Комплексный способ получения композиционных шпал путем переработки древесных и полимерных отходов

Изобретение относится к линейным конструкциям верхнего строения рельсовых путей и применяется на магистральных железнодорожных линиях. Комплексный способ получения композиционных шпал путем переработки древесных и полимерных отходов включает смешение наполнителя и связующего и формование композиционной смеси. В качестве наполнителя используют древесные частицы. В качестве связующего используют вторичные полимеры - полиэтилентерефталат, полиэтилен низкого давления и полиэтилен высокого давления, измельченные до условного диаметра 10 мм, нагреваемые до 120°С, при соотношении всех компонентов смеси: древесные частицы 60 мас. , полиэтилентерефталат 20 мас.%, полиэтилен низкого давления 10 мас.%, полиэтилен высокого давления 10 мас.%. Полученную смесь нагревают до 220±5°С, формуют в пресс-форме под давлением 1,2±0,6 МПа и температуре стенок пресс-формы 220±5°С. Фиксируют форму запорами и выдерживают в течение 10 мин. Охлаждают пресс-форму в проточной воде при температуре воды, равной 20±5°С в течение 5 мин с последующим извлечением композиционного материала и выдержкой в течение 24 часов при температуре воздуха 18±3°С. Обеспечивается получение материала с повышенной прочностью и долговечностью. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится относиться к линейным конструкциям верхнего строения рельсовых путей, и применяются на магистральных железнодорожных линиях, в том числе высокоскоростных, в тоннелях, метрополитенах, трамвайных путях и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий.

Известен способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала, включающий измельчение отходов, их пластификацию и вальцевание, отличающийся тем, что перед измельчением отходы сортируют по цвету, сорту и степени загрязнения, а после измельчения в измельчительной машине полученную полимерную массу моют, отжимают от влаги, сушат. Высушенную полимерную массу подают при интенсивном перемешивании в специальную обогреваемую камеру с температурой 140°С и проводят термо-пластификацию с введением антиоксиданта и светостабилизатора вторичного полиэтилена, после чего добавляют наполнители, при этом в качестве наполнителей используют мелко-дисперсные волокнистые или листовые наполнители, как рисовую, овсяную, гречневую, пшеничную шелуху, древесные опилки, отходы стекловолокна, синтетических тканей, измельченные автопокрышки, измельченные ПЭТ-бутылки; далее, интенсивно перемешивая, вводят красители, совместимые с полиэтиленом и перемешивают до получения однородной массы, которую направляют на резинотехнические вальцы, разогретые до температуры 130°С, смазанные парафином, где полимерную массу вальцуют и направляют под пресс, где посредством охлаждаемой пресс-формы формируют строительное изделие, см. RU Патент №2002106847, МПК C08J 11/06, 2003.

Недостатками данного способа являются сложность и длительность технологического процесса и низкие физико-механические показатели материала.

Известен способ изготовления плит из композиционного материала, включающий фракционирование наполнителя, обработку наполнителя ингредиентом, повышающим совместимость наполнителя и связующего, с последующей сушкой. Далее проводят совмещение модифицированных древесных частиц с полиэтиленом путем предварительного смешивания и нагревания с последующим вальцеванием на вальцах с диаметром валков 180 мм и зазором между ними 1 мм. Затем полученную массу прессуют в пресс-форме гидравлического пресса при температуре 130-140°С и давлении 5 МПа. В древесно-полимерную композицию вводят в качестве ингредиента, повышающего совместимость полярного древесного наполнителя с неполярным термопластичным связующим в виде вторичного полиэтилена, сополимер 4-винилциклогексена и малеинового ангидрида (СВМ). При этом соотношение, мас. %:

вторичный полиэтилен 59,0-70,5;
древесные частицы 27-38;
СВМ 2,5-3,0.

см. RU Патент №2356728, МПК B27N 3/00 (2006.01), 2009.

Недостатками данного способа является получение материала с низкими физико-механическими показателями.

Наиболее близким по технической сущности является способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала, включающий смешение несортированных отходов термопластичных полимеров - ПЭНД, ПЭВД в количестве 10-50 мас. % с глиной влажностью 8-12%. Формуют и прессуют изделие при удельном давлении 10 МПа. Далее проводят температурную обработку со скоростью подъема температуры 20°С/мин. Продолжительность выдержки при температуре плавления полимера - 90-180 мин. см, RU Патент №2327712, МПК7 CQ8J 11/06 (2006.01), C08L 23/06 (2006,01), C04B 14/10 (2006.01), 2008.

