Теплоизоляционная панель
Владельцы патента RU 2657571:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") (RU)
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано в качестве конструкционных теплоизоляционных плит и панелей. Теплоизоляционная панель содержит поверхностные слои с древесными частицами, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом. Поверхностные слои сформированы путем экструзии из состава, содержащего древесные частицы 0,1-10 мм, термопластичный полимер, имеющий предел текучести расплава 3-10 г/10 мин и температуру плавления не более 190°С, полибутадиен, технологическую добавку и краситель, при следующем соотношении компонентов, мас. %: древесные частицы 0,1-10 мм 60-70, указанный термопластичный полимер 20-30, полибутадиен 4-5, технологическая добавка 3-4, краситель 1-3. Пространство между поверхностными слоями заполнено жестким заливочным пенополиуретаном одновременно с формированием поверхностных слоев. Изобретение позволяет повысить твердость, предел прочности на изгиб и предел прочности на сжатие панели в среднем в 1,5 раза при сохранении низкого коэффициента теплопроводности, а также повысить технологичность производственного процесса. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано в качестве конструкционных теплоизоляционных плит и панелей.
Наиболее близкой по технической сущности является теплоизоляционная панель, содержащая два поверхностных слоя, состоящие из соединенных между собой с помощью смол древесных стружек, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом - пенополистеролом, слои соединены между собой с помощью полиуретанового клея при внешнем воздействии пресса давлением в 18 тонн, см. http://strport.ru/stroitelstvo-domov/chto-takoe-sip-paneli.
Недостатками известного объекта являются недостаточные показатели твердости, пределов прочности на изгиб и на сжатие, а также низкая технологичность производственного процесса.
Задачей изобретения является повышение предела прочности на изгиб, предела прочности на сжатие, а также увеличение твердости изделия при сохранении теплоизоляционных свойств и повышение технологичности производственного процесса.
Техническая задача решается тем, что теплоизоляционная панель, содержащая поверхностные слои, включающие древесные частицы, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом, согласно изобретению поверхностные слои сформированы путем экструзии из состава, содержащего древесные частицы 0,1-10 мм, термопластичный полимер, имеющий предел текучести расплава 3-10 г/10 мин и температуру плавления не более 190°С, полибутадиен, технологическую добавку и краситель, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| древесные частицы 0,1-10 мм | 60-70 |
| указанный термопластичный полимер | 20-30 |
| полибутадиен | 4-5 |
| технологическая добавка | 3-4 |
| краситель | 1-3, |
а пространство между поверхностными слоями заполнено жестким заливочным пенополиуретаном одновременно с формированием поверхностных слоев.
Решение технической задачи позволяет повысить твердость, предел прочности на изгиб и предел прочности на сжатие панели в среднем в 1,5 раза при сохранении низкого коэффициента теплопроводности, а также повысить технологичность производственного процесса.
Характеристика веществ, используемых в заявленном объекте:
Для формирования поверхностных слоев используют древесные частицы размером от 0,1 до 10 мм, которые получают измельчением кусковых отходов деревообработки и лесопиления в две ступени: на первой ступени измельчают рубительной машиной, на второй ступени измельчение осуществляют в молотковой дробилке.
В качестве матрицы древесных частиц поверхностные слои теплоизоляционной панели содержат термопластичный полимер, имеющий предел текучести расплава 3-10 г/10 мин и температуру плавления не более 190°С.
Полибутадиен [-СН2СН=СНСН2-]n, синтетический полимер, продукт полимеризации бутадиена.
В качестве технологических добавок состав для формирования поверхностных слоев содержит, например, воск полиэтиленовый марки ПВ-200 и ПВ-300; нейтральный эфирный воск Aklub К 60; стабилизатор на основе кальций-цинка Baerolub PA-L; гомополимерные полиэтиленовые воски Luwax А; полиэтиленовый воск Viscowax 115.
В качестве красителя состав может содержать концентраты пигментов, красителей и других активных веществ на основе полимера, воска или парафинов, например ВСКПО, Global Colors, КПО-42/348;
Внутренний слой состоит из жесткого заливочного пенополиуретана.
На Фиг. 1 приведено схематическое изображение теплоизоляционной панели:
1 и 1' - поверхностные слои панели, которые сформированы путем экструзии из состава, содержащего древесные частицы 0,1-10 мм, термопластичный полимер, имеющий предел текучести расплава 3-10 г/10 мин и температуру плавления не более 190°С, полибутадиен, технологическую добавку и краситель;
2 - внутренний слой панели - пенополиуретан.
