PL206725B1 - Sposób wytwarzania płyt dźwiękochłonnych do paneli ekranów tłumiących hałas - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania płyt dźwiękochłonnych do paneli ekranów tłumiących hałas przy autostradach, drogach szybkiego ruchu, mostach, traktach kolejowych, ulicach o duż ym natężeniu ruchu.

W literaturze opisane są różne konstrukcje ekranów tłumiących, w których wykorzystano jako wypełnienie tworzywa sztuczne.

W opisach patentowych RU 2 196 679, EP 0 527 115, DE 19 722 235 przedstawiono modułowe ekrany wypełnione zmielonymi sztywnymi piankami poliuretanowymi.

W opisie patentowym DE 4 135 149 ekrany stanowią płyty betonowe wypełnione warstwą porowatych elastomerów.

W opisie patentowym US 4 193 474 przedstawiono modułowe ekrany, w których płyty dźwiękochłonne wykonane są z włókniny, a lepiszczem są tworzywa termoplastyczne.

Według zgłoszenia patentowego GB 2 382 816 płyty paneli do ekranów akustycznych otrzymuje się z chemoutwardzalnych żywic typu epoksydowych, akrylowych lub poliuretanowych wypełnionych piaskiem, pyłem granitowym lub krzemieniem.

W opisie patentowym PL 178 248 przedstawiono matę dźwiękochłonną zawierającą warstwę złożoną z mieszaniny 65-75% sproszkowanej gumy i 25-35% tworzyw sztucznych sklejonych klejem lateksowym.

Zgodnie z polskim zgłoszeniem patentowym P. 356 151 ekran panelowy zawiera płyty dźwiękochłonne, w których materiałem tłumiącym hałas są wieloskładnikowe włókna polimeryczne, przy czym każde z włókien polimerycznych ma warstwę osłonkową otaczającą rdzeń wewnętrzny. Warstwę osłonkową stanowi polimer o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia polimeru stanowiącego rdzeń wewnętrzny. Sposób otrzymywania polega na sprasowaniu płyty, w której środkiem wiążącym jest tworzywo otaczające włókno syntetyczne.

W publikacji Margryta J.: Elastomery 2001, 5, 1,2, 7-12 opisano modułowe ekrany z warstwy żelbetonowej z przymocowanymi panelami zawierającymi granulat gumowy spojony pierwotną żywicą poliuretanową. Użycie tworzyw pierwotnych do zastosowań, w których z tym samym efektem można wykorzystać surowce odpadowe, jest nieekonomiczne.

W sposobie według wynalazku wytwarzania paneli do ekranów tłumiących wykorzystuje się surowce odpadowe poprodukcyjne i poużytkowe:

- granulat wulkanizatu gumowego, zwłaszcza z opon samochodowych,

- wł ókna, zwł aszcza z rozdrobnionych odpadów poprodukcyjnych lub poużytkowych, np. dywanów,

- mię kkie pianki poliuretanowe, zwł aszcza z tapicerki samochodowej lub spodów obuwniczych,

- aglomerat z folii poliolefinowej, zwł aszcza z polietylenu mał ej gę stoś ci.

Istotą sposobu według wynalazku wytwarzania płyt dźwiękochłonnych jest zastosowanie produktu degradacji odpadów miękkich pianek poliuretanowych lub aglomeratu odpadów folii poliolefinowej jako lepiszcza materiału dźwiękochłonnego, którym jest granulat gumowy lub włókna naturalne, lub syntetyczne, lub ich mieszaniny.

Sposób według wynalazku wytwarzania płyt dźwiękochłonnych do paneli ekranów tłumiących hałas przez sprasowanie granulatu odpadów gumowych lub odpadów włókien, zmieszanych z lepiszczem, polega na tym, że granulat odpadów gumowych lub odpady włókien lub ich dowolną mieszaninę, użyte w ilości od 50 do 90% wagowych, miesza się z lepiszczem, który stanowi produkt degradacji pianek poliuretanowych lub aglomerat z odpadów folii poliolefinowej, użyte w ilości od 10 do 50% wagowych, miesza się do uzyskania homogenicznej mieszaniny, ewentualnie wprowadza się środek sieciujący, po czym uzyskaną mieszankę poddaje się prasowaniu w formie, w temperaturze od 150°C do 200°C, pod ciśnieniem 25-30 MPa.

W sposobie według wynalazku jako granulat odpadów gumowych korzystnie stosuje się granulat otrzymany z odpadów opon samochodowych, także opon z kordem.

Korzystnie stosuje się granulat odpadów gumowych rozdrobniony na ziarno < 5 mm.

Jako odpady włókien mogą być użyte włókna otrzymane z rozwłóknienia odpadów poprodukcyjnych lub poużytkowych dywanów.

