Способ изготовления тепло- и звукоизоляционного строительного материала

Авторы патента:

B29B17/00 - Регенерация или переработка пластиков или других составляющих использованных материалов, содержащих пластики (регенерация химическими способами C08J 11/00)

Владельцы патента RU 2645994:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Майкопский государственный технологический университет" (RU)

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для изготовления плит, обладающих тепло- и звукоизоляционными свойствами. Способ изготовления тепло- и звукоизоляционного строительного материала включает измельчение, гомогенизацию смеси полимерных отходов и отходов древесины в виде опилок при температуре от 130 до 200°C, загрузку смеси в форму и нагрев до 230˚С в течение 10-15 минут с приложением давления до 5 МПа и с последующим охлаждением в течение часа. Смесь полимерных отходов включает отходы полиэтилентерефталата, поливинилхлорида, полиэтилена, натурального каучука и фенопласты. Обеспечивается повышение тепло- и звукоизоляционных свойств строительного материала. 1 табл.

Известен способ переработки отходов пластмасс в строительный материал (пат. РФ. Способ переработки отходов пластмасс в строительный материал / Фомин В.В., Каблуков В.И., Тороян Р.А. [и др.] - №2302433, 2007. - БИ №19), включающий измельчение, гомогенизацию смеси полимерных отходов из полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полистирола (ПС), фенопластов, полиэтилентерефталата (ПЭТ) натуральный каучук и полиамид (ПА), загрузку смеси в форму и нагрев с приложением давления и последующим охлаждением. Однако строительные материалы, получаемые данным способом, не обладают достаточными звукоизоляционными свойствами.

Также известен способ изготовления строительного материала ((пат. РФ. Способ изготовления строительного материала / Фомин В.В., Каблуков В.И., Тороян Р.А. - №2302434, 2007. - БИ №19), включающий измельчение, гомогенизацию смеси полимерных отходов из полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ) и отход натурального каучука при температуре от 100 до 130°С, загрузку смеси в форму и нагрев с последующим охлаждением.

Недостатком данного технического решения являются не достаточные теплоизоляционные свойства строительных материалов, получаемых этим способом.

Технология заявляемого способа производства тепло- и звукоизоляционного строительного материала достаточно проста и основана на том, что в результате воздействия нагрева и давления древесные опилки соединяются с термопластиком и образуется гомогенный материал высокой прочности, из которого можно прессовать изделия любой формы. При этом температура плавления полиэтилена не превышает температуры начала обугливания древесины, что позволяет смешивать компоненты и прессовать их при температуре, не превышающей 200°С.

Предлагаемый способ производства строительных материалов решает две задачи, во-первых, получение композиционных изделий с повышенными тепло- и звукоизоляционными свойствами, во-вторых утилизация пластиковых отходов, представляющих проблему для экологического состояния окружающей среды.

Поставленные задачи достигаются в способе изготовления тепло- и звукоизоляционного строительного материала, включающем измельчение, гомогенизацию смеси полимерных отходов и отходов древесины (опилок) при температуре от 130 до 200°С, загрузку смеси в форму и нагрев с приложением давления с последующим охлаждением, согласно изобретению в состав смеси полимерных отходов входят следующие компоненты: полиэтилентерефталат (ПЭТ), поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ), отходы деревообрабатывающей промышленности (опилки), фенопласты и отходы натурального каучука в виде отработанных медицинских перчаток при следующем соотношении компонентов, мас.%:

При этом расплав смеси полимерных отходов, полученный после гомогенизации, сушат, измельчают и нагревают в форме до 230°С в течение 10-20 минут с приложением давления до 5 МПа и последующим охлаждением готового изделия.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что за счет дополнительных компонентов в смеси полимерных отходов и при определенной последовательности выполняемых действий над смесью достигается улучшение тепло- и звукоизоляционных свойств.

Температура плавления некоторых предлагаемых нами полимеров не превышает температуры начала обугливания древесины, что позволяет смешивать эти компоненты и прессовать их при температуре, не превышающей 200°С. Обугливание древесных опилок не происходит из-за обволакивания частиц древесины расплавленными полимерами, предотвращающим контакт древесины с кислородом воздуха. В результате воздействия нагрева, охлаждения и давления древесные опилки соединяются с полимерами и образуется гомогенный материал, из которого в дальнейшем можно прессовать изделия любой формы.

