182890. lajstromszámú szabadalom • Polivinilidén fluoridot és vele összeférheteatlen termoplaszikus anyagot tartalmazó réteges anyagkompozíció és eljárás koextrudálására
1 182 890 2 rudálható és ez meglepő, mivel a poli(vinilidén-fluorid)-nak más termoplasztikus polimerhez való ragasztásánál állandóan problémák léptek fel. Azt tapasztaltuk, ha valamilyen poli(alkil-metakrilát)-ot koextrudálunk egyidejűleg poli(vinilidén-fluorid)-dal és a vele összeférhetet- 5 len termoplasztikus polimerrel oly módon, hogy a poli(metil-metakrilát) a két polimer között helyezkedik el, akkor egy lépésben kapunk olyan anyagot, mely közvetlenül felhasználható és benne a különböző rétegek erősen kapcsolódnak egymáshoz. A találmány magában 10 foglalja a poli(vinilidén-fluorid)-ból és a vele összeférhetetlen termoplasztikus polimerből álló anyagkompozíció előállítására szolgáló eljárást is. Az eljárás szerint a találmány szerinti anyagkompozíciót úgy állítjuk elő, hogy a poli(vinilidén-fluorid)-ot, a poli(metil-metakrilát)-ot és a 15 poli(vinilidén-fluorid)-dal összeférhetetlen termoplasztikus polimert koextrudáljuk úgy, hogy a poli(alkil-metakrilát) a középső réteg. Bár minden poli(vinilidén-fluorid)-dal kielégítő eredményt kapunk, a legjobb eredményt olyan poli(vinilidén- 20 -fluorid)-dal érjük el, melynek látszólagos viszkozitása 200 °C hőmérsékleten az alábbi táblázatban megadott legalább két sebesség gradiensnél a megadott két szélső érték közé esik. Sebesség gradiens Látszólagos viszkozitás (poise) mp 1 minimum maximum 3,54 30 103 200 103 11,81 18 103 93 103 35,4 11 103 47 103 118 6,5 103 21 103 354 3,9 103 10 103 1181 2,3 103 4,5 103 A látszólagos viszkozitást ismert módszerrel kapilláris reométerben méljük, figyelembe vesszük a nem-Newtoni folyadékokra érvényes Rabinovich-korrekciót. 4q Bár általában nem lényeges a poli(vinilidén-fluorid)-réteg vastagsága, gazdasági megfontolások miatt előnyös az olyan anyagkompozíció, melyben a poli(vinilidén-fluorid)-réteg vastagsága 10 mikron és néhányszor 10 milliméter közötti. A poli(vinilidén-fluorid) helyett használ- 45 hatjuk annak kopolimerjeit is, melyek legalább 70 súlyában poli(vinilidén-fluorid)-ot vagy poli(vinilidén-fluorid)nak más polimerrel képzett keverékét tartalmazzák. A poli(alkil-metakrilát) előnyösen poli(metil-metakrilát) (PMMA), melynek viszkozitása olvadt állapotban a 59 kereskedelemben kapható poli(metil-metakrilát)-ok viszkozitásával azonos lehet. Átlagos képzettségű szakember megfelelő töltőanyag alkalmazásával — a keveréknek azonban legalább a 75 súly%-a poli(alkil-metakrilát) kell maradjon — be tudja állítani a kívánt viszkozitást. 55 Azt is megállapítottuk, hogy a poli(alkil-metakrilát) és lehetőség szerint a poli(vinilidén-fluorid) is olyan minőségű kell legyen, hogy viszkozitásuk megfeleljen a poli(vinilidén-fluorid)-dal összeférhetetlen termoplasztikus polimer olvadt állapotban mért viszkozitásának. gO Jó eredményeket érünk el olyan poli(metil-metakrilát) alkalmazásával, melynek viszkozitása 200 °C hőmérsékleten az alább megadott sebesség gradienseknél a megadott határok közé esik. Ezek az értékek azonban nem korlátozó jellegűek, mivel átlagos képzettségű szakember 65 az extrudálási hőmérséklet függvényében változtathatja a viszkozitást. Sebesség gradiens mp”1 Látszólagos viszkozitás (poise) minimum maximum 3,54 ÍOOXIO3 500X103 11,81 50X103 280X103 35,4 25X103 150X103 118 13X103 80X103 354 7X103 50X103 1181 3,5X103 30X103 A poli(alkil-metakrilát) vastagságát egyik esetben néhány mikron és 200 mikron közé állítjuk be. Általában célszerű nagyobb vastagságokkal dolgozni, mégpedig a poli(alkil-metakrilát)-nak az egész kompozíció szilárdsági tulajdonságaiban játszott szerepe miatt. A poli(vinilidén-fluorid)-dal összeférhetetlen termoplasztikus polimer többek között lehet klórozott vinil-polimer — mint például poli(vinil-klorid) vagy poli(vinilidén-klorid) — sztirol-polimer — mint például polisztirol vagy kemény polisztirol — polikarbonátok, poliuretánok, ojtott sztirol- akril-nitril — akril-elasztomer kopolimer, akril-nitril •« butadién -sztirol kopolimer. A termoplasztikus polimer-réteg bármilyen vastagságú lehet, általában néhányszor 10 mikron és néhány milliméter közötti. A termoplasztikus polimer természetesen tartalmazhat Töltőanyagot, lágyítót, stabilizátort, festéket vagy egyéb szokásos adalékanyagot. A réteges anyagkompozíció előállítására szolgáló berendezés extruderből, szerszámból és előnyösen áramlásszabályozóból áll, melyek mind ismertek a termoplasztok koextrudálásának technológiájából. A rétegek vastagságát az extruderek szállítási sebességével szabályozzuk. A szerszám hőmérséklete a találmány szerint 180 és 280 °C közötti, függ az extrudálásra kerülő anyag minőségétől. Az extruder hőmérséklete megegyezik azzal a hőmérséklettel, melyet különben is használunk a különböző polimerek extrudálására. A három polimer megfelelő tapadásának biztosítása c éljából a három polimert az extruder elhagyása után legkésőbb a szerszám szájába való belépésnél egyesítjük. Bizonyos esetekben a tapadás nem kielégítő és ezért előnyösen a poli(vinilidén-fluorid)-ot, a termoplasztikus anyagot és a poli(alkil-metakrilát)-ot az extruder elhagyása után együtt vezetjük, még mielőtt elérnék a szerszám szájnyílását. Ebben az esetben többcsatornás szerszám helyett áramlásszabályozót helyezünk az extruder kimenete és az egycsatornás szerszám közé. A találmány szerinti eljárás egyik foganatosítás! módjánál a koextrudálást legalább három extruderrel végezzük és a következő háromkomponensű anyagkompozíciót állítjuk elő: poli(vinilidén-fluorid) — poli(alkil-metakrilát) — poli(vinilidén-fluorid)-dal összeférhetetlen termoplasztikus polimer — poli(alkil-metakrilát) — poli(vinilidén-fluorid). Az alábbi példák a találmány szerinti réteges anyagkompozíciót, illetve annak előállítását szemléltetik. A viszkozitást Instron Model 3211 kapillár-reométeren mérjük, melynek kapillárisa mintegy 50,8 mm hoszszú, a kiömlőnyílás keresztmetszete mintegy 1,27 mm. 3
