RU2049662C1 - Wood-polymeric composition - Google Patents
Wood-polymeric composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049662C1 RU2049662C1 SU5049064/05A SU5049064A RU2049662C1 RU 2049662 C1 RU2049662 C1 RU 2049662C1 SU 5049064/05 A SU5049064/05 A SU 5049064/05A SU 5049064 A SU5049064 A SU 5049064A RU 2049662 C1 RU2049662 C1 RU 2049662C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particles
- wood
- polymer composition
- polymer
- composition
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к составам полимерных композиций, преимущественно к древесно-полимерным, применяемым в строительной индустрии для гражданского и промышленного строительства в качестве конструкционных (элементы конструкций кровли, стеновых панелей, подоконников) и отделочных материалов (элементы мебели, в том числе встроенной в жилое помещение, стеллажи) и т.п. The invention relates to compositions of polymer compositions, mainly wood-polymer, used in the construction industry for civil and industrial construction as structural (structural elements of roofs, wall panels, window sills) and decoration materials (furniture elements, including those built into the living room, shelving), etc.
Известны полимерные композиции, содержащие древесные частицы и различного типа термореактивные смолы (феноло-, карбамидно-, мочевино-формальдегидные) в качестве связующего. Polymer compositions are known containing wood particles and various types of thermosetting resins (phenolic, urea, urea-formaldehyde) as a binder.
Однако для этих композиций характерны недостатки: выделение в процессе получения и эксплуатации вредных химических веществ (формальдегид, фенол); чувствительность к атмосферным воздействиям, в основном, к влаге и, как следствие, разбухание и порча изделий. However, these compositions are characterized by shortcomings: the allocation of harmful chemicals (formaldehyde, phenol) during the production and operation; sensitivity to atmospheric influences, mainly to moisture and, as a result, swelling and spoilage of products.
Использование в составах полимерных композиций термопластичных полимеров (полиэтилен, полипропилен, полистирол) имеет ряд преимуществ перед традиционными. Среди них можно выделить: большую экологическую чистоту процесса получения материала (в процессе горячего формования нет газовых выделений фенола, формальдегида); при эксплуатации готовых изделий также нет вредных выделений указанных химических веществ; возможность использования в качестве основного сырья отходов химических и деревообрабатывающих производств, а также вторичных отходов. The use of thermoplastic polymers (polyethylene, polypropylene, polystyrene) in the compositions of polymer compositions has several advantages over traditional ones. Among them are: the high environmental purity of the process of obtaining the material (in the process of hot molding there are no gas emissions of phenol, formaldehyde); during the operation of finished products there are also no harmful emissions of these chemicals; the possibility of using wastes of chemical and woodworking industries, as well as secondary wastes, as the main raw material.
Диапазон практического применения полимерных композиций на основе термопластических связующих и частиц древесины может быть существенно расширен при условии повышения уровня физико-механических свойств и уменьшения влияния влаги при уменьшении себестоимости за счет снижения доли относительно дорогостоящей полимерной составляющей. The range of practical applications of polymer compositions based on thermoplastic binders and wood particles can be significantly expanded provided that the level of physicomechanical properties is increased and the influence of moisture is reduced while the cost is reduced due to a decrease in the proportion of a relatively expensive polymer component.
Известна полимерная композиция, содержащая 50-70 мас. древесных частиц, измельченные отходы полистирола 15-40 мас. и фенолформальдегидную смолу 10-15 мас. Получаемые на основе данной композиции материалы характеризуются относительно низкими прочностными свойствами (на уровне 16 МПа), разбухание изделий по толщине за 24 ч нахождения в воде составляет более 20% Высокое содержание полимерной составляющей (30-50 мас.) определяет относительно высокую себестоимость композиции. Наличие в составе полимерной композиции фенолформальдегидной смолы относит ее в ряд экологически грязных за счет выделения в процессе изготовления и эксплуатации изделий фенола и формальдегида. Known polymer composition containing 50-70 wt. wood particles, crushed polystyrene waste 15-40 wt. and phenol-formaldehyde resin 10-15 wt. The materials obtained on the basis of this composition are characterized by relatively low strength properties (at the level of 16 MPa), the swelling of the products in thickness over 24 hours in water is more than 20%. The high polymer content (30-50 wt.) Determines the relatively high cost of the composition. The presence of phenol-formaldehyde resin in the composition of the polymer composition classifies it as environmentally dirty due to the release of phenol and formaldehyde during the manufacture and operation of the product.
