RU2631452C1 - Composite material - Google Patents

Composite material Download PDF

Info

Publication number
RU2631452C1
RU2631452C1 RU2016114603A RU2016114603A RU2631452C1 RU 2631452 C1 RU2631452 C1 RU 2631452C1 RU 2016114603 A RU2016114603 A RU 2016114603A RU 2016114603 A RU2016114603 A RU 2016114603A RU 2631452 C1 RU2631452 C1 RU 2631452C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filler
composite material
pet
sand
material according
Prior art date
Application number
RU2016114603A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тамара Никаноровна Стородубцева
Алексей Андреевич Аксомитный
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова"
Priority to RU2016114603A priority Critical patent/RU2631452C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2631452C1 publication Critical patent/RU2631452C1/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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06—Quartz; Sand
    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/22—Glass ; Devitrified glass
    • 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
    • C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/02—Cellulosic materials
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
    • C04B18/165—Ceramic waste
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C04B18/26—Wood, e.g. sawdust, wood shavings
    • 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
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of formulations and technologies highly filled composite materials and products based on disperse wood vegetable fillers and thermoplastic polymer binders. Composite material contains, wt %: PET-flexes of crushed plastic bottles 53.5-72.5, sand, humidity no more than 7% 25-45, polyhydroxyester 1.5-2.5. The invention is developed in subclaims.
EFFECT: increase in strength, hardness, heat resistance and fluidity of melt.
7 cl, 7 ex

Description

Изобретение относится к области составов и технологии высоконаполненных композиционных материалов и изделий на основе дисперсных древесно-растительных наполнителей и термопластичных полимерных связующих и может быть использовано в мебельной производстве, строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of compositions and technology of highly filled composite materials and products based on dispersed wood-plant fillers and thermoplastic polymer binders and can be used in furniture manufacturing, construction, mechanical engineering and other industries.

Известен композиционный материал (патент RU 2170716, С04В 26/02, В29В 17/00, опубл. 20.07.2001), выполненный из смеси полимерного материала и наполнителя. В качестве связующего используется термопластичный полимер в количестве 50-85 % по массе, а в качестве остального по массе наполнителя смеси содержит песок.Composite material is known (patent RU 2170716, С04В 26/02, ВВВ 17/00, published on July 20, 2001) made of a mixture of a polymeric material and a filler. As a binder, a thermoplastic polymer is used in an amount of 50-85% by weight, and as the rest by weight of the filler mixture contains sand.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного вещества, относят низкие физико-химические показатели и высокую себестоимость.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known substance include low physicochemical parameters and high cost.

