RU2116281C1

RU2116281C1 - Raw mix for products from composite materials

Info

Publication number: RU2116281C1
Application number: RU97100990A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Голованчиков; А.Г. Жирнов; В.А. Лукасик; Ю.А. Анцупов; Р.А. Жирнов; О.О. Тужиков; М.Н. Дьяченко
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1998-07-27

Abstract

FIELD: building material industry, manufacture of plastic materials, wood-working industry, manufacture of heat insulating, constructional and facing materials. SUBSTANCE: raw mix for composite material comprises organic filler, phenoplast and thermoplast waste further comprises gypsum, the ratio of components being as follows (wt%): 70-80 organic filler; 3-16 thermoplast waste; and 6-12 gypsum. EFFECT: improved physical and mechanical properties of the raw mix using organic filler without preliminary drying. 1 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, производству пластмасс, деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного, конструкционного и облицовочного материала. The invention relates to the construction materials industry, the production of plastics, the woodworking industry and can be used for the manufacture of heat-insulating, structural and facing material.

Известна сырьевая смесь для изготовления изделий из композиционных материалов [1], включающая, мас.%:
Древесные частицы (органический наполнитель) - 10 - 50
Фенопласт - 50 - 90
Недостатком данного технического решения является недостаточная ударная вязкость и невысокие физико-механические показатели.Known raw mix for the manufacture of products from composite materials [1], including, wt.%:
Wood particles (organic filler) - 10 - 50
Phenoplast - 50 - 90
The disadvantage of this technical solution is the lack of toughness and low physical and mechanical properties.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигнутому результату является сырьевая смесь для изделий из композиционных материалов [2], включающая, мас.%:
Органический наполнитель - 80 - 90
Фенопласт - 3 - 17
Отходы полиэтилена или поливинилхлорида или сополимеров поливинилхлорида с винилиденхлоридом - 3 - 17
Недостатками материалов, получаемых из сырьевой смеси по данному техническому решению является недостаточная прочность при изгибе и растяжении.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a raw material mixture for products from composite materials [2], including, wt.%:
Organic Filler - 80 - 90
Phenoplast - 3 - 17
Wastes of polyethylene or polyvinyl chloride or copolymers of polyvinyl chloride with vinylidene chloride - 3 - 17
The disadvantages of the materials obtained from the raw material mixture according to this technical solution is the lack of bending and tensile strength.

Кроме того, основным недостатком при реализации указанных технических решений является необходимость сушки органического наполнителя до влажности не более 2 - 3%. В противном случае резко снижается качество изделий. In addition, the main drawback in the implementation of these technical solutions is the need to dry the organic filler to a moisture content of not more than 2 - 3%. Otherwise, the quality of products decreases sharply.

Задачей изобретения является получение сырьевой смеси для изготовления изделий из композиционных материалов, обладающих повышенными физико-механическими свойствами с использованием органического наполнителя без предварительной сушки. Техническим результатом является повышение прочности при изгибе и растяжении изделий из композиционных материалов. The objective of the invention is to obtain a raw material mixture for the manufacture of products from composite materials having enhanced physical and mechanical properties using an organic filler without prior drying. The technical result is to increase the strength in bending and tensile products from composite materials.

Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для композиционных материалов, включающая органический наполнитель, фенопласт и отходы термопластов, дополнительно содержит гипс при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Органический наполнитель - 70 - 80
Фенопласт - 3 - 17
Отходы полиэтилена, поливинилхлорида, сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом - 17 - 3
Гипс - 6 - 12
Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня был проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками данного изобретения, результаты которого показывают, что данное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками данного изобретения преобразований на достижение технического результата.The specified technical result is achieved in that the raw material mixture for composite materials, including organic filler, phenolic and waste thermoplastics, additionally contains gypsum in the following ratio of components, wt.%:
Organic Filler - 70 - 80
Phenoplast - 3 - 17
Wastes of polyethylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer - 17 - 3
Gypsum - 6 - 12
To verify the compliance of the invention with the requirements of the inventive step, an additional search was carried out for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the present invention, the results of which show that the invention does not explicitly follow from the prior art defined by the applicant, not identified the effect of the transformations provided for by the essential features of this invention to achieve a technical result.

Следовательно данное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству. Therefore, this invention meets the requirement of "inventive step" under applicable law.