Недостатком данного способа является получение материала с низкими показателями прочности при использовании в дорожном строительстве.

Задачей изобретения является получение композиционных железнодорожных шпал с высокими физико-механическими и эксплуатационными показателями, путем переработки полимерных и древесных отходов.

Техническая задача решается разработкой комплексного способа получения композиционных шпал путем переработки древесных и полимерных отходов, включающего смешение наполнителя и связующего, формование композиционной смеси, отличающегося тем, что в качестве наполнителя используют древесные частицы толщиной 5±1 мм, шириной 22,5±12,5 мм, длиной до 22,5±12,5 мм, в качестве связующего используют вторичные полимеры - полиэтилентерефталат, полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления измельченные до условного диаметра 10 мм, подвергаемые обработке нагревом до 120°С, при соотношении всех компонентов смеси, мас. %,

древесные частицы 60,
полиэтилентерефталат 20,
полиэтилен низкого давления 10,
полиэтилен высокого давления 10,

нагреванием полученной смеси до 220±5°С, формованием смеси в пресс-форме под давлением 1,2±0,6 МПа и температуре стенок пресс-формы 220±5°С, фиксированием формы запорами и выдержкой в течение 10 мин, охлаждением пресс-формы в проточной воде при температуре воды равной 20±5°С в течение 5 мин, последующим извлечением композиционного материала и выдержкой в течение 24 часов при температуре воздуха 18±3°С.

Решение технической задачи позволяет получить материал с повышенной прочностью материала в 2 раза, долговечностью в 5 раз.

На Фиг. 1 представлена схема комплексного способа получения композиционных шпал путем переработки древесных и полимерных отходов.

Способ осуществляется согласно схемы комплексного способа получения композиционных шпал, путем переработки древесных и полимерных отходов, на установке, которая состоит из 1 - бункер для древесного наполнителя; 2 - узел подготовки древесного наполнителя; 3 -бункер для полимерного связующего; 4 - узел подготовки полимерного связующего; 5 - узел смешения компонентов; 6 - термическая часть узла формования композиционной смеси; 7 - механическая часть узла формования композиционной смеси; 8=гидравлическая часть узла охлаждения композиционной массы; 9 - конвективная часть узла охлаждения композиционной массы; 10 - узел расформования пресс-форм.

Для приведения полной картины сущности изобретения представлен пример получения образцов композиционных железнодорожных шпал. Состав и основные показатели материала, а именно плотность, предел прочности при сжатии, изгибе и растяжении, модуль упругости при сжатии, изгибе и растяжении, водопоглащении, силе выдергивания болтов-шпилек, ударной вязкости, истираемости, морозостойкости заявляемого материала и значений указанные в нормативных документах приведены в таблице 1.

Пример. Способ переработки древесных и термополимерных отходов с получением железнодорожных шпал осуществляют следующим образом. Берут 60 мас. % (90 кг.) Древесные отходы, измельченные до толщины 5±1 мм, ширины 22,5±12,5 мм, длины до 22,5±12,5 мм, транспортируются в бункер для древесного наполнителя 1, откуда посредством секторного дозатора подаются в узел подготовки древесного наполнителя 2. Берут полимерные отходы (полиэтилентерефталат (30 кг), полиэтилен низкого давления (15 кг), полиэтилен высокого давления (15 кг)), измельченные до условного диаметра 10 мм, транспортируют в бункер для полимерного связующего 3, откуда посредствам секторного дозатора подают в узел подготовки полимерного связующего 4. Компоненты, прошедшие стадию подготовки с помощью секторных дозаторов подают в узел смешения компонентов 5, где образуется композиционная смесь. Композиционная смесь, посредством открытия шлюзового затвора в узле смешения, подают в термическую часть узла формования композиционной смеси 6, где нагревают до 220±5°С, при транспортировании шнековым устройством и загружают в обогреваемую пресс-форму. Загруженную пресс-форму подают в механическую часть узла формования композиционной смеси 7, где прессуют композиционную массы до фиксирования крышки пресс-формы. Закрытую пресс-форму после технологической выдержки подают в гидравлическую часть узла охлаждения композиционной массы 8, где снижают температуру материала до 20±5°С.Остывшую закрытую пресс-форму подают в узел расформования пресс-форм 10, где осуществляют расфиксация затворов крышки пресс-формы и расформование пресс-формы. Извлеченный материал подают на технологическую выдержку на склад готовой продукции при атмосферных условиях. Полученный образец имеет геометрические размеры: 2750×220×180 мм и соответствует ГОСТ 78-2004.