Наиболее близким к заявленному изобретению составом того же назначения по совокупности признаков является композиционный материал, выполненный из смеси полимерного материала и наполнителя (см. RU 2002125536, опубл. 27.03.2004). В качестве полимерного материала использован вторичный полиэтилентерефталат (ПЭТФ) в количестве 15-99 % по массе, а в качестве остального по массе наполнителя смеси она содержит песок, и/или измельченный бой стекла, и/или керамического, предпочтительно красного, кирпича. Принят за прототип.Closest to the claimed invention, the composition for the same purpose in terms of features is a composite material made of a mixture of a polymeric material and a filler (see RU 2002125536, publ. March 27, 2004). Secondary polyethylene terephthalate (PET) is used as a polymeric material in an amount of 15-99% by weight, and as the rest by weight of the filler mixture, it contains sand, and / or ground glass breakage, and / or ceramic, preferably red, brick. Adopted for the prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного вещества, принятого за прототип, относят то, что в известном веществе известного состава в качестве связующего используется вторичный ПЭТФ, песок высокой влажности, а также отсутствует модификатор полимерной матрицы.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known substance adopted as a prototype include the fact that secondary PET, high humidity sand, and a polymer matrix modifier are not used as a binder in a known substance of a known composition.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение некоторых физико-химических показателей и снижение себестоимости композита. Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом композиционном материале, включающем полимерное связующее и наполнитель, используется наполнитель влажностью не более 7 %, в качестве связующего - ПЭТФ-флексы, а так же дополнительно вводят полигидроксиэфир. Технический результат: увеличение прочности, твердости, термостойкости и текучести расплава, а также снижение себестоимости самого композита.The problem to which the invention is directed, is to increase certain physico-chemical parameters and reduce the cost of the composite. The essence of the invention lies in the fact that in the proposed composite material, including a polymer binder and a filler, a filler with a moisture content of not more than 7% is used, PET binder is used as a binder, and polyhydroxyether is also added. Effect: increase the strength, hardness, heat resistance and fluidity of the melt, as well as reducing the cost of the composite itself.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что композиционный материал, состоящий из полимерного связующего и наполнителя, содержит песок, относящийся к группе «очень мелкий» (Мк=1-1,5 мм), влажностью не более 7%, в качестве связующего используются ПЭТФ-флексы (измельченная пластиковая бутылка, а не вторично переработанный полиэтилентерефталат), а также дополнительно содержит полигидроксиэфир, при следующем соотношении компонентов, мас.%: ПЭТФ 53,5-72,5, песок 25-45, полигидроксиэфир 1,5-2,5. В качестве армирующего материала могут использоваться опилки и щепа как обработанные, так и необработанные глиоксалем, бой стекла с размером отдельных частиц до 3 мм, причем масса стекла составляет 25-50 % от песка, или бой кирпича, размер отдельных частиц не превышает 5 мм, а масса боя не превышает 50 % от песка.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the composite material, consisting of a polymeric binder and a filler, contains sand belonging to the group "very fine" (M to = 1-1.5 mm), humidity not more than 7%, as PETFlexes are used as a binder (a shredded plastic bottle, not recycled polyethylene terephthalate), and also additionally contains polyhydroxyether, in the following ratio, wt.%: PET 53.5-72.5, sand 25-45, polyhydroxyether 1.5 -2.5. As the reinforcing material, sawdust and wood chips can be used, both processed and untreated with glyoxal, glass break with individual particle sizes up to 3 mm, the glass mass being 25-50% of sand, or brick fight, the size of individual particles does not exceed 5 mm, and the mass of the battle does not exceed 50% of the sand.

Образец трудносгораем - постепенно обугливается при воздействии открытого огня, при его удалении материал прекращает обугливаться.The sample is difficult to burn - it is gradually charred when exposed to open fire, when it is removed, the material ceases to char.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата:Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result:

Заявленная композиция перерабатывается в готовые изделия методом прямой экструзии. Содержание каждого ингредиента варьируется в пределах, указанных в формуле изобретения, в зависимости от требуемых характеристик.The claimed composition is processed into finished products by direct extrusion. The content of each ingredient varies within the limits indicated in the claims, depending on the required characteristics.

Подготовка горячей массы для экструзии: в двухшнековом экструдере с сонаправленно вращающимися шнеками с прямой загрузкой исходных компонентов, в нагретый до 270°C ПЭТФ постепенно вводится полигидроксиэфир и песок, а также с разделенной зоной пластикации полимера и смешения компонентов путем боковой загрузки древесного наполнителя в зону экструдера, где полимер полностью переходит в расплав, добавляется древесный армирующий наполнитель. Такой подход позволяет снизить время пребывания древесного наполнителя в горячем экструдере, что соответственно уменьшает вероятность обугливания.Preparation of hot mass for extrusion: in a twin-screw extruder with codirectionally rotating screws with direct loading of the starting components, polyhydroxy ether and sand are gradually introduced into the PET heated to 270 ° C, as well as with a separated polymer plasticization zone and mixing the components by side loading of wood filler into the extruder zone where the polymer completely transfers to the melt, a wood reinforcing filler is added. This approach reduces the residence time of the wood filler in a hot extruder, which accordingly reduces the likelihood of carbonization.

Заявленный материал прочен, пожаробезопасен, дешев, экологически полезен.The claimed material is durable, fireproof, cheap, environmentally friendly.

