Способ получения теплоизоляционного материала на основе древесных и термопластичных отходов

Способ получения теплоизоляционного материала на основе древесных и термопластичных отходов

Реферат

Изобретение относится к технологии получения древесно-полимерных композиций и может быть использовано в промышленности строительных материалов, мебельной промышленности, машиностроении и при изготовлении теплоизоляционных изделий.

Известен способ получения древесно-полимерных композиций для изделий на основе поливинилхлорида, состоящей из подготовки исходной композиции путем смешения ее компонентов при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:

поливинилхлорид	40-60
древесная мука	60-40
комплексный стабилизатор	4-8
полиэтиленовый воск	0-0,3
металлосодержащая смазка	0-1

См. патент RU №2431648, МПК C08L 97/02 (2006.01), C08L 27/06 (2006.01), 2011.

Недостатками данного способа является получение теплоизоляционного материала с низкими теплофизическими показателями.

Известен способ получения древесно-полимерного композиционного материала, включающего в состав компоненты при следующем соотношении, масс.%:

фурфуролацетоновая смола	14-20
бензол сульфокислоты	3-5
андезитовая мука	47-57
сажа техническая	2,5-5,7
древесная щепа	16-20
стеклосечка или распущенный стекложгут	0,3-0,5
низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированный	2,0-6,0
малеиновая кислота	1-5
многоатомный спирт	0,3-1,5

См. патент RU №2405010, МПК C08L 97/02 (2006.01), C08L 9/06 (2006.01), C08K 13/02 (2006.01), 2010.

Недостатками данного способа являются сложность и длительность технологического процесса.

Известен способ получения древесно-полимерной композиции при следующем соотношении компонентов, масс.%:

дисперсный древесно-растительный наполнитель	70-90
термопластичное полимерное связующее	5-30
полиэлектролит	0,5-2,0
сшивающий агент	0,5-5,0
органическая перекись	0,5-2,0
целевые добавки	остальное

См. патент RU №2132347, МПК C08L 97/02, 1999.

К недостаткам композиции относятся низкие показатели по термостабильности и текучести расплава.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является древесно-наполненная пластмасса, состоящая из древесно-растительного наполнителя, термопластичного полимерного связующего, реагента ПАФ-13А, целевых добавок, и указанные компоненты выбраны при следующем их соотношении, масс.%:

древесно-растительный наполнитель	70-90
термопластичное полимерное связующее	8-25
реагент ПАФ-13А	0,5-1,0
целевые добавки	остальное

См. патент RU №2493184, МПК C08L 97/02 (2006.01), C08L 23/06 (2006.01), C08L 23/12 (2006.01), C08L 27/06 (2006.01), C08L 33/12 (2006.01), 2013.

Недостатком данного способа является получение теплоизоляционного материала с низкими теплофизическими свойствами.

Задачей изобретения является получение теплоизоляционного материала с пониженной теплопроводностью и с высокими прочностными характеристиками.

Техническая задача решается разработкой способа получения теплоизоляционного материала на основе древесного наполнителя, включающего смешение наполнителя, связующего и химической добавки, отличающегося тем, что в качестве наполнителя используют древесную технологическую щепу толщиной 4±2 мм, в качестве связующего используют термопластичные пластмассы, состоящие из полиэтилентерефталата (ПЭТ), полистирола (ПС), полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и полиэтилена высокого давления (ПЭВД) полимеров, в качестве химической добавки используют вспенивающий агент азодикарбонамид (ADC), предварительно смешанный со связующим, при этом смешение наполнителя и связующего с химической добавкой осуществляют при температуре 215±15°С при соотношении всех компонентов смеси, масс.%:

ПЭТ	11-13
ПС	2-14
ПЭНД	11-13
ПЭВД	10-13
азодикарбонамид	1-2
технологическая щепа	55-45

После смешения всех компонентов полученную смесь заливают в формы, формы закрывают крышкой, фиксируют запорами и выдерживают в течение 20-30 мин.