Таким образом, заявляемый комплексный способ получения композиционных шпал путем переработки древесных и полимерных отходов, в сравнении с прототипом, позволяет получить материал с прочностью выше в 2 раза, долговечностью в 5 раза и с показателями, превышающими значения указанные в нормативных документах для железнодорожных шпал.

Комплексный способ получения композиционных шпал путем переработки древесных и полимерных отходов, включающий смешение наполнителя и связующего, формование композиционной смеси, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют древесные частицы толщиной 5±1 мм, шириной 22,5±12,5 мм, длиной до 22,5±12,5 мм, в качестве связующего используют вторичные полимеры - полиэтилентерефталат, полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, измельченные до условного диаметра 10 мм, подвергаемые обработке нагревом до 120°С, при соотношении всех компонентов смеси, мас.%:

древесные частицы 60
полиэтилентерефталат 20
полиэтилен низкого давления 10
полиэтилен высокого давления 10,

нагреванием полученной смеси до 220±5°С, формованием смеси в пресс-форме под давлением 1,2±0,6 МПа и температуре стенок пресс-формы 220±5°С, фиксированием формы запорами и выдержкой в течение 10 мин, охлаждением пресс-формы в проточной воде при температуре воды, равной 20±5°С в течение 5 мин, последующим извлечением композиционного материала и выдержкой в течение 24 часов при температуре воздуха 18±3°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полиамидной композиции, пригодной для получения изделий, обладающих повышенной химической стойкостью. Полиамидная композиция содержит: (а) по меньшей мере одну полиамидную смесь, образованную (i) по меньшей мере одним полиамидом 6,6, количество концевых аминогрупп (AEG) которого больше количества концевых карбоксильных групп (CEG), и (ii) по меньшей мере одним длинноцепочечным полиамидом, представляющим собой полиамид 6,10, (b) по меньшей мере один армирующий наполнитель, (с) по меньшей мере один термостабилизатор, (d) стеарат алюминия и необязательно (е) по меньшей мере одну добавку.

Изобретение относится к технологии получения высоконаполненных огнестойких древесно-полимерных композиционных (ДПК) материалов, используемых в строительстве, мебельной промышленности, машиностроении и других отраслях промышленности.

Настоящее изобретение относится к непрерывному способу получения однородных плит на линии, содержащей по меньшей мере два конвейера, находящихся на расстоянии друг от друга.

Изобретение относится к водной отверждаемой связующей композиции для связывания набора несвязанных или слабо связанных субстанций, содержащая (i) полифенольное макромолекулярное соединение, которое несет множество фенольных или полигидроксибензольных радикалов, таких как катехольные радикалы (дигидроксибензол), предпочтительно лигносульфонатные соли и конденсированные таннины и их смеси, и (ii) полиаминовое соединение с функциональной аминогруппой, причем отношение полифенольного макромолекулярного соединения к полиаминовому соединению с функциональной аминогруппой находится в интервале от 98:2 до 50:50, предпочтительно от 98:2 до 70:30 мас.

Изобретение относится к сырьевой смеси для получения теплоизоляционных композиционных строительных материалов и может быть использовано для получения изделий в виде плит и блоков для внутренней отделки помещений.

Изобретение относится к композиции для производства топлива. Композиция для производства топлива содержит 10-99 вес.% жидкости-носителя, включающей углеводородное масло, и лигнин; где по меньшей мере одна из гидроксильных групп лигнина замещена сложноэфирными группами жирной кислоты до степени замещения 20% или больше, или 100%, образующими эстерифицированный лигнин, и где указанный эстерифицированный лигнин растворен в указанной жидкости-носителе.

Изобретение относится к области создания биоразлагаемых полимерных композиционных материалов, имеющих долгосрочный энерго- и ресурсосберегающий эффект, используемых для изготовления пластмассовых изделий с регулируемыми сроками эксплуатации.