Jako lepiszcze korzystnie stosuje się produkt kontrolowanej degradacji pianek poliuretanowych prowadzonej w zagęszczarce obrotowej do uzyskania aglomeratu o gęstości od 0,5 do 0,7 g/cm³, następnie wytłaczanego na granulat.

PL 206 725 B1

Jako lepiszcze korzystnie stosuje aglomerat odpadów folii z polietylenu małej gęstości.

Korzystnie, jako środek sieciujący stosuje się prepolimer diizocyjanianowy zawierający wolne grupy izocyjanianowe, zwłaszcza poliaddukt toluilenodiizocyjanianu z glikolem etylenowym.

W sposobie wedł ug wynalazku granulat odpadów gumowych lub odpady wł ókien lub ich mieszaninę oraz produkt degradacji pianek poliuretanowych korzystnie można mieszać przy użyciu walcarki lub wytłaczarki, w temperaturze od 120 do 160°C. Można też składniki mieszać na zimno przy użyciu mieszalników stożkowych, zetowych lub łapowych.

Dywany, przed ich zastosowaniem w sposobie według wynalazku, poddaje się rozwłóknieniu. Mogą być stosowane dywany z wszelkich tworzyw, zarówno syntetycznych jak i naturalnych, także z podłożem lateksowym. Podłoże lateksowe w procesie rozwłókniania ulega rozdrobnieniu i takż e służy jako materiał tłumiący hałas. Mogą być stosowane zarówno poprodukcyjne, jak i poużytkowe odpady dywanów.

Grubość płyt do paneli może się wahać od 40 do 150 mm, w zależności od rodzaju terenu ochranianego przed hałasem i natężenia ruchu drogowego na drodze, moście, trakcie kolejowym, itp., przy których montowane będą ekrany akustyczne.

Płyty mogą być jedno- lub dwuwarstwowe. Jedna warstwa może zawierać odpad gumowy, a druga - włókna z odpadów dywanowych lub mieszankę odpadu gumowego i odpadów włókien. W obu warstwach czynnikiem spajają cym moż e być odpadowy poliuretan, z ewentualnym dodatkiem diizocyjanu jako czynnika sieciującego lub aglomerat z odpadów folii poliolefinowej.

Czas prasowania wypełnienia tłumiącego (płyty) jest uzależniony od grubości panelu i wynosi 1-2 min/mm grubości płyty.

Uzyskane w sposobie według wynalazku panele charakteryzują się współczynnikiem izolacyjności akustycznej 26-52 dB i pochłanianiem dźwięku 0,8-0,9.

Sposób według wynalazku wytwarzania płyt dźwiękoszczelnych do paneli ekranów tłumiących hałas przedstawiono w przykładach.

P r z y k ł a d I

Składniki:

Rozdrobnione odpady gumowe 60,0 cz. mas.

Produkt degradacji pianek poliuretanowych - PUR rec. 10,0 cz. mas.

Prepolimer izocyjanianowi 2,0 cz. mas.

Stearamid (środek ślizgowy) 0,8 cz. mas.

Stabilizator UV 0,5 cz. mas.

Sposób wykonania

Recyklat granulatu poliuretanowego (PUR rec.) otrzymano z odpadów miękkich pianek poliuretanowych tapicerskich poddanych wstępnej aglomeracji w zagęszczarce obrotowej do uzyskania aglomeratu o gęstości od 0,5-0,7 g/cm³. Pod koniec zagęszczania do bębna wstrzykiwano około 10% objętościowych wody dla ochłodzenia polimeru i nasycenia go wilgocią, co ułatwia proces degradacji poliuretanów podczas wytłaczania. Następnie aglomerat granulowano przy użyciu wytłaczarki dwuślimakowej w temperaturze od 160 do 180°C. Otrzymany granulat mieszano z rozdrobnionymi odpadami gumowymi w walcarce w temperaturze 150°C do uzyskania homogenicznej mieszaniny. Po schłodzeniu mieszaniny do około 50°C zmieszano ją ze środkiem sieciującym prepolimerem izocyjanianowym, który stanowi poliaddukt toluilenodiizocyjanianu (TDI) z glikolem etylenowym zakończonym grupami izocyjanianowymi o zawartości od 6 do 8% masowych tych grup (0,18-0,14 moli/100 g).

Uzyskaną mieszankę umieszcza się w gnieździe formy na panele ekranów i poddaje prasowaniu pod ciśnieniem 25 MPa, w temperaturze 150°C. Płytę o grubości 40 mm otrzymano przez prasowanie w czasie 15 minut. Po zakończeniu prasowania płyty wyjęto z formy, poddano schłodzeniu i sezonowaniu w pozycji poziomej przez 24 godziny. Płyty zamontowano w panele ekranów akustycznych.

Uzyskane panele charakteryzują się współczynnikiem izolacyjności akustycznej: 26-45 dB i pochłanianiem dźwięku 0,8.

