparaméterek között kell megtenni. Ezért a gyakorlatban a cél a költség és a fajlagos tulajdonságok szempontjából a legjobb összetétel kialakítása. Az ilyen fejlesztést racionálisnak kell tekinteni. Ennek alternatívája a legolcsóbb nehezen feldolgozható vagy a vevői igényeknek és az üzemeltetési feltételeknek alig megfelelő anyag kifejlesztése lenne. Ez az alternatíva általában több problémát okoz, mint amennyit megold. Bár ez a könyv elsősorban a racionális kompozíciók tervezőinek szól, remélhetőleg a költségvetés-tudatos szakemberek is sok hasznos információt találnak maguknak.

Gondolni kell arra, hogy az idén optimális összetétel jövőre nem biztos, hogy az lesz. Még akkor is, ha ez egy vállalkozásnál optimális technológiai vonal, lehet, hogy másnál nem olyan optimális. A PVC különböző feldolgozási eljárásokra való alkalmasságát nagymértékben meghatározza a folyamatmérnök tudása és tapasztalata. A PVC alapú kompozíciókat kalanderezéssel, extrudálással, fröccsöntéssel dolgozzák fel, és bevonat formájában is felvihetők. Az újrahasznosítás mindig egy keverési fázissal kezdődik, ahol az adalékanyagokat és a PVC-t összekeverik. Az eredmény egy száraz (vagy nem túl száraz) keverék, plasztiszol, organoszol, vegyes latex vagy oldat. A keverési szakaszt a termék gyártási szakaszában (általában merev PVC esetén) vagy a végtermék előállítását megelőző külön granulálási szakaszban a lágyítás és olvasztás követi. A granulálási lépés a lágyított (flexibilis) PVC általános eljárása, különösen akkor, ha a granulátumot egy másik helyre, például az ügyfél telephelyére kell szállítani. A száraz keverési sebesség befolyásolhatja a végső termelékenységet.

Bár a keverési sebességet különböző összetevők befolyásolhatják, ez elsősorban a PVC típusától és az adott lágyítószertől függ. A PVC bizonyos típusait kifejezetten a lágyítószer gyors felszívására tervezték. A lágyító típusa (polaritása), viszkozitása és oldóképessége kulcstényezők. Ezeket azonban jellemzően úgy választják ki, hogy a készítmény kívánt tulajdonságait érjék el, nem pedig a könnyű felszívódás érdekében. Néha a szükséges összetétel kiválasztásához olyan műveleteket alkalmaznak, mint a lágyító előmelegítése vagy az összetevők bizonyos sorrendje. A száraz keverést és a PVC, latexek, plasztiszolok és organoszolok oldatainak keverését a könyv megfelelő fejezetei tárgyalják.

A kemény és lágy kompozíciók olvadékfeldolgozási módja elsősorban a PVC típusától függ. Az alacsony olvadáspontú gyanták példái az alacsony molekulatömegű (alacsony Kf) homopolimerek és a vinil-acetátos kopolimerek. A nagy szolvatációs képességű lágyítók, mint például a butil-benzil-ftalát (BBP), növelik a lágyulás sebességét. Hangsúlyozni kell, hogy mind a PVC típusának, mind a lágyítószernek a megválasztását az anyag felhasználása határozza meg, míg az egyéb összetevők, különösen a kenőanyagok, stabilizátorok és feldolgozhatóság módosító szerek kiválasztása a feldolgozási sebesség növelése érdekében történik. A kemény kompozíciók fejlesztésén alapuló kompozíciók nagyüzemi gyártásában 7

A PVC-t olyan termékek előállításához, mint a csövek, burkolatok és ablakprofilok, közvetlenül száraz keverékből használják. A rugalmas PVC bizonyos alkalmazásai, mint például a huzalszigetelés extrudálása, szintén gyakran száraz keveréken alapulnak. A legtöbb lágyított készítményt azonban zárt keverőben ömledékkeveréssel, majd extruderben történő granulálással állítják elő, vagy két extruder kombinációjával állítják elő, amelyek kombinálják a keverő és a granulátor funkcióit. Az olvadékfeldolgozás során a fémfelületekre ható viszkozitás és súrlódási erők nemcsak az olvasztáshoz és a granuláláshoz szükséges nyilvánvaló tényezők, hanem korlátozzák a termelékenységet, a berendezések kopását okozzák, és a PVC lebomlásának lehetséges forrásai. Ez természetesen nemcsak a granulátumok, hanem bizonyos termékek gyártása során történő feldolgozásra is vonatkozik. A fentiek mindegyike nagymértékben függ a recepttől és a felszerelés megválasztásától. A kompozíciók készítésének megszervezésére két szélsőséges forgatókönyv feltételezhető:

1. A legjobb ár-érték arányú optimális összetételt alakítjuk ki. Ezután a feldolgozó berendezéseket telepítik a legnagyobb áteresztőképesség és a legjobb minőség elérése érdekében. A gyártás bővítésekor ugyanazokat a berendezéseket telepítik. Ez a cselekvési terv a merev PVC kompozíciók nagyüzemi gyártására vonatkozik, és az ágazat gyors növekedésének hátterében áll Észak Amerika. Ennek eredményeként az új és továbbfejlesztett termékek fejlesztése együttműködésre készteti a berendezéseket és az összetevő-beszállítókat.

2. Folytatódik a készítményfejlesztés, gyakran a végtelenségig, hogy olyan összetételt hozzanak létre, amely feldolgozás után a rendelkezésre álló vagy minimális áron vásárolt berendezés képességeinek határáig kielégíti a követelményeket. Ez tipikus eset egyes lágy kompozíciók előállításánál. Ez a megközelítés a fő oka annak, hogy egyes piaci szereplők nem tudnak ellenállni a külföldi gyártókkal szembeni versenynek, és az oka annak, hogy a lágyított PVC-t újabb anyagokra, például hőre lágyuló elasztomerekre cserélik.

1.3. Az összetétel hatása a tulajdonságokra

A nem lágyított készítményekben a merevség (hajlítószilárdság) a molekulatömeg (MM) növekedésével növekszik. A töltőanyag bizonyos koncentrációjáig a töltőanyag hozzáadása növeli a hajlítószilárdságot, míg az ütőszilárdság és a feldolgozhatóság-módosítók tartalmának növelése hajlamos a szilárdság csökkenését okozni mindaddig, amíg adalékanyagként nem kezdenek működni, ami melegítéskor növeli a vetemedés hőmérsékletét.

Másrészt a szakítószilárdság hajlamos növekszik az MM növekedésével, bár a modulus kis alakváltozásoknál párhuzamosan fut a hajlítószilárdsággal. A kopás- és kúszási szilárdság az MM növekedésével nő, ami a műanyagokra jellemző. Töltőanyag hozzáadása mindkét tulajdonságot javíthatja, amennyiben a részecskék mérete és alakja hozzájárul az anyag térszerkezetének kialakításához.

Növekszik a vegyszerállóság, az olajállóság és a hővetemedésállóság, míg a termelékenység és a feldolgozás egyszerűsége csökken az MW növekedésével. Ennek megfelelően a nagy molekulatömegű polimer alapú kompozíciók kifejlesztésekor olyan adalékanyagokat alkalmaznak, amelyek növelik a folyékonyságot, valamint olyan adalékanyagokat, amelyek kompenzálják a kis molekulatömegű polimerek hátrányait. Más szóval, a kiegészítők fő célja az egyéb kiegészítők által okozott problémák kijavítása.1

A 100 rész PVC-re számítva körülbelül 25 rész „jó” lágyítót, például di(2-etil)-hexil-ftalátot tartalmazó kompozíciók félmerevnek minősülnek (100%-os szakító modulus – kb. 23 MPa). A lágyított PVC rugalmasságának elfogadható jellemzője az alacsony szakító modulus érték. Kissé növekszik a molekulatömeg növekedésével, és nagymértékben csökken a lágyítószer-tartalom növekedésével. Tehát 35 rész DOP-tartalommal (vagy hasonló aktivitású lágyítószerrel) 100 rész PVC-re számítva az anyag rugalmasnak tekinthető. 50 rész DOP-nál a húzómodulus körülbelül 12 MPa-ra, 85 rész DOP/100 PVC-nél pedig körülbelül 4 MPa-ra esik, ami az anyag rendkívüli rugalmasságát jelzi. A kevésbé hatékony lágyítókat nagyobb koncentrációban kell használni. A lágyított készítményekben a szakítószilárdság többé-kevésbé lineárisan nő a polimer molekulatömegének növekedésével. Az erősség függése a lágyítószer típusától és tartalmától erősebb. A szakítószilárdság és a nyúlás gyakran, de nem mindig, csökken a töltőanyagtartalom növekedésével. A szakítószilárdság az MW növekedésével javul, csakúgy, mint a kopásállóság, de ezek a tulajdonságok az adalékanyagok hatásától függenek. A vinil-acetáttal végzett kopolimerizáció ugyanazokat a hatásokat eredményezi, mint a lágyító hozzáadása, de általában magasabb költséggel.

