Полимерная композиция и профильно-погонажная деталь из нее

 

Сущность изобретения: полимерная композиция содержит, мас. % : полимер, выбранный из группы, включающей виниловые полимеры на основе винилхлорида, его сополимеров с винилацетатом, на основе этилена, пропилена, их сополимеров, на основе метилметакрилата или их смесей 31,5 - 45,0; органический наполнитель - целлюлозсодержащие отходы деревообрабатывающего сельскохозяйственного или текстильного производства, имеющие фракционный состав 0,1 - 0,8 мм 50,0 - 65,0; целевые добавки 0,3 - 5,0. Композиция может содержать наполнитель следующего фракционного состава: фракция 0,1 - 1,5 мм 30 - 35 мас. % ; фракция 1,6 - 3,0 мм 40 - 45 мас. % ; фракция 3,1 - 5,0 мм 15 - 20 мас. % ; фракция 5,1 - 8,0 мм 5 - 10 мас. % . Из указанной полимерной композиции изготавливают профильно-погонажные детали строительных элементов, выполненные в виде сплошного или пустотелого профиля. 2 с. п. и 2 з. п. ф-лы, 4 ил. , 1 табл.

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к полимерным композициям, которые могут быть использованы для получения профильно-погонажных изделий.

Профильно-погонажные изделия из древесины обладают рядом недостатков. Это прежде всего высокая стоимость из-за сложной технологии изготовления и большого расхода исходного материала. Изделия могут быть изготовлены только из определенных пород леса. Они ограничены в размерах по длине, практически отсутствует возможность промышленного изготовления пустотелого профиля.

Известна полимерная композиция для изготовления пленочного материала, содержащая поливинилхлорид, сополимер винилхлорида с винилацетатом, древесную муку и целевые добавки. Однако данная композиция служит только для получения пленочных изделий, наносимых на древесные изделия и не может использоваться непосредственно для получения самих изделий.

Известна композиция для изготовления пластиков, содержащая полиэтилен, древесные опилки, ориентированные древесные частицы и добавки. Приготовленную из данной композиции массу используют для получения пластиков методом компрессионного прессования. Но из данной композиции также невозможно получить стро- ительные и мебельные изделия, а также перерабатывать ее методами непрерывного прессования.

Технический результат, получаемый предлагаемой композицией, заключается в том, что из нее можно получать изделие методами непрерывного прессования, обладающие высокими физико-механическими свойствами и превосходящими по эксплуатационным свойствам известные композиции.

Технический результат достигается за счет использования композиции, содержащей в качестве полимера полимер, выбранный из группы виниловых полимеров на основе винилхлорида, его сополимеров с винилацетатом, этилена, пропилена, их сополимеров, метилметакрилата или их смесей, в качестве органического наполнителя используют целлюлозосодержащие отходы деревообрабатывающего, сельскохозяйственного или текстильного производств, имеющие фрикционный состав 0,1-8,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас. % : Полимер 31,5-45 Органический на- полнитель 50-65 Целевые добавки 0,3-0,5,0.

Наиболее высокие показатели имеют изделия из композиций, в которых органический наполнитель имеет следующее фракционное распределение частиц 0,1-1,5 мм 30-35% 1,6-3,0 мм 40-45% 3,1-5,0 мм 15-20% 5,1-8,0 мм 5-10% .

Изделия из такой композиции предназначаются для применения в жилых домах и общественных зданиях наряду с деталями из древесины, это - наличники, поручни, панели, плинтусы, оконные блоки, обвязки дверей и т. п.

Введение в состав полимерной композиции органических красителей, обладающих высокой красящей способностью и достаточной цветостойкостью, например красный С, желтый Ж, кубовый ярко-оранжевый, придает изделию нарядный вид. При этом следует отметить, что применение минеральных пигментов не допускается.

Преимуществом изделий из заявляемой композиции является то, что они относительно дешевы, водостойки, биостойки, морозостойки, экологически чисты. При повторном воздействии на детали повышенной температурой 80-100^оС их можно изгибать, придавая сложные криволинейные формы, соответствующие порой неожиданным требованиям архитектуры. После охлаждения до комнатной температуры такая деталь вновь приобретает жесткость и сохраняет приданную ей форму.

