ООО «ЛЕГА» — лидер Российского рынка в производстве полимерных микросфер и инновационных продуктов
ООО «ЛЕГА» основана в г. Дзержинске в 1995 году. Компания занимает лидирующие позиции на российском рынке и сотрудничает с более чем 500 партнёрами и клиентами по всему миру.
В 2013 году ООО «Лега» и шведская компания AkzoNobel заключили дистрибьюторское соглашение по продажам инновационного продукта полимерных микросфер. В том же году на производственных площадях ООО «Лега» запущена первая в России установка по производству расширенных термопластичных полимерных микросфер.
Нерасширенные и расширенные микросферы
Микросферы представляют собой терморасширяемые полимерные частицы с углеводородным наполнением. При нагревании они увеличиваются в объёме в десятки раз, снижая плотность конечного изделия. Это делает их одновременно вспенивающим агентом и легковесным наполнителем — всё в одном продукте.
Нерасширенные микросферы
Исходное состояние: плотность ~1100–1200 кг/м³, диаметр 8-18 мкм, толщина оболочки 2 мкм. Внутри — углеводород, снаружи — термопластичная оболочка. При комнатной температуре микросферы стабильны и готовы к введению в полимерную матрицу.
Расширенные микросферы
После нагрева: диаметр увеличивается до 40-120 мкм, толщина оболочки уменьшается до 0,1 мкм, плотность снижается до 15 кг/м³. Расширение происходит в заданном температурном диапазоне в зависимости от марки продукта.
Способность к расширению: термомеханические кривые
Полимерные микросферы могут выступать в качестве вспенивающего агента в различных матрицах-полимерах. В линейке продуктов имеются марки с температурами расширения в диапазоне от 80 до 235 °C.
Термомеханические кривые для различных марок полимерных микросфер. Ось Y — термомеханический эффект. Выбор марки зависит от температурных условий конкретного технологического процесса.
Упругость и внутреннее давление
Все марки полимерных микросфер чрезвычайно эластичны. Увеличенные в объёме микросферы легко сжимаются под нагрузкой, а при снятии давления восстанавливают свой изначальный объём. Это свойство обеспечивает устойчивость структуры вспененного материала при механических воздействиях.
Без нагрузки (0 бар)
Идеальная сферическая форма, стабильная структура пор.
Под нагрузкой (6 бар)
Сжимаются, но не разрушаются — оболочка цела.
После снятия нагрузки
Полное восстановление объёма и формы.
Полимерные микросферы также используются для улучшения технологического процесса. Их можно смешивать с наполнителем или более крупными частицами, такими как резина, пробка и др., перед добавлением связующего вещества.
Рекомендованные марки микросфер DU
Для полимеров рекомендованы марки микросфер DU. Рекомендуемая дозировка: 0,5–2% DU или 1–3% MB (мастербатч). Мастербатч MB содержит 65% микросфер в несущей среде EVA (сополимер этиленвинилацетат).
| Марка DU | Размер D(0,5), мкм | Tstart, °C | Tmax, °C | Плотность, кг/м³ | Стойкость к растворителям |
|---|---|---|---|---|---|
| 551 DU 40 | 10–16 | 94–99 | 141–149 | ≤ 17 | 3 |
| 044 DUT 40 | 9–15 | 98–104 | 142–150 | ≤ 20 | 4 |
| 051 DU 40 | 9–15 | 108–113 | 142–151 | ≤ 25 | 4 |
| 031 DU 40 | 10–16 | 80–95 | 120–135 | ≤ 12 | 3 |
| 053 DU 40 | 10–16 | 96–103 | 138–146 | ≤ 20 | 3 |
| 093 DU 120 | 28–38 | 120–130 | 189–204 | ≤ 6,5 | 5 |
| 909 DU 80 | 18–24 | 120–130 | 175–190 | ≤ 10 | 5 |
| 920 DU 20 | 5–9 | 120–145 | 155–175 | ≤ 25 | 5 |
| 920 DU 40 | 10–16 | 123–133 | 168–178 | ≤ 17 | 5 |
| 920 DU 80 | 18–24 | 123–133 | 180–195 | ≤ 14 | 5 |
| 920 DU 120 | 28–38 | 122–132 | 194–206 | ≤ 14 | 5 |
| 930 DU 120 | 28–38 | 122–132 | 192–207 | ≤ 6,5 | 5 |
| 950 DU 80 | 18–24 | 138–148 | 188–200 | ≤ 12 | 5 |
| 951 DU 120 | 28–38 | 133–143 | 190–205 | ≤ 9 | 5 |
| 980 DU 120 | 25–40 | 158–173 | 215–235 | ≤ 14 | 5 |
| 043 DUT 80 | 16–24 | 95–115 | 147–167 | ≤ 10 | 5 |
Марки микросфер MB (Мастербатч)
MB — концентрат с нерасширенными микросферами (65%) в несущей среде EVA (35%, сополимер этиленвинилацетат). Мастербатч удобен для введения в полимерные композиции.