Известна полимерная композиция, содержащая 60 мас. термопластичного полимера, в качестве которого используют отходы производства полиэтилена, полипропилена, вторичного полипропилена и древесные частицы остальное. Known polymer composition containing 60 wt. thermoplastic polymer, which uses waste from the production of polyethylene, polypropylene, secondary polypropylene and wood particles else.
Эта композиция хотя и решает в некоторой степени вопросы экологии (отсутствие фенола, формальдегида) и утилизации отходов химических производств, но обладает сравнительно низким уровнем прочностных свойств (на уровне 16 МПа). Ввиду отсутствия в композиции гидрофобизирующих добавок разбухание изделий по толщине за 24 ч нахождения в воде составляет до 20% Большое массовое содержание (60% ) полимерной составляющей определяет относительно высокую себестоимость изделий из данной полимерной композиции. Although this composition to some extent solves environmental issues (the absence of phenol, formaldehyde) and waste disposal of chemical industries, it has a relatively low level of strength properties (at the level of 16 MPa). Due to the absence of water-repellent additives in the composition, the swelling of the products in thickness over 24 hours in water is up to 20%. The large mass content (60%) of the polymer component determines the relatively high cost of products from this polymer composition.
Наиболее близкой к предлагаемой является древесно-полимерная композиция, содержащая древесные частицы (40-90 мас.), полиолефин или их смесь (10-60 мас.) и минеральный наполнитель (частицы минерала). Closest to the proposed is a wood-polymer composition containing wood particles (40-90 wt.), A polyolefin or a mixture thereof (10-60 wt.) And a mineral filler (particles of a mineral).
Задачей изобретения является получение материалов с повышенными прочностными характеристиками, что позволит использовать их в строительной индустрии для получения изделий небольшой толщины, что снизит их стоимость. The objective of the invention is to obtain materials with increased strength characteristics, which will allow them to be used in the construction industry to obtain products of small thickness, which will reduce their cost.
Кроме того, использование изобретения позволит уменьшить слеживаемость композиции при хранении в бункерах и снимет необходимость ее повторного диспергирования. In addition, the use of the invention will reduce the caking of the composition when stored in silos and will eliminate the need for its repeated dispersion.
Эта задача решается за счет того, что древесно-полимерная композиция, включающая древесные частицы, по крайней мере, один полиолефин и неорганическую добавку, в качестве древесных частиц содержит частицы с размером 0,16-5,0 мм, в качестве полиолефина частицы с размером не более 0,63 мм, а в качестве минеральной добавки диоксид кремния с удельной поверхностью 180 м2/г, при следующем соотношении компонентов, мас. полиолефины 10-18; диоксид кремния 0,1-0,24; древесные частицы остальное.This problem is solved due to the fact that the wood-polymer composition comprising wood particles, at least one polyolefin and an inorganic additive, contains particles with a size of 0.16-5.0 mm as wood particles, particles with a size of polyolefin not more than 0.63 mm, and as a mineral additive, silicon dioxide with a specific surface area of 180 m 2 / g, in the following ratio of components, wt. polyolefins 10-18; silica 0.1-0.24; wood particles rest.