Изделия из данной полимерной композиции могут подвергаться повторной переработке методом плоского или экструзион- ного прессования, что позволяет создавать практически безотходные технологические процессы изготовления столярно-строительных изделий.

В качестве полимера для приготовления композиций могут быть использованы: Поливинилхлорид суспензионный (ГОСТ 14332-78) Поливинилхлорид суспензионный (ТУ 6-01-678-86) Поливинилхлорид микросуспензионный (ТУ 6-01-1265-81) Поливинилхлорид эмульсионный (ГОСТ 14039-79) Отсев термообработанного поливинилхлорида (ТУ 6-05-05-40-78) Отходы поливинилхлорида эмульсионного (ТУ 6-01-1179-79) Полиэтилен высокой плотности порошок нестабилизированный неокрашенный (ГОСТ 16338-85) Полипропилен порошкообразный нестабилизированный (ТУ 6-05-1849-88).

Сополимеры этилена с пропиленом порошкообразные (ТУ 6-05-041-662-84)
Полиметилметакрилат, сополимер винилхлорида с винилацетатом ВА-15 (ГОСТ 12099-75).

Для приготовления композиций допускается использовать измельченные до необходимого фракционного состава (порошок, опилки, мелкая стружка) вторичные отходы полимеров этилена и пропилена, получаемые при переработке использованной пластмассовой тары, упаковки и т. п.

В качестве органических наполнителей для приготовления композиций могут быть использованы:
сыпучие отходы деревообрабатывающих производств (кусковые отходы, станочная и специально приготовленная стружка, опилки, технологическая пыль, древесная мука) из древесины хвойных и лиственных пород (породный состав не ограничен);
молотое древесное волокно, используемое в производстве древесно-волокнистых плит;
солома злаковых сельскохозяйственных культур (пшеница, рожь, рис и др. );
лузга семян подсолнечника;
костра льняная или конопляная;
отходы натурального или синтетического волокна, образующиеся в текстильных производствах;
отходы резинотехнических производств.

Для приготовления композиций рекомендуется применять следующий фракционный состав органических наполнителей: частицы размером 0,1-1,5 мм 30-35 мас. % , частицы размером 1,6-3,0 мм, 40-50 мас. % частицы размером 3,0-5,0 мм 10-20 мас. % , частицы размером 5,0-8,0 мм 5-10 мас. % .

Оптимальная влажность органических наполнителей, используемых для приготовления композиций, должна находиться в пределах 3,0-5,0 мас. % . Допускается использование органических наполнителей влажностью до 10% при использовании для приготовления композиций двухступенчатых смесителей, снабженных обогреваемой рубашкой.

В качестве целевых добавок для приготовления композиций могут быть использованы:
пластификаторы - сложные эфиры ортофталевой кислоты (дибутилфталат, диоктилфталат, диметилфталат и др. ) в соответствии с ГОСТ 8728-88Е. Пластификаторы применяются только при использовании в качестве синтетического связующего композиций полимеров и сополимеров винилхлорида;
термостабилизаторы и технические смазки (лубриканты) - стеараты поливалентных металлов (стеариново-кислый кальций технический в соответствии с ТУ 6-14-722-76, стеариново-кислый барий в соответствии с ТУ 6-09-4803-79 и др. ), стеарин и парафин технический. Указанные добавки применяются только при использовании в качестве синтетического связующего композиций полимеров и сополимеров винилхлорида;
органические красители жирорастворимые или кубовые, обладающие высокой красящей способностью и достаточной цветостойкостью (красный, С, желтый Ж, кубовый ярко-оранжевый КХ и др. ).

Оптимальный расход пластификаторов в рецептурах композиций находится в пределах 3,0-4,5 мас. % .

Оптимальный расход термостабилизаторов и технологических смазок в рецептурах композиций находится в пределах 0,3-0,5 мас. % .

Расход красителей в рецептурах композиций незначителен (0,05-0,1 мас. % ) и не оказывает влияния на технологию прессования композиций и основные свойства изделий из этих композиций.

