СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВСПЕНЕННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОГО МАТЕРИАЛА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1995 года по МПК C08J9/24 C08J9/24 C08L27/06 

Изобретение относится к способам получения вспененного поливинилхлоридного (ПВХ) материала с текстурированной поверхностью.

Известен способ получения формованных изделий под древесину путем получения композиции, содержащей 15-30 мас. ПВХ, 15-30 мас. толуола, 3-8 мас. древесной муки с размером частиц 50-150 мкм и 2-4 мас. вспенивателя, смешением компонентов и последующего вспенивания.

Известен способ получения вспененного материала с текстурой древесины путем вспенивания с помощью газа (пентана, бутана) композиции, содержащей ПВХ, 10-60 мас. древесной муки, целлюлозной пудры, порошка багассы.

Наиболее близкий аналог к данному изобретению является способ получения вспененного поливинилхлоридного материала путем перемешивания порошкообразного поливинилхлоридного его последую- щего вспенивания при температуре до 300^оС.

В состав исходной композиции наряду с ПВХ входят различные наполнители и целевые добавки. Способ сложен из-за необходимости использования большого числа компонентов и уникального оборудования.

Для упрощения процесса получения вспененного ПВХ материала с текстурированной поверхностью предложены варианты способа получения вспененного ПВХ материала.

Один вариант предложенного способа представляет собой способ получения вспененного ПВХ материала, включающий предварительную обработку ПВХ и его последующее вспенивание при нагревании, отличающийся тем, что порошкообразный эмульсионный или микросуспензионный ПВХ формуют либо при давлении 0,5-400 МПа и температуре 20-170^оС до достижения плотности 0,85-1,38 г/см³, либо в свободном состоянии в виде слоя высотой 4-16 мм, состоящего из частиц размером 0,2-4,0 мм, и вспенивают при 190-300^оС в течение 3-15 мин, причем при формовании и/или вспенивании ПВХ образуют на его поверхности рельефный рисунок, а вспененный материал подвергают формованию под давлением до выравнивания рельефного рисунка.

Другой вариант предложенного способа представляет собой способ получения вспененного ПВХ материала, включающий перемешивание порошкообразного ПВХ с добавками, обработку смеси и ее вспенивание при нагревании, отличающийся тем, что порошкообразный суспензионный или массовый ПВХ перемешивают с добавкой алкилмоносульфоната натрия, взятой в количестве 0,5-5,0 мас.ч. на 100 мас. ч. ПВХ, формуют либо при давлении 0,5-400 МПа и температуре 20-170^оС до плотности 0,72-1,28 г/см³ с последующим нагреванием в замкнутом объеме до 140-150^оС, либо в свободном состоянии в виде слоя высотой 2-16 мм, и вспенивают при 190-300^оС в течение 3-20 мин, причем при формовании и/или вспенивании смеси образуют на ее поверхности рельефный рисунок, а вспененный материал подвергают формованию под давлением до выравнивания рельефного рисунка.

Техническим результатом изобретения является создание в простом процессе из вспененного ПВХ материала с текстурированной поверхностью. Текстурированная поверхность вспененного ПВХ материала возникает в результате сглаживания под давлением рельефного рисунка, образовавшегося при формовании и сохранившего рельефность при вспенивании, либо образовавшегося при вспенивании. Таким образом, результат в обоих вариантах способа достигается одним и тем же путем.

Рельефный рисунок при формовании или вспенивании в обоих вариантах может быть образован известными приемами. При формовании рельефный рисунок может быть образован благодаря применению рельефных формующих элементов (пуансонов, валиков и пр.). При вспенивании рельефный рисунок образуют, нагревая материал в неравномерном температурном поле, например с использованием секционированных нагревателей, содержащих чередующиеся зоны более интенсивного и менее интенсивного нагрева. Комбинирование этих приемов приводит к получению более сложного рельефа и, соответственно, более усложненной текстуры поверхности вспененного материала после его формования под давлением.

