Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ СМОЛ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ СМОЛ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ СМОЛ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: переработка полимеров, в частности из термопластов, для получения на их основе пористых материалов, используемых в различных отраслях техники, например для изготовления теплоизоляционных материалов, в качестве материалов для капсулирования душистых веществ, ядохимикатов, репелентов и т. д. Сущность изобретения: пористый материал на основе термопластичных смол получают путем смешивания термопластичной смолы с наполнителем и последующим вспениванием смеси в процессе формования при нагревании. В качестве наполнителя используют минеральный наполнитель с пористостью 10-12% и влажностью до 15%, выбранный из группы, включающий цеолит, шунгит, апатит с размером частиц 0,04-1,0 мм в количестве 10-75 мас.% на 100 мас.% смеси, а вспенивание осуществляют в течение 15-20 мин при температуре расплава полимера. Характеристика свойств: усадка 7-22%, пористость материала 8-62%. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2078098
Класс(ы) патента: C08J9/24
Номер заявки: 95113082/04
Дата подачи заявки: 28.07.1995
Дата публикации: 27.04.1997
Заявитель(и): Татаренко Олег Федорович; Носова Антонина Георгиевна; Конышев Николай Михайлович
Автор(ы): Барсук В.Н.; Конышев Н.М.; Корчаков В.Ф.; Нещерет С.С.; Носова А.Г.; Подчайнов С.Ф.; Татаренко О.Ф.; Южанинов Л.Ф.
Патентообладатель(и): Татаренко Олег Федорович; Носова Антонина Георгиевна; Конышев Николай Михайлович
Описание изобретения: Изобретение относится к переработке полимеров, в частности из термопластов, для получения на их основе пористых материалов, использующих в различных отраслях техники, например для изготовления теплоизоляционных материалов, в качестве материалов для капсулирования душистых веществ, ядохимикатов, репелентов и т.д.
Известны различные способы получения пористых материалов из полимеров путем введения газовой фазы в полимерную среду, например в растворы полимеров, в расплавы полимеров, в сырье резиновые смеси. Например газом (N2, CO2) при высоком давлении (в автоклаве) насыщают резиновые смеси, расплавы полимеров или насыщают термопластичные полимеры (в виде гранул) легкокипящими жидкостями (изопентен, метиленхлорид и др.). Насыщенные таким образом гранулы запекают в форму и нагревают насыщенным водяным паром до температуры, превышающей температуру стеклования полимера, и при этом происходит вспенивание гранул под давлением пара, образовавшегося из низкокипящей жидкости (Энциклопедия полимеров. М. 1974, т. 2. с.549-555).
Эти известные способы имеют недостатки:
использование сложного технологического оборудования;
токсичность, пожароопасность из-за использования летучих веществ, например, растворителей.
Известен способ получения пористых полимерных материалов из полиэтилена высокой плотности с индексом расплава 0,5 г/10 мин путем смещения его (100 г) с двууглекислым калием (300 г) и этиленгликолем, четыреххлористым углеродом в течение 1 ч при комнатной температуре, таблетирования (формования) при давлении 150 кг/см2 и обработкой током высокой частоты (авт. свид. СССР N 296483, кл C 08 J 9/24, 1979).
Этим способом получают материал с размером пор 2 5000 мк и газопроницаемостью 20 3000 см2/атм.сек. Однако он имеет достаточно сложную технологию.
Известен способ изготовления пористых изделий из полиэтилена путем смешивания полиэтилена высокой плотности, облученного ионизирующим облучением, и необлученного, последующего уплотнения, спекания и охлаждения (авт. свид. СССР N 1666746, кл. C 08 J 9/24, 1988).
Наиболее близким по механической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ получения пористого материала из термопластичных полимеров (полиэтилен высокого давления, отходы полиэтилена) из композиции, содержащей полимер 50 -60 мас. порообразователь (азодикарбамид) 3 5 мас. наполнитель (асбест, стекловолокно, базальтовое волокно) 30 45 мас. карбамид 0,1 -0,25 мас. вода 1,9 4,75 мас.
Пористый материал (поропласт) получают гомогенизацией композиции при температуре вязкотекучего состояния (140oC, 15 мин). При этом наполнитель предварительно обрабатывают водным раствором карбамида, а вспенивание осуществляют в формах при 160-180oC в течение 15-30 мин (авт. свид. СССР N 1821476, кл. C 08 J 9/10, 1990).
Однако известный способ является технологически сложным.
Технической задачей изобретения является упрощение технологического процесса.
