КОНЦЕНТРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2006 года по МПК B29C33/72 B08B3/08 

Изобретение относится к концентратам, предназначенным для использования при очистке оборудования по переработке полимерных материалов (экструдеров, термопластавтоматов и т.д.) при переходе с цвета на цвет и от «пригарков» (частиц разложившегося полимера, приставшего к поверхности оборудования).

Известна композиция смолы для очистки оборудования для переработки полимеров, содержащая полиолефиновую смолу, полиметилметакрилат (ПММА), нейтральную соль органической сульфокислоты и соединение металла, JP 05077698 В4. Однако действие такой композиции связано с большим расходом активных компонентов; наличие в композиции ПММА может приводить к значительному газовыделению и неприятному запаху в ходе процесса.

Известна композиция для очистки оборудования, содержащая полимерную матрицу, мягкий абразив и сульфонатное поверхностно-активное вещество, US 4954545. При использовании данной композиции также происходит большой расход дорогостоящих активных компонентов. Наличие мягкого абразива не позволяет применять данную композицию для очистки горячеканальных прессформ и пленочного оборудования.

Прототипом является композиция, содержащая: полимерное связующее - 100 мас.ч., карбамид - 0,2-0,3 мас.ч., стеарат кальция или цинка - 0,2-1,0 м.ч., SU 1707032 А1.

Недостатком прототипа является то обстоятельство, что аммиак, выделившийся из композиции в результате разложения карбамида в процессе очистки, протекающем при температуре 160-180°, не связывается, а полностью поступает в атмосферу. Как известно, аммиак является высокотоксичным веществом.

Задачей изобретения является создание концентрата для очистки оборудования по переработке полимерных материалов, которое позволило бы значительно уменьшить выход аммиака в атмосферу.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что концентрат для очистки оборудования для переработки полимерных материалов, содержащий карбамид и полимерное связующее, в качестве последнего содержит сополимер этилена и винилацетата при следующем соотношении компонентов, мас.%:

карбамид0,1-35сополимер этилена и винилацетатаостальное

концентрат может дополнительно содержать стеарат кальция и/или стеарат цинка в количестве, мас.%: 0,2-1,0.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

Реализация отличительных признаков изобретения обусловливает достижение исключительно важного технического результата - значительного уменьшения вплоть до практически полного предотвращения поступления в атмосферу аммиака, выделяющегося в результате разложения карбамида.

Этот чрезвычайно важный в экологическом отношении эффект не достигается при реализации как прототипа, так и других известных технических решений.

Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию «изобретательский уровень».

Концентрат может быть изготовлен в виде порошковой смеси или в виде гранулята.

При изготовлении композиции в виде порошка компоненты (карбамид или карбамид в сочетании со стеаратом кальция и/или цинка) измельчают в шаровой мельнице в течение 2 минут, а затем к этой смеси в мельницу добавляют сополимер этилена и винилацетата в виде порошка и еще в течение 5 минут осуществляют перемешивание смеси. Оптимальным является сополимер с содержанием винилацетата от 5 до 25 мас.%, однако результат достигается и при любом другом содержании винилацетата.

При изготовлении композиции в гранулированном виде используют двухшнековый экструдер с боковым вводом, при этом в загрузочную воронку экструдера подают связующее, а через боковой ввод подают остальные (активные) компоненты.

В экструдере осуществляется смешение и гомогенизация смеси. Материал после экструдера поступает через ванну охлаждения в гранулятор.

Для очистки оборудования концентрат смешивают с полимером, перерабатываемым на данном оборудовании, в соотношении 0,5-5,0% от массы полимера. Смешение может быть произведено в любом тихоходном смесителе. Полученную смесь подают в загрузочную воронку очищаемого оборудования (термопластоавтомата, экструдера и т.п.) и перерабатывают в обычном режиме, присущем данному типу оборудования и виду полимера. Сополимерный этилен и винилацетат начинают плавиться при температуре не выше 120°С (в зависимости от содержания винилацетата в сополимере).

При температуре свыше 132,7°С происходит выделение аммиака из карбамида, при этом начинается реакция между расплавленным сополимером этилена и винилацетата и аммиаком, и аммиак связывается, благодаря чему значительно уменьшается его поступление в атмосферу, практически вплоть до полного прекращения.

Наличие в композиции стеарата кальция и/или стеарата цинка обеспечивает равномерность распределения компонентов концентрата при гомогенизации смеси в экструдере.

Использование в качестве полимерного связующего полиэтилена низкой плотности или сополимера этилена и винилацетата позволяет применять концентрат для очистки оборудования, перерабатывающего практически любые термопластичные полимерные материалы, поскольку данный сополимер содержит как полярную, так и неполярную составляющие, что обеспечивает сочетаемость как с полярными, так и неполярными полимерами.

В таблицах 1 и 2 приведены сведения о свойствах концентрата при различных соотношениях компонентов.

Таблица 1.Компоненты1234прототипПолимерное связующее99,990,070,065,098,5Карбамид0,110,030,035,01,5Наличие запаха аммиакаотсутствиеотсутствиеотсутствиеслабыйсильныйКачество очистки оборудованияудовлетв.хорошееотличноеотличноехорошееРасход очищающего материалаповышенныйнизкийнизкийнизкийнизкий

Таблица 2.Компоненты1234Полимерное связующее (Сополимер этилена и винил ацетата)69,869,569,369,0Карбамид30,030,030,030,0Стеарат кальция0,20,50,71,0Гомогенность концентратаудовлетв.удовлетв.высокаявысокаяКачество очистки оборудованияотличноеотличноеотличноеотличноеНаличие запаха аммиакаотсутствиеотсутствиеотсутствиеотсутствиеРасход очищающего материаланизкийнизкийнизкийнизкий

Для реализации изобретения используются распространенные материалы и обычное заводское оборудование, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «промышленная применимость».

Концентрат предназначен для использования при очистке оборудования по переработке полимерных материалов (например, для экструдеров и термопластавтоматов) и от пригаров. Концентрат содержит карбамид и сополимер этилена и винилацетата при заданном соотношении компонентов. Концентрат дополнительно содержит стеарат кальция и/или стеарат цинка. Техническим результатом является сокращение выхода аммиака в атмосферу. 2 табл.

1. Концентрат для очистки оборудования для переработки полимерных материалов, содержащий карбамид и полимерное связующее, отличающийся тем, что в качестве полимерного связующего использован сополимер этилена и винилацетата при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамид0,1-35Сополимер этилена и винилацетатаОстальное