Осуществление предложенного способа в заявляемых пределах параметров формования и вспенивания приводит к получению ПВХ материалов с характеристиками, обеспечивающими возможности их применения в качестве отделочных материалов. Выход за эти пределы приводит к получению материалов, не пригодных для использования.

Из уровня техники не известны способы получения вспененных материалов с текстурированной поверхностью путем формования порошкообразной полимерной композиции с рельефным рисунком или нагреванием в неравномерном температурном поле, вспенивания и последующего формования под давлением.

Для придания материалу, полученному предложенным способом, внешнего вида дерева он может быть дополнительно (перед прессованием) обработан агентами, придающими ему соответствующую окраску.

П р и м е р 1. Порошкообразный эмульсионный ПВХ (ТУ 6-02-69-89) прессуют при давлении 100 МПа и комнатной температуре до плотности 1,25 г/см³ в форме с получением рельефного рисунка высотой 0,5-1,0 мм, нагревают в свободном состоянии при температуре печи 230^оС в течение 7 мин. Полученный вспененный материал прессуют при давлении 50 МПа при комнатной температуре в форме, высота которой на 1 мм меньше минимальной толщины материала. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,4 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 6,5 МПа, с гладкой текстурированной поверхностью оливково-серого цвета.

П р и м е р 2. Порошкообразный эмульсионный ПВХ (ТУ 6-02-69-89) прессуют при давлении 0,5 МПа и температуре 80^оС до плотности 0,85 г/см³ в форме с получением рельефного рисунка глубиной 0,5-1,0 мм, нагревают в свободном состоянии при температуре печи 250^оС в течение 6 мин. Полученный вспененный материал кипятят в 1%-ном водном растворе аммиака для придания светло-коричневой окраски в течение 10 мин, высушивают и прессуют при температуре 50^оС под давлением 50 МПа в форме, высота которой на 1 мм меньше минимальной толщины материала. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,6 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 17,3 МПа, с гладкой поверхностью, имеющей цвет и текстуру древесины.

П р и м е р 3. 100 мас.ч. порошкообразного суспензионного ПВХ (СТ 14332-78) смешивают с 1,0 мас.ч. алкилмоносульфоната натрия, формуют слой высотой 6 мм рельефным валиком с глубиной рельефа 0,5-1,0 мм и нагревают при температуре печи 250^оС в течение 12 мин. Полученный вспененный материал выдерживают при 80^оС в парах над 5%-ным водным раствором аммиака в течение 15 мин и вальцуют на гладких вальцах при температуре 80^оС. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,5 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 10 МПа с гладкой поверхностью, имеющей цвет и текстуру древесины.

П р и м е р 4. Микросуспензионный ПВХ (ТУ 6-01-1265-81) прессуют при давлении 200 МПа и температуре 70^оС до плотности 1,38 г/см³ c получением рисунка высотой 0,5-1,0 мм, нагревают в свободном состоянии при температуре печи 250^оС в течение 10 мин. Полученный материал прессуют при давлении 100 МПа и комнатной температуре в форме, высота которой на 1 мм меньше минимальной толщины материала. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,7 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 20,5 МПа, с гладкой текстурированной поверхностью коричнево-серого цвета.

П р и м е р 5. 100 мас.ч. массового ПВХ (ТУ 6-01-678-86) смешивают с 3 мас. ч. алкилмоносульфоната натрия. Композицию перемешивают и прессуют при давлении 0,5 МПа и температуре 80^оС до плотности 0,72 г/см³ в форме с получением рельефного рисунка высотой 0,5-1,0 мм, нагревают в замкнутом объеме до температуры 140^оС, а затем нагревают в свободном состоянии при температуре 250^оС в течение 7 мин. Полученный вспененный материал прессуют при комнатной температуре под давлением 100 МПа в форме, высота которой на 1 мм меньше минимальной толщины материала. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,7 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 20,3 МПа, с гладкой текстурированной поверхностью коричнево-серого цвета.