Использование фенопласта марок ВХ1-000-34, 32-330-02ПО ГОСТ 5889-79 в сочетании с термопластами позволяет значительно повысить ударную вязкость. The use of phenolic grades ВХ1-000-34, 32-330-02ПО GOST 5889-79 in combination with thermoplastics can significantly increase the impact strength.

В качестве полимерных отходов используют отходы полиэтилена (высокого ГОСТ 5.1308-72 и низкого давления ГОСТ 16338-77), поливинилхлорида (суспензионного ГОСТ 14231-78 и эмульсионного ГОСТ 5.825-71), сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом (сополимера Е и Г, ГОСТ 6-01-86-82). Polymer wastes are used as waste polyethylene (high GOST 5.1308-72 and low pressure GOST 16338-77), polyvinyl chloride (suspension GOST 14231-78 and emulsion GOST 5.825-71), a vinyl chloride copolymer with vinylidene chloride (copolymer E and G, GOST 6- 01-86-82).

В качестве органического наполнителя использовались древесные стружки, опилки и древесная мука, измельченная солома, лузга подсолнечника, льняная костра и др. As an organic filler, we used wood shavings, sawdust and wood flour, chopped straw, sunflower husk, flaxseed, etc.

Гипс строительный выполняет роль поглотителя влаги из органического наполнителя, в результате чего образуется более монолитная структура композиционных материалов из предлагаемой сырьевой смеси. Building gypsum plays the role of a moisture absorber from an organic filler, resulting in the formation of a more monolithic structure of composite materials from the proposed raw material mixture.

Использование гипса строительного 1 сорта по ГОСТ 125-57 в качестве добавки позволяет применять в смеси органический наполнитель без дополнительной сушки, а содержание гипса определяется исходной влажностью наполнителя. При максимально допустимой влажности содержание гипса до 12 мас.%, дальнейшее увеличение дозировок практически не влияет на физико-механические показатели, но снижает водостойкость изделий из сырьевой смеси. Дозировка ниже 6 мас.% недостаточна для полного поглощения влаги из наполнителя при обработке в скоростном роторном измельчителе, горячем формовании и вылежке изделий. The use of gypsum of construction grade 1 according to GOST 125-57 as an additive allows the use of an organic filler in the mixture without additional drying, and the gypsum content is determined by the initial moisture content of the filler. At the maximum allowable humidity, the gypsum content is up to 12 wt.%, A further increase in dosages practically does not affect the physical and mechanical properties, but reduces the water resistance of products from the raw mix. A dosage below 6 wt.% Is insufficient to completely absorb moisture from the filler when processed in a high-speed rotary grinder, hot molding and aging of products.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах данного изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам данного изобретения, а определен из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the present invention, made it possible to find that no analogue was found, characterized by features identical to all the essential features of this invention, and determined from the list of identified analogues the prototype, as the closest in the totality of the characteristics of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to the perceived result distinctive when Nakov claimed in object set forth in the claims.

Следовательно, данное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Therefore, this invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Перед приготовлением смеси органический наполнитель и полимерные отходы подвергают предварительному дроблению. Смешение с фенопластом и гипсом проводят в скоростном роторном измельчителе с одновременным доизмельчением компонентов. Before preparing the mixture, the organic filler and polymer waste are subjected to preliminary crushing. Mixing with phenolic and gypsum is carried out in a high-speed rotary grinder with simultaneous regrinding of the components.

Полученную сырьевую смесь прессуют в виде пластин в плунжерных формах на гидропрессе с электрообогревом. Перед прессованием рабочую поверхность пресс-форм промазывают силиконовой эмульсией. The resulting raw material mixture is pressed in the form of plates in plunger forms on a hydraulic press with electric heating. Before pressing, the working surface of the molds is coated with silicone emulsion.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется примерами. The proposed technical solution is illustrated by examples.