Таким образом получают пористые изделия заданной формы и с заданными тепло- и звукоизоляционными свойствами. Для таких материалов характерно строение пор закрытого типа и открытого типа, сообщающихся между собой. Закрытые поры изолированы друг от друга, такое строение способствует эффективной теплоизоляции, а открытые поры в виде сложной системы объединенных между собой разветвленных туннелей приводят к многократному отражению звуковой волны и поглощению части звуковой энергии вследствие внутреннего трения звука через древесные опилки.

По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, аналогичная заявляемой, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Поскольку предлагаемое техническое решение может быть применено для изготовления плит, обладающих тепло- и звукоизоляционными свойствами, то можно утверждать, что предложение соответствует критерию «промышленная применимость».

Способ изготовления тепло- и звукоизоляционного строительного материала осуществляется следующим образом.

Полимерные отходы в виде использованных шприцов, медицинских перчаток из натурального каучука, пищевых пакетов, тары из под минеральной воды, пива и т.д., отделочный пластик и пластик холодильных установок, промышленные отходы, состав которых состоит из полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), фторопластов, измельчают, а затем добавляют отходы древесины в виде опилок. Компоненты берут в следующих количествах: ПЭ 20-25%; ПВХ 5-7%; ПЭТ 25-30%, каучук 15-20%, фенопласты 5-10% и опилки 5-15%. В предлагаемой смеси в качестве наполнителя используют фенопласты и древесные опилки, в качестве матрицы используются твердые бытовые отходы, содержащие ПЭТ и ПЭ, поэтому их и берут в больших количествах. ПВХ используют для образования в материале пор, образующихся при выделении газа в процессе разложения ПВХ. За счет высокой температуры молекулы газа приобретают большую скорость, двигаясь, они стремятся найти выход, в результате такого движения и образуются поры, что способствует улучшению тепло- и звукоизоляционных свойств строительного материала. Каучук необходим для придания эластичности материалу. В качестве каучука используют отработанные медицинские перчатки. Полученную смесь гомогенизируют в смесителе при температуре от 130 до 200°С в течение 10-15 минут. Затем сушат расплав смеси полимерных отходов и опять измельчают, загружают измельченную смесь полимерных отходов в форму и нагревают до 230°С в течение 10-15 минут с приложением давления до 5 МПа и последующим охлаждением готового изделия в течение часа.

Предлагаемый способ позволяет получить строительный материал из полимерных отходов с улучшенными тепло- и звукоизоляционными свойствами, так при плотности образца 30-80 кг/м³ и при прочности на сжатие 0,28-0,60 МПа коэффициент теплопроводности составляет 0,045 Вт/(м⋅С°), а коэффициент звукопоглощения 0,42, что соответствует требованиям ГОСТа.

В таблице 1 представлены основные свойства готовых изделий, полученных заявляемым и известным способами.

Из таблицы 1 видно, что при сравнении тепло- и звукоизоляционных свойств строительных материалов, полученных заявленным и известным способами, тепло- и звукоизоляционный строительный материал, полученный предлагаемым способом обладает лучшими характеристиками.

Способ изготовления тепло- и звукоизоляционного строительного материала, включающий измельчение, гомогенизацию смеси полимерных отходов из полиэтилена, поливинилхлорида, полиэтилентерефталата, натурального каучука при температуре от 130-200°С, загрузку смеси полимерных отходов в форму и нагрев с последующим охлаждением, отличающийся тем, что в смесь добавляют отходы, содержащие фенопласты и отходы древесины в виде опилок при следующем составе компонентов, мас.%:

при этом расплав смеси полимерных отходов, полученный после гомогенизации, сушат, измельчают и нагревают в форме до 230°С в течение 10-15 мин с приложением давления до 5 МПа и последующим охлаждением готового изделия в течение часа.

Изобретение относится к переработке органических полимерных отходов в моторное топливо и химическое сырье, которое может быть использовано в органическом и нефтехимическом синтезе.

Модифицирующая композиция для асфальтобетонной смеси // 2632698

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, а именно к модифицирующей композиции для асфальтобетонной смеси, и может быть использовано при устройстве покрытий автомобильных дорог, мостов, аэродромов и гидротехнических сооружений.

Способ получения модифицированного битумного вяжущего для дорожных покрытий (варианты) // 2630529

Группа изобретений относится к области переработки тяжелых остатков первичной перегонки и вторичной переработки нефти, тяжелых нефтяных отходов, битумов и может быть использована в дорожном строительстве.