П р и м е р 6. Микросуспензионный ПВХ (ТУ 6-01-1265-81) обрабатывают аналогично примеру 1 с тем отличием, что прессование ПВХ порошка осуществляется при давлении 400 МПа, до плотности 1,34 г/см³, а вспенивание проводят при температуре печи 190^оС в течение 15 мин. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,5 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 10,8 МПа, с гладкой текстурированной поверхностью коричнево-серого цвета.

П р и м е р 7. Эмульсионный ПВХ (ГОСТ 14039-78) обрабатывают аналогично примеру 2 с тем отличием, что прессование ПВХ порошка осуществляют при давлении 0,5 МПа и температуре 170^оС до плотности 1,20 г/см³, а вспенивание проводят при температуре печи 300^оС в течение 3 мин. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,5 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 11,3 МПа, с гладкой поверхностью, имеющей цвет и текстуру древесины.

П р и м е р 8. Эмульсионный ПВХ (ТУ 6-02-69-89) гранулируют в скоростном смесителе при 130^оС, охлаждают, отбирают фракцию 0,2-4,0 мм, формуют в слое высотой 4 мм рельефным валиком с глубиной рельефа 1,5 мм и вспенивают при 190^оС в течение 15 мин. Полученный материал прессуют при давлении 100 МПа и комнатной температуре в форме, высота которой на 1 мм меньше минимальной толщины материала. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,7 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 22,0 МПа с гладкой текстурированной поверхностью оливково-серого цвета.

П р и м е р 9. Эмульсионный ПВХ (ТУ 6-02-69-89) обрабатывают аналогично примеру 8 с тем отличием, что гранулы формуют рельефным валиком в слое высотой 16 мм, вспенивают при 300^оС в течение 3 мин, вспененный материал выдерживают при 100^оС в парах над 2%-ным водным раствором аммиака и вальцуют на гладких вальцах при температуре 60^оС. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,6 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 15,5 МПа, с гладкой поверхностью, имеющей цвет и текстуру дерева.

П р и м е р 10. Суспензионный ПВХ (ГОСТ 14332-78) обрабатывают аналогично примеру 5 с тем отличием, что прессование композиции осуществляют при давлении 400 МПа до плотности 1,28 г/см³, а нагревание в свободном состоянии проводят при температуре 190^оС в течение 15 мин. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,3 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 5,0 МПа, с гладкой текстурированной поверхностью коричнево-серого цвета.

П р и м е р 11. Массовый ПВХ (ТУ 6-01-678-86) обрабатывают аналогично примеру 5 с тем отличием, что прессование композиции осуществляют при давлении 0,5 МПа и температуре 170^оС до плотности 1,21 г/см³, нагревание в замкнутом объеме проводят до температуры 150^оС, а в свободном состоянии при температуре 300^оС в течение 3 мин. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,5 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 11,1 МПа, с гладкой текстурированной поверхностью коричнево-серого цвета.

П р и м е р 12. Суспензионный ПВХ (ГОСТ 14332-78) обрабатывают аналогично примеру 3 с тем отличием, что в композиции используют 0,5 мас.ч. алкилмоносульфоната натрия, рельефным валиком формуют слой высотой 2 мм и вспенивание проводят при температуре печи 230^оС в течение 20 мин. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,4 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 8,6 МПа, с гладкой поверхностью, имеющей цвет и текстуру древесины.

П р и м е р 13. Суспензионный ПВХ (ГОСТ 14332-78) обрабатывают аналогично примеру 3 с тем отличием, что в композиции используют 5,0 мас.ч. алкилмоносульфоната натрия, рельефным валиком формуют слой высотой 16 мм и вспенивание проводят при температуре печи 300^оС в течение 3 мин. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,7 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 19,9 МПа, с гладкой поверхностью, имеющей цвет и текстуру древесины.

