Композитный строительный материал
Владельцы патента RU 2681709:
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СИБТОППРОМ" (RU)
Изобретение относится к производству композиционных материалов из измельченной древесины и полимеров и может быть использовано в строительной промышленности для получения строительных и отделочных материалов. Технический результат - получение композитного материала, обладающего малым весом, высокими прочностными характеристиками, высокой адгезией при устойчивости к воздействию ультрафиолетовых лучей. Композитный строительный материал, содержащий песок, полимер, краситель, содержит древесные опилки хвойных пород, стабилизатор ультрафиолета, в качестве полимерного наполнителя - агломерат стрейч пленки и агломерат полиэтилена высокого давления, кварцевый намывной песок при следующем соотношении компонентов, мас.%: агломерат стрейч пленки 20–35, агломерат полиэтилена высокого давления 10–20, древесные опилки хвойных пород 20-35, кварцевый песок намывной 20–35, краситель 1-2, стабилизатор ультрафиолета 0,01-0,1, и получен смешиванием компонентов путем их нагрева в экструдере от 90 до 215°С, укладкой полученного расплава в форму с последующей выдержкой под давлением 100-160 т/м2 в течение 1-4 мин и охлаждением в форме.
Изобретение относится к производству композиционных материалов из измельченной древесины и полимеров и может быть использовано в строительной промышленности для получения строительных и отделочных материалов.
Композитные материалы получили широкое распространение в строительстве и производстве строительных материалов за счет своих высоких эксплуатационных свойств и характеристик.
Из патента № RU 2591063 известен нанокомпозитный строительный материал на основе древесной коры, состоящий из минерального наполнителя, цемент и воду, причем древесная матрица сформирована из частиц коры сосны ультрадисперсного размера 0,5-1,5 мм, а в качестве минерального наполнителя структуры включены частицы базальта нанометрового размера 50-250 нм.
Недостатками данного материала является большой вес готового изделия из-за включения в состав материала цемента и сложность процесса производства, так как при его изготовлении необходимо осуществлять измельчение древесной коры до размера 0,5-1,5 мм.
Из патента № RU 2336996 известен способ изготовления древесно-стружечных плит и состав для его реализации. Способ включает измельчение отходов деревообработки или растительного сырья, перемешивание со связующим и последующее прессование. В качестве связующего выбрано жидкое натриевое стекло из расчета сухого вещества стекла 30-70; воды 70-130 мас. ч; при этом осуществляют холодное прессование, а связующего берут в количестве 20-50 мас. ч на 100 мас. ч отходов. Связующее может дополнительно содержать отвердитель - соли минеральных кислот в количестве 3-5 мас. ч, в этом случае жидкое натриевое стекло предварительно гомогенизируют с отвердителем.
Недостатками данного изобретения является ограниченная возможность применения древесно-стружечных плит из-за невысокой их влагостойкости и большого веса готового изделия.
Известно изобретение, раскрытое в заявке на изобретение №2012108209 плитка из полимерно-песчаного композитного материала и способ соединения плиток для получения покрытия поверхности, содержащая цельное многоугольное основание, оснащенное сцепляющими элементами, и изготовленная методом литья под давлением из полимерной композиции, отличающаяся тем, что она выполнена в виде прямоугольной призмы, многоугольное основание которой выполнено с одной стороны фигурным, а с другой стороны оснащено ребрами жесткости, при этом боковые грани выполнены рельефными и снабжены сцепляющими элементами, выполненными в виде проемов и фигурных выступов, кроме того каждая плитка изготовлена с помощью пресс-формы, в которой запрессована предварительно перемешанная размягченная посредством нагрева до 190-200°С масса из полимерно-песчаного композита, выполненная из песка карьерного, полимера, армирующей фибры и красителя, имеющая следующее соотношение компонентов, мас. %: песок 70-75, полимер 23-27, армирующая фибра 1,0-2,0, краситель 0,5-1,0.
Недостатками данного изобретения является большой вес готового изделия из-за высокого содержания в составе материала песка, слабая адгезия при покраске.