| Марка MB | Размер частиц | Концентрация, % | Несущая среда | Высота пенообразования / Удельный вес |
|---|---|---|---|---|
| 920 MB 120 | 920-120 | 65 ± 1 | EVA* | 90–140 мм (200°C) / 400–500 г/л |
| 930 MB 120 | 930-120 | 65 ± 1 | EVA* | 100–150 мм (200°C) / 400–500 г/л |
| 950 MB 80 | 950-80 | 65 ± 1 | EVA* | 90–130 мм (210°C) / 400–500 г/л |
| 951 MB 120 | 951-120 | 65 ± 1 | EVA* | 100–150 мм (210°C) / 400–500 г/л |
| 980 MB 120 | 980-120 | 65 ± 1 | EVA* | 70–110 мм (210°C) / 400–500 г/л |
Система обозначений: Внутренний код состава полимера и типа углеводорода → DET → группа продукции → примерный размер частиц в микронах после расширения → истинная плотность расширенных микросфер → сурфактант.
Преимущества и технологии переработки
Сокращение затрат
Снижение массы изделия до 38% при дозировке 2% микросфер.
Низкая плотность
Плотность расширенных микросфер ~15 кг/м³.
Закрытая структура пор
Изолированные ячейки обеспечивают стабильность и теплоизоляцию.
Упругость
Микросферы восстанавливают объём после снятия нагрузки.
Контролируемый размер
Размер частиц от 20 до 120 мкм в зависимости от марки.
Стабильность структуры
Отличная стабильность в широком диапазоне температур переработки.
Экструзия
Предпочтительное отношение L/D ≤ 32. Без зон дегазации. Более короткое время нагрева и более высокая скорость положительно влияют на расширение. Время нахождения в шнеке — до 7 мин.
Литьё под давлением
Снижение объёма впрыска мин. 20%. Минимизировать давление в форме — оно препятствует расширению. Толщина изделия > 3 мм. Рекомендуется легкотекучий материал.
Микросферы также применяются при каландрировании, выдувном формовании, выдуве плёнки, ротационном и термоформовании.
Расчёт экономии себестоимости и данные по ПП
При использовании полимерных микросфер достигается значительное снижение массы и себестоимости изделия. Пример расчёта для композиции массой 1 кг при дозировке микросфер 2% от массы: цена полимера — 100 руб./кг с НДС, цена микросфер — 2500 руб./кг.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Вес без микросфер | 1000 г. |
| Вес с микросферами | 620 г. |
| Разница в весе | 380 г. |
| Снижение массы | 38% |
| Себестоимость без микросфер | 100 руб. |
| Себестоимость с микросферами | 91,76 руб. |
| Экономия | 8,24 руб. (8,24%) |
Литьё под давлением ПП с разными значениями MFR
ПП, плотность 900 кг/м³, 3 мас.% добавки микросфер MFR измерено при 230°C, 2,16 кг/10 мин. Плотность вспененного ПП снижается с ростом температуры материала.
| Марка ПП | MFR | 185°C | 195°C | 205°C | 213°C |
|---|---|---|---|---|---|
| HC 115 MO | 4 | 770 | 730 | 730 | 725 |
| BC 650 MO | 4 | 775 | 730 | 730 | 725 |
| BE 170 MO | 13 | 755 | 710 | 680 | 665 |
| BF 330 MO | 18 | 755 | 690 | 665 | 665 |
| HF 136 MO | 20 | 755 | 665 | 660 | 655 |
| BH 345 MO | 45 | 775 | 675 | 660 | 650 |
Теплопроводность ПП с микросферами и без
Снижение плотности при введении полимерных микросфер приводит к уменьшению теплопроводности полипропилена, что улучшает теплоизоляционные свойства готовых изделий.
Собственное производство гранулированных микросфер и партнёрство
Новый экструдер Leistritz
В феврале 2018 года была запущена экструзионная линия Leistritz ZSE 50 CC по производству полимерных композиций, в том числе высоконаполненных гранул (Мастер Батч) на основе полимерных микросфер собственного производства.
MB = Концентрат с нерасширенными микросферами (65%) + EVA (35%) = сополимер этиленвинилацетат.
Возможности переработки
- • Экструзия
- • Литьё под давлением
- • Каландрирование
- • Выдувное формование
- • Выдув плёнки
- • Ротационное формование
- • Термоформование
Закрытая структура пор
Изолированные ячейки обеспечивают стабильность и теплоизоляцию.
Контролируемый размер
Размер частиц от 5 до 40 мкм в зависимости от марки.
Отличная стабильность
Стабильность в широком диапазоне температур переработки.