Введение в состав полимерной композиции диоксида кремния большой удельной поверхности 180 м2/г оказывает загущающее воздействие на термопластичный полимер и, как следствие, приводит к увеличению вязкостной составляющей прочности связующего и наполненной композиции на его основе. Наличие силанольных групп на поверхности диоксида кремния (SiOH) определяет возможность ее химической модификации смолами, содержащимися в частицах хвойных пород, что может способствовать гидрофобизации их поверхности за счет образования органических функциональных групп. Это обстоятельство приводит к повышению водостойкости полимерной композиции после ее тепловой обработки (150-200о С) при формовании изделий. Концентрация диоксида кремния 0,1-0,2 мас. на рецептуру всей полимерной композиции и выбранная его поверхность 180 м2/г являются оптимальными с точки зрения влияния на увеличение прочности и повышения водостойкости. При меньших концентрациях влияние несущественно, а при больших приводит к повышению вязкости термопластичного полимера и увеличению энергозатрат при формовании. Кроме того, диоксид кремния предотвращает слипание частиц полимера и наполнителя в процессе их диспергирования и хранения в бункерах до формирования.The introduction of a large specific surface area of 180 m 2 / g into the polymer composition of silicon dioxide has a thickening effect on the thermoplastic polymer and, as a result, leads to an increase in the viscosity component of the strength of the binder and the filled composition based on it. The presence of silanol groups on the surface of silicon dioxide (SiOH) determines the possibility of its chemical modification with resins contained in coniferous particles, which can contribute to the hydrophobization of their surface due to the formation of organic functional groups. This leads to an increase in the water resistance of the polymer composition after the thermal treatment (150-200 ° C) in molding articles. The concentration of silicon dioxide is 0.1-0.2 wt. on the formulation of the entire polymer composition and its selected surface 180 m 2 / g are optimal from the point of view of influence on the increase in strength and increase water resistance. At lower concentrations, the effect is negligible, and at high concentrations it increases the viscosity of the thermoplastic polymer and increases energy consumption during molding. In addition, silicon dioxide prevents the particles of polymer and filler from sticking together during their dispersion and storage in silos until formed.
Сбалансированное применение наполнителя частиц хвойных пород размером 5-0,16 мм и термопластичного полимера с размерами частиц 0,63 мм и менее приводит к снижению порового пространства между частицами наполнителей и, как следствие, увеличению прослоев связующего между ними. Это обстоятельство приводит к увеличению подвижности смеси на стадии формования и уменьшению напряжений после ее завершения, а в итоге имеет увеличение прочности и водостойкости (за счет уменьшения количества открытых капилляров для проникновения воды) полимерной композиции. The balanced use of a filler of softwood particles with a size of 5-0.16 mm and a thermoplastic polymer with a particle size of 0.63 mm or less leads to a decrease in the pore space between the filler particles and, as a consequence, to an increase in the interlayers of the binder between them. This circumstance leads to an increase in the mobility of the mixture at the molding stage and to a decrease in stresses after its completion, and as a result has an increase in strength and water resistance (due to a decrease in the number of open capillaries for water penetration) of the polymer composition.
Приготовление полимерной композиции проводят следующим образом. The preparation of the polymer composition is as follows.
В смеситель, преимущественно лопастной, загружают дозировано древесный наполнитель из частиц хвойных пород (ель, сосна) размером 5,0-0,16 мм и затем при перемешивании добавляют диоксид кремния и порциями в 2-3 приема измельченные частицы термопластичного полимера или их смесь размером 0,63 мм и менее. Если частиц древесного наполнителя и частиц термопластичного полимера нет, то их готовят путем дробления в дробилках с последующим отсевом на калиброванных ситах. Перемешивание ведут до получения однородной смеси. Из готовой полимерной композиции получают различные материалы, изделия. A wood filler of softwood particles (spruce, pine) of 5.0-0.16 mm in size is loaded into a mixer, mainly a lobed one, and then, with stirring, silicon dioxide is added and crushed particles of a thermoplastic polymer or a mixture of size 0.63 mm or less. If there are no particles of wood filler and particles of a thermoplastic polymer, then they are prepared by crushing in crushers, followed by screening on calibrated sieves. Mixing is carried out until a homogeneous mixture is obtained. From the finished polymer composition receive various materials, products.
Получение материала, изделия из приготовленной полимерной композиции. Obtaining material, products from the prepared polymer composition.
Для получения конкретного вида изделий (например, плит) приготовленную полимерную композицию дозируют в пресс-форму, соответствующую данному виду изделий. Пресс-форму предварительно покрывают разделительным слоем антиадгезива по поверхности, с которой будет контакт древесно-полимерной композиции. Эта операция способствует лучшему извлечению изделия после горячей формовки и охлаждения изделия. Затем полимерную композицию нагревают вместе с пресс-формой до 150-200о С. Осуществляют горячее прессование при давлении 2,5-2,5 МПа, выдерживают изделие под давлением 10-20 мин. После этого пресс-форму с полимерной композицией охлаждают до 60-80о С и производят распрессовку.To obtain a specific type of product (for example, slabs), the prepared polymer composition is dosed into a mold corresponding to this type of product. The mold is pre-coated with a release layer of release agent on the surface with which the wood-polymer composition will come into contact. This operation contributes to better product recovery after hot forming and product cooling. Then the polymer composition is heated together with the mold to 150-200 about C. Hot pressing is carried out at a pressure of 2.5-2.5 MPa, the product is kept under pressure for 10-20 minutes. Thereafter, the mold with the polymer composition is cooled to 60-80 ° C and produce the breakup.