A törékenységet és a rugalmasságot alacsony hőmérsékleten befolyásoló fő tényezők a lágyítószer típusa és tartalma. Az alacsony hőmérsékletre szánt készítmények gyakran tartalmaznak lágyítószerek keverékét, amelyek közül az egyik például a di(2-etil)hexil-adipát (DOA). A lágyítás általában csökkenti a vegyszerállóságot, az oldószerállóságot és az olajállóságot. Ez ellensúlyozható polimer lágyítók használatával, ami a költségek természetes növekedésével és a feldolgozás bonyolultságával jár együtt, vagy olajálló polimerekkel, például nitril-butadién gumival (NBR) készült keverékek és ötvözetek használatával.

A lágyított PVC egyik legfontosabb felhasználási területe a huzalszigetelés. A lágyítószer kiválasztása a termék használati körülményeitől függ. A lágyítónak alacsony illékonyságúnak kell lennie a hőöregítés során a lágyítószer elvesztése a fő oka a hőöregítés utáni nyúlás csökkenésének. Száraz körülmények között történő felhasználáshoz kalcium-karbonát (CaCO3) töltőanyagot adnak a készítményhez. A tartalom az anyag ára és tulajdonságai közötti egyensúlytól függően változik. A nedves körülmények között (például Észak-Amerikában) használt szigetelőanyagoknak stabil térfogati ellenállással kell rendelkezniük a 75 vagy 90 °C-os víz hatásának 6 hónapig tartó kitettsége alatt. Az ilyen anyagok kalcium-karbonát helyett elektromos minőségű kalcinált (kalcinált) kaolint tartalmaznak. A szigetelőanyag ilyen felhordásához a lágyítónak és más alkatrészeknek is elektromos minőségűnek kell lenniük.

A lágyított PVC kompozíciók tűzállóságát tekintve a lassú égéstől, ha gyúlékony lágyítószert használnak, az önkioltóakig terjednek, amelyek tartalmaznak: antimon-oxidot, melynek hatását halogén, tűzgátló lágyítók és víztartalmú töltőanyagok szinergetikusan fokozzák, például alumínium-trihidrát vagy magnézium-hidroxid. Bár a víztartalmú töltőanyagok növelik a hőstabilitást, tűzálló lágyítók használatakor a stabilizátorok tartalmát növelni kell. A víztartalmú töltőanyagok a forró koromrészecskék oxidációját elősegítve csökkentik a füstképződést is. Ez a reakció vélhetően metallokarbonil intermediereken keresztül megy végbe, és karbonilokat képező fémvegyületek katalizálják. A leggyakrabban használt molibdén az ammónium-oktamolibdát (OMA), amely a megfelelő hőmérsékleten reagál.

Növeli a tűzállóságot és csökkenti a füstképződést olyan töltőanyagok segítségével, amelyek elősegítik az égési folyamat során hővezető szinterezett kokszszemcsék képződését. Ide tartoznak a víztartalmú töltőanyagok és bizonyos cinkvegyületek, különösen a cink-borát, valamint az ón-hidroxid. A cinkvegyületek alkalmazása általában nagyobb koncentrációjú stabilizátort igényel. Az ón-oxid esetében nem ez a helyzet, de használata növeli a füstképződést. Ezért a rendkívül tűzálló, PVC alapú rugalmas anyag kifejlesztése az összetevők átfogó választékát igényli. A lágyított PVC alapú anyagok fizikai és tűzálló tulajdonságainak általános egyensúlya sokkal jobb, mint a halogénmentes poliolefin analógoké. Ezek az analógok általában annyira tele vannak víztartalmú töltőanyagokkal, hogy a polimer alig több, mint egy kötőanyag.

A két külső kemény rétegből és egy habosított belső rétegből álló merev PVC habok mindenütt megtalálhatók a csövekben, burkolatokban és műanyag táblákban. A súly és a költségek csökkentése mellett a vinil iparvágány hővezető képessége is csökken, a műanyag táblák könnyebben szögezhetők és fűrészelhetők. A habosított lágy PVC termékeket leggyakrabban plasztiszolokból nyerik, például vinil-linóleumhoz. Ebben az esetben a plasztiszol habosítása mechanikusan, intenzív keveréssel levegő bejuttatásával a pasztába, vagy kémiai úton habosító szerek (habosítószerek), leggyakrabban azodikarbonamid felhasználásával valósítható meg. Ez utóbbi könnyen aktiválható bizonyos adalékokkal, gyakran egy hőstabilizátor összetevőivel, amelyeket ilyen esetekben „kickernek” neveznek. A felületaktív anyagokat a sejtszerkezet minőségének javítására használják, ami a polimer és a lágyítószer megválasztásától is függ.

A fény- és időjárásállóság többféle módon érhető el. A vinil iparvágány vagy ablakburkolat külső rétegének (felső burkolatának) elegendő mennyiségű kiváló minőségű titán-dioxidot (TiO2) kell tartalmaznia. Magas dielektromos állandója biztosítja a fénykvantum elnyelését és az energia hő formájában történő disszipációját, amely után egy alacsony energiájú kvantum bocsát ki. Ez korlátozza, hogy a beeső fény milyen mértékben képes szabad gyökök oxidációjának láncreakcióját elindítani. A megfelelő típusú koromnak ugyanaz a hatása, és széles körben használják kábelköpenyekben és mezőgazdasági bevonatokban. Természetesen nem csak fehér, hanem például fekete vagy szürke anyagok is hasznosak. TiO2-t és különféle pigmenteket használnak a vinil burkolatok színezésére.

A színes iparvágány elérésének másik módja a fényálló bevonatok, például akril vagy polivinil-difluorid (PVDF) felvitele a PVC felületére. Az akril bevonatokat poliésztereket tartalmazó PVC-plasztiszolokkal is használják a nyomtathatóság javítása, a lágyítószer migráció csökkentése és a fényállóság javítása érdekében. Élénk színű termékek előállításához szerves ultraibolya fény (UV) abszorbereket adnak hozzá. A korom és a TiO2 hasonlóan viselkedik. A fény kvantumát elnyeli, és az UV-elnyelőt gerjesztett állapotba helyezi. Az energia meglehetősen lassan disszipálódik hő formájában, ami nem károsítja az anyagot. A fényelnyelők, mint például a hidroxi-benzofenonok és a benzotriazolok, valójában nem antioxidánsok, hanem maguk is védelmet igényelnek az oxidáció ellen.

Az anyagok egy viszonylag új osztálya, a gátolt amin fénystabilizátorok (HALS)*, nemcsak antioxidánsok, hanem részt vesznek az antioxidánsok láncreakcióiban is. PVC-ben való felhasználásuk jelenleg a kutatási szakaszban van. A PVC-alapú kompozíciók időjárásállóságát különféle, napfényt szimuláló eszközökkel vizsgálták. E módszerek és a tényleges időjárási tesztek között csak relatív összefüggés van. A természetes expozíció hatása a különböző területeken eltérő. Úgy gondolják, hogy a felgyorsult fényöregedés sokféle eredményhez vezet. Ezek a módszerek azonban hasznosak az egyik készítmény összehasonlítására a másikkal, és az eredményeket gyakran előre megjósolhatónak tekintik terepi tesztek. Ezen túlmenően, a lágyított készítmények nedves térkörülmények között mikrobiális hatásnak vannak kitéve. Mivel gyakran lehetetlen megjósolni a működési feltételeket, a biocidokat általában a lágyított készítményekbe visznek be.

