Сырьевая смесь для производства облицовочных полимерных композитных изделий



Владельцы патента RU 2698352:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)

Изобретение относится к технологии полимерных композитных изделий строительного назначения и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений. Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий включает, мас.%: кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см2/г 45-75, раствор отходов пенополистирола в метилене хлористом техническом в соотношении пенополистирол:метилен хлористый технический от 1:1,2 до 1:1,8 - остальное. Технический результат - повышение прочности на сжатие и изгиб, повышение степени наполнения композитных изделий. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к технологии полимерных композитных изделий строительного назначения и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений.

Известен способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала [1], по которому несортированные отходы термопластичных полимеров - ПЭНД, ПЭВД в количестве 10-50 мас. % предварительно измельчают и смешивают с глиной влажностью 8-12%. Формуют и прессуют изделие при удельном давлении 10 МПа. Полученный материал высушивают при комнатной температуре до постоянного веса и подвергают температурной обработке. Скорость подъема температуры составляет 20°С/мин, продолжительность выдержки при температуре плавления полимера - 90-180 мин в зависимости от габаритов изделия.

Недостатком состава из известного способа является сложность переработки, связанная с длительностью процесса сушки из-за использования глины с высокой начальной влажностью, а также нестабильность состава отходов по причине отсутствия сортировки и одновременного применения ПЭНД и ПЭВД. Другими недостатками являются невысокая прочность на сжатие (9,11-10,76 МПа) и высокое водопоглощение (6,21-6,03), свидетельствующее о низкой морозостойкости, при содержании отходов термопластичных полимеров в количестве 10-20 мас. %. Дополнительным недостатком является высокая энергоемкость процесса.

Известна сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий [2], которая в качестве наполнителя содержит минеральное сырье с удельной поверхностью 500-2500 см2/г, содержащее отходы металлургических производств, в т.ч. доменные гранулированные шлаки, или отходы очистки морских и речных судов, а в качестве связующего содержит вторичный полимерный материал, состоящий из бытовых и производственных отходов полимерных материалов, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: вторичный полимерный материал 30,0-45,0; минеральное сырье 55,0-70,0.

Недостатками указанной сырьевой смеси являются низкие прочность на сжатие (10-15 МПа) и морозостойкость (25-35 циклов) при высоком для облицовочных материалов водопоглощении (11-10%) у изделий, полученных при содержании вторичного полимерного материала менее 30 мас. %. Получение изделий с достаточными для облицовочных материалов свойствами при содержании вторичного полимерного материала от 35 до 45 мас. % и высокой удельной поверхности минерального сырья повышает себестоимость производства. Еще одним недостатком указанной сырьевой смеси является нестабильность химического и гранулометрического составов наполнителя и связующего, что приводит к нестабильности эксплуатационных свойств получаемых из них композитных изделий. Кроме того, получение минерального наполнителя с удельной поверхностью 500-2500 см /г является длительной и энергоемкой задачей.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является сырьевая смесь для производства облицовочных композитных изделий [3], которая в качестве наполнителя содержит кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см /г, а в качестве связующего применяется раствор отходов пенополистирола в четыреххлористом углероде чистом в соотношении пенополистирол: четыреххлористый углерод от 1:1,3 до 1:1,6 при следующем соотношении компонентов, мас. %: кирпичный бой 51-71; раствор отходов пенополистирола в четыреххлористом углероде чистом - остальное. Недостатками данной сырьевой смеси являются низкие прочности на сжатие (13,9-15,4 МПа) и изгиб (3,5-3,8 МПа).

Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются повышение прочности на сжатие и изгиб, повышение степени наполнения композитных изделий. Поставленные задачи решаются за счет замены четыреххлористого углерода чистого на метилен хлористый технический с получением раствора отходов пенополистирола в соотношении пенополистирол: метилен хлористый технический от 1:1,2 до 1: 1,8 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Кирпичный бой 45-75;

Раствор отходов пенополистирола

в метилене хлористом техническом остальное.

