Способ получения двухслойной пленки

(51)М. Кл. С 083 5/18 твеударстеенанй квинтет СССР ао далек нзебретевкй и еткрьпкй .(72) Авторы изобретения Сектор нефтехимии института физико-органической химии и углехимии АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУХСЛОЙНОЙ ПЛЕНКИ 1Изобретение относится к получению полимерных пленочных материалов и может быть ис.пользовано в нефтедобывающей, газовой и др. отраслях промышленности для защиты нефте. проводов, газопроводов и других металлических.сооружений от подземной коррозии.5Известен способ получения многослойных пленок, склеиванием полимерных пленок с помощью промежуточного полимерного слоя, наносимого из раствора дисперсии или рас.плава, свариванием термопластичной пленки с основой под действием тепла и механической нагрузки путем прессования или калавдрирова-, ния; соэкструзией расплавов различных полиме. ров из двух экструдеров через общую головку специальной конструкции; . нанесением распла 15 ва термопластической композиции на основу (1),Наиболее технологичным является способ соэкструзии, так как он позволяет повысить производительность процесса, снизить затраты на оборудование и сохранить производственные площади, На практике же для получения многослойных лент со сшитой полиолефиновой (полиэтиленовой) основой метод соэкструзии не применим, так как во многих случаях необходимо предохранить другие слои многослойной ленты от действия излучения.Наиболее близким к предлагаемому явля. ется способ получения двухслойной пленки экструзией расплавов полиэтилена и его сополимера и сшивкой полиэтилена внешнего слоя 21.Процесс получения двухслойной пленки является многостадийным и весьма сложным, Он включает такие последовательные стадии как получение на экструдере ПЭ пленки в виде рукава, сшивание полученной пленки на элек. тронном ускорителе, нанесение экструзионным методом на сшитую рукавную ПЭ пленку одного или нескольких слоев термопласта и ориентирование рукавной многослойной пленки.Однако этот способ характеризуется многостадийностью технологического процесса (получение основы, ее радиационное сшивание и на. несение термопластичного слоя на другом экс. трудере), Это приводит к удорожанию произ. водства и требует дополнительных производ з 950738ственпых площадей. Для радиационного сшива.ния требуется дорогостоящее оборудование, спе-,циально подготовленный обслуживающий персонал и средства защиты от радиации. Способне позволяет сшивать один иэ слоев уже готовой многослойной пленки. Кроме того, при намотке на трубу и при эксплуатации пленок,,полученных по.этому методу, возможно ихрасслаивание из-эа плохой адгезии термоплас.тичного слоя к сшитой основе (0,6 - 1,0 кг/см), ОЦель изобретения - упрощение процесса иповышение адгезии межцу слоями,Цель достигается тем, что согласно способуполучения двухслойной пленки экструзией расплавов полиэтилена и его сополимера и сшив.кой полиэтилена внешнего слоя, пленку получают соэкструзией указанных полимеров, асшивку осуществляют фотохимическим мето.дом в присутствии 0,05 - 0,5% от. веса полиэтилена 1-хлорантрахинона или бензофенона приинтенсивности света 0,3510 - 3,510 вт/мв течение 0,5 - 3 мин.,Для регулирования глубины сшюки в расплав полиэтилена вводят 0,2 - 1,0 вес.% сажи.П р и м е р 1. Получение двухслойного д 5материала из полиолефинов осуществляют напромышленной установке для соэкструзии типаЛРП 45/45 - 600 (инд. 591752). Для верхнегослоя используют полиэтилен высокого давлениямарки 10802 - 020. В качестве термопластич.ного покрытия берут сополимер этилена свинилацетатом (сэвилен), содержащий 6% винил.ацетатных групп (плотность 0,93 г/см, показатель текучести расплава 0,63 г/10 мин,Т.пл. 100 в 1 С, средневязкостная мол. мас.3536400). Единораэовая загрузка полимера вкаждый зкструдер соэкструзионной установки10-40 кг,Механическую смесь гранул ПЭ с фотосенсибилизатором и гранулы сэвилена подают раз 40.дельно в экструдера соэкструзионной установки.Температурный режим соэкструдера для экструзии верхнего слоя по зонам - 1 70, 1110, 11 130, 1 Ч 160, Ч 165.С; для экструзии сэвилена - 1 50; 1 70; 111 110; Ч 130;Ч 165 С. 45На выходе соэкструдера получают двухслой.ную пленку в виде рукава, Толщина слоевдвухслойной пленки определяется режимом работы установки и во всех примерах остается постоянной (по 0,5 мм). При степенираздува, равной 1,2, и скорости вращенияшнеков экструдеров 22 об/мин пленка имеетследующие характеристики: ширина рукава всложенном вице 16 см; толщина внешнегослоя 0,5 мм; толщина адгеэионного слоя0,5 мм.Облучение двухслойной пленки производятна участке между приемным и намоточным устройствами суммарным светом ртутно-кварцевых ламп ПРК - 7, установленных по обестороны пленки (по б с каждой стороны) нарасстоянии 30 см друг от друга.Сшивание верхнего полиэтиленового слояхарактеризуют величиной гель-фракции экстрагируемого полимера после 5 ч кипячения образцов в ксилоле. Погрешность определениягель-фракции 13%,Внешний слой облученной двухслойной лен.