Valós körülmények között a makrorészecskék és az alacsony molekulatömegű összetevők keveredése esetén az entrópiafaktor ellenére a komponensek homogén keveredése nem következik be. Turbulens áramlásban a rétegződés gyakran előnyösebb, mint a homogenizálás. A feldolgozás során a lamináris áramlástól való eltérés a készítmény részleges szétválását idézheti elő, ami az összetevők felszabadulásához vezet a berendezés felületén és azok felhalmozódásához az extruder szitán a komponens sűrűsége. Ezért az első összetevő, amelyet a szitán észlelnek, az ólom. * HALS – gátolt amin fénystabilizátorok.

stabilizátor vagy reakcióterméke, titán-dioxid, cink vagy bárium stabilizátorok. Hangsúlyozni kell, hogy a turbulencia a negatív hatás (a készítmény szétválása) mellett pozitív hatáshoz is vezet - az agglomerátumok elpusztulásához (a töltőanyag diszperziójához). A turbulenciát azonban a gyártási folyamat során a jobb termékminőség elérése szempontjából minimálisra kell csökkenteni.

A készítménytervező számára fontos szempont, hogy a komponensek változatlanok maradnak-e a termék élettartama alatt. Például az iparvágány vagy a profilok felületi oxidációja a térhálósodás következtében megkeményedhet. Az emiatt megnövekedett felületi rugalmassági modulus következtében az összetevők kompatibilitása csökken, ami a termék felületén egy fehér bevonat felszabadulásához vezet, amely a legsűrűbb komponensekből, például TiO2-ból áll. A lágyítószer felszabadulása a lágyított PVC felületén rendkívül nemkívánatos lehet, ha az érintkezésbe kerül egy másik polimerrel, például polisztirollal, amely feloldódik vagy megduzzad a lágyítószerben.

A lágyítószer felületre való vándorlása szintén nem kívánatos, ha a termék felülete nyomásérzékeny ragasztóval érintkezik. A migráció minimálisra csökkenthető polimer lágyítószerekkel, mint például a hűtőszekrények tömítéseinél, vagy NBR vagy etilén-vinil-acetát (EVA) kopolimer kompozíciók használatával. A lágyító a készítmény más komponenseit is a felszínre hozhatja, amelyek a csomagolófóliából vagy a hűtőszekrény részeiből származó szaghoz adhatják szagukat. Néha előnyös a lágyítószer kivándorlása a felületre, mint például az öntisztuló padlóburkolatok esetében, amelyeknél a lágyítószert úgy választják meg, hogy kismértékben vándoroljon a felületre, korlátozva a behatolást és megkönnyítve az olajos szennyeződések eltávolítását.

A lágyítószer migrációja szintén aggodalomra ad okot, ha lágyított PVC-fóliát használnak gyógyszer- és élelmiszercsomagoláshoz. Annak ellenére, hogy a DOP az orvostechnikai eszközökben, valamint a DOP és a DOA az élelmiszer-csomagolásokban vándorol, széles körben használják őket biztonságos használatuk hosszú múltja miatt, alacsony árés a tanúsítás magas költségei ellentétesek a megfelelőbb lágyítókra vonatkozó javaslatokkal.

Íme néhány a leggyakoribb kérdések, amelyekkel új vagy továbbfejlesztett összetevők javaslatakor szembesülnek:

Gazdaságilag indokolt lesz a használata?

Garantálható a hosszú távú teljesítmény?

Biztos lehet abban, hogy megkapja a bizonyítványt?

Ezek közül az utolsó arra emlékeztet, hogy hatékony kompozíciófejlesztést nem lehet vákuumban végezni. Az új adalékanyag javasolt szállítójának valamennyi osztálya között együttműködésnek és információcserének kell lennie.

A fenti egyszerűsített általánosításokról a következő fejezetekben lesz szó.

1.4. Kompozíciófejlesztési eljárás

Ha a tervezett felhasználás új, akkor a szabadalom megszerzésének lehetőségét szem előtt tartva gondoskodni kell az összetétel fejlesztéséről és a tesztelésről dokumentált nyilvántartások vezetéséről. Ha hasonló termékek léteznek a területen, mérlegelni kell azok előnyeit és korlátait. Listát kell készíteni azokról a tulajdonságokról, amelyek ideálisak lennének (néha nem is elérhetőek), és marketingesek segítségével végig kell gondolni, milyen szempontok segítenék a termék népszerűsítését. Ezután mérlegelje a kapcsolatot a tervezett projekt és a munkában lévő többiek között, és dolgozzon azokon, amelyekben bízik. Elemzés, mielőtt elkezdené gyakorlati akciók nagyon hasznos lehet. A kísérletezés megkezdése előtt gyakran elegendő megalapozott találgatást tenni egy ígéretes megoldásról. Ezek a lépések, bár nehezen formalizálhatók, a kísérletek tervezésének részét képezik.

Az elemzést áttekintéssel kell folytatni műszaki specifikációk(TU) a termékről, amelyek nem csak a hatóságoktól származó dokumentumokat tartalmazzák kormányrendelet, hanem kivonatok a vevői igényekből vagy minták a pályázati ajánlatokból. Biztosítani kell, hogy a vizsgálati módszerek megfelelőek legyenek. Egyes esetekben az eredeti recept beszállítói forrásokból (vagy szakirodalomból, például ebből a könyvből) származhat. Az alkatrész-beszállítók gyakran hajlandóak együttműködni egy tesztelési programban. Másrészt vannak olyan alkalmazások, amelyeknél a fejlesztő csak minimális információt ad a készítményfejlesztésről. A modern elemző eszközök segítségével és kellő erőfeszítéssel azonban minden kompozíció kompozíciója újraalkotható.

Ebből a szempontból bármely kísérleti program megtervezhető mind intuitív módon (ami általában egy jól ismert általános alkalmazásnál van így), mind statisztikailag (ami az innovatív fejlesztéseknél gyakori). Leggyakoribb esetben a folyamatban lévő kísérleti munkát valószínűleg laboráns végzi, miközben a kutatót nem vonják be műszaki feladatokba. A laboratóriumi asszisztensnek szóló utasításokban fel kell tüntetni a kísérletek legvalószínűbb eredményeit, hogy a váratlan eredmények felismerhetők és azonnal jelenthetők legyenek. Tanulunk a váratlan dolgokból. Egy sikeres kutató Pasteur aforizmáját követi, miszerint a szerencse rámosolyog azokra, akik készek rá. Természetesen jobb, ha a kísérleteket saját maga végzi el (kivéve azokat az eseteket, amikor feltételezhető, hogy a laboráns körültekintőbben végzi el a munkát).

Lehetőség szerint fel kell jegyezni a keverési körülményeket, és fel kell jegyezni a hőmérséklet-változások jellemzőit az idő múlásával a keverési és lágyítási szakaszban. Ez összehasonlítható ugyanazon összetétel reométerben történő tesztelésével. Ha fontos a termikus öregítés előtti és utáni fizikai tulajdonságok összehasonlítása, akkor gondoskodni kell arról, hogy a próbatestek a készítmény teljes behatolásával készültek. Az alakváltozási tulajdonságok vizsgálatakor, különösen a kontroll- vagy kompetitív mintákkal összehasonlítva, jobb egy teljes feszültség-nyúlás görbét megszerkeszteni, mint csak a folyáshatár és a szakítószilárdság értékeket kapni. Egy tapasztalt vegyész az ilyen görbék alakja alapján következtethet az összetétel összetételének különbségeire. Ha egy minta szignifikáns eltérést mutat a számtani átlagtól, akkor érdemes megpróbálni meghatározni az okot. Például a szakítószilárdsági modulus szokatlanul alacsony értéke egy többé-kevésbé normális 100 százalékos modulussal kombinálva arra utal, hogy egy adott minta megsemmisülését gyanítjuk a nem kellően diszpergált összetevők zárványai miatt. (A szokatlanul magas szakítószilárdsági érték természetesen csábítóbb.)

Végül az egyes kísérleti programok eredményeit meg kell vizsgálni annak megállapítására, hogy összeegyeztethetetlenek-e vagy összeegyeztethetetlenek-e valamilyen más érdekes problémával – talán egy egyszerű megoldást nem kellett volna a múltban elvetni.

1.5. Hozzávalók költsége

Bár egyes formulák komponenseit mennyiségben értékesítik, a legtöbbet tömeg szerint vásárolják, mivel ezek előre kevert termékek. Másrészt a PVC-termékeket gyakran mennyiségben értékesítik. Ezért ismerni kell az anyagok szabványos térfogatára eső árat (ez szinte mindenhol a világon liter). Az összetevők térfogatának meghatározásához el kell osztani a kilogrammban kifejezett tömegüket a sűrűségükkel. Hozzáállás össztömeg a teljes térfogatra megadja a kompozíció számított sűrűségét. Az Egyesült Államokban elterjedt, hogy a receptben szereplő összetevők súlyát fontban fejezik ki. A „kapcsolódó” mennyiség lb/vol. Leggyakrabban úgy számítják ki, hogy a tömeget elosztják a fajsúlyával, vagyis a sűrűségének és a tiszta víz sűrűségének arányával egy adott hőmérsékleten. Így a fajsúly ​​(SG) dimenzió nélküli mennyiség, a font/térfogat (vagy kg/térfogat) pedig mesterségesen létrehozott mennyiség.