П р и м е р ы 1-13. Рецептура композиции, режимы приготовления и физико-механические свойства указаны в таблице.

Режим приготовления композиции. Последовательность загрузки компонентов в лопастной смеситель: полимер, целевые добавки, наполнитель.

Загрузка компонентов в смеситель производится при работающем роторе мешалки смесителя.

Температура смешивания компонентов 20±0,5^оС.

Перемешивание компонентов после введения в смеситель диоктилфталата и до загрузки опилок хвойных пород не менее 10 мин, что необходимо для обеспечения максимального поглощения пластификатора поливинилхлоридом данной марки.

Время перемешивания компонентов после введения в смеситель опилок хвойных пород 10 мин.

Частота вращения ротора смесителя (лопастей) 50 об/мин.

На фиг. 1-4 представлены некоторые детали из полимерной композиции: на фиг. 1 представлен оконный профиль; на фиг. 2 - элемент для каркасов легких панелей, перегородок; на фиг. 3 - наличник; на фиг. 4 - плинтус.

Режимы непрерывного прессования (в червячных прессах) строительных профильно-погонажных изделий, имеющих сплошное или пустотное поперечное сечение.

Загрузка композиции в приемный бункер червячного пресса непрерывная по мере ее переработки в изделия.

Предварительный нагрев композиции в материальном цилиндре червячного пресса до температуры 125±0,5^оС (первая температурная зона).

Прессование композиции в червячном прессе с прохождением ее через вторую (130^оС), третью (140^оС) и четвертую (145^оС) температурные зоны материального цилиндра червячного пресса.

Формование поперечного сечения профильно-погонажного изделия в фильерной головке червячного пресса при температуре +150^оС.

Скорость выдавливания из профилирующей фильерной головки червячного пресса 0,9-3,0 м/мин. Точность регулирования температуры при непрерывном прессовании изделия ±0,5^оС.

Охлаждение готового изделия водяное до температуры 60^оС в калибрующем устройстве после выхода изделия из профилирующей фильерной головки.

(56) Детали профильные из древесины и древесных материалов для строительства. ГОСТ 8242-88. Авторское свидетельство СССР N 553264, кл. С 08 L 27/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР N 495213, кл. С 08 L 97/02, 1974.

Формула изобретения

1. Полимерная композиция, содержащая термопластичный полимер, органический наполнитель и целевые добавки, отличающаяся тем, что в качестве полимера она содержит полимер, выбранный из группы, включающей виниловые полимеры на основе винилхлорида, его сополимеров с винилацетатом на основе этилена, пропилена, их сополимеров на основе метилметакрилата или их смесей, в качестве органического наполнителя - целлюлозосодержащие отходы деревообрабатывающего, сельскохозяйственного или текстильного производства, имеющие фракционный состав 0,1 - 8,0 мм, при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Указанный полимер 31,5 - 45,0
Указанный органический наполнитель 50 - 65
Целевые добавки 0,3 - 5,0
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит органический наполнитель следующего фракционного состава, мас. % :
Фракция 0,1 - 1,5 мм 30 - 35
Фракция 1,6 - 3,0 мм 40 - 45
Фракция 3,1 - 5,0 мм 15 - 20
Фракция 5,1 - 8,0 мм 5 - 10
3. Профильно-погонажная деталь из полимерной композиции для изготовления строительных элементов, отличающаяся тем, что она изготовлена из полимерной композиции, содержащей термопластичный полимер, выбранный из группы виниловых полимеров на основе винилхлорида, его сополимеров с винилацетатом на основе этилена, пропилена, их сополимеров на основе метилметакрилата или их смесей, органический наполнитель из целлюлозосодержащих отходов деревообрабатывающего, сельскохозяйственного или текстильного производства, имеющий фракционный состав 0,1 - 8,0, и целевые добавки при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Указанный полимер 31,5 - 46,0
Указанный органический наполнитель 50 - 65
Целевые добавки 0,3 - 5,0
4. Деталь по п. 3, отличающаяся тем, что она выполнена в виде сплошного или пустотелого профиля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6