П р и м е р 14. Порошкообразный эмульсионный ПВХ (ТУ 6-02-69-89) прессуют при давлении 100 МПа и комнатной температуре в форме до плотности 1,25 г/см³ и нагревают в свободном состоянии в течение 7 мин в печи, имеющей чередующиеся зоны нагрева с температурой 220 и 250^оС. Полученный вспененный материал кипятят в 1%-ном растворе аммиака в течение 10 мин, высушивают и прессуют при температуре 50^оС под давлением 50 МПа в форме, высота которой на 1 мм меньше минимальной толщины материала. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,6 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 14,8 МПа, с гладкой поверхностью, имеющей цвет и текстуру древесины.

П р и м е р 15. 100 мас.ч. порошкообразного суспензионного ПВХ (ГОСТ 14332-78) смешивают с 1,0 мас.ч. алкилмоносульфоната натрия, формуют слой высотой 6 мм гладким валиком и нагревают в течение 12 мин в печи, имеющей чередующиеся зоны нагрева с температурой 230 и 260^оС. Полученный вспененный материал выдерживают при 80^оС в парах над 5%-ным водным раствором аммиака в течение 15 мин и вальцуют на гладких вальцах при температуре 80^оС. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,5 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 11,3 МПа, с гладкой поверхностью, имеющей цвет и текстуру древесины.

П р и м е р 16. 100 мас.ч. порошкообразного суспензионного ПВХ (ГОСТ 14332-78) смешивают с 1,0 мас.ч. алкилмоносульфоната натрия, формуют слой высотой 6 мм рельефным валиком с глубиной рельефа 0,5-1,0 мм и нагревают в течение 12 мин в печи, имеющей чередующиеся зоны нагрева с температурой 240 и 280^оС. Полученный вспененный материал выдерживают при 100^оС в парах над 1% -ным водным раствором аммиака в течение 10 мин и вальцуют на гладких вальцах при температуре 70^оС. Получают вспененный материал с кажущейся плотностью 0,5 г/см³, разрушающим напряжением при растяжении 10,7 МПа, с гладкой поверхностью, имеющей цвет и текстуру древесины.

Использование: для получения вспененного материала с текстурированной поверхностью. Сущность изобретения: порошкообразный эмульсионный или микросуспензионный поливинилхлорид (ПВХ) либо смесь порошкообразного суспензионного или массового (ПВХ), предварительно смешанного с алкилмоносульфонатом натрия, формуют с образованием рельефного рисунка на поверхности, вспенивают при температуре до 300°С и полученный вспененный материал формуют под давлением до выравнивания рельефного рисунка (варианты). По второму варианту способа рельефный рисунок может быть также образован путем вспенивания при нагревании в неравномерном температурном поле с использованием секционированных нагревателей, содержащих чередующиеся зоны более интенсивного нагрева. 5 з. п. ф-лы.

1. Способ получения вспененного поливинилхлоридного материала путем перемешивания порошкообразного поливинихлорида и его последующего вспенивания при температуре до 300^oС, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного поливинилхлорида используют эмульсионный или микросуспензионный поливинилхлорид, причем до и/или во время вспенивания поливинилхлорида на его поверхности образуют рельефный рисунок, а вспененный материал подвергают формированию под давлением до выравнивания рельефного рисунка. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рельефный рисунок образуют до вспенивания поливинилхлорида, используя рельефные формующие элементы. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что рельефный рисунок образуют при вспенивании поливинилхлорида, нагревая вспененный материал в неравномерном температурном поле. 4. Способ получения вспененного поливинилхлоридного материала путем перемешивания порошкообразного поливинилхлорида и его последующего вспенивания при температуре до 300^oС, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного поливинилхлорида используют суспензионный или массовый поливинилхлорид с добавкой алкилмоносульфоната натрия, причем до и/или во время вспенивания материала подвергают под давлением до выравнивания рельефного рисунка. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что рельефный рисунок образуют до вспенивания поливинилхлорида, используя рельефные формующие элементы. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что рельефный рисунок образуют при вспенивании поливинилхлорида, нагревая вспененный материал в неравномерном температурном поле.