A lágyítatlan PVC-ben a számított HC-nek jól meg kell egyeznie a végtermékben lévőkkel. A lefelé irányuló változások porózus szerkezetre vagy hiányos fúzióra utalnak. A lágyított PVC termékek fajsúlya a lágyítószer tartalomtól függően valamivel nagyobb legyen a számítottnál. Ez egy jól ismert szolvatációs hatás. Ha ilyen hatás hiányzik, vagyis jelentős lágyítószer-tartalom mellett teljes (0,001-es pontossággal) megfelelés van a megfigyelt HC és a számított között, akkor (a számítások megismétlése után) a lágyító hajlama a migrációt gondosan ellenőrizni kell. Általánosságban elmondható, hogy a fajsúlyokat rendszeresen ellenőrizni kell a kompozíció helyes összetételének értékelése érdekében, mielőtt a gyakorlati tesztelésre fordítanánk az időt. 14

A következtetés az, hogy rendszeresen ellenőrizni kell a tömegmérleget, azaz ellenőrizni kell, hogy a polimer és egyéb komponensek mennyisége megegyezik-e a kapott kompozit anyag mennyiségével.

A lágyítószer elvesztése a feldolgozás során párolgás következtében fordulhat elő, különösen a plasztiszol bevonat fúziós folyamata során. Ebben az esetben a veszteség több százalékos is lehet. Ez elkerülhetetlen és a termék velejárója lehet, ezért figyelembe kell venni a költségszámításoknál és a szennyeződés ellenőrzésénél. környezet.

A költségszámítások megkönnyítése érdekében a következő részben a szokásos összetevők fajsúlyát mutatjuk be.

1.1. táblázat. Polimer komponensek fajsúlya PVC homopolimer 1.40
PVC/vinil-acetát (VA), 2% VA 1,39
PVC/VA, 5% VA 1,38
PVC/VA, 10% VA 1,37
PVC/VA, 15% VA 1,35
Akril ütésmódosító 1.10
Akril adalék a feldolgozhatóság javítására 1.18
Akrilnitril-butadién-sztirol (ABS) ütésmódosító 0,95–1,04
Metakrilát-butadién-sztirol (MBS) ütésmódosító 1.0
Poli(α-metilsztirol) 1.07
Klórozott polietilén (CPE), 42% klór 1.23
Klórszulfonált polietilén 1.18
Nitril-butadién gumi (NBR) 0,99
PVC/poliuretán (PU) keverékek 1,3–1,4

1.6. Az összetevők fajsúlya

A polimer összetevők HC-it a táblázat tartalmazza. 1.1. A ftalát lágyítók szénhidrogénjeit a táblázat tartalmazza. 1.2., speciális lágyítók - táblázatban. 1.3, és „különböző” lágyítók - a táblázatban. 1.4. Az általánosan használt szerves adalékanyagok HC-it a táblázat tartalmazza. 1,5, és szervetlen adalékanyagok - a táblázatban. 1.6.

1.2. táblázat. Ftalát lágyítók fajsúlya Dibutil-ftalát (DBP) 1,049
Diizobutil-ftalát (DIBP) 1,042
Butiloktil-ftalát (BOF) –1,0
15 Dihexil-ftalát (DHF) 1,007
Butil-benzil-ftalát (BBP) 1,121
Diciklohexil-ftalát (DCHP) 1.23
Di(2-etil)-hexil-ftalát (DOP) 0,986
Diizooktil-ftalát (DIOP) 0,985
Dikapril-ftalát (DCP) 0,973
Diizononil-ftalát (DINP) 0,972
Di-trimetil-hexil-ftalát 0,971
C9 lineáris ftalát 0,969
Diizodecil-ftalát (DIDP) 0,968
C7-C9 lineáris ftalát 0,973
n-C6-C10 (610P)-ftalát 0,976
n-C8-C10 (810P)-ftalát 0,971
C11 lineáris di-n-undecil-ftalát (DUV) 0,954
Undecil-dodecil-ftalát (UDP) 0,959
Ditridecil-ftalát (DTDP) 0,953

1.3. táblázat. Speciális lágyítószerek fajsúlya

Di(2-etil)-hexil-adipát (DOA) 0,927
Diizooktil-adipát (DIOA) 0,928
Diizodecil-adipát (DIDA) 0,918
n-C6-C10 adipát (610A) 0,922
n-C8-C10 adipát (810A) 0,919
Di-n-hexil-azelainát (DNHZ) 0,927
Di(2-etil)hexil-azelainát (DOS) 0,918
Diizooktil-azelainát (DIOS) 0,917
Dibutil-szebacát (DBS) 0,936
Di-(2-etil)-hexil-szebacát (DOS) 0,915
Diizooktil-szebacát (DIOS) 0,915
Tri(2-etil)-hexil-trimellitát (TOTM) 0,991
Thiriizooktil-trimellitát (TIOTM) 0,991
n-C8-C10 trimellitát 0,978
Triizononil-trimellitát (TINTM) 0,977
(2-etil)-hexil-epoxi-tallát 0,922
Epoxidált szójabab olaj 0,996
Epoxidált lenolaj 1.034
1.4. táblázat. Különböző lágyítószerek fajsúlya

Trikrezil-foszfát (TCP) 1,168
Tri(2-etil)hexil-foszfát 0,936
Etil-hexil-difenil-foszfát 1,093
Izodecil-difenil-foszfát 1,072
Izopropil-difenil-foszfát 1,16–1,18
Acetiltributil-citrát 1,05
Klórozott paraffin, 42% klór 1.16
Di(2-etil)-hexil-izoftalát (DOIP) 0,984
Di(2-etil)-hexil-tereftalát (DOTP) 0,984
Dipropilénglikol-dibenzoát 1.133
Izodecil-benzoát 0,95
Propilénglikol-dibenzoát 1.15
Hercoflex® 707 1.02
Nuoplaz® 1046 1.02
Trimetil-pentándiol-izobutirát 0,945
Kis molekulatömegű poliészter 1,01–1,09
Közepes molekulájú poliészter 1,04–1,11
Nagy molekulatömegű poliészter 1,06–1,15
Nafténolaj 0,86–0,89
Alkil-fenil-szulfonát 1.06
1.5. táblázat. Szerves adalékanyagok fajsúlya Etilén-bisz(sztearamid) 0,97
Kalcium-sztearát 1.03
Gliceril-monosztearát 0,97
Paraffin viasz 0,92
Kis molekulatömegű polietilén viasz 0,92
Oxidált polietilén viasz 0,96
Ásványi olaj 0,87
Sztearinsav 0,88
Biszfenol A 1,20
Topanol® KA 1.01
Irganox® 1010 1.15
Irganox® 1076 1.02
Benzofenon UV-elnyelők 1,1–1,4
Benzotriazol UV-abszorberek 1,2–1,4
Gátolt amin fénystabilizátorok (HALS) 1,0-1,2

1.6. táblázat. Szervetlen adalékanyagok fajsúlya Kalcium-karbonát 2.71
Talkum 2,79
Kalcinált kaolin 2,68
Barytes 4,47
Csillám 2,75
Alumínium-trihidrát 2.42
Antimon-trioxid 5.5
Antimon-pentoxid 3.8
17 Magnézium-hidroxid 2.4
Bázikus magnézium-karbonát 2.5
Molibdén-oxid 4.7
Cink-borát 2.6
Korom 1.8
Titán-dioxid 3,7–4,2

1.7. Kísérletek tervezése

A kísérletezésnek két fő célja van: a kapott eredmények jobb megértése, ami betekintést nyújt a mechanizmusba; és konkrét termékeket vagy folyamatokat fejlesztenek vagy javítanak. A célok elválaszthatatlanok, annak ellenére, hogy megpróbálják szétválasztani őket. A probléma hátterében álló kémiai és fizikai jelenségek megértése olyan pontos megoldást tesz lehetővé, mint ahogy a kísérleti eredmények elméleti magyarázatokat hoznak létre és módosítanak. Fontos, hogy a PVC-kompozíció tervezője tovább olvassa ezt a könyvet, mielőtt áttérne a 22. fejezetre, amelyben a szakember a problémamegoldás gépesítéséről beszél.