Примеры составов комопозиционного материала, мас.%:Examples of compositions of the composition material, wt.%:

- по п. 1- under item 1

ПЭТФ-флексыPET Flexes 53,553.5

ПесокSand 4545

ПолигидроксиэфирPolyhydroxyether 1,51,5

- по п. 2:- under paragraph 2:

ПЭТФ-флексыPET Flexes 72,572.5

ПесокSand 2525

ПолигидроксиэфирPolyhydroxyether 2,52.5

ОпилкиSawdust 43,543.5

- по п. 3:- under paragraph 3:

ПЭТФ-флексыPET Flexes 72,572.5

ПесокSand 2525

ПолигидроксиэфирPolyhydroxyether 2,52.5

ЩепаWood chips 32,532,5

- по п. 4:- under item 4:

ПЭТФ-флексыPET Flexes 72,572.5

ПесокSand 2525

ПолигидроксиэфирPolyhydroxyether 2,52.5

СтеклоGlass 12,512.5

- по п. 5:- under paragraph 5:

ПЭТФ-флексыPET Flexes 72,572.5

ПесокSand 2525

ПолигидроксиэфирPolyhydroxyether 2,52.5

Бой кирпичаBrick fight 12,512.5

- по п. 6:- under item 6:

ПЭТФ-флексыPET Flexes 72,572.5

ПесокSand 2525

ПолигидроксиэфирPolyhydroxyether 2,52.5

Опилки Sawdust 43,543.5 ГлиоксальGlyoxal 15fifteen

- по п. 7:- under paragraph 7:

ПЭТФ-флексыPET Flexes 72,572.5

ПесокSand 2525

ПолигидроксиэфирPolyhydroxyether 2,52.5

ЩепаWood chips 32,532,5

ГлиоксальGlyoxal 11eleven

Claims (8)

1. Композиционный материал, состоящий из полимерного связующего и наполнителя, отличающийся тем, что наполнитель имеет влажность не более 7%, в качестве связующего используются полиэтилентерефталат (ПЭТФ) в виде ПЭТФ-флексов измельченной пластиковой бутылки, а также дополнительно содержит полигидроксиэфир, при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. A composite material consisting of a polymeric binder and a filler, characterized in that the filler has a moisture content of not more than 7%, polyethylene terephthalate (PET) is used as a binder in the form of PET flexes of a shredded plastic bottle, and also additionally contains polyhydroxyether, in the following ratio components, wt.%: ПЭТФ-флексыPET Flexes 53,5-72,553.5-72.5 песокsand 25-4525-45 полигидроксиэфирpolyhydroxyether 1,5-2,51.5-2.5
2. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит наполнитель из древесных опилок, причем масса опилок составляет 10-60% от ПЭТФ.2. The composite material according to claim 1, characterized in that it further comprises a filler of wood sawdust, and the mass of sawdust is 10-60% of PET. 3. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит наполнитель из древесной щепы размером до 15 мм, причем масса щепы составляет 10-45% от ПЭТФ.3. The composite material according to claim 1, characterized in that it further comprises a filler of wood chips up to 15 mm in size, and the mass of the chips is 10-45% of PET. 4. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит наполнитель из боя стекла с размером отдельных частиц до 3 мм, причем масса стекла составляет 25-50% от песка.4. The composite material according to claim 1, characterized in that it further comprises a glass break filler with a particle size of up to 3 mm, the glass mass being 25-50% of the sand. 5. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что наполнитель выполнен из боя кирпича, размер отдельных частиц не превышает 5 мм, а масса боя не превышает 50% от песка.5. The composite material according to claim 1, characterized in that the filler is made of brick bricks, the size of individual particles does not exceed 5 mm, and the mass of the battle does not exceed 50% of the sand. 6. Композиционный материал по п.2, отличающийся тем, что наполнитель из древесных опилок пропитан глиоксалем.6. The composite material according to claim 2, characterized in that the filler from sawdust is impregnated with glyoxal. 7. Композиционный материал по п.3, отличающийся тем, что наполнитель из древесной щепы пропитан глиоксалем.7. The composite material according to claim 3, characterized in that the woodchip filler is impregnated with glyoxal.
RU2016114603A 2016-04-14 2016-04-14 Composite material RU2631452C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016114603A RU2631452C1 (en) 2016-04-14 2016-04-14 Composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016114603A RU2631452C1 (en) 2016-04-14 2016-04-14 Composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2631452C1 true RU2631452C1 (en) 2017-09-22

Family

ID=59931221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016114603A RU2631452C1 (en) 2016-04-14 2016-04-14 Composite material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2631452C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773845C2 (en) * 2020-10-07 2022-06-14 Виктор Владимирович Стрельников Method for production of composite materials based on secondary polyethylene terephthalate and erbium chelate complexes