В данном изобретении, как и в известной сырьевой смеси, наполнителем является кирпичный бой, получаемый в результате сбора, измельчения и сушки до постоянной массы отходов производства и потребления керамического кирпича, а для получения раствора связующего в качестве вторичного полимерного сырья используются отходы производства и потребления изделий из пенополистирола.

В данном изобретении подразумевается использование метилена хлористого технического первого сорта по ГОСТ 9968-86. Повышение прочности композитных изделий при использовании указанного растворителя обеспечивается его высокой проникающей способностью за счет малого по сравнению с большинством растворителей мольного объема. Благодаря этому преимуществу метилен хлористый технический не только быстрее проникает между молекулами полимера, что способствует уменьшению времени растворения, но и позволяет получить более однородный раствор связующего с низкой вязкостью. В результате раствор связующего легко проникает между частицами наполнителями и хорошо смачивает их поверхность, что позволяет получить более однородную сырьевую смесь при перемешивании, более высокие степени уплотнения при прессовании и равномерно распределить полимерное связующее между частицами наполнителями в результате термообработки. В свою очередь это позволяет получить однородную структуру материала, повысить число частиц наполнителя, которые связаны между собой через слои полимера. Все эти преимущества приводят к повышению прочности получаемых композитных изделий и позволяет повысить степень их наполнения.

Наряду с заявленными задачами применение метилена хлористого технического позволяет снизить себестоимость производства, так как метилен хлористый технический является более летучим растворителем с значительно более низкой температурой кипения (температура кипения метилена хлористого технического составляет 40°С, температура кипения четыреххлористого углерода чистого составляет 76,72°С), что позволяет снизить температуру и время термообработки получаемых изделий, проводимой при температуре кипения растворителя. Стоит учитывать, что стоимость метилена хлористого технического ниже, чем у четыреххлористого углерода чистого, что снижает затраты на сырьевые материалы. Класс опасности метилена хлористого технического (4 класс опасности) ниже, чем у четыреххлористого углерода (2 класс опасности), что повышает экологическую безопасность производства.

Выбор содержания компонентов в сырьевой смеси также направлен на достижение поставленных технических задач.

При содержании пенополистирола в сырьевой смеси в количестве менее 8,9 мас. % они не являются эффективным связующим, а получаемый композитный материал обладает низкой прочностью и высоким водопоглощением, грани образцов осыпаются. При содержании пенополистирола свыше 25 мас. % прочностные характеристики композитного материала начинают незначительно снижаться в связи с тем, что расстояние между частицами наполнителя повышается настолько, что в структуре материала начинают появляться области, в которых полимер перестает выполнять роль связующего. Одновременно с этим начинается снижение водопоглощения до значения менее 2%, являющегося минимальным значением по требованиям ГОСТ 13996-93, предъявляемым к изделиям для наружной облицовки зданий и сооружений.

Метилен хлористый технический вводится в состав сырьевой смеси в количестве, которое зависит от содержания пенополистирола, должно обеспечивать растворение полимерных отходов и вязкость раствора связующего, достаточную для эффективного перемешивания и формования без преждевременного затвердевания. При соотношении пенополистирол: метилен хлористый технический менее 1:1,2 получаемый раствор связующего обладает слишком высокой вязкостью и быстро переходит в твердое состояние, что затрудняет переработку сырьевой смеси в изделие. При соотношении пенополистирол: метилен хлористый технический более 1:1,8 в получаемом растворе связующего наблюдается недостаток пенополистирола, что приводит к излишней текучести сырьевой смеси при переработке и не позволяет достичь требуемых значений свойств композитных изделий.

Обоснованность и преимущества заявляемого изобретения основаны на измерении физико-механических и эксплуатационных показателей с различным содержанием кирпичного боя (от 45 до 75 мас. %), пенополистирола (от 8,9 до 25,0 мас. %) и метилена хлористого технического (от 16,1 до 30 мас. %).