Пример получения полимерной композиции конкретного состава. An example of obtaining a polymer composition of a specific composition.
В лопастной смеситель с зетообразными лопастями дозированно загружают при комнатной температуре древесный наполнитель, частицы хвойных пород (ель) воздушной сухости размерами 5-0,16 мм в количестве 899 г и затем при перемешивании добавляют 1 г диоксида кремния с удельной поверхностью 180 м2/г (удельная поверхность определена по методу БЭТ). Производят смещение в течение 5 мин. Затем порциями в три приема при перемешивании вводят термопластичный полимер, представляющий собой, например, измельченные частицы полиэтиленовой пленки, бывшей в употреблении, размерами 0,63 мм и менее. Перемешивают в течение 20 мин до получения гомогенной полимерной композиции.In a paddle mixer with zeta blades, wood filler is dosed at room temperature, airborne softwood particles (spruce) with dimensions of 5-0.16 mm in an amount of 899 g and then 1 g of silicon dioxide with a specific surface of 180 m 2 / g is added with stirring (specific surface area determined by the BET method). Make a shift for 5 minutes. Then, in portions, in three doses, a thermoplastic polymer is introduced with stirring, which is, for example, crushed particles of a used plastic film with dimensions of 0.63 mm or less. Stirred for 20 minutes to obtain a homogeneous polymer composition.
Для получения из приготовленной полимерной композиции изделия, например, в виде плитки размерами 150х150х20 мм, ее дозируют в металлическую пресс-форму, которую предварительно покрывают антиадгезионным тефлоновым покрытием. Затем полимерную композицию нагревают вместе с пресс-формой до температуры 150о С. Осуществляют горячее прессование при давлении 2,5 МПа, выдерживают под данным давлением 10 мин. После этого пресс-форму с полимерной композицией охлаждают до 60о С и производят распрессовку. Извлеченное изделие анализируют на испытательной машине на прочностные характеристики. Для рассмотренного примера 4 таблицы они составляют: прочность при сжатии 34,7 МПа, прочность при сгибе 21,4 МПа. Для анализа на разбухание образец помещают на 24 ч в воду и после выдержки измеряют изменение геометрических размеров. Разбухание образца по отношению к исходным размерам выражают в процентах. Для данного примера разбухание составило 8%
Описанный пример приготовления полимерной композиции дан из расчета на один килограмм смеси пример 4 в таблице. Примеры, иллюстрирующие различные составы полимерной композиции и ее свойства, приведены в таблице. Технология приготовления полимерных композиций при использовании различных типов термопластичного связующего (полиэтилен, полипропилен, их смесь, полистирол) не меняется.To obtain an article from a prepared polymer composition, for example, in the form of a tile measuring 150x150x20 mm, it is dosed into a metal mold, which is preliminarily coated with a Teflon release coating. Then the polymer composition is heated together with the mold to a temperature of 150 about C. Hot pressing is carried out at a pressure of 2.5 MPa, kept at this pressure for 10 minutes. Thereafter, the mold with the polymer composition is cooled to 60 ° C and produce the breakup. The extracted product is analyzed on a testing machine for strength characteristics. For the considered example 4 of the table, they are: compressive strength 34.7 MPa, bending strength 21.4 MPa. For swelling analysis, the sample is placed for 24 hours in water, and after exposure, the change in geometric dimensions is measured. The swelling of the sample in relation to the original size is expressed as a percentage. For this example, the swelling was 8%
The described example of the preparation of the polymer composition is given based on one kilogram of the mixture of example 4 in the table. Examples illustrating the various compositions of the polymer composition and its properties are shown in the table. The technology for preparing polymer compositions using various types of thermoplastic binder (polyethylene, polypropylene, their mixture, polystyrene) does not change.