Irodalom

1.E.A. Coleman, Introduction to Plastics Additives, Polymer Modifiers and Additives, J.T. Lutz, Jr. és R. F. Grossman, szerk., Marcel-Dekker, New York, 2001. 2. M.L. Dennis, J. Appl. Phys., 21, 505 (1950).

PVC keverékek és porok profilok és elektromos kábelek gyártói számára. Műanyag profilokat gyártunk megrendelői vázlatok alapján.

Hazai és külföldi keverőüzemek kínálata Orosz gyártók műanyag profilok és elektromos kábelek kiváló minőségű PVC-keverékeivel és poraival.

A gyárak már évek óta gyártják ezeket a termékeket nagyszerű élmény speciális receptek kidolgozása szükséges követelményeket meghatározott keménységgel, színnel és egyéb tulajdonságokkal rendelkező vásárló. A gyárak csak kiváló minőségű európai gyantákat, stabilizátorokat és adalékanyagokat használnak alapanyagként.

Termékek listája (granulátum vagy por):

• PVC keverékek merev profilok gyártásához (13 szabvány szín). Lehetőség van elektromos dobozok gyártása, befejező épületprofilok
• PVC-vegyületek lágy profilok, PVC, PVC-t és gumit tartalmazó kombinált készítmények előállításához. Lehetőség van tömítések és hűtőprofilok gyártására
• PVC-vegyületek átlátszó PVC-ből
• porok habprofilok gyártásához (13 szabvány szín). Készíthet szegélyléceket, sávokat
• PVC keverékek műanyag ablakok gyártásához
• PVC keverékek kiváló minőségű falpanelek gyártásához
• PVC keverékek fröccsöntő gépekhez
• PVC-vegyületek burkolat és szigetelőréteg előállításához elektromos kábelek gyártásában
• Antisztatikus anyagokat tartalmazó PVC kompozíciók linóleum padlóburkolatok gyártásához.

A kompozíciók ellenállnak az UV sugárzásnak, fagyálló és ütésálló készítmények is kaphatók.

Az üzem speciális recepteket dolgoz ki a megrendelő számára, a minimális tétel egy tonna.

• PVC-keverékeket és keverékeket gyártunk egycsigás és kétcsigás extruderekhez egyaránt.
• ABS lemezek 1-6 mm vastagságban, maximális szélesség 2,5 m
• Polisztirol lemezek 2-6 mm vastagságban, maximális szélesség 2,5 m
• ABS kompozíciók (extrudálási fokozatok)
• Polikarbonát (extrudált minőségű).

Recept	Nyersanyag típusa	Part	Alkalmazás
401 RM	szemcsék	65	tömítések és tömlők gyártása, ellenáll. -40°
G 2448	szemcsék	75	tömítések -40°
815 RM	szemcsék	100	öntvénygyártáshoz
KRISTALLO	szemcsék	100	tömlők és tömítések (átlátszó)
GFM/4-40-tr	szemcsék	63	tömítőanyag ablakokhoz és ajtókhoz
PVC 7374 PRE	por	100	ütésálló profil gyártásához
RM 933	szemcsék	82	tömítések hűtőajtókhoz
G 2454	szemcsék	75
PM 303	por	100	elektromos dobozok gyártásához
VM 633/12	szemcsék	82-90	kábel szigetelő réteg
VM 635/90	szemcsék	82-90	kábel szigetelő réteg
KM 601/10	szemcsék	82-90	kábel szigetelő réteg
EM 213/10	szemcsék	82-90	kábel szigetelő réteg
PM 911	szemcsék	92.5	küszöbtermeléshez
PM 949	szemcsék	92.5	küszöbtermeléshez
PM 104	szemcsék	100	csőgyártáshoz használják
PM 809	szemcsék	100	az utcára
PM 1005	por	40-50	habosodott
PM 1002	por	40-50
PM 1008	por	40-50
KRISTALLO BZ 75	szemcsék	74
KRISTALLO BZ 90	szemcsék	90	rugalmas tömlők és tömítések gyártásához (átlátszó)
PM 806	por
PM 950	szemcsék	87	rátétek lépcsőkhöz, lábazati szalag, puha sarkok, küszöbök. antisztatikus
PM 313	por	100	falpanelekhez és lapokhoz
ML 3290
PM 953	szemcsék	81	az utcára

A találmány polivinil-klorid (PVC) termékek előállítására szolgáló készítményre vonatkozik, amelyeket például építőipari berendezésekben használnak, elsősorban épületprofilok, különösen ablakok, födémek vagy csövek profiljainak előállítására. A megnövelt hőállósággal, felületminőséggel és ütésállósággal rendelkező polivinil-klorid termék előállítására szolgáló készítmény legalább a következő (I) komponensekből áll, 100 tömegrész. az (A) komponens, amely PVC-ből áll, 55-80 K-értékkel az ISO 1628-2 szerint; (II) 0,1-20 tömegrész az (A) komponensen alapuló (B) komponens, amely nanométer (10-90 nm) tartományba eső részecskeméretű kalcium-karbonátból és 1-4 tömeg% sztearinsav-bevonatból áll; (III) 0,1-10 tömegrész (C) komponens az (A) komponensre vonatkoztatva, amely ütésmódosítót tartalmaz; (IV) 0,1-10 tömegrész az (A) komponensen alapuló (D) komponens, amely stabilizátorok keverékéből áll; (V) 0,1-10 tömegrész az (E) komponens, amely az (A) komponensen alapul, amely a titán-dioxid. A komponensek összekeverését úgy kell végrehajtani, hogy a (B) komponens hozzáadása az (A) komponenshez a keverő hőcserélőben a (C), (D) és (E) komponensek, valamint (A) komponensek hozzáadása előtt történjen meg. ) és (B) keverjük össze 30-60 másodpercig, mielőtt hozzáadjuk a többi összetevőt. 2 n. és 4 fizetés fájl, 2 táblázat.

A találmány javított hőállósággal, felületminőséggel és ütésállósággal rendelkező PVC-készítményekre vonatkozik.

A polivinil-klorid (PVC) az egyik legfontosabb hőre lágyuló polimer, és számos felhasználási területe van, például az építőiparban, különösen ablakok és csövek anyagaként.

A PVC értékét többek között az határozza meg, hogy az anyag rendkívül olcsó, nagy UV sugárzásállóság jellemzi, ráadásul tulajdonságprofilja is többféleképpen változtatható, pl. nincs más polimer. Például a PVC-t számos adalékanyaggal, például töltőanyaggal, lágyítószerrel vagy ütést módosító szerrel lehet keverni. Így lehet egyrészt puha, bőrszerű termékeket, másrészt kemény és merev termékeket kapni.

A PVC hátránya mindenekelőtt alacsony hőstabilitása mind a feldolgozás, mind a használat során. A hőterhelés hatására a PVC károsodik a hidrogén-klorid eliminációja (dehidroklórozás), az autooxidáció és a mechanikai fragmentáció következtében.

Ez a hátrány részben kiküszöbölhető hőstabilizátorok hozzáadásával. A szakemberek PVC stabilizátorként ismerik a szerves cinkvegyületeket, bárium/kadmium, bárium/cink vagy kalcium/cink alapú fémkarboxilátokat, valamint az ólomvegyületeket.

Az ólomvegyületek a legrégebbi és leghatékonyabb PVC stabilizátorok közé tartoznak egészen a közelmúltig, szinte minden szilárd PVC alkalmazásban alkalmazták, elsősorban ott, ahol a jobb hőállóság a nagy időjárásállósággal párosul. Igaz, az utóbbi években környezetvédelmi okokból az ólomstabilizátorokat egyre gyakrabban minősítették a kétes kategóriába.

Alacsony hatékonyságuk miatt a kalcium/cink rendszerek még nem kaptak nagy figyelmet. Toxikológiai okokból az élettanilag ártalmatlan kalcium- és cinkvegyületek iránti érdeklődés markánsan növekszik; azonban továbbra is hiányzik a teljesítmény az ólomvegyületekhez képest. Szerves kiegészítő stabilizátorok, mint például szerves foszfitok, epoxivegyületek, poliolok vagy 1,3-diketonok segítségével, amelyek önmagukban nem rendelkeznek kellő hőstabilizáló hatással, a hatás további fokozása érhető el. Szervetlen járulékos stabilizátorok, például hidrotalcitok is ismertek és leírtak.

