RU2104253C1 - Heat-insulation material and method of preparation thereof - Google Patents

Heat-insulation material and method of preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2104253C1
RU2104253C1 RU96105462A RU96105462A RU2104253C1 RU 2104253 C1 RU2104253 C1 RU 2104253C1 RU 96105462 A RU96105462 A RU 96105462A RU 96105462 A RU96105462 A RU 96105462A RU 2104253 C1 RU2104253 C1 RU 2104253C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waste paper
wood
waste
wood filler
heat
Prior art date
Application number
RU96105462A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96105462A (en
Inventor
Алексей Васильевич Омельченко
Алексей Павлович Соколов
Original Assignee
Алексей Васильевич Омельченко
Алексей Павлович Соколов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Васильевич Омельченко, Алексей Павлович Соколов filed Critical Алексей Васильевич Омельченко
Priority to RU96105462A priority Critical patent/RU2104253C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2104253C1 publication Critical patent/RU2104253C1/en
Publication of RU96105462A publication Critical patent/RU96105462A/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: composite materials. SUBSTANCE: heat-insulation composite material to manufacture boards used in construction of residential, industrial, and administrative buildings consists of the mixture of paper waste and wood filler at weight ratio 1:(0.3-3.5) using as antiseptic clay fire retardant in proportion to summary weight of solid part of paper waste and wood filler from 1:4 to 1:40. To manufacture such material, 1 weight part of paper waste is mixed with 4-6 weight parts of water, mixture is loosened for 5-30 min, supplemented with 0.3-3.5 weight parts of wood filler, agitated, and clay in above-indicated proportion is added. Resultant mass is further agitated and used to shape boards which are compressed under pressure 0.001 to 0.02 MPa (1 to 20 atm), and dried. As paper waste, typography paper cuttings, carton production waste, and pure household paper waste are used, while wood filler utilized is wood waste ranging from finest sawdust to wood chips. EFFECT: optimized manufacturing process. 3 cl

Description

Изобретение относится к теплоизоляционным композиционным материалам на основе макулатуры и древесных отходов и способам изготовления теплоизоляционных и отделочных материалов, применяемых при строительстве промышленных, административных и жилых зданий. The invention relates to heat-insulating composite materials based on waste paper and wood waste and methods for manufacturing heat-insulating and finishing materials used in the construction of industrial, administrative and residential buildings.

Из уровня техники известны составы и способы производства композиционных материалов, включающих макулатуру и древесные наполнители (щепу, опилки и т. п. ), составленные в разных пропорциях. Известен легкий заполнитель, обеспечивающий высокие теплоизоляционные свойства бетона, включающий ядро из скопа (отходы целлюлозно-бумажного производства) и оболочку из смеси цемента и глины или растворимого стекла и золы [1]. Недостатком заполнителя является его выполнение в виде гранул, что не позволяет использовать его, как основу для формования теплоизоляционных плит. The prior art compositions and methods for the production of composite materials, including waste paper and wood fillers (wood chips, sawdust, etc.), made up in different proportions. Known lightweight aggregate, providing high thermal insulation properties of concrete, including a core from osprey (waste pulp and paper production) and a shell of a mixture of cement and clay or soluble glass and ash [1]. The disadvantage of the filler is its implementation in the form of granules, which does not allow using it as a basis for forming heat-insulating plates.

Известен теплоизоляционный материал в виде гранул размером 20-40 мм, получаемый из осадков сточных вод целлюлозно-бумажного производства путем сгущения и сушки при 140-170oC [2]. Недостатком материала является сложность технологического процесса его производства и использование материала в качестве полуфабриката (заполнителя) для дальнейшего изготовления теплоизоляционных материалов.Known heat-insulating material in the form of granules with a size of 20-40 mm, obtained from sewage sludge from pulp and paper production by thickening and drying at 140-170 o C [2]. The disadvantage of the material is the complexity of the technological process of its production and the use of the material as a semi-finished product (aggregate) for the further manufacture of heat-insulating materials.