P r z y k ł a d II

Składniki:

Rozdrobnione odpady dywanowe 70,0 cz. mas.

PUR rec. 20,0 cz. mas.

Prepolimer izocyjanianowi 2,0 cz. mas.

Stearynian wapnia (środek ślizgowy) 0,8 cz. mas.

Stabilizator UV 0,6 cz. mas.

PL 206 725 B1

Sposób wykonania

Recyklat granulatu poliuretanowego (PUR rec.) otrzymany jak w przykładzie I miesza się ze środkiem sieciującym. W formie umieszcza się rozwłóknione i rozdrobnione odpady dywanów przekładając je otrzymaną mieszanką recyklatu granulatu poliuretanowego z prepolimerem izocyjanianowym i poddaje prasowaniu pod ciśnieniem 28 MPa, w temperaturze 160°C. Płytę o grubości 40 mm otrzymano przez prasowanie w czasie 15 minut. Po zakończeniu prasowania płyty wyjęto z formy, poddano schłodzeniu i sezonowaniu w pozycji poziomej przez 24 godziny. Płyty zamontowano w panele ekranów akustycznych. Uzyskane panele charakteryzują się współczynnikiem izolacyjności akustycznej 26-45 dB i pochłanianiem dźwięku 0,8.

P r z y k ł a d III

Płytę dźwiękochłonną uformowano w postaci przekładkowej w warstwach: gumowo-poliuretanowa, włóknisto-poliuretanowa, gumowo-poliuretanowa. Stosunek grubości poszczególnych warstw wynosił 1:2:1. Płytę tłumiącą sprasowano w warunkach określonych w przykładach I i II. Umieszczenie warstwy włóknisto-poliuretanowej pomiędzy warstwami gumowo-poliuretanowymi korzystnie wpływa na głuszące właściwości płyty. Uzyskane panele charakteryzuje współczynnik izolacyjności akustycznej: 30-52 dB i pochłanianiem dźwięku 0,9.

P r z y k ł a d IV

Do otrzymania płyty dźwiękochłonnej zastosowano mieszankę odpadów gumy i odpadów włókien w stosunku 1:1. Płytę sprasowano w warunkach określonych w przykładach I i II. Zastosowanie mieszanki materiałów dźwiękochłonnych korzystnie wpływa na głuszące właściwości płyty. Uzyskane panele charakteryzuje współczynnik izolacyjności akustycznej 30-52 dB i pocłiłanianiem dźwięku 0,9.

P r z y k ł a d V

Do otrzymania płyty dźwiękochłonnej zastosowano mieszankę odpadów gumy i odpadów włókien w stosunku 1:1. Płytę sprasowano w warunkach określonych w przykładach I i II. Jako lepiszcze zastosowano aglomerat z folii z polietylenu małej gęstości. Zastosowanie mieszanki materiałów korzystnie wpływa na głuszące właściwości płyty. Zastosowanie aglomeratu z folii polietylenowej nie pogarsza właściwości głuszących płyty. Uzyskane panele charakteryzuje współczynnik izolacyjności akustycznej 30-52 dB i pochłanianiem dźwięku 0,9.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania płyt dźwiękochłonnych do paneli ekranów tłumiących hałas przez sprasowanie granulatu odpadów gumowych lub odpadów włókien zmieszanych z lepiszczem, znamienny tym, że granulat odpadów gumowych lub odpady włókien, lub ich dowolną mieszaninę, użyte w ilości od 50 do 90% wagowych, miesza się z lepiszczem, który stanowi produkt degradacji pianek poliuretanowych lub aglomerat z odpadów folii poliolefinowej, użyte w ilości od 10 do 50% wagowych, miesza się do uzyskania homogenicznej mieszaniny, ewentualnie wprowadza się środek sieciujący, po czym uzyskaną mieszankę poddaje się prasowaniu w formie, w temperaturze od 150°C do 200°C, pod ciśnieniem 25-30 MPa.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako granulat odpadów gumowych stosuje się granulat otrzymany z odpadów opon samochodowych, także opon z kordem.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się granulat odpadów gumowych rozdrobniony na ziarno < 5 mm.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się włókna otrzymane z rozwłóknienia odpadów poprodukcyjnych lub poużytkowych dywanów.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się produkt kontrolowanej degradacji pianek poliuretanowych prowadzonej w zagęszczarce obrotowej do uzyskania aglomeratu o gęstości od 0,5 do 0,7 g/cm³, następnie wytłaczanego na granulat.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje aglomerat odpadów folii z polietylenu małej gęstości.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek sieciujący stosuje się prepolimer diizocyjanianowy zawierający wolne grupy izocyjanianowe.
8. 8. Sposób według zastrz. 1 albo 7, znamienny tym, że jako środek sieciujący stosuje się poliaddukt toluilenodiizocyjanianu z glikolem etylenowym.