181399. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polimer kompoziciók folyamatos hőkezelésére
5 181399 6 nek vagy kamrának elég hosszúnak is kell lennie ahhoz, hogy biztosítsa a szükséges tartózkodási időt vagy időszakaszt a hőkezelendő anyag adott áthaladási sebességénél és így szolgáltassa a kívánt hőátadást a nyomás alatti, gyorsan áramló forró nitrogéngázból annak érdekében, hogy a hőmérsékletet a szükséges értékre emeljük a kikeményítendő, anyag teljes teijedelmében. A zárt hőkezelő tér általában—de nem szükségszerűen — egy hűtő egységhez vagy térhez kapcsolódik vagy ebben folytatódik, amely célszerűen hűtőelemekkel vagy hűtőfolyadékkal, előnyösen vízzel ellátott szekrény vagy kamra. A hűtés azért szükséges, hogy megelőzzük a légköri hőmérsékletre és nyomásra kikerülő anyagok kiteijedését és/vagy felhabosodását. így tehát az egész hőkezelő készülék egyrészt hosszú csőszakaszból vagy hasonló zárt térből áll, amely hőkezelő térrel van ellátva, ahol nyomás alatt lévő, forró gázok haladnak át legalább 914m/perc sebességgel. A hőkezelő tér közvetlenül vagy egy közbenső szakaszon keresztül egy vízhűtésű vagy valamely hűtőfolyadékkal hűtött hűtő részhez kapcsolódik. A cső vagy kamra fűtő része vagy szakasza megfelelő módon alkalmas túlnyomásos nitrogéngáz forráshoz csatlakozik, amely gázfűtő eszközökkel van ellátva, és a rendkívül nagy gázsebességet biztosító eszközökkel, így például fúvókkal, van felszerelve. A cső vagy kamra hűtő része vagy szakasza a szükséges hűtőfolyadékot továbbító vezetékekkel van ellátva. Kívánt esetben a készülék a forró gáz visszakeringetésére szolgáló eszközökkel is rendelkezhet. A következőkben a találmány szerinti eljárás bemutatására kiviteli példákat adtunk meg. A példákban peroxiddal térhálósítható polietilénnel vagy más polimer készítménnyel bevont vezeték előállítását mutatjuk be. 1. példa A példákban alkalmazott, térhálósítható polietilén készítmény összetétele a következő: 100 rész polietilén, 50 rész kalcinált kréta töltőanyag, 5 rész korom, 3,5 rész di-a-kumil-peroxid és 1,75 rész poli-trimetil-dihidrokinolin antioxidáns. Ezt a keveréket folyamatos extrudálással „No 14 AWG” jelű rézvezetékekre mint mozgó magra formázzuk két különböző, mégpedig 0,076 cm és 0,118 cm rétegvastagságban. A 0,076 cm vastag hőkezeletlen polietilén készítménnyel szigetelt huzal-terméket 21 m/perc sebességgel folyamatosan mozgatjuk a formázó extruderből közvetlenül az igen nagy sebességű gázzal átáramoltatott hőkezelő készülékbe, illetve azon keresztül, míg a 0,118 cm vastag hőkezeletlen polietilén készítménnyel szigetelt terméket 44 m/perc sebességgel mozgatjuk folyamatosan formázó rendszerből közvetlenül ugyanabba a hőkezelő készülékbe, illetve azon keresztül. A hőkezelő készülék egy 2,54 cm belső átmérőjű cső 3-3 méteres, egymás után csatlakozó három szakaszként elhelyezve, ahol az első 3 méteres szakasz az igen nagy gázsebességű hőkezelő szakasz, a következő egy közepes nyomású gázzáró szakasz és a harmadik egy 3 méteres vízhűtéses szakasz. A hőközlő gázt, a nitrogént mindegyik kísérletben 316 —317 °C-ra hevítjük Calrod elektromos ellenállású fűtőelemekkel és gázfúvók segítségével az első 3 méteres hőkezelő szakaszban 9atm nyomáson és 3048 m/perc sebességgel keringetjük, miközben közvetlenül érintkeztetjük a peroxidot tartalmazó és a vezetékre már felvitt polietilén-keverék felületével. A hőközlő gázt mérsékelt nyomáson és igen nagy sebességgel keringetjük a 3 méteres hőkezelő szakaszban a szigetelt vezetékkel egyező irányban, ahol megtörténik a hőkezelés, majd a ciklust oly módon tesszük teljessé, hogy a gázt egy visszatérő vezetéken, egy gázfúvón és egy fűtőkészüléken vezetjük át annak érdekében, hogy a hőkezelésnél szükséges hőmérséklet-sebesség viszonyokat fenntartsuk. A hevített és a hőkezelendő anyag egyező vagy ellenkező irányban egyaránt vezethető, mivel az áramlási iránynak nincs döntő szerepe. A kővetkező táblázatban megadjuk a hőkezelési időket és más adatokat különböző vastagságú szigetelésekre, összehasonlításul feltüntetjük ugyanolyan polietilénnel szigetelt vezeték gőz alkalmazása esetén kapott hőkezelési idejét: A példák azt mutatják, hogy a hőkezelési sebesség gáz használata esetén 6—10-szer nagyobb, mint gőz alkalmazásánál. Polietilén szigetelés Falvastagság Hőkezelési idő gáz esetén Hőkezelési idő gőz (204 °C) esetén 0,118cm 8 mp 48 mp 0,076 cm 4—5 mp 43 mp 2. példa A találmány szerinti eljárással elérhető rendkívül nagy hőkezelési sebességeket mutatják be a következő példák és adatok is. Az alkalmazásra kerülő hőkezelhető polimer kompozíció 100 rész polietilénből, 35 rész kalcinált krétából, 0,35 rész szilikon-tetramerböl, 1,2 rész antioxidánsból (polimerizált l,2-dihidro-2,2,4-trimetilkinolin), 1,0 rész di-a-kumilperoxid- és 2,5 rész di-terc-butil-peroxid-katalizátorokbóláll. Ezt a hökezelhető készítményt folyamatosan extrudálással „14 AWG” jelű rézvezetékre visszük rá bevonóanyagként 0,114 cm vastagságban, majd közvetlenül ezután ugyanilyen sebességgel az extrudálás után egy hőkezelő csövön, ezt követően pedig egy közbenső vagy nyomászáró szakaszon és egy hűtőszakaszon vezetjük keresztül, összehasonlításként gőzzel fűtött hőkezelő kamrát alkalmazunk, illetve a találmány szerinti hőmérséklet-sebesség-nyomás viszonyoknak megfelelően működő, nitrogén-gázzal fűtött hőkezelő kamrát használunk ugyanolyan körülmények között a rézvezetékre szigetelő bevonatként felvitt hókezelhető polimer kompozíció folyamatos hőkezelésére. A gőzt alkalmazó és a találmány szerinti nagysebességű rendszer hőkezelési körülményeit a következő táblázatban adjuk meg összehasonlítás végett. Az egyes esetekben elért hőkezelés mértékét toluolos oldat-extrakcióval határozzuk meg a hőkezelt termékből az ASTM D—297 számú amerikai egyesült államokbeli szabvány szerint. A viszonylagos hőkezelési körülményeket és a hőkezelés mértékét az alábbiakban adjuk meg. Tartózkodási idő (mp) Gőz hőmérséklete CQ Gáznyomás (aUn) Gázsebesség Hőkezelés mértéke (Ext. %) gőz 46 200 15 néhány m/perc 11,5 találmány szerinti nagysebességű 3048 nitrogéngáz 6 343 9 m/perc 10,4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