Для лучшего понимания изобретения приводим примеры конкретного выполнения.
Пример 1.
Для формирования поверхностных слоев теплоизоляционной панели используют состав компонентов в следующем соотношении, мас. %:
| древесные частицы 0,1-10 мм | 60 |
| поливинилхлорид | 30 |
| полибутадиен | 4 |
| технологическая добавка – воск | |
| полиэтиленовый марки ПВ-200 | 4 |
| краситель марки КПО-42/348 | 2 |
В качестве матрицы древесных частиц состав содержит поливинилхлорид, имеющий предел текучести расплава 7 г/10 мин и температуру плавления 180°С.
Для формирования внутреннего слоя теплоизоляционной панели используют жесткий заливочный пенополиуретан, который подают во вспененном состоянии в момент формирования методом горячей экструзии поверхностных слоев панели. При совместном течении в коэкструзионной головке экструдера указанного состава и пенополиуретана происходит формирование теплоизоляционной панели.
Исследование твердости образцов проводят согласно ГОСТ 4670-2015, предел прочности при изгибе по ГОСТ 4648-2014, предел прочности при сжатии по ГОСТ 4651-2014.
Примеры 2-21 аналогичны примеру 1.
В примере 2, 3 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит поливинилхлорид, имеющий предел текучести расплава 5 г/10 мин, 6 г/10 мин и температуру плавления 185°С, 175°С соответственно.
В примере 4, 5 и 6 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит полиэтилен, имеющий предел текучести расплава 8 г/10 мин, 9 г/10 мин и 10 г/10 мин и температуру плавления 140°С, 145°С и 150°С соответственно.
В примере 7, 8 и 9 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит полипропилен, имеющий предел текучести расплава 4 г/10 мин, 6 г/10 мин и 7 г/10 мин и температуру плавления 175°С, 170°С и 170°С соответственно.
В примере 10, 11 и 12 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит полиэтилентерефталат, имеющий предел текучести расплава 3 г/10 мин, 5 г/10 мин и 4 г/10 мин и температуру плавления 190°С, 180°С и 185°С соответственно.
В примере 13, 14 и 15 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит полистирол, имеющий предел текучести расплава 4 г/10 мин, 6 г/10 мин и 9 г/10 мин и температуру плавления 177°С, 180°С и 190°С соответственно.
В примере 16 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит отход поливинилхлорида, имеющий предел текучести расплава 7 г/10 мин и температуру плавления 180°С.
В примере 17 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит отход полиэтилена, имеющий предел текучести расплава 8 г/10 мин, и температуру плавления 145°С.
В примере 18 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит отход полипропилена, имеющий предел текучести расплава 7 г/10 мин и температуру плавления 170°С.
В примере 19 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит отход полиэтилентерефталата, имеющий предел текучести расплава 4 г/10 мин и температуру плавления 180°С.
В примере 20 в качестве матрицы древесных частиц состав содержит отход полистирола, имеющий предел текучести расплава 8 г/10 мин и температуру плавления 185°С.
Соотношения компонентов для формирования поверхностного и внутреннего слоев теплоизоляционной панели, а также ее характеристики: твердость, предел прочности при изгибе и предел прочности при сжатии приведены в таблице 1.
Как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемый объект по сравнению с прототипом позволяет увеличить твердость, предел прочности на изгиб и предел прочности на сжатие изделия в среднем в 1,5 раза, а использование при формировании теплоизоляционной панели отходов древесины до 70 мас. % и вторичных термопластов позволяет значительно снизить ее себестоимость, к тому же повышается технологичность производственного процесса за счет формирования теплоизоляционной панели коэкструзией.
Теплоизоляционная панель, содержащая поверхностные слои с древесными частицами, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом, отличающаяся тем, что поверхностные слои сформированы путем экструзии из состава, содержащего древесные частицы 0,1-10 мм, термопластичный полимер, имеющий предел текучести расплава 3-10 г/10 мин и температуру плавления не более 190°С, полибутадиен, технологическую добавку на основе воска и краситель, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| древесные частицы 0,1-10 мм | 60-70 |
| указанный термопластичный полимер | 20-30 |
| полибутадиен | 4-5 |
| технологическая добавка | 3-4 |
| краситель | 1-3, |
а пространство между поверхностными слоями заполнено жестким заливочным пенополиуретаном одновременно с формированием поверхностных слоев.