Способ получения углерод-фторуглеродного нанокомпозитного материала // 2627767

Изобретение относится к получению нанокомпозитных материалов. Предложен способ получения углерод-фторуглеродного нанокомпозитного материала, включающий термодеструкцию твердого политетрафторэтилена, которую осуществляют в плазменной среде, образующейся в результате предварительной деструкции аналогичного образца политетрафторэтилена в импульсном высоковольтном электрическом разряде в воздухе, при амплитуде импульсов 2-10 кВ с последующим сбором продуктов деструкции в виде сажеобразного продукта, содержащего отдельные наночастицы элементов, входящих в состав электродов.

Способ переработки полимерных отходов на основе смеси полиамида и полиэтилена // 2627418

Изобретение относится к области производства полимерных материалов, а именно к способу переработки полимерных отходов на основе смеси полиамида и полиэтилена, и может быть использовано для получения гранулированных материалов и изделий из вторичного термопластичного сырья.

Способы и композиции, относящиеся к регенерации полимерных отходов // 2621339

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Функциональный наполнитель для полимерных композиций содержит неорганический дисперсный материал и покрытие, содержащее соединение, имеющее формулу (1): где А представляет собой фрагмент, содержащий концевую этиленовую связь, с одной или двумя соседними карбонильными группами; X представляет собой О и m равно от 1 до 4 или X представляет собой N и m равно 1; Y представляет собой C1-18-алкилен или C2-18-алкенилен; В представляет собой С2-6-алкилен; n равно от 0 до 5.

Способ утилизации полимерных отходов методом низкотемпературного каталитического пиролиза // 2617213

Изобретение относится к области переработки полимерных отходов. Осуществляют способ утилизации полимерных отходов методом низкотемпературного каталитического пиролиза, при этом осуществляют термическую переработку полимерных отходов в шнековом реакторе без доступа кислорода в присутствии катализатора на основе цеолита ZSM-5, способ отличается тем, что в качестве катализатора используют катализатор на основе оксида железа, импрегнированного в матрицу цеолита ZSM-5, переработку отходов проводят при температуре 498-502°С в течение 59-61 минут, при использовании 1-5% от массы сырья, при этом перерабатывают полимерные отходы крупностью не более 80 мм.

Экологически рациональные полимерные пленки // 2610599

Изобретение относится к композициям и способам изготовления пленок, где в композиции входят первичные полимеры и переработанный материал, полученный из потока промышленных отходов.

Способ переработки органических полимерных отходов // 2589155

Изобретение относится к утилизации отходов полимеров путем каталитической деструкции с получением топлив или компонентов топлива. Способ переработки органических полимерных отходов включает ожижение измельченных полимеров, смешение с катализатором и термокаталитическую деструкцию реакционной смеси при нормальном атмосферном давлении, при этом в качестве катализатора используют 2-этилгексаноат никеля (II) в виде 40-45%-ного раствора в бензоле, взятого в массовом соотношении отход:катализатор 1:0,03-0,06, а ожижение отходов и термокаталитическую деструкцию осуществляют путем нагрева реакционной массы до температуры 300-400°C при рециркуляции легких углеводородов в течение 0,5-1,5 часа с последующим отгоном жидких углеводородов.

Способ утилизации отходов вододисперсионных полимерных материалов // 2587455

Изобретение относится к технологии утилизации отходов вододисперсионых полимерных материалов. Способ заключается в разложении вододисперсионных полимерных материалов при температурах 300-500°С с последующим разделением продуктов разложения на газообразные, жидкие и твердые углеводороды.

Туба, полученная экструзионно-раздувным формованием // 2641746

Группа изобретений касается тубы и способа ее изготовления. Туба получена экструзионно-раздувным формованием и наполнена или может наполняться через ее задний конец.

Сборный режущий инструмент // 2637020

Изобретение относится к режущему инструменту и может быть использовано для резания вязких материалов, в частности резины и автомобильных покрышек. Сборный режущий инструмент включает идентичные по размерам дисковые металлические ножи и дисковую фрезу с зубьями.

Устройство для переработки резиновых отходов // 2632837

Изобретение относится к устройству для переработки резиновых отходов. Техническим результатом является уменьшение энергетических затрат на процесс переработки и повышение качества получаемых продуктов из резиновых отходов.

Устройство для переработки резиновых отходов // 2632293

Изобретение относится к устройству для переработки резиновых отходов. Техническим результатом является повышение качества получаемых продуктов из резиновых отходов, а также уменьшение энергетических затрат на процесс переработки.

Способ получения блочных изделий из неплавких полиимидов, состоящих из отходов производства полипиромеллитимидных пленок // 2630538

Изобретение относится к области получения полиимидов, а именно к области получения термостойких пресс-материалов на основе порошкообразных полипиромеллитимидов, и может быть использовано для получения блочных изделий для продолжительной работы при повышенных температурах (до 300°C) и экстремальных условиях среды.