Во всех примерах использован аморфный синтетический диоксид кремния марок А-175, А-300, А-380 по ГОСТ 14922-77. In all examples, amorphous synthetic silicon dioxide of grades A-175, A-300, A-380 according to GOST 14922-77 was used.
Claims (1)
Диоксид кремния 0,1 0,24
Древесные частицы ОстальноеPolyolefin 10.0 18.0
Silica 0.1 0.24
Wood particles Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049064/05A RU2049662C1 (en) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Wood-polymeric composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049064/05A RU2049662C1 (en) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Wood-polymeric composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2049662C1 true RU2049662C1 (en) | 1995-12-10 |
Family
ID=21607679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5049064/05A RU2049662C1 (en) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Wood-polymeric composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2049662C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450852C2 (en) * | 2005-10-07 | 2012-05-20 | Юниборд Канада Инк | Method of reducing content of formaldehyde in gas |
| RU2506283C2 (en) * | 2011-07-19 | 2014-02-10 | Марат Мухамадеевич Галеев | Method of producing polymer composition |
| RU2580699C1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Polymer composition |
| RU2655989C2 (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования " Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева" | Composition for molding composition |
-
1992
- 1992-07-22 RU SU5049064/05A patent/RU2049662C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1562145, кл. C 08L 97/02, опублик. 1990. * |
| Авторское свидетельство СССР N 844375, кл. C 08L 97/02, опублик. 1981. * |
| Заявка Франции N 2520292, кл. B 29J 5/04, опублик. 1983. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450852C2 (en) * | 2005-10-07 | 2012-05-20 | Юниборд Канада Инк | Method of reducing content of formaldehyde in gas |
| RU2506283C2 (en) * | 2011-07-19 | 2014-02-10 | Марат Мухамадеевич Галеев | Method of producing polymer composition |
| RU2580699C1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Polymer composition |
| RU2655989C2 (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования " Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева" | Composition for molding composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2033411A (en) | Manufacture of artificial lumber and pressed and molded products | |
| US4311554A (en) | Incombustible material | |
| US3023136A (en) | Chipwood articles of high compressive strength and processes for producing the same | |
| Jarusombuti et al. | Surface characteristics and overlaying properties of flat-pressed wood plastic composites | |
| US20110262733A1 (en) | Fibrous plasticized gypsum composition | |
| CN104130517A (en) | Composite material plate material, and manufacturing method and finished product thereof | |
| US3892586A (en) | Process for the preparation of building units | |
| UA82525C2 (en) | Wood board, method of its producing (embodiments) and use of mixed agglomerate from mixed plastics obtained from waste disposal system as substitute of wood mass in woodchip or fiber board | |
| RU2049662C1 (en) | Wood-polymeric composition | |
| DE19843493A1 (en) | Wood chip material for building and furniture construction, especially chipboard, comprises large-surface, oriented wood chips and a formaldehyde-free, protein-based binder | |
| RU2688718C1 (en) | Mixture for producing composite construction materials containing components of municipal wastes | |
| CA1096836A (en) | Method of producing a mouldable material having a high content of a crystallizable glass | |
| DE2241130A1 (en) | COMPOSITE HIGH FIRE RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
| CN110480784A (en) | A kind of preparation process of zero formaldehyde log particle board | |
| CS229606B2 (en) | Method for the producing af bituminous binder for building materials | |
| DE2352969A1 (en) | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF HARD FOAMS WITH HIGH FIRE RESISTANCE TIME | |
| US1899768A (en) | Sawdust wood fiber board and method of making same | |
| US3305387A (en) | Gypsum castings and method of producing the same | |
| RU2133255C1 (en) | Method of fabricating materials and products from environmentally safe wood-filled plastics | |
| SU1613333A1 (en) | Composition for water-repelling treatment of wood particle boards | |
| FI104569B (en) | A process for preparing compositions comprising cellulose-based fibers | |
| Ansari Chaharsoughi et al. | Formaldehyde emission from PVC–wood composites containing MDF sanding dust | |
| RU2127664C1 (en) | Composite with cellulose fillers | |
| SU1574572A1 (en) | Method of manufacturing sawdust concrete | |
| RU2333173C2 (en) | Heat insulation mass |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040723 |