Решение технической задачи позволяет получить теплоизоляционный материал с пониженной теплопроводностью в 1,4 раза и с высокими прочностными характеристиками в 2,9 раза.

При реализации заявленного способа применяют следующие компоненты:

- в качестве связующего используют термопластичные пластмассы ПЭТ по ГОСТ Р 51695-2000, ПС по ТУ 2214-126-05766801-2003, ПЭНД по ГОСТ 16338-85 и ПЭВД по ГОСТ 16337-77;

- в качестве химической добавки используют азодикарбонамид (ADC) по ТУ 113-38-110-91;

- в качестве наполнителя используют древесные частицы - технологическую щепу по ГОСТ 15815-83.

На фиг.1 представлена схема способа получения теплоизоляционного материала на основе древесного наполнителя.

Способ осуществляется согласно схеме получения материала на установке, которая состоит из бункера 1, предназначенного для хранения технологической щепы, питателя 2, предназначенного для дозированной подачи древесных частиц, бункера 3, предназначенного для хранения ПЭТ, питателя 4, предназначенного для дозированной подачи ПЭТ, бункера 5, предназначенного для хранения ПС, питателя 6, предназначенного для дозированной подачи ПС, бункера 7, предназначенного для хранения ПЭНД, питателя 8, предназначенного для дозированной подачи ПЭНД, бункера 9, предназначенного для хранения ПЭВД, питателя 10, предназначенного для дозированной подачи ПЭВД, измельчителя 11, предназначенного для измельчения и хранения термопластичной пластмассы, бункера 12, предназначенного для хранения азодикарбонамида, питателя 13, предназначенного для дозированной подачи азодикарбонамида, смесителя 14, предназначенного для смешения компонентов при температуре 200-230°С, питателя 15, предназначенного для дозированной подачи смеси компонентов, формы 16, предназначенной для формования плитного материала.

Для приведения полной картины сущности изобретения представлены примеры получения образцов древесно-наполненных теплоизоляционных материалов. Состав, структура, основные показатели теплоизоляционного материала, а именно коэффициент теплопроводности, плотность и прочностные характеристики заявляемого материала и прототипа приведены в таблице 1.

Пример 1. Способ получения теплоизоляционного материала осуществляется следующим образом. Берут 45 масс.% (225 г) технологической щепы размерами 4±2 мм и подают из бункера 1 через питатель 2 в смеситель 14. Из бункера 3 через питатель 4 подают 11 масс.% (55 г) ПЭТ пластмассы. Из бункера 5 через питатель 6 подают 12 масс.% (60 г) ПС пластмассы. Из бункера 7 через питатель 8 подают 11 масс.% (55 г) ПЭНД пластмассы. Из бункера 9 через питатель 10 подают 10 масс.% (50 г) ПЭВД пластмассы. Все связующие из питателей 4, 6, 8, 10 попадают в измельчительный барабан 11. Из бункера 12 через питатель 13 подают 1 масс.% (5 г) пенообразователь азодикарбонамид. Связующие из измельчительного барабана 11 и химическую добавку из питателя 13 подают в смеситель 14. В смесителе 14 компоненты смешиваются друг с другом при температуре 200-230°С около 20 мин. Затем смесь через питатель 15 подают в форму 16, где выдерживают 20-30 мин.

Пример 2. Операция осуществляется аналогично примеру 1, при этом берут 50 масс.% (250 г) технологической щепы размерами 4±2 мм и подают из бункера 1 через питатель 2 в смеситель 14. Из бункера 3 через питатель 4 подают 12 масс.% (60 г) ПЭТ пластмассы. Из бункера 5 через питатель 6 подают 13 масс.% (65 г) ПС пластмассы. Из бункера 7 через питатель 8 подают 12 масс.% (60 г) ПЭНД пластмассы. Из бункера 9 через питатель 10 подают 11,5 масс.% (57,5 г) ПЭВД пластмассы. Все связующие из питателей 4, 6, 8, 10 попадают в измельчительный барабан 11. Из бункера 12 через питатель 13 подают 1,5 масс.% (7,5 г) пенообразователь азодикарбонамид. Связующие из измельчительного барабана 11 и химическую добавку из питателя 13 подают в смеситель 14. В смесителе 14 компоненты смешиваются друг с другом при температуре 200-230°С около 20 мин. Затем смесь через питатель 15 подают в форму 16, где выдерживают 20-30 мин.