Ближайшим аналогом является документ RU 2597908, 20.09.2017, из которого известен композитный материал, полученный из смеси, содержащей, масс. %: агломерат полиэтилена высокого давления 8-12, агломерат стретч пленки 52-63, наполнитель - боровой песок 8-12, древесные опилки 6-10, краситель 1-3, путем их смешивания, нагрева в экструдере до пластического состояния, укладки полученного расплава в форму с последующей выдержкой под давлением и охлаждением в форме.
Недостатком известного ближайшего аналога является низкая устойчивость к воздействию ультрафиолетовых лучей.
Технический результат заявляемого изобретения состоит в получении композитного материала, обладающего малым весом, высокими прочностными характеристиками, высокой адгезией, устойчивостью к воздействию ультрафиолетовых лучей.
Технический результат достигается тем, что масса композитного материала выполнена из агломерата стрейч пленки, агломерата полиэтилена высокого давления (ПВД), древесных опилок хвойных пород, кварцевого намывного песка, красителя, стабилизатора ультрафиолета, имеющая следующее соотношение масс компонентов: агломерат стрейч пленки от 20% до 35%, агломерат ПВД от 10% до 20%, древесные опилки хвойных пород от 20% до 35%, кварцевый песок намывной от 20% до 35%, краситель от 1% до 2%, стабилизатор ультрафиолета ПФ0011/18-ПЭ-0,05% от 0,01 до 0,1%, при этом компоненты смешиваются путем их нагрева в экструдере от 90 до 215 оС, укладки полученного расплава в форму с последующей выдержкой под давлением 100-160 т/м2 в течение 1-4 мин и охлаждением в форме.
За счет использования меньшего количества песка по сравнению с прототипом обеспечивается меньший вес готового изделия. Использование древесных опилок позволяет достичь высокой адгезии композитного материала. Также за счет использования древесных опилок, являющихся отходами производства, снижается стоимость готовой продукции, так как нет потребности совершать операции по дроблению древесины или изготовлению древесной муки. Также стоимость продукции снижается за счет использование агломерата стрейч пленки и агломерата ПВД, являющихся вторичным сырьем.
Производство композитного материала осуществляется следующим образом. В смесителе осуществляется смешивание агломерата стрейч пленки, агломерата полиэтилена высокого давления, древесных опилок хвойных пород, кварцевого намывного песка, красителя, стабилизатора ультрафиолета. После перемешивания смесь загружается экструзионную машину, в которой смесь подвергается нагреву до температуры от 90 до 215 градусов Цельсия. В экструзивной машине смесь проходит три зоны нагрева, характеризующиеся различными температурами. Зона 1 - от 90 до 130 градусов Цельсия, зона 2 - от 190 до 225 градусов Цельсия, зона 3 - от 190 до 215 градусов Цельсия.
Для формовки готовых изделий из композитного строительного материала отделяется необходимо е количество полученного расплава, укладывается в форму, закрепленную на прессе. Масса выдерживается в форме под давлением от 100 до 160 тонн на метр квадратный в течение от 1 до 4 минут в зависимости от формы и размеров изделия.
Охлаждение изделия производится непосредственно в пресс-форме, посредством каналов для охлаждения, имеющихся в пресс форме. Остывшее изделие вынимается из формы для обрезки облоя.
Композитный строительный материал, содержащий песок, полимер, краситель, отличающийся тем, что содержит древесные опилки хвойных пород, стабилизатор ультрафиолета, в качестве полимерного наполнителя - агломерат стрейч пленки и агломерат полиэтилена высокого давления, кварцевый намывной песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
агломерат стрейч пленки 20–35;
агломерат полиэтилена высокого давления 10–20;
древесные опилки хвойных пород 20-35;
кварцевый песок намывной 20–35;
краситель 1 - 2;
стабилизатор ультрафиолета 0,01-0,1,
и получен смешиванием компонентов путем их нагрева в экструдере от 90 до 215°С, укладкой полученного расплава в форму с последующей выдержкой под давлением 100-160 т/м2 в течение 1-4 мин и охлаждением в форме.
