Концентрат для очистки оборудования для переработки полимерных материалов

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.

 

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.%:

карбамид	0,1-35
сополимер этилена и винилацетата	остальное

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.
Компоненты	1	2	3	4	прототип
Полимерное связующее	99,9	90,0	70,0	65,0	98,5
Карбамид	0,1	10,0	30,0	35,0	1,5
Наличие запаха аммиака	отсутствие	отсутствие	отсутствие	слабый	сильный
Качество очистки оборудования	удовлетв.	хорошее	отличное	отличное	хорошее
Расход очищающего материала	повышенный	низкий	низкий	низкий	низкий

Таблица 2.
Компоненты	1	2	3	4
Полимерное связующее (Сополимер этилена и винил ацетата)	69,8	69,5	69,3	69,0
Карбамид	30,0	30,0	30,0	30,0
Стеарат кальция	0,2	0,5	0,7	1,0
Гомогенность концентрата	удовлетв.	удовлетв.	высокая	высокая
Качество очистки оборудования	отличное	отличное	отличное	отличное
Наличие запаха аммиака	отсутствие	отсутствие	отсутствие	отсутствие
Расход очищающего материала	низкий	низкий	низкий	низкий

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

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.%:

Карбамид	0,1-35
Сополимер этилена и винилацетата	Остальное

2. Концентрат по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит стеарат кальция и/или стеарат цинка в количестве 0,2-1,0 мас.%.