Пример 1. Древесные стружки предварительно смешивают с фенопластом марки 32-330-02, отходами суспензионного ПВХ и гипсом в соотношении 80:7:7:6. Полученную смесь пропускают через скоростной роторный измельчитель, затем композицию помещают в плунжерную форму для прессования пластин размером 300 x 300 мм и толщиной 10 мм. Прессование проводят при температуре 17^oC, давлении 15 МПа в течение 7 мин. Из полученных пластин после их 24-часовой вылежки вырубают образцы для физико-механических испытаний по ГОСТ 4648-71 (определение разрушающего напряжения при изгибе) и ГОСТ 11262-80 (определение разрушающего напряжения при растяжении). Для определения процента водопоглощения вырубают образцы 30 • 30 мм и помещают в воду до достижения постоянной массы по ГОСТ 4650-80. Ударная вязкость по ГОСТ 4647-69.Example 1. Wood shavings are pre-mixed with phenolic plastic brand 32-330-02, waste suspension PVC and gypsum in a ratio of 80: 7: 7: 6. The resulting mixture is passed through a high-speed rotary grinder, then the composition is placed in a plunger mold for pressing plates with a size of 300 x 300 mm and a thickness of 10 mm. Pressing is carried out at a temperature of 17 ^o C, a pressure of 15 MPa for 7 minutes Samples for physical and mechanical tests according to GOST 4648-71 (determination of breaking stress at bending) and GOST 11262-80 (determination of breaking tensile stress) are cut down from the obtained plates after their 24-hour aging. To determine the percentage of water absorption, samples 30 • 30 mm are cut down and placed in water until a constant weight is achieved according to GOST 4650-80. Impact strength according to GOST 4647-69.

Пример 2. То же, что и в примере 1. Соотношение древесной муки: фенопласта марки 32-330-02, отходов эмульсионного ПВХ и гипса 80:7:7:6. Example 2. The same as in example 1. The ratio of wood flour: phenoplast brand 32-330-02, waste emulsion PVC and gypsum 80: 7: 7: 6.

Пример 3. То же, что и в примере 1. Соотношение измельченной соломы: фенопласта марки ВХ1-090-34, отходов полиэтилена высокого давления, гипса 80: 5:9:6. Example 3. The same as in example 1. The ratio of chopped straw: phenol brand BX1-090-34, waste high pressure polyethylene, gypsum 80: 5: 9: 6.

Остальные образцы готовят аналогично примерам 1 - 3. The remaining samples are prepared analogously to examples 1 to 3.

Полученные образцы подвергают физико-механическим испытаниям по соответствующим ГОСТам. The resulting samples are subjected to physical and mechanical tests in accordance with relevant GOSTs.

Составы смесей, режимы прессования материала и его физико-механические показатели приведены в таблице. Compositions of mixtures, modes of pressing the material and its physical and mechanical properties are shown in the table.

В качестве объекта сравнения использовались образцы, полученные по прототипу [2]. As the object of comparison used samples obtained by the prototype [2].

Из приведенных данных видно, что материал из предлагаемой смеси превосходит известный по прочности при изгибе и растяжении. Кроме этого использование полимерных отходов, отходов деревообработки и растениеводства способствует их утилизации, применение гипса позволяет исключить операцию предварительной сушки органического наполнителя. From the above data it can be seen that the material from the proposed mixture is superior to that known for bending and tensile strength. In addition, the use of polymer waste, woodworking and plant waste contributes to their disposal, the use of gypsum eliminates the operation of preliminary drying of the organic filler.

Предлагаемую сырьевую смесь целесообразно использовать при переработке отходов термопластов, отходов деревообработки и растениеводства. The proposed raw material mixture is advisable to use in the processing of waste thermoplastics, waste wood and plant growing.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании данного изобретения следующей совокупности признаков:
сырьевая смесь, воплощающая изобретение при ее изготовлении, предназначена для использования в производстве строительных, теплоизоляционных и облицовочных материалов для обработки отходов термопластов и отходов деревообработки и растениеводства;
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;
сырьевая смесь, воплощающая изобретение при ее изготовлении, способна обеспечить достижение технического результата.Thus, the above information indicates the implementation when using this invention the following set of features:
the raw material mixture embodying the invention in its manufacture is intended for use in the production of building, insulation and facing materials for the treatment of waste thermoplastics and waste wood processing and plant growing;
for the invention as described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application and known prior to the priority date has been confirmed;
a raw material mixture embodying the invention in its manufacture is capable of achieving a technical result.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость". Therefore, the invention meets the requirement of "industrial applicability".

Claims

Raw mix for products made of composite materials, including organic filler, phenolic and waste thermoplastics, characterized in that it additionally contains gypsum in the following ratio of components, wt.%:
Organic Filler - 70 - 80
Phenoplast - 3 - 17
Thermoplastics waste - 3 - 17
Gypsum - 6 - 121