ты анализируют на сшивание по глубине путем определения гель-фракции срезов различнойтолщины, Срезы выполняют на микротомеМС - 2,Значения гель-фракции срезов полиэтиленовой пленки толщиной от 0,2 до 0,5 мм взависимости от концентрации фотосенсибилизатора (1-хлорантрахннона) в полимере приведе.ны в табл, 1,Данные табл. 1 получены при скорости движения ленты 1 м/мин и интегральной интен;сивности света, падающего на пленку 3,5ю 10 Вт/м (расстояние между пленкой и лампа.ми 7 см),Адгезионная прочность между слоями5 + 10 кг/см,П р и м е р 2, Двухслойную ленту получают по способу, описанному в примере 1,Режимы работы экструдеров те же, в качествесенсибилизатора используют бенэофенон, марки х.ч. в концентрации 0,1 вес.%, скорость движения ленты 1 м/мин, интенсивность света3,5 10 Вт/м, гель-фракция полиэтиленовойосновы при толщине среза 0,3 мм составляет64 - 70%, а прн толщине 0,5 мм 44 - 50%.Приведенные примеры показывают, что вприсутствии одного лишь сенсибилизатора ПЗпленки толщиной 0,5 мм эффективно снижаются на всю глубину.Для изменения глубины сшивания при эа.данной толщине верхнего слоя в предлагаемом способе в композицию внешнего слоявводят пигментную добавку, поглощающуюили рассеивающую свет (сажа). Влияние количества сажи на глубину сшивания ПЗ - слоямногослойной ленты иллюстрирует примерописанный ниже,П р и м е р 3. Двухслойную ленту получают по способу, описанному в примере 1. При подготовке композиции верхнего слоя в нее наряду с 0,2 вес.% фотосенсибилизатора (3-хлорантрахинон) вводят пигмент - сажу марки ПМ - 100. Равномерное введение сажи и сенсибилизатора в полиэтилен осуществляют в смесителе на базе дискового экструдера ЭД - 0,5 с последующей грануляцией. Темпера. тура расплава смеси компонентов на выходе из дискового экструдера 120 - 140 С.(гель-фр О 25 3 0,5 5 Полученные гранулы засыпают в экструдерсоэкструэионной установки, Режимы работыэкструдеров описаны в примере 1, Облучениемленты осуществляют лампами, расположеннымина расстоянии 7 см от пленки. Интенсивностьсвета 3,5 10 Вт/м.Толщина верхнего и адгезионного слоевпо 0,5 мм каждого,Глубина сшивания определяется путем из.мерения гель-фракции срезов. и приведена втабл. 2,П р и м е р 4.,Двухслойную ленту полу.чают по способу, описанному в примере 1.Режимы работы экструдеров те же. В качест-ве сенсибилизатора берут 11-хлорантрахинон(0,2% от веса ПЭ).Интенсивность света, падающего на пленку,изменяют путем увеличения расстояния междупленкой и лампами, а время облучения - пу.тем изменения скорости движения, ленты. Приувеличении скорости движения ленты толщиныверхнего и адгезионного слоев оставляют постоянными. Этого достигают путем регулирования производительности экструдеров соэкструзионной установки и фиксируют по числу оборотов шнеков экструдеров,Берут предельные значения интенсивностисвета и одно промежуточное. Максимальнаяинтенсивность определяется минимальным расстоянием пленки от ламп (7 см). Наименьшаяинтенсивность света выбрана из соображенийпроизводительности установки, Выход пленкисо скоростью менее 1 м/мин является нецеле.сообразным,Полученные результаты приведены в табл, 3,1 ОТаким образом, предлагаемый способ нетребует дополнительных производственных площадей. Монтаж устройства для ультрафиоле.тового облучения достаточно прост и не связан с большими материальными затратами наоборудование. фотосенсибилизатор примейяютв малых количествах (0,1 - 0,2 вес.%),Изобретение позволяет осуществить процесс.программированного но глубине сшиванияшен.ки, исключает высокое капиталовложения на20 организацию процесса сшивания одного иэслоев многослойной ленты, позволяет получатьдвухслойные пленки со сшитой. основой непрерывным методом в одну стадию,а также повышает качество пленочных материалов вследствие устранения их расслаивания благодарявысокой адгезионной прочности между слоями5 - 10 кг/см (прототип 0,6 - 1,0 кг/см),Таблица950738 Таблица 3 Толщина ПЭосновы,мм Число оборотов шнеков,об/мин Время облучения, мин Скоростьдвиженияленты, м/мин 35 0 5 15 0,5 75 50 1,5 22 52 1,0 0,5 68 3,0 0,5 47 53 0,5 16 Составитель И. ДевнинаТехред М. Надь Корректор С. Шекмар Редактор Н, Киштулинец Заказ 5893/27 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Формула изобретения 1. Способ получения двухслойной пленкиэкструзией расплавов полиэтилена и его сополи. мера и сшивкой полиэтилена внешнего слоя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и, повышения адгеэии между слоями, пленку получают соэкструзией ука. занных полимеров, а сшивку осуществляют фотохимическим методом в присутствии 0,05 - 0,5% от веса полиэтилена Р.хлбрантрахинона или бензофенона при интенсивности света 0,35 10 - 3,510 Вт/м в течение 0,5 - 3 мин. Гель-фракция пленок при интенсив- ности света д 10Вт/м). 2, Способ по п, 2, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью регулирования глубины сшив.20 ки, в расплав полиэтилена вводят 0,2 - 1,Овес.%сажи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе25 1. Гуль В. Е Дьяконова В. П, Физико-хи.мические основы производства полиэтиленовыхпленок. М "Высшая школа", 1978,2. Патент США Ио 3891008, кл. 138 - 146,опублик. 1975.,