A kalcium-karbonát szervetlen töltőanyagként történő felhasználását hőre lágyuló anyagokhoz, például PVC-hez évek óta alkalmazzák. Ennek a kalcium-karbonát-kiegészítőnek gazdasági előnyei vannak; Emellett elsősorban a hőre lágyuló műanyagok keménységét és merevségét javítja. Azonban számos tulajdonság, mint például az ütésállóság, a bevágásos szívósság vagy a szakítószilárdság, hátrányosan érint.

A kalcium-karbonát részecskemérete jellemzően 1-50 mikrométer.

A 2003/0060547 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentésben leírtak szerint a nanométeres méretű részecskeméretű kalcium-karbonát töltőanyag ez idáig kizárólag polipropilén kompozíciókhoz ismert. Az ilyen típusú töltött polipropilén vegyületeket a hornyolt minta ütésállósága jellemzi, amely meghaladja a töltetlen polipropilén szintjét.

Az eddig ismert szilárd PVC kompozíciókat a rossz hőállóság mellett az elért felületi minőség hátránya is jellemzi. Ez különösen igaz az építőiparra, ahol különösen az ablakprofilok vagy a kemény PVC burkolólap formájú burkolatok esetében az elért felületminőség, különösen a simaság és a fényesség mértéke gyakran nem kielégítő. Itt általában laminálást, lakkozást vagy későbbi hőkiegyenlítést alkalmaznak. Természetesen az ilyen járulékos feldolgozási eljárások költség szempontjából nagyon nemkívánatosak.

A jelen találmány célja olyan PVC készítmény előállítása, amely teljesen környezetbarát, de a Ca/Zn stabilizátorokhoz képest egyértelműen nagyobb hőállóságú (ISO 182-2 szerinti DHC (dehidroklórozás) értékben mérve), ill. különösen fényes és sima felületű.

A problémát az igénypontok 1. bekezdésének jellemzői segítségével oldjuk meg. A találmány megvalósításának és továbbfejlesztésének előnyös formáit az aligénypontok adják meg.

Az a szakember, aki a PVC kompozíciók hőállóságának javításával szembesült, a szakirodalomból vagy a technika állásából, valamint a fent említett 2003/0060547 A1 számú amerikai egyesült államokbeli bejelentés alapján nem tudta figyelembe venni, hogy a A problémát úgy oldják meg, hogy a kalcium-karbonát mikrorészecskéit kalcium-karbonát nanorészecskékkel helyettesítik.

Meglepő módon azt találtuk, hogy a kalcium/cink rendszereken alapuló hőstabilizátorokat tartalmazó PVC-kompozíciók esetében hagyományos kalcium-karbonát töltőanyagot alkalmaznak, amelynek szemcseméretét a mikrométeres skála határozza meg, olyat használva, amelynek szemcsemérete a A nanométeres tartomány a találmány szerint különösen egyértelműen javítja a termikus stabilitást (az ISO 182-2 szerinti DHC értékként definiálva), és mindenekelőtt a felület minőségét is javítja (a DIN 67530 szerint simasági fokként definiálva). és emellett javítja a hornyolt próbatest ütőszilárdságát is.

A találmány szerinti készítmények ezen előnyei, szemben a technika állása szerinti készítményekkel, világosan megmutatkoznak, ha az 1. táblázat 1. példáját összehasonlítjuk a 2. táblázat 1. összehasonlító példájával.

A találmány szerint a nanométeres méretű kalcium-karbonát részecskék arányának növelésével a szerves ütésmódosító szer hozzáadott mennyisége akár csökkenthető is anélkül, hogy az ütési szilárdságot, hőállóságot vagy fényességet károsan befolyásolná. Ez az 1. táblázat 2. példájának összehasonlítását mutatja a 2. táblázat 1. összehasonlító példájával.

Az 1. táblázat 3. példája azt mutatja, hogy a nanométeres léptékű kalcium-karbonát részecskék arányának további növelésével a hőellenállás ismét egyértelműen megnő.

A találmány szerinti PVC kompozíciók legalább 5 komponensből állnak:

(I) 100 tömegrész (A) komponens, amely az ISO 1628-2 szerint 55–80 K-értékű PVC-ből áll;

(II) 0,1–20 tömegrész (B) komponens az (A) komponensre vonatkoztatva, amely 10–90 nm átlagos részecskeméretű kalcium-karbonátból és 1–4 tömegszázalék sztearinsav-bevonatból áll .%;

(III) 0,1-10 tömegrész (C) komponens az (A) komponensre vonatkoztatva, amely ütésmódosítót tartalmaz;

(IV) 0,1-10 tömegrész (D) komponens az (A) komponensre vonatkoztatva, amely stabilizátorok keverékéből áll;

(V) 0,1-10 rész (E) komponens az (A) komponensre vonatkoztatva, amely titán-dioxidból áll.

A találmány szerinti PVC-készítmény (A) komponense gyökös polimerizációval nyert PVC, amelynek K értéke 55-80. Különösen előnyös a 65-68 K-érték.

A találmány szerinti PVC-készítmény (B) komponense kalcium-karbonátból áll, amelynek átlagos részecskemérete 10-90 nm. Az előnyös kalcium-karbonát átlagos részecskemérete 50-70 nm, a sztearinsav-bevonat pedig 1-4 tömeg%. A (B) komponens tömeghányada az (A) komponensre vonatkoztatva 0,1-20 rész lehet.

A (C) ütést módosító komponenst az etilén-vinil-acetát kopolimerek, (met)akrilát (ojtott) kopolimerek, továbbá klórozott polietilének vagy metil-metakrilát-butadién-sztirol (MBS) terpolimerek csoportjából választhatjuk ki. A (C) komponens tömeghányada az (A) komponensre vonatkoztatva 0,1-10 rész lehet.

A (D) komponens stabilizáló keveréke kalcium/cink alapú stabilizátorok, kenőanyagok, folyásjavító szerek keveréke, mint amilyenek a szakember számára ismertek.

A kalcium/cink-karboxilátok mellett ezek a keverékek epoxi lágyítószereket, poliolokat, foszfitokat, gátolt fenolokat és egyéb további stabilizátorokat is tartalmaznak. A kenőanyagok lehetnek külső vagy belső poláris kenőanyagok. Folyékonyságjavítókkal együtt a polietilénviaszok, oxidált polietilénviaszok, poli(etilén)kopolimer viaszok, észterviaszok, amidviaszok, akrilátok, polimetil-metakrilátok, zsírsavak és származékaik, például butil-sztearát, glicerin-monooleát, glicerin-monooleát. monosztearátot használnak. A (D) komponens tömegrésze az (A) komponensre vonatkoztatva 0,1-10 rész lehet.

A találmány szerinti PVC készítmény (E) komponense rutil osztályú titán-dioxid pigmentből áll, szilikonvegyületekkel stabilizált és felületkezelt. Az (E) komponens tömeghányada az (A) komponensre vonatkoztatva 0,1-10 rész lehet.

Szükség esetén a PVC készítmény legfeljebb 200 tömegrész egyéb adalékanyagot tartalmazhat az (A) komponens alapján, legfeljebb 5 tömegrész egyéb pigment formájában, legfeljebb 2 tömegrész besugárzásgátló anyag formájában. anyag, legfeljebb 2 tömegrész habosítószer, legfeljebb 2 tömegrész antisztatikus anyag, legfeljebb 50 tömegrész antisztatikus adalékanyag, legfeljebb 3 tömegrész UV stabilizátor, legfeljebb 100 tömegrész egyéb töltőanyagok, például kréta, talkum, wollastonit, csillám, üveggyöngyök vagy üvegszál, és legfeljebb 30 tömegrész tűzgátló anyagok.

A találmány szerinti PVC-készítményeket ismert módon úgy állíthatjuk elő, hogy az egyes komponenseket hőcserélő-keverőben összekeverjük és melegítjük, majd ikercsigás extruderben száraz keverékként extrudátumot állítunk elő.

A találmány szerint a találmány szerinti készítmény (B) komponensét az (A) komponens bevezetése után egyidejűleg vagy közvetlenül a keverőbe adagoljuk, és mindkét komponenst 30-60 másodpercig keverjük. nagy sebesség mielőtt hozzáadná a többi komponenst (C), (D) és (E) és egyéb adalékokat.