Наиболее близким аналогом изобретения является композиционный материал, состоящий из макулатуры и древесины при соотношении (1:9) - (1:1,5), где в качестве связующего используются различные синтетические смолы и жидкое стекло в количестве 10 % от сухой массы макулатуры и древесных частиц, вводимые в процессе смешения измельченных частиц макулатуры и древесины [3]. Недостатком композиционного материала является высокое содержание связующего, что не позволяет обеспечить пористую структуру композиции и, следовательно, высокие тепло- и звукоизоляционные характеристики. Недостатком способа производства материала является использование в процессе производства формальдегидных (синтетических) смол, вредных в производстве и эксплуатации, а также их высокая стоимость. The closest analogue of the invention is a composite material consisting of waste paper and wood at a ratio of (1: 9) - (1: 1.5), where various synthetic resins and water glass are used as a binder in an amount of 10% of the dry weight of waste paper and wood particles introduced during the mixing of crushed particles of waste paper and wood [3]. The disadvantage of the composite material is the high content of the binder, which does not allow to provide a porous structure of the composition and, therefore, high heat and sound insulation characteristics. The disadvantage of the method of production of the material is the use in the production process of formaldehyde (synthetic) resins harmful in production and operation, as well as their high cost.

Технический результат изобретения заключается в получении дешевого композиционного материала с высокими теплоизоляционными свойствами, в возможности его формования в плиты по простой технологии, а также в повышении экологической чистоты материала и самого процесса производства. The technical result of the invention consists in obtaining a cheap composite material with high thermal insulation properties, in the possibility of its molding into plates using simple technology, as well as in improving the ecological purity of the material and the production process itself.

Сущность изобретения заключается в том, что теплоизоляционный композиционный материал содержит, как и наиболее близкий аналог, смесь макулатуры с древесным наполнителем, добавками антипиренов и/или антисептиков, но в отличие от наиболее близкого аналога соотношение массы макулатуры и массы древесного наполнителя находится в пределах (1:0,3) - (1:3,5), а в качестве добавок антипиренов и/или антисептиков использована глина в количестве (1:4) - (1:40) по отношению к суммарной сухой массе компонентов. The essence of the invention lies in the fact that the heat-insulating composite material contains, like the closest analogue, a mixture of waste paper with wood filler, additives of flame retardants and / or antiseptics, but in contrast to the closest analogue, the ratio of the mass of waste paper and the mass of wood filler is in the range (1 : 0,3) - (1: 3,5), and clay was used as additives of flame retardants and / or antiseptics in the amount of (1: 4) - (1:40) in relation to the total dry weight of the components.

Сущность способа получения теплоизоляционного композиционного материала заключается в том, что, как и в наиболее близком аналоге, измельчают макулатуру и древесный наполнитель, смешивают их, вводят антипирены и/или антисептики и формуют, но в отличие от наиболее близкого аналога перед смешиванием макулатуру предварительно замачивают и измельчают в водной среде при соотношении массы макулатуры и воды (1:4) - (1:6) в течение 5-30 мин до образования однородной массы, смешение макулатуры с древесной массой осуществляют при соотношении их масс в пределах (1:0,3) с введением глины в качестве антипирена и/или антисептика в количестве (1:4)-(1:40) по отношению к суммарной сухой массе компонентов, а после формования плит смесь отжимают легким прессованием с усилием 1х10-3-2х10-2 МПа, термообрабатывают и сушат.The essence of the method for producing a heat-insulating composite material is that, as in the closest analogue, waste paper and wood filler are crushed, mixed, flame retardants and / or antiseptics are introduced and molded, but unlike the closest analogue, the waste paper is pre-soaked before mixing and crushed in an aqueous medium at a weight ratio of waste paper and water (1: 4) - (1: 6) for 5-30 minutes until a homogeneous mass is formed, the waste paper is mixed with wood pulp at a ratio of their mass in p Yedelev (1: 0.3) with the introduction of clay as a flame retardant and / or antiseptic in an amount of (1: 4) - (1:40) with respect to the total dry weight of components, and after the mixture was molded squeeze plates with a slight compression force of 1x10 -2h10 -3 -2 MPa, heat treated and dried.

Способ характеризуется также тем, что отжатую при формовании плит воду используют повторно для замачивания макулатуры. The method is also characterized in that the water squeezed out during molding of the plates is reused to soak the waste paper.

Указанные выше ингредиенты теплоизоляционного композиционного материала и режимы способа его получения являются существенными для достижения заявленного технического результата. The above ingredients of the heat-insulating composite material and the modes of the method for its preparation are essential for achieving the claimed technical result.