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2170716C1 (en) * 2000-06-30 2001-07-20 Тарасенко Александр Михайлович Sand-polymer material
RU21795U1 (en) * 2001-10-23 2002-02-20 Кукушкин Владимир Дмитриевич ROOFING ELEMENT
RU2270817C1 (en) * 2004-07-06 2006-02-27 Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Mix to produce articles of composite materials
KR100986182B1 (en) * 2010-05-07 2010-10-07 (주)유일엔지니어링종합건축사사무소 Pavement composition containing woodchip and loess and manufacturing method thereof
RU2543870C2 (en) * 2011-02-08 2015-03-10 Александр Владимирович Карпинский Composition for wood-polymer composite material
RU2552732C2 (en) * 2013-08-06 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Polyethylene terephthalate-based polymer composition
RU2581047C2 (en) * 2014-03-20 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Политехнологии" Method for obtaining heat-insulating material, based on wood and thermoplastic wastes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2170716C1 (en) * 2000-06-30 2001-07-20 Тарасенко Александр Михайлович Sand-polymer material
RU21795U1 (en) * 2001-10-23 2002-02-20 Кукушкин Владимир Дмитриевич ROOFING ELEMENT
RU2270817C1 (en) * 2004-07-06 2006-02-27 Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Mix to produce articles of composite materials
KR100986182B1 (en) * 2010-05-07 2010-10-07 (주)유일엔지니어링종합건축사사무소 Pavement composition containing woodchip and loess and manufacturing method thereof
RU2543870C2 (en) * 2011-02-08 2015-03-10 Александр Владимирович Карпинский Composition for wood-polymer composite material
RU2552732C2 (en) * 2013-08-06 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Polyethylene terephthalate-based polymer composition
RU2581047C2 (en) * 2014-03-20 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Политехнологии" Method for obtaining heat-insulating material, based on wood and thermoplastic wastes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773845C2 (en) * 2020-10-07 2022-06-14 Виктор Владимирович Стрельников Method for production of composite materials based on secondary polyethylene terephthalate and erbium chelate complexes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2519442A (en) Compositions containing cellulosic filler united by polyvinyl chloride
KR101187947B1 (en) Strength and fire-retardant reinforced eco-friendly synthetic wood products and method of eco-friendly synthetic wood
KR101153834B1 (en) Eco-friendly synthetic wood composition including flame retardant
KR101757904B1 (en) Pellet Composition for Production of Deck Using Pine Nut Shell
RU2446049C2 (en) Wood composite material and method of its fabrication
KR100948371B1 (en) Reed composite, composite manufacturing method and building composite using the same
JP2008535696A (en) Material to be injection molded, its method and use therefor
Rahman et al. Rice husk/high density polyethylene bio-composite: effect of rice husk filler size and composition on injection molding processability with respect to impact property
KR100991506B1 (en) Composition of synthetic wood and method of manufacturing the same
RU2581047C2 (en) Method for obtaining heat-insulating material, based on wood and thermoplastic wastes
RU2631452C1 (en) Composite material
US2645587A (en) Method of making lignocellulose pressure molded article
JP5169789B2 (en) Method for producing molded product containing wood flour and molded product
Çavuş et al. Utilization of synthetic based mineral filler in wood plastics composite
DK142907B (en) Process for preparing a malleable material by milling an inorganic mineral material in a ball mill together with a plastic binder and optionally other ingredients.
Tufan et al. Effects of different filler types on decay resistance and thermal, physical, and mechanical properties of recycled high-density polyethylene composites
RU2655989C2 (en) Composition for molding composition
RU2484110C2 (en) Wood and polymer composition
KR101808286B1 (en) Composite wood of using bamboo flour and the method of manufacturing thereof
KR20190111173A (en) Brick compositions comprising coffee powder and manufacturing method thereof
Boufi Biocomposites from olive-stone flour: A step forward in the valorization of the solid waste from the olive-oil industry
RU2672285C1 (en) Raw material mixture for production of facing composite products
RU2571908C2 (en) Glue for manufacturing chipboards
RU2240334C1 (en) Wood-based composition
RU2667358C2 (en) Clay plasticine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190415