Csak így érhető el a készítmény hőstabilitása kívánt növelése.

A (B) komponens nagy felületének köszönhetően az (A) komponens olvadási viselkedése tovább javul, ami feldolgozási energia- és időmegtakarítást eredményez.

A találmány szerinti készítményeket előnyösen épületprofilok, például ablakprofilok, födémek vagy csövek előállítására alkalmazzuk.

A következő példák a jelen találmányt illusztrálják anélkül, hogy korlátoznák azt.

Az 1-5. példák szerinti, találmány szerinti készítmények néhány fontos tulajdonságát az 1. táblázat mutatja be.

Az 1. összehasonlító példa a technika állását mutatja be, és a 2. táblázatban szereplő értékek jellemzik.

1. példa:	2. példa:	3. példa:
100 db PVC	100 db PVC	100 db PVC
(A) komponens	(A) komponens	(A) komponens
7.2 részes ütésmódosító	4,8 részes ütésmódosító	6 részes ütésmódosító
(C) komponens	(C) komponens	(C) komponens
4,8 rész titán-dioxid	4,8 rész titán-dioxid	4,8 rész titán-dioxid
Alkatrész (E)	Alkatrész (E)	Alkatrész (E)
	4,4 darabos stabilizátor készlet	4,4 darabos stabilizátor készlet
Alkatrész (D)	Alkatrész (D)	Alkatrész (D)
3,6 rész kalcium-karbonát	6 rész kalcium-karbonát	9,6 rész kalcium-karbonát
(B) komponens	(B) komponens	(B) komponens

PVC: S-PVC 66,0-69,0 K értékkel az ISO 1628-2 szerint és látszólagos sűrűséggel 500-600 g/l az ISO 60 szerint;

Ütésmódosító: akril-kopolimer, amelynek látszólagos sűrűsége az ISO 60 szerint 450-580 g/l, és az ütőszilárdsága 23°C-on több mint 15 kgcm/cm 2 az ASTM D256 szerint;

Titán-dioxid: felületkezelt és stabilizált rutil pigment 90%-nál nagyobb TiO 2 tartalommal az ISO 591 szerint;

Kalcium-karbonát: természetes, felületkezelt CaCO 3, amelynek sűrűsége a DIN 53193 szerint 2,7 g/cm 3, átlagos részecskeátmérője 0,75 µm;

Stabilizátorkészlet, amely stabilizátorok, kenőanyagok, Ca/Zn alapú folyadékjavító szerek keverékéből áll, sűrűsége 20°C-on 1,2 g/cm 3, fémes cinktartalommal 3-6%, fémes kalciumtartalommal pedig 0,5 2%-ra;

Kalcium-karbonát: Nanometrikus léptékű CaCO 3 70 nm átlagos részecskeátmérővel és 3% sztearinsav bevonattal;

Kalcium-karbonát: Nanometrikus léptékű CaCO 3 50 nm átlagos részecskeátmérővel és 3% sztearinsav bevonattal;

Kalcium-karbonát: Nanometrikus léptékű CaCO 3 70 nm átlagos részecskeátmérővel és 1% sztearinsav bevonattal.

1-5. példa:

A következő 1. táblázat szemlélteti a találmány szerinti PVC kompozíciók mechanikai tulajdonságait extrudált ablakprofilokra mérve; A 2. táblázat az 1. összehasonlító példa szerinti mechanikai tulajdonságokat mutatja be.

1. táblázat
Ingatlan	Egység	Norma	Példa 1	Példa 2	Példa 3	Példa 4	Példa 5
Határ szakítószilárdság	[N/mm 2 ]	ISO 527	48,6	51,0	44,7	48,3	49,2
Szakadási nyúlás	[%]	ISO 527	183	193	167	165	179
A hornyolt próbatest ütőszilárdsága	[kJ/m2]	B.S. 7413:2 002	N.p.	N.p.	N.p.	N.p.	N.p.
Erő sarkok ragasztás után	[H]	DIN EN 514	5554	5544	4950	5400	5420
DHC	[perc]	ISO 182-2	44,7	48,9	57,8	44,0	42,0
Fényességmérés 60°, kívül		LÁRMA 67530	74	70	75	70	72
Fényességmérés 60°, belső		LÁRMA 67530	77	66	68	69	65

N.p. - nincs repedés

2. táblázat

1. Megnövelt hőállóságú, felületminőségű és ütőszilárdságú polivinil-klorid termék előállítására szolgáló készítmény, azzal jellemezve, hogy legalább a következő komponenseket tartalmazza a következő mennyiségekben:
(I) 100 tömegrész az (A) komponens, amely polivinil-kloridból áll, amelynek K-értéke 55-80 az ISO 1628-2 szerint;
(II) 0,1-20 tömegrész az (A) komponensen alapuló (B) komponens, amely nanométer tartományba eső részecskeméretű kalcium-karbonátból és 1-4 tömeg% sztearinsav-bevonatból áll;
(III) 0,1-10 tömegrész komponens (C), amely az (A) komponensen alapul, amely ütésmódosítóból áll;
(IV) 0,1-10 tömegrész az (A) komponensen alapuló (D) komponens, amely stabilizátorok keverékéből áll;
(V) 0,1-10 tömegrész az (E) komponens az (A) komponensen alapul, amely a titán-dioxid;
ahol a komponensek összekeverését oly módon hajtják végre, hogy a (B) komponens hozzáadása az (A) komponenshez a hőcserélő-keverőben a (C), (D) és (E) komponensek, valamint komponensek hozzáadása előtt történik. (A) és (B) keverjük össze 30-60 másodpercig, mielőtt hozzáadjuk a többi hozzávalót.

2. Az 1. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy a (B) komponens kalcium-karbonát részecskéi 10-90 nm, előnyösen 50-70 nm szemcsemérettel rendelkeznek.

3. Az 1. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy a (C) komponens ütésállóságát módosító anyag etilén-vinil-acetát kopolimerek, (met)akrilát alapú (ojtott) kopolimerek, továbbá klórozott polietilének vagy metil-metakrilát-butadién. -sztirol (MBS) terpolimerek.

4. Az 1. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy a (D) komponens stabilizátor-keveréke kalcium/cink rendszerből áll, stabilizátorokkal, külső vagy belső kenőanyagokkal és áramlásjavítókkal kombinálva.

5. Az 1. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy a készítmény (E) komponense rutil osztályú titán-dioxid pigmentből áll, szilikonvegyületekkel stabilizált és felületkezelt.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike ​​szerinti készítmény száraz keverékként történő alkalmazása előnyös épületprofilok, különösen ablakok, födémek vagy csövek profiljainak előállításához.

Hasonló szabadalmak:

A találmány kábeltechnológiára vonatkozik, nevezetesen polimer kompozíciók csökkentett gyúlékonyságú lágyított polivinil-klorid (PVC) alapú, csökkentett égéskor füst- és hidrogén-klorid-kibocsátású, fokozott tűzveszélyes körülmények között üzemelő vezetékek és kábelek belső és külső burkolatának szigetelésére.

A találmány kábeltechnológiára vonatkozik, nevezetesen csökkentett gyúlékonysággal, csökkentett égés során csökkentett füst- és hidrogén-klorid-kibocsátással rendelkező lágyított polivinil-klorid (PVC) alapú polimer kompozíciókra, amelyek fokozott tűz mellett üzemelő vezetékek és kábelek belső és külső köpenyének szigetelésére szolgálnak. veszély.

Leggyakrabban a PVC-termékek gyártói, különösen a profilos termékek kis gyártói, kis keverőt használnak, amelynek kapacitása 200 kg keverék óránként (körülbelül 400 tonna évente).

Kiindulási adatok a nem lágyított PVC kompozíciók gyártásának megszervezéséhez szükséges költségek kiszámításához

A PVC keverő 100% -os terhelésekor a panelek gyártásához szükséges kész PVC-kompozíció költségének 95% -át a nyersanyagok foglalják el (a szerkezeti profilok gyártásánál 96%). A fennmaradó fő költségek közül (1.6., 1.7. táblázat):

• berendezések értékcsökkenése és javítása. Egy kis keverő (termelékenység - 200 kg/tonna) ára Kínában vagy Tajvanon - 16-18 ezer dollár, nyugat-európai - 2,5-3-szor drágább. A jótállási idő 1 év.
• A keverő méretei átlagosan 4 * 2, 2 két méter további átjárási terület, körülbelül 40 négyzetméter szükséges. m.
• villamosenergia-fogyasztás – 43,5 kW/óra, 2,2 rubel/kW áron.
• bérek. A keverő szervizeléséhez egy munkás szükséges.