Предпочтительна реализация заявляемого изобретения по следующей технологии: предварительно измельченные отходы пенополистирола смешивают с метиленом хлористым техническим, а полученный раствор связующего смешивают с предварительно измельченным до удельной поверхности 50-160 см2/г кирпичным боем. Полученную сырьевую смесь формуют при удельном давлении 8 МПа с последующей термообработкой при температуре 45-50°С в течение 45-90 мин в зависимости от габаритов изделия и содержания раствора связующего в нем.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:

1. К 8,9 мас. % пенополистирола добавляют 16,1 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 75 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;

2. К 14,3 мас. % пенополистирола добавляют 25,7 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 60 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;

3. К 19,2 мас. % пенополистирола добавляют 30,8 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 50 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;

4. К 20,8 мас. % пенополистирола добавляют 29,2 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 50 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;

5. К 25 мас. % пенополистирола добавляют 30 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 45 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии.

Свойства материалов, полученных с использованием известного и предлагаемого составов сырьевых смесей, приведены в таблице 1.

Источники информации

1. Патент №2327712, кл. С08J 11/06;С08L 23/06;С04В 14/10, 2008

2. Патент №2628116, кл. С04В 26/02; С04В 28/00; С04В 18/04, 2016

3. Патент №2672285, кл. С04В 18/16; С04В 26/02; С04 В 111/20,2018

Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий, включающая в качестве наполнителя кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см2/г, в качестве связующего вторичный полимерный материал, отличающаяся тем, что в качестве связующего применяется раствор отходов пенополистирола в метилене хлористом техническом в соотношении пенополистирол:метилен хлористый технический от 1:1,2 до 1:1,8 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кирпичный бой 45-75
раствор отходов пенополистирола
в метилене хлористом техническом остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составам строительных композиций и может быть использовано для получения композиционных материалов. Технический результат: повышение теплотехнических характеристик строительных изделий, снижение массы изделий, утилизация одновременно полимерных коммунальных отходов и древесных коммунальных отходов.

Группа изобретений относиться к покрытию или облицовке зданий и их частей. Технический результат – устойчивость покрытия к толчкам или ударам, длительный межремонтный период, отсутствие склонности к образованию трещин, вклад в теплоизоляцию зданий.

Изобретение относится к области получения композиционных строительных материалов и может быть использовано для облицовки и отделки наружных и внутренних стен зданий и сооружений.

Изобретение относится к технологии строительных композитных изделий и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений.

Настоящее изобретение относится к смоляной смеси, применяемой для строительных целей. Смоляная смесь для строительных целей, включающая по меньшей мере одно радикально полимеризуемое соединение, по меньшей мере один реактивный разбавитель, который выбирается среди 1,3-дикарбонильных соединений приведенной общей формулы, и по меньшей мере один ингибитор полимеризации, который выбирается среди устойчивых N-оксильных радикалов или 4-гидрокси-3,5-дитретбутилтолуола, причем соотношение по меньшей мере одного 1,3-дикарбонильного соединения и ингибитора полимеризации составляет от 30:1 до 150:1, а радикально полимеризуемое соединение представляет собой ненасыщенную смолу из сложного полиэфира, смолу из сложных виниловых эфиров, уретан(мет)акрилатную смолу и/или эпокси(мет)акрилатную смолу.

Изобретение относится к стеклошарикам, используемым для дорожной разметки. Способ нанесения покрытия из монтморрилонита и/или модифицированного монтморрилонита на стеклошарики включает приготовление суспензии монтмориллонита (ММТ) путем диспергирования ММТ в воде при 30-80°С при содержании 0,5-2% ММТ в суспензии.

Настоящее изобретение относится к волокнистой плите. Волокнистая плита, включающая : а) волокна в количестве от 50,0 до 99,0 вес.ч.

