198743. lajstromszámú szabadalom • Kompozíció porusos szerkezetű műanyag (pl.műanyag formatestek) előállítására
1 HU 198743 B 2 A találmány kompozíció javított pórusszerkezetű műanyagok előállítására vonatkozik. A technika ismert állása szerint számos lehetőség kínálkozik habosított műanyag termékek előállítására. Ezek n megoldások nagymértékben különböznek egymástól, de két alaptípus eléggé jól elhatárolható: a kémiai hajtóanyagokkal és a fizikai hajtóanyagokkal történő habosítás. A fizikai hajtóanyagok esetében a habosodást valamilyen könnyen illő anyag, vagy gáz (freon, pentán, hexán, heptán, petroléter stb.) feldolgozás közbeni lég neművé válása okozza. Ezek a megoldások szakkönyvekből, vagy a szabadalmi irodalomból közismertek, igy pl. ilyenre vonatkozik Me. Graw Hill; .Handbook of Plastics and elastomer" c. mű, vagy az 587 879 ljsz. svájci szabadalmi leírás, mely utóbbinál az exoterm kémiai reakció sorén keletkező hő és a rendszerben lévő víz és egyéb hajtógáz végzi a habosítást, így igen finom cellaszerkezet érhető el, de a gyakorlatban technikai és gazdaságossági okok miatt az ún. fizikai hajtóanyaggal való módszernek az alkalmazása eléggé korlátozott. A kémiai hajtóanyagok esetében olyan vegyületek alkalmazása jön számításba, amelyek az adott műanyag feldolgozása során bomlást szenvednek és belőlük gáz halmazállapotú bomlástermékek keletkeznek, amelyek elvégzik a habosítást. Ilyen anyagok pl. az azovegyületek, hidrazinvegyületek (azodikarbonamid, benzol-szulfohidrazin, trihidrazintríazin, stb.) ezeket széles körben használja az ipar. Kémiai hajtóanyagként ismert poliuretánok habosítására a freon-típusú anyagok mellett vagy helyett alkalmazott viz, ill. vizet tartalmazó elegy, gél. Ebben az esetben a víz és az alkalmazott izocianát egy része szén-dioxid fejlődése közben reagál, a szén-dioxid gáz pedig a poliuretán anyagot habositja. Ilyen megoldást ismertet műanyag habosítására pl. a 3 975 316 ljsz. US szabadalmi leírás. Egyes esetekben olyan habositó-keverékeket alkalmaznak, melynél érvényesül valamely szervetlen vegyület által létrehozott ún. .kikker hatás". Ilyen pl. az 164 358 sz. NSZK-beli nyilvánosságra hozatali irat szerint NaHC03-Zn0 (azodikarbonamid) kompozíció. A különféle kémiai habositószerek felhasználása során nyert tapasztalatok azt mutatják, hogy igen nagy szerepet játszik a habszerkezet kialakításában az alkalmazott habositó anyag szemcsemérete, esetlegesen agglomerált volta, illetve műanyagban való eloszlathatósága. A fenti alapproblémák miatt igen nehéz egyenletes póruseloszlást létrehozni pl. fröccsöntött formatestek esetében. Ugyanakkor egy adott termék mechanikai tulajdonságaira alapvető hatással van a póruseloszlás milyensége. A túlságosan nagyméretű pórusok rendszertelen előfordulása jelentősen csökkenti egy adott műanyagtárgy szilárdságát, igy gyakorlati használhatóságát. Annak érdekében, hogy a habosíthaló termoplasztikus polimerek feldolgozás utáni póruseloszlása, illetve a készült termékek szerkezete (felületi minőség, a tárgy belsejének szerkezete) ideális legyen, a gyakorlatban ismeretes a Desma GmbH (NSZK) szerszámkonstrukciója, mely szerint a habosithatc műanyagkompozíciót fröccsöntéssel olyan szerszámfejbe juttatják, melynél az anyag a szerszámüreget teljesen kitölti, majd hirtelen megnyitják a szerszámüreget, amikoris a még ómledékállapotú polimer a benne diszpergólt habosítószer hatására a kívánt mértékben felhabosodik. Ilyen módon szilárd felületi réteg és belső habszerkezet hozható létre. A megoldás hátránya, hogy bonyolult és drága a szerszámigénye, másrészt a termelési folyamat sem elég gyors. A találmány célja a fenti hiányokon javítást eszközölni és feladata olyan megoldás nyújtása, melynél az adalék megválasztásával elérhető a szabályos habszerkezet létrehozása. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a műanyag habosítása során finom, mikroméretű cellákat lehet létrehozni termoplasztikus polimereknél megfelelő adalék hozzáadásával. Azt találtuk, hogy ha a polimerhez kellő mennyiségben magnézium-szilikátot is adunk a szokásos adalékok mellett, úgy szabályos, egyenletes eloszlású, finom habszerkezetet kapunk. A fentieknek megfelelően a találmány kompozíció pórusos szerkezetű műanyagok előállításához termoplasztikus polimerekből álló granulátumból, amely lágyítót, csúsztatót, stabilizator!, habosítót és adott esetben töltőanyagot tartalmaz, melyek mellett a granulátum tömeg%-ára vonatkoztatva 2-30 tőmegX magnéziumszilikát port tartalmaz homogén eloszlásban. A magnéziumszilikát por szemcsemérete 15 pm alatti. A fenti jelenség a szakember számára azért meglepő, mert a műanyag habszerkezetek cellastabilitását ezideig csak speciális folyékony halmazállapotú felületaktív anyagokkal (pl. egyes szilikonolajokkal) sikerült úgy beállítani, hogy a cellák közötti vékony hártyán a felületi feszültség megfelelő szinten tartása biztosította a stabil állapotot a műanyaghab megszilárdulásáig. A találmány szerinti por formájú magnéziumszilikát alkalmazása sokkal szélesebb körben biztosít előnyt, mint az eddigi felületaktív anyagok, amelyek folyékony (olajszerű) halmazállapotuk miatt alkalmazástechnikai (pl. migrációs) problémákat okoztak a műanyag termékeken, ugyanakkor ősszeférhetóségi okok miatt alkalmazásuk sokszor nem volt lehetséges csak folyadékokból kiinduló gyártásnál, mint pl. a poliuretán habanyagok előállítása. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