Költségstruktúra egy tonna lágyítatlan PVC kompozíció gyártásához 400 tonna éves termelésű panelekhez

Költségszerkezet 1 tonna lágyítatlan PVC kompozíció gyártásához szerkezeti profilokhoz 400 tonna éves termelés mellett

Az ebből eredő költségek alacsonyabbak, mint a „Soligran” kész kompozíciók vezető gyártójának költségei (amelynek ára körülbelül 5% -kal alacsonyabb, mint a többi gyártóé). Azonban először is a költségeket vesszük, kivéve a logisztikai költségeket (a kész keverék vásárlásakor ezek alacsonyabbak, mint több adalékanyag és magának a PVC-nek a vásárlásakor), másodszor, jelentős költségek merülhetnek fel saját keveréskor a kapott termék hibái miatt. , in Harmadszor, a Soligran granulált formában szállítja termékeit, ami némileg drágábbá teszi azokat. Másrészt önálló keverésnél lehetőség van a fent kiszámítottaknál olcsóbb adalékanyagok, részben másodlagos nyersanyagok felhasználására, valamint az összetétel összetételének önálló megváltoztatására, különösen a töltőanyagok arányának növelésére (számításaink nem készültek a maximálisan megengedett szabványok szerint).

A kész PVC-kompozíciók független gyártásának költségének és a Soligran cég kész kompozícióinak árának összehasonlítása

A fenti számításokban a keverék saját készítésének különbsége a szerkezeti profil esetében 22%, a panelek esetében pedig 10%. Ezek a különbségek egyrészt pontatlan számítások eredménye, mivel a valóságban a kompozíciók összetettebbek, mint az általunk bemutatottak, másrészt a kompozíciók szerkezeti profiljának összetettsége növeli magának a receptúrának az értékét, a szakemberek munkáját. és a lehetséges hibák százalékos aránya.

Értékeljük a gazdasági hatást:

Falpanelek gyártása során a nyersanyag tonnánkénti költségkülönbsége 3533 rubel lesz. Ha számításnak vesszük kis termelés körülbelül 100 tonna évente, akkor a saját keverés hatása körülbelül 350 ezer rubel lesz. Ha a termelési mennyiség évi 400 tonna, akkor a nyersanyagköltségek különbsége körülbelül 1400 ezer rubel lesz. A keverő költsége 430 ezer rubel. saját keverés megszervezése 3-4 hónap alatt megtérül.

Cserébe - a technológiai ciklus meghosszabbítása. A termelés bonyolultabbá válása, ami elkerülhetetlenül az üzleti hatékonyság csökkenéséhez vezet.

Milyen esetekben előnyös a kész kompozíciók használata?

1. Először is, az „építési szezonban”;
2. Másodszor, egyedi ritka megbízások teljesítésekor;
3. Harmadszor, a termelés fejlesztésének kezdeti szakaszában.

Az orosz piac fejlődési előrejelzése

Hogyan alakul az orosz piac? Tovább fog nőni a kereslet a kész kompozíciók iránt? Milyen területeken fog növekedni? Először is nézzük meg, hogyan fejlődött az európai piac. Vannak-e tendenciák a kész kompozíciók használatára a fejlettebb gazdaságokban?

A kész merev PVC kompozíciók használatának trendjei az európai piacon

A folyékony gázok felhasználásának európai piaca a múlt század 90-es éveinek elejére kialakult, és stabil termelési volument mutat. 1990-ben 1,2 millió tonna HLC-t gyártottak Európában, 2000-ben már 1,3 millió tonnát. 2001 és 2005 között a növekedés mértéke nem haladta meg az évi 1%-ot.

Érdemes azonban kiemelni két ellentétes irányzatot a GLC használatában. Jelentős növekedés történt az építőipari profil szegmensben. A műanyag ablakok évente növekvő piaca mintegy 5%-os növekedést biztosított évente a GLC használatában. Az évtized elejére a szerkezeti profilok aránya a GLC használatában meghaladta a 22%-ot. Ugyanakkor a palackcsomagolási szegmensben a GLC felhasználási volumene meredeken csökkent, ami a GLC általános felhasználási volumenének rendkívül lassú növekedéséhez vezetett. A kompozíciós piac változásai az egyes országok piacán eltérő változásokhoz vezettek. Például Franciaországban, ahol hagyományosan nagy piaca van a PVC-csomagolásoknak, az ásványvíz helyi gyártása miatt. Az 1990-es években azonban Franciaországban a PVC kompozíciók iránti teljes kereslet a nyugat-európai piac 23%-át képviselő 300 000 tonnáról 190 000 tonnára csökkent, ami a kereslet 15%-át jelenti.

Napjainkban a GLC részesedése Nyugat-Európában a lágyítatlan PVC-készítmények teljes felhasználásának mintegy 27%-a. Ugyanakkor a HLC használata Ázsiában, megismételve a PVC-fogyasztás dinamikáját, gyors ütemben, évente körülbelül 10%-kal növekszik.

Egy másik fontos változás a PVC-készítmények piacán a gyantagyártók által gyártott kompozíciók mennyisége, ill független cégek. Ha 1990-ben a gyantagyártók a kompozíciók 60%-át állították elő, akkor 2005-ben ez már kevesebb mint a felét. Ez különösen szembetűnő Németországban, ahol a gyantagyártók szinte teljesen kivonták magukat a PVC-készítményekkel kapcsolatos tevékenységekből. A független zeneszerző-előállítók száma a 2002-es 41-ről 2005-ben több százra nőtt. A nagy PVC gyártók fokozatosan csökkentik a kompozíciók gyártási mennyiségét (INEOS Vinyls, Hydro Polymers, Bordoschem).

A PVC-piaci elemzők a GLC-felhasználás arányának dinamikáját pozitívan befolyásoló tényezőként emelik ki a polimerek áremelkedését az olajárak emelkedése miatt. Ez oda vezet, hogy a gyártók megpróbálják csökkenteni a hordozók számát és növelni a keverékben lévő hatóanyagok mennyiségét, ami jelentősen megnehezíti a kompozíciók keverésének folyamatát, és ennek megfelelően a PVC-termékek gyártóit a vásárolt GLC használatára készteti.

A falpanelek gyártói a kész kompozíciók fő fogyasztói

Leggyakrabban a GLC-t a panelgyártók használják. A gyártók ezen csoportjának kész kompozícióin való munka gazdaságosabb és kényelmesebb, mint más termékek gyártói. Ebben a szegmensben nagyszámú kis cégek, akik számára előnyös lehet a GLC ajánlat. A kész kompozíciók gyártóinak erre a fogyasztói kategóriára kell összpontosítaniuk.

A fogyasztó nem ismeri a terméket

Az Ipari Piactanulmányok Akadémia tanulmánya feltárta, hogy a gyártók rendkívül alacsonyan ismerik a kész kompozíciók felhasználásának lehetőségét. Ez különösen igaz a kistermelőkre (évente 500 tonnáig). Az alacsony tudatosság azt jelzi kedvező feltételek a gázfolyadékok felhasználásának fejlesztése ebben a szegmensben. A GLC-gyártók kötelesek aktívan népszerűsíteni termékeiket a piacon, önállóan felvenni a kapcsolatot az építő- és befejezőprofilok gyártóival, hogy átadják nekik a GLC használatának minden előnyét. Ma csak a Soligran CJSC folytat ilyen politikát.

Így, az orosz piac fejlődőnek és jelentős potenciállal rendelkezőnek jellemezhető. A kész kompozíciók iránti igény nőni fog. Ez a növekedés azonban észrevehetően alacsonyabb lesz, mint a PVC-feldolgozási mennyiség növekedési üteme. A piac növekedni fog a profillécek kicsiny és kezdődő gyártása miatt. A piac fejlődése sok tekintetben a kompozíciók gyártóinak és beszállítóinak tevékenységétől függ. Ezt a piacot ők alakíthatják ki. Ennek minden előfeltétele megvan.

Ki a fogyasztója a kész kompozícióknak jelenleg, ki az potenciális fogyasztó aki a GZhK javaslatát alkotja orosz piac- a riportban marketingkutatás Ipari Piaci Konjunktúra Akadémia „Készen lévő merev PVC kompozíciók piaca Oroszországban”.