Способ получения синтетического топлива из изношенных шин и установка для его осуществления // 2624202

Изобретение описывает способ получения синтетического топлива из изношенных шин, включающий в себя подачу изношенных шин в реактор с теплоизолированными стенками через загрузочное устройство, пиролиз изношенных шин, последующее отделение твердой фазы, разделение продуктов пиролиза на жидкое синтетическое топливо и газообразную фазу, со сжиганием последней для поддержания процесса пиролиза, удаление из реактора твердой фазы через разгрузочное устройство, при этом загрузочное и разгрузочное устройства заполняют водой с возможностью образования водяного гидравлического затвора, а жидкое синтетическое топливо, полученное при разделении продуктов пиролиза, в небольшом количестве сжигают в реакторе, а оставшуюся часть жидкого синтетического топливо направляют внешним потребителям, характеризующийся тем, что реактор выполнен с внешним и внутренним контурами, пиролиз проводится при небольшом избыточном давлении во внутреннем контуре реактора, процесс пиролиза поддерживается за счет тепла от сжигания несконденсировавшегося пиролизного газа и смеси жидкого дизельного и синтетического топлива во внешнем контуре реактора, после окончания процесса пиролиза одновременно осуществляется дожигание твердого углеродистого остатка во внутреннем контуре реактора и дымовых газов в камере дожигания дымовых газов за счет сжигания смеси жидкого дизельного и синтетического топлива при избыточном количестве воздуха, а в случае разгерметизации реактора или аварийной ситуации во внутренний контур реактора подается инертный газ - азот, при этом процесс загрузки изношенных шин и выгрузки несгоревших твердых остатков из реактора осуществляется за счет естественной силы тяжести без применения транспортеров с электродвигателями.

Технологический комплекс утилизации шин с цилиндрической фрезой и системой разделения конечного продукта // 2620811

Изобретение относится к устройствам утилизации отходов. Установка для утилизации шин с цилиндрической фрезой и системой разделения конечного продукта состоит из трех соединенных транспортерами блоков.

Способ порционной переработки органических и твердых полимерных бытовых отходов // 2613507

Изобретение относится к методам переработки путем термической деполимеризации органических и твердых полимерных бытовых отходов. Способ переработки включает проведение двухступенчатой деполимеризации твердых полимерных бытовых отходов в трубчатых единичных реакторах-модулях - по четыре – в первой и второй ступенях нагрева.

Устройство для ступенчатой резки резины и способ ступенчатой резки резины с использованием такого устройства // 2613257

Устройство предназначено для осуществления способа ступенчатой резки резины и включает раму, на которой установлено устройство для фиксации разрезаемого материала (3), выполненное с возможностью перемещения резины (2) в различном направлении, гидроцилиндр (5) со штоком (6), расположенный так, чтобы шток был направлен к устройству для фиксации резины, нож (1), закрепленный на штоке гидроцилиндра; и средство управления гидроцилиндром и устройством для фиксации резины.

Способ переработки изношенных шин в дисперсный материал // 2608893

Изобретение относится к переработке полимерных армированных композиционных материалов, например резинотехнических изделий, в частности изношенных и бракованных автомобильных шин.

Линия по производству изделий из композитного материала // 2647305

Изобретение относится к производству строительных изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов и может быть использовано для получения химически стойких покрытий полов, плитки и других изделий. Линия по производству изделий из композитного материала снабжена пространственной вертикально ориентированной рамой, на которой закреплены секция для подготовки формовочной смеси и вертикальная секция разогрева. Корпус секции подготовки смеси выполнен с разнотемпературными зонами. В корпусе установлен шнек для перемешивания и подготовки смеси. Вертикальная секция разогрева выполнена в виде полого корпуса с расположенным в нем обогреваемым полым валом, в верхней части которого имеются шнековые лопасти и разрозненные лопатки. Полый вал снабжен приводом с возможностью реверсивного хода вала. Секция подготовки формовочной смеси закреплена на раме под углом до 50° и соединена с секцией разогрева посредством общей рамы и приемопередаточных устройств. Технический результат, достигаемый при использовании линии по изобретению, заключается в улучшении плотности формуемой массы и, соответственно, прочностных характеристик конечного продукта, а также обеспечивается более интенсивный прогрев всей смеси за счет нагрева не только корпуса, но и внутреннего полого вала, разогреваемого индукционными токами. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.