Соотношение макулатуры и древесного наполнителя в смеси в пределах (1: 0,3)-(1: 3,5) по сухой массе определяется тем, что при снижении содержания древесного наполнителя в смеси ниже 0,3 от массы макулатуры практически на дает улучшения теплоизоляционных и звукоизоляционных характеристик, не повышает прочностных и декоративных свойств материала, но повышает его стоимость. Повышение же концентрации древесных отходов выше 1:3,5 снижает стоимость материала, но он становится недостаточно прочным и начинает разрушаться при транспортировке. Использование глины (1:4)-(1:40) к сухой массе макулатуры и древесных отходов способствует формованию и повышению прочности на сжатие и изгиб, достаточной для транспортировки и хранения плит, изготовленных из материала без их разрушения. В то же время глина выполняет функции добавок антипиренов и/или антисептиков. The ratio of waste paper and wood filler in the mixture in the range of (1: 0.3) - (1: 3.5) by dry weight is determined by the fact that with a decrease in the content of wood filler in the mixture below 0.3 from the mass of waste paper, it almost improves thermal insulation and sound insulation characteristics, does not increase the strength and decorative properties of the material, but increases its cost. Increasing the concentration of wood waste above 1: 3.5 reduces the cost of the material, but it becomes not strong enough and begins to deteriorate during transportation. The use of clay (1: 4) - (1:40) to the dry mass of waste paper and wood waste contributes to the formation and increase of compressive and bending strength, sufficient for transportation and storage of plates made of material without their destruction. At the same time, clay acts as a flame retardant and / or antiseptic additive.

В качестве исходных материалов для получения теплоизоляционного материала может быть использовано вторичное сырье, а именно бумажная обрезь типографий, отходы картонного производства, чистая бытовая макулатура, а в качестве древесного наполнителя - древесные отходы от самых мелких опилок до щепы (дробленки). Secondary raw materials can be used as starting materials for obtaining a heat-insulating material, namely paper clipping of printing houses, cardboard waste, clean household waste paper, and wood waste from the smallest sawdust to wood chips (crushed) as a wood filler.

Для получения теплоизоляционного материала макулатуру предварительно замачивают и измельчают в водной среде в любом смесительном агрегате при соотношении массы воды и макулатуры в пределах (4:1)-(6:1) в течение 5-30 мин, где она распушивается на волокна. Соотношение массы воды и макулатуры выбрано из того, что при меньшем количестве воды получение однородной массы, необходимой для качественного формования, требует значительного времени и, соответственно, повышает расходы времени и энергии. To obtain a heat-insulating material, waste paper is pre-soaked and ground in an aqueous medium in any mixing unit with a ratio of the mass of water and waste paper in the range of (4: 1) - (6: 1) for 5-30 minutes, where it is fluffed into fibers. The ratio of the mass of water and waste paper is selected from the fact that with a smaller amount of water, obtaining a homogeneous mass necessary for high-quality molding requires considerable time and, accordingly, increases the cost of time and energy.

При большом количестве воды затруднено формование. При времени перемешивания менее 5 мин распушивание может не пройти полностью, что снижает качество изделий, а 30 мин достаточно для измельчения даже достаточно грубой картонной макулатуры и увеличение времени перемешивания не дает заметного повышения качества распушивания макулатуры. With a large amount of water, molding is difficult. When the mixing time is less than 5 minutes, the fluffing may not pass completely, which reduces the quality of the products, and 30 minutes is enough to grind even rather rough cardboard waste paper and an increase in mixing time does not significantly increase the quality of fluffing of waste paper.

Смешение макулатуры и древесного наполнителя осуществляют после окончания процесса распушивания макулатуры в том же смесителе или отдельно до образования однородной массы. The mixture of waste paper and wood filler is carried out after the process of fluffing of waste paper in the same mixer or separately until a homogeneous mass is formed.

Уменьшение содержания древесного наполнителя в смеси ниже 0,3 от массы макулатуры значительно увеличивает стоимость материала и практически не повышает теплоизоляционных и звукоизоляционных свойств. Увеличение же соотношения массы древесного наполнителя до 3,5 и более к массе макулатуры существенно уменьшает прочность плит, что затрудняет их транспортировку и хранение. The decrease in the content of wood filler in the mixture below 0.3 by weight of waste paper significantly increases the cost of the material and practically does not increase the heat-insulating and sound-insulating properties. An increase in the ratio of the mass of wood filler to 3.5 or more to the mass of waste paper significantly reduces the strength of the plates, which complicates their transportation and storage.