Пример 3. Операция осуществляется аналогично примеру 1, при этом берут 55 масс.% (275 г) технологической щепы размерами 4±2 мм и подают из бункера 1 через питатель 2 в бункер 15. Из бункера 3 через питатель 4 подают 13 масс.% (65 г) ПЭТ пластмассы. Из бункера 5 через питатель 6 подают 14 масс.% (70 г) ПС пластмассы. Из бункера 7 через питатель 8 подают 13 масс.% (65 г) ПЭНД пластмассы. Из бункера 9 через питатель 10 подают 13 масс.% (65 г) ПЭВД пластмассы. Все связующие из питателей 4, 6, 8, 10 попадают в измельчительный барабан 11. Из бункера 12 через питатель 13 подают 2 масс.% (10 г) пенообразователь азодикарбонамид. Связующие из измельчительного барабана 11 и химическую добавку из питателя 13 подают в смеситель 14. В этом смесителе 14 компоненты смешиваются друг с другом при температуре 200-230°С около 20 мин. Затем смесь через питатель 16 подают в форму 16, где выдерживают 20-30 мин.

Полученный древесно-наполненный теплоизоляционный материал удовлетворяет требованиям ГОСТ 16381-77 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования»: обладает теплопроводностью не более 0,165 Вт/(м*°С), имеет плотность не более 500 кг/м³.

Таблица 1
№ Примера		Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводно-сти, Вт/(м*°С)	Предел прочности на изгиб, МПа
Состав, г/масс.%	прототип	образец	прототип	образец	прототип	образец
	Компоненты
	теплоизоляционного
	материала
	технологическая щепа	225/45		371		0,117		0,9
1	ПЭТ	55/11
	ПС	60/12
	ПЭНД	55/11
	ПЭВД	50/10
	азодикарбонамид	5/1
	Компоненты
	теплоизоляционного
	материала
	технологическая щепа	250/50	435	369,5	0,15	0,1	0,31	0,85
2	ПЭТ	60/12
	ПС	65/13
	ПЭНД	60/12
	ПЭВД	57,5/11,5
	азодикарбонамид	7,5/1,5
	Компоненты
	теплоизоляционного
	материала
	технологическая щепа	275/55		367		0,11		0,8
3	ПЭТ	65/13
	ПС	70/14
	ПЭНД	65/13
	ПЭВД	65/13
	азодикарбонамид	10/2

Способ получения теплоизоляционного материала на основе древесных и термопластичных отходов, включающий смешение наполнителя, связующего и химической добавки, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют древесную технологическую щепу толщиной 4±2 мм, в качестве связующего используют термопластичные пластмассы, состоящие из полиэтилентерефталата (ПЭТ), полистирола (ПС), полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и полиэтилена высокого давления (ПЭВД) полимеров, в качестве химической добавки используют вспенивающий агент азодикарбонамид (ADC), предварительно смешанный со связующим, при этом смешение наполнителя и связующего с химической добавкой осуществляют при температуре 215±15°C, при соотношении всех компонентов смеси, масс.%:

ПЭТ	11-13
ПС	12-14
ПЭНД	11-13
ПЭВД	10-13
азодикарбонамид	1-2
технологическая щепа	55-45

после смешения всех компонентов полученную смесь заливают в формы, формы закрывают крышкой, фиксируют запорами и выдерживают в течение 20-30 мин.