Техническая задача достигается тем, что в способе получения пористого материала на основе термопластичной смолы путем смешения термопластичной смолы с наполнителем и последующим вспениванием смеси в процессе формования при нагревании, в качестве наполнителя используют минеральный наполнитель с пористостью 10-12% и влажностью до 15% выбранный из группы, включающей цеолит, шунгит, апатит с размером частиц 0,04 1,0 мм в количестве 10 75 мас. на 100 мас. смеси, а вспенивание осуществляют в течение 15 20 мин при температуре расплава полимера.
В качестве термопластичного полимера в способе используют полиэтилен высокого давления (ПЭВД), низкого давления (ПЭНД), отходы полиэтилена, полистирол, поливинилхлорид и т.д.
Используемыми наполнителями являются известне минералы.
Цеолит представляет собой водный алюмосиликат, в котором "цеолитная" вода может удаляться при нагревании в вновь поглощаться минералом во влажной среде.
Апатит основные безводные фосфаты Ca5(PO4)3F.
Шунгит природный материал, представляющий собой элементарный углерод, отличающийся от антрацита и графита малым содержанием летучих компонентов, а от графита отсутствием кристаллической структуры.
Эти наполнители используют с пористостью 10-12% и влажностью до 15% влаги.
Преимущества изобретения заключаются в следующем:
отсутствуют технологические операции по растворению полимера, его переосаждению и вымыванию наполнителя кислотами;
снижение энергетические затраты;
отсутствуют отходы;
не применяются агрессивные вещества; вызывающие коррозию технического оборудования;
уменьшение усадочных деформаций позволяет получить изделия более точных геометрических размеров;
поскольку природные минералы цеолит, шунгит или апатит обладают ионообменными и сорбционными свойствами, получаемые по заявленному изобретению пористые материалы способны производить очистку фильтрата не только от твердых частиц, но и от растворимых в фильтрате солей тяжелых металлов и вредных химических соединений;
в получаемом материале снижено содержание полимера на 50 70% что уменьшает стоимость изделия в 1,5-2 раза;
подготовленная смесь обладает хорошей сыпучестью, что позволяет изготавливать изделия различной геометрической формы: пленки, пластины, полные цилиндры;
полученный материал может быть подвергнут механической обработке, сварке, склейке;
получаемый пористый материал может удерживать в 5-10 раз больше репелента, ядохимиката или душистого вещества в сравнении с минералом, находящимся в насыпном виде. Это способствует более длительному выделению этих веществ в окружающую среду;
перед изготовлением пористого материала в минерал можно ввести вещества, обладающие каталитическими свойствами и тем самым получить изделие одновременно обладающее каталитическим и фильтрующим свойствами.
Воспроизводимость изобретения иллюстрируется примерами.
Берут полиэтилен высокого давления (ПЭВД) марки 168 или полиэтилен низкого давления (ПЭНД) марки 273-79 или полистирол марки ПСЭ-1 с размером частиц 0,01 0,5 мм в виде порошка с индексом расплава соответственно 0,8 г/10 мин, 0,5 г/10 мин и 0,3 г/10 мин, смешивают с минералом с размером частиц 0,04 1,0 мм в разных соотношениях. Полученную смесь засыпают в кольцевую форму диаметром 40 мм и высотой 10 мм и подвергают вспениванию при термообработке (при температуре расплава полимера) воздухом или паром.
Пористость образца определяют по методике (ГОСТ 18898-73)

где П пористость
m вес сухого образца, взвешенного на воздухе, г;
m1 вес образца, пропитанного жидкостью и взвешенного на воздухе, г;
m2 вес образца, взвешенного в жидкости, г;
γ1 плотность жидкости, которой пропитан образец, г/см3;
γ2 плотность жидкости, в которой взвешивается образец, г/см3.
Усадку определяют по отношению объема образца к объему формы.
Результаты экспериментов представлены в табл. 1 и 2.
Свойства готового изделия по известному способу (поропласт) и заявленному изобретению.
Примечание: Величина пористости и величина усадка для полиэтилена низкого давления (ПЭНД) полностью совпадает для всех точек и значений вводимых минералов при температуре обработки 150oC.
Формула изобретения: Способ получения пористых материалов на основе термопластичных смол путем смешения термопластичной смолы с наполнителем и последующим вспениванием смеси в процессе формования при нагревании, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют минеральный наполнитель с пористостью 10 12% и влажностью до 15% выбранный из группы, включающей цеолит, шунгит, аппатит с размером частиц 0,04 0,1 мм в количестве 10 75 мас. на 100 мас. смеси, а вспенивание осуществляют в течение 15 20 мин при температуре расплава полимера.