Формование материала может производиться на различном технологическом оборудовании как прямым, прессованием, так и экструзией и прокаткой. Легкое прессование обеспечивает удаление избыточной воды с сохранением прочной связи между частицами, обуславливающими достижение необходимой формы плит. При давлении менее 1х10-3 МПа (1 кгс/м2) воды остается слишком много, что вызывает большие энергозатраты при сушке и, кроме того, возможно нарушение формы вследствие остаточной ползучести массы. Повышение давления выше 2х10-2 (20 кгс/см2) практически не снижает влажность материала, но требует более мощного оборудования, что повышает себестоимость и, кроме того, упругое последействие частиц после прессования нарушает связи между частицами материала и снижает его прочность.Forming of the material can be carried out on various technological equipment, both direct, by pressing, and by extrusion and rolling. Easy pressing ensures the removal of excess water while maintaining a strong bond between the particles, leading to the achievement of the required shape of the plates. At a pressure of less than 1x10 -3 MPa (1 kgf / m 2 ), too much water remains, which causes high energy consumption during drying and, in addition, shape distortion due to residual creep of the mass is possible. Increasing the pressure above 2x10 -2 (20 kgf / cm 2 ) practically does not reduce the moisture of the material, but requires more powerful equipment, which increases the cost and, in addition, the elastic aftereffect of the particles after pressing breaks the bonds between the particles of the material and reduces its strength.

Материал, полученный предлагаемым способом, исследован в соответствии с действующими нормативными документами на методы контроля теплоизоляционных материалов по ГОСТ 17177-87 (СТ СЭВ 5064-85, СТ СЭВ 5065-85) "Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы контроля". По результатам испытаний выдан "Сертификат качества на плиты из композиционного материала на основе макулатуры и древесных отходов", в соответствии с которым изделия на основе макулатуры и древесных отходов относятся к группе сгораемых материалов; изделия должны быть защищены от увлажнения, а транспортировка и хранение плит из композиционных материалов должны производиться в условиях, не допускающих их увлажнения и повреждений. При этом теплоизоляционный композиционный материал обладает следующими свойствами:
1. Плотность 195 ± 5 кГ/м3.The material obtained by the proposed method was investigated in accordance with current regulatory documents on methods for controlling heat-insulating materials in accordance with GOST 17177-87 (ST SEV 5064-85, ST SEV 5065-85) "Building materials and products, heat-insulating. Control methods." According to the test results, a "Quality Certificate for stoves made of composite material based on waste paper and wood waste" was issued, according to which products based on waste paper and wood waste belong to the group of combustible materials; products must be protected from moisture, and transportation and storage of composite materials should be carried out under conditions that prevent their moisture and damage. In this case, the heat-insulating composite material has the following properties:
1. Density 195 ± 5 kg / m 3 .

2. Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии Вт/м. к не более 0,0743. 2. The coefficient of thermal conductivity in the dry state W / m to no more than 0.0743.

3. Влажность не более 8,0 %. 3. Humidity not more than 8.0%.

4. Прочность на сжатие при 10 %-ной линейной деформации не менее 0,45 МПа (кгс/см2) (4,5).4. The compressive strength at 10% linear strain of not less than 0.45 MPa (kgf / cm 2 ) (4,5).

5. Водородный показатель pH 6,0 ± 0,2. 5. Hydrogen pH 6.0 ± 0.2.

Claims (3)