зобретение относится к производству строительных материалов, а именно полимерцементных составов и композиций, применяемых в качестве защитных, отделочных и декоративных покрытий по бетонным, железобетонным, металлическим, асфальтовым и деревянным основаниям при строительстве, ремонте и реконструкции зданий и сооружений различного назначения.
Изобретение относится к области составов и технологии высоконаполненных композиционных материалов и изделий на основе дисперсных древесно-растительных наполнителей и термопластичных полимерных связующих и может быть использовано в мебельном производстве, строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к строительству, а именно к технологии строительных материалов, и может быть использовано в производстве разнообразных строительных композитных изделий, полученных с помощью технологии экструзии, например блоков, лицевого и рядового кирпича, облицовочной плитки.

Изобретение относится к области получения композиционных строительных материалов и может быть использовано для облицовки и отделки наружных и внутренних стен зданий и сооружений.

Изобретение относится к технологии строительных композитных изделий и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к композиционным материалам на основе цемента для строительной трехмерной печати с помощью аддитивных технологий.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности, к композиционным материалам на основе цемента для строительной трехмерной печати с помощью аддитивных технологий.
Изобретение относится к производству сухих строительных смесей с пониженным пылеобразованием и может быть использовано в строительстве и промышленности строительных материалов для изготовления сухих строительных смесей (ССС), кладочных и штукатурных растворов, а также составов для устройства полов, стяжек, заделки стыков, щелей.

Изобретение относится к изоляционным композитным материалам, содержащим неорганический аэрогель и меламиновую пену, способу их изготовления их использованию. Композитный материал содержит панель из монолитного неорганического аэрогеля, армированную предварительно сформированной меламиновой пеной с открытыми ячейками, указанный материал имеет теплопроводность λ в пределах между 10 и 20 мВт/(м⋅K), измеренную в соответствии со способом защитных горячих пластин NF EN 12667 при 20°C и при атмосферном давлении, и имеет макропористость меньше чем 5%, причем панель из монолитного неорганического аэрогеля не содержит никакого связующего и имеет сплошную трехмерную пористую структуру.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству теплоизоляционных материалов. Технический результат заключается в снижении материалоемкости, снижении продолжительности выдержки в формах древесных частиц, смешанных с клеем.
Изобретение относится к шовным герметикам для заполнения и облицовки стыков примыкающих друг к другу панелей гипсокартона. Способ получения гранулярной композиции шовного герметика высыхающего типа для стыков панелей гипсокартона, включающий стадии: обеспечения и смешивания по меньшей мере одного связующего и по меньшей мере одного наполнителя, обеспечения воды, содержание которой составляет 12-18% по массе относительно общей массы полученной композиции, отдельного смешивания сухих и влажных ингредиентов, объединения сухих и влажных ингредиентов и их перемешивания в течение 90 сек с получением гранулярной смеси, 75-95% которой проходит через сито №4.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и изделий. Смесь для получения строительного композита включает 10 мас.

Изобретение относится к области строительства, в частности к различным типам облицовки в качестве панелей. Аспектами изобретения являются композиции шовных герметиков, стеновые конструкции, способы обработки стен и продукты, связанные с любым из вышеуказанных аспектов, включая армирующую накладку, например, для защиты углов в местах стыка плит, крепежа и ленты для заклейки швов.

Группа изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к технологии изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения. Сырьевая смесь для производства изделий из ячеистого бетона содержит, мас.%: известь 7,3, цемент ЦЕМ1-42,5Н 13,3, цемент ЦЕМ1-32,5Б 9,1, кварцевый песок 49, твердые вещества в обратном шламе из боковых "обрезков" и "горбушек" с ячеистобетонного массива-сырца 17, гипсовый камень 4, алюминиевую пудру 0,1, рубленое базальтовое волокно и/или рубленое стекловолокно 0,2, воду для достижения водотвердого соотношения (В/Т) 0,601.

Изобретение относится к технологии полимерных композитных изделий строительного назначения и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений. Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий включает, мас.: кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см2г 45-75, раствор отходов пенополистирола в метилене хлористом техническом в соотношении пенополистирол:метилен хлористый технический от 1:1,2 до 1:1,8 - остальное. Технический результат - повышение прочности на сжатие и изгиб, повышение степени наполнения композитных изделий. 1 табл., 5 пр.

Наверх