Изобретение относится к способ разделения фракции частиц лигноцеллюлозы и фракции частиц лигнина, в котором сырой лигнин образуется из исходного материала, включающего частицы лигноцеллюлозы и частицы лигнина, при этом способ включает добавление в сырой лигнин стабилизирующего химического реагента отдельно или в сочетании с гидрофобным химическим реагентом на по меньшей мере одной стадии, так что по меньшей мере стабилизирующий агент добавляют в сырой лигнин, причем указанный стабилизирующий агент представляет собой полисахарид или модифицированный полисахарид, и обработку сырого лигнина путем отделения фракции частиц лигнина и фракции частиц лигноцеллюлозы друг от друга на по меньшей мере одной стадии твердофазного разделения.

Изобретение относится к получению биоразлагаемых полимерных композиций, содержащих синтетические и природные полимеры, и может найти применение в производстве тары и упаковки, упаковочных и сельскохозяйственных пленок, других товаров потребительского назначения с коротким сроком использования, способных к биодеструкции под воздействием факторов окружающей среды.

Настоящее изобретение относится к волокнистому материалу и способу его уплотнения. Способ уплотнения волокнистого материала включает добавление к волокнистому материалу связующего с температурой стеклования менее 25°С для получения комбинации из волокнистого материала и связующего, прессование комбинации из волокнистого материала и связующего для получения уплотненного волокнистого материала, имеющего объемную плотность, которая, по меньшей мере, в примерно два раза больше объемной плотности волокнистого материала.

Изобретение относится к линейным конструкциям верхнего строения рельсовых путей. Способ переработки древесных и термополимерных отходов с получением железнодорожных шпал включает смешение наполнителя и связующего и формование композиционной смеси.

Изобретение относится к пеногасящей композиции, а также к цементной композиции, содержащей ее, способу снижения захвата воздуха в цементной композиции и цементированию подземной формации.

Изобретение относится к области создания полимерных связующих на основе полиэфирного олигомера с наполнителем в виде коротких волокон для полимерных композиционных материалов (ПКМ), получаемых из листового полуфабриката (SMC-препрега) методом прямого прессования, которые могут быть использованы для изготовления экономически эффективных деталей, элементов интерьера и корпусов транспорта.

Изобретение относится к композициям для формования строительных и отделочных материалов, таких как плитка, черепица, шифер, обеспечивающих снижение сил сцепления между льдом и поверхностью отделочного материала и защищающих от воздействия атмосферных факторов.

Изобретение относится к области получения гранулированных формовочных наполненных материалов на основе ненасыщенных полиэфиров, используемых для изделий электронно- и радиопромышленности, частности для микроизделий, а также электротехнической, автомобильной и других отраслей техники.

Изобретение относится к связующим для стеклопластиков, в частности однонаправленных профильных стеклопластиков электротехнического назначения. .

Изобретение относится к области полимерного материаловедения и может быть использовано в качестве конструкционного композитного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ).

Изобретение относится к линейным конструкциям верхнего строения рельсовых путей и применяется на магистральных железнодорожных линиях. Комплексный способ получения композиционных шпал путем переработки древесных и полимерных отходов включает смешение наполнителя и связующего и формование композиционной смеси. В качестве наполнителя используют древесные частицы. В качестве связующего используют вторичные полимеры - полиэтилентерефталат, полиэтилен низкого давления и полиэтилен высокого давления, измельченные до условного диаметра 10 мм, нагреваемые до 120°С, при соотношении всех компонентов смеси: древесные частицы 60 мас., полиэтилентерефталат 20 мас., полиэтилен низкого давления 10 мас., полиэтилен высокого давления 10 мас.. Полученную смесь нагревают до 220±5°С, формуют в пресс-форме под давлением 1,2±0,6 МПа и температуре стенок пресс-формы 220±5°С. Фиксируют форму запорами и выдерживают в течение 10 мин. Охлаждают пресс-форму в проточной воде при температуре воды, равной 20±5°С в течение 5 мин с последующим извлечением композиционного материала и выдержкой в течение 24 часов при температуре воздуха 18±3°С. Обеспечивается получение материала с повышенной прочностью и долговечностью. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Наверх