1. Теплоизоляционный композиционный материал, включающий смесь макулатуры, древесного наполнителя с добавками антипиренов и/или антисептиков, отличающийся тем, что соотношение массы макулатуры и массы древесного наполнителя находится в пределах 1 0,3 1 3,5, в качестве добавок антипиренов и/или антисептиков использована глина в количестве 1 4 1 40 по отношению к суммарной сухой массе компонентов. 1. The heat-insulating composite material, including a mixture of waste paper, wood filler with additives of flame retardants and / or antiseptics, characterized in that the ratio of the mass of waste paper and the weight of wood filler is in the range of 1 0.3 1 3.5, as additives flame retardants and / or Antiseptics used clay in an amount of 1 4 1 40 in relation to the total dry weight of the components. 2. Способ получения теплоизоляционного композиционного материала, включающий измельчение макулатуры и древесного наполнителя, их смешивание, введение антипиренов и/или антисептиков и формование смеси, отличающийся тем, что перед смешиванием макулатуру предварительно замачивают и измельчают в водной среде при соотношении массы макулатуры и воды 1 4 1 6 в течение 5 30 мин до образования однородной массы, смешивание макулатуры и древесного наполнителя осуществляют при их соотношении 1 0,3 1 3,5 с введением глины в качестве антипирена и/или антисептика в количестве 1 4 1 40 по отношению к суммарной сухой массе компонентов, а сформованные из смеси плиты отжимают прессованием с усилием 1 • 10- 3 2 • 10- 2 МПа, термообрабатывают и сушат.2. A method of obtaining a heat-insulating composite material, including grinding waste paper and wood filler, mixing them, introducing flame retardants and / or antiseptics and molding the mixture, characterized in that before mixing the waste paper is pre-soaked and ground in an aqueous medium with a weight ratio of waste paper and water 1 4 1 6 for 5 30 minutes until a homogeneous mass is formed, the waste paper and wood filler are mixed at a ratio of 1 0.3 1 3.5 with the introduction of clay as a flame retardant and / or antiseptic ptica in the amount of 1 4 1 40 in relation to the total dry weight of the components, and the plates formed from the mixture are pressed by pressing with a force of 1 • 10 - 3 2 • 10 - 2 MPa, heat treated and dried. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что удаляемую при отжатии плит воду используют повторно для замачивания макулатуры. 3. The method according to p. 2, characterized in that the water removed during the pressing of the plates is reused to soak the waste paper.
RU96105462A 1996-03-25 1996-03-25 Heat-insulation material and method of preparation thereof RU2104253C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96105462A RU2104253C1 (en) 1996-03-25 1996-03-25 Heat-insulation material and method of preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96105462A RU2104253C1 (en) 1996-03-25 1996-03-25 Heat-insulation material and method of preparation thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2104253C1 true RU2104253C1 (en) 1998-02-10
RU96105462A RU96105462A (en) 1998-04-27

Family

ID=20178319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96105462A RU2104253C1 (en) 1996-03-25 1996-03-25 Heat-insulation material and method of preparation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2104253C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478546C1 (en) * 2011-09-01 2013-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Composition for fibrous material and method of its production
MD648Z (en) * 2012-12-18 2014-01-31 Николай БОГУСЛАВСКИЙ Building heat-insulating composition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478546C1 (en) * 2011-09-01 2013-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Composition for fibrous material and method of its production
MD648Z (en) * 2012-12-18 2014-01-31 Николай БОГУСЛАВСКИЙ Building heat-insulating composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI68801C (en) PROCEDURE FOR FRAMING PROCESSING OF MELLAN PRODUCTS AND FRAMING PROCESSING
HU224122B1 (en) Non-inflammable fiber product
WO2005070635A1 (en) The water-proof composite sheet
KR20130117642A (en) Fibrous plasticized gypsum composition
US3892586A (en) Process for the preparation of building units
US7858005B2 (en) Method for the production of fire-resistant wood fiber moldings
US5851281A (en) Waste material composites and method of manufacture
JPH04160045A (en) Production of cement plate
KR20100112299A (en) Recycling process of papermaking sludge
NO810285L (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING LITTLE OR NON-FLAMMABLE PRODUCTS BASED ON FIBER MATERIALS
RU2104253C1 (en) Heat-insulation material and method of preparation thereof
KR100760690B1 (en) Manufacturing method of interior and exterior panel
KR100468083B1 (en) Refractory liquid and method of manufacturing the same, and refractory material, refractory building material and refractory adhesive each manufactured from the refractory liquid
KR100814740B1 (en) Method for manufacturing the insulating material having sound-proofing effects
JP5214849B2 (en) Wooden plasterboard
JP4307703B2 (en) Manufacturing method of humidity control building materials
US5171496A (en) Process for making wood composite employing blast-furnace slag as the binder
CA2578768A1 (en) Improved method for the manufacture of a composition for producing partitions based on different materials, composition and partition thus obtained
JPH0995556A (en) Fire-resistant board composition
KR102203946B1 (en) Heat insulation material composition, Heat insulation panel prepared using this
JP2002241155A (en) Gypsum composition and high density gypsum board and their manufacturing method
JPH11302655A (en) Fireproof material and its production
KR100642213B1 (en) Manufacturing Method of Insulation Board and Interior Material of Cellulose Fiber Using Waste Paper
KR100313061B1 (en) A lightweight brick using high density foamed ethylene vinyl acetate copolymer and its method of preparation
RU2036872C1 (en) Raw mixture for manufacture of wood building material