RU2679017C1 - Способ переработки полимерных отходов и стекольного боя с получением облицовочных и отделочных материалов - Google Patents
Способ переработки полимерных отходов и стекольного боя с получением облицовочных и отделочных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679017C1 RU2679017C1 RU2017140373A RU2017140373A RU2679017C1 RU 2679017 C1 RU2679017 C1 RU 2679017C1 RU 2017140373 A RU2017140373 A RU 2017140373A RU 2017140373 A RU2017140373 A RU 2017140373A RU 2679017 C1 RU2679017 C1 RU 2679017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solvent
- waste
- technical
- methylene chloride
- duration
- Prior art date
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
- C04B14/22—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
- 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
- C04B18/20—Waste materials; Refuse organic from macromolecular compounds
-
- 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
- C04B26/006—Waste materials as binder
-
- 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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/02—Selection of the hardening environment
-
- 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
Abstract
Изобретение относится к области получения композиционных строительных материалов и может быть использовано для облицовки и отделки наружных и внутренних стен зданий и сооружений. В способе переработки полимерных отходов с получением облицовочных и отделочных материалов осуществляют предварительное смешивание отходов непластифицированного поливинилхлорида в количестве 10-20 мас.% с растворителем – метиленом хлористым техническим при соотношении от 1:1,5 до 1:2,5, полученный раствор связующего смешивают с наполнителем – стекольным боем с размером частиц не более 0,63 мм, прессование изделия при удельном давлении 8 МПа с последующей температурной обработкой при следующих режимах: скорость подъема температуры 20°С/мин; продолжительность выдержки при температуре кипения растворителя 45-90 мин. Технический результат – повышение прочностных характеристик, снижение продолжительности и энергоемкости производственного процесса. 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области получения композиционных строительных материалов и может быть использовано для облицовки и отделки наружных и внутренних стен зданий и сооружений.
Известен способ утилизации пыли отходящих газов металлургического производства [1], основанный на предварительном смешивании пыли от сухой очистки технологических и аспирационных газов электросталеплавильного производства, которая служит наполнителем конечного продукта, с двумя дополнительными компонентами, при этом в качестве первого из них используют дробленые отходы поливинилхлорида низкого давления, которые служат связующим, а в качестве второго используют разбавленные спирто-толуольным растворителем эпоксидные смолы с добавлением микрофибрового волокна, в течение 15-20 минут до равномерного распределения компонентов, и получении конечного продукта путем основного смешивания в течение 10 минут с разогревом смеси в процессе смешивания до температуры 380-400°C.
Недостатками данного способа являются нестабильность состава пыли, сложность многокомпонентного состава и высокая температура термообработки смеси. Это приводит к нестабильности свойств изделий, усложнению и повышению энергоемкости технологии.
Известен способ производства композитных строительных изделий [2], согласно которому подробленные бытовые отходы полимерных материалов и карбонатного наполнителя фракцией до 5 мм засыпают в экструдер, где они с помощью многосекционного шнека перемешиваются с расплавленным полимером и в виде однородной массы поступают в экструзионную головку. Проэкструдированный под давлением 50-80 кг⋅с/см2 через формующую головку экструдат разрезают на изделия и охлаждают. В качестве карбонатного наполнителя используют отходы камнепиления и переработки известняков-ракушечников или нуммулитовых известняков и/или отходы дробления и переработки известняковых пород на щебень фракцией до 5 мм.
Недостатками данного способа является нестабильность состава и большой разброс в размерах частиц наполнителя, что приведет к нестабильности свойств изделий. Другим недостатком данного способа являются низкие прочностные характеристики изделий (5-15 МПа).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала [3]. В изобретении используют несортированные отходы термопластичных полимеров - ПЭНД, ПЭВД в количестве 10-50 мас. %. Отходы предварительно измельчают. Смешивают с глиной влажностью 8-12%. Формуют и прессуют изделие при удельном давлении 10 МПа. Полученный материал высушивают при комнатной температуре до постоянного веса и подвергают температурной обработке со скоростью подъема температуры 20°C/мин. Продолжительность выдержки при температуре плавления полимера - 90-180 мин.
Недостатками данного способа являются низкие прочностные характеристики материала при содержании отходов термопластичных полимеров в количестве 10-20 мас. %, нестабильность свойств, связанная с различием гранулометрического состава отходов термопластичных полимеров после измельчения, большая продолжительность стадий сушки и термообработки, высокая энергоемкость процесса в целом.
Задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются повышение прочностных характеристик строительного материала с получением свойств, достаточных для применения в качестве облицовочного и отделочного материала, при содержании отходов термопластичных полимеров не более 20 мас. %, повышение стабильности свойств получаемого композиционного материала, снижение продолжительности и энергоемкости производственного процесса.
Для достижения поставленных задач в заявляемом изобретении предлагается предварительно переводить измельченные отходы термопластичных полимеров в жидкое состояние при помощи растворителя с получением раствора связующего, после смешивать раствор связующего с наполнителем, затем проводить холодное прессование и термообработку при температуре кипения растворителя. При этом рецептура композита содержит не менее двух составляющих, из которых первое выступает в роли связующего (раствор отходов термопластичных полимеров), второе является наполнителем и вводится для снижения усадки и повышения прочностных характеристик (стекольный бой, в частности листового оконного стекла).
В заявляемой технологии для получения раствора связующего предлагается использование отходов термопластичных полимеров, состоящих из непластифицированного поливинилхлорида (НИВХ), в частности отходов строительных профилей и отделочных панелей, и применение метилена хлористого технического первого сорта по ГОСТ 9968-86 в качестве растворителя.
По предлагаемой в данном изобретении технологии отходы НИВХ предварительно измельчают в ножевой дробилке и смешивают с метиленом хлористым техническим в соотношении 1:1,5 - 1:2,5 до получения раствора связующего. Полученный раствор связующего смешивают до равномерного распределения компонентов с фракцией стекольного боя с размером частиц не более 0,63 мм, полученной при измельчении в молотковой мельнице стекольного боя. Перед измельчением стекольный бой высушивается до постоянной массы при температуре 100°C. Полученную смесь раствора связующего и стекольного боя помещают в матрицу пресс-формы и формуют на гидравлическом прессе при удельном давлении 8 МПа. Полученные заготовки помещают в термошкаф и подвергают обработке при температуре 45-50°C с выдержкой в течение 45-90 мин в зависимости от габаритов изделия. Скорость подъема температуры составляет 20°C/мин.
Перевод связующего в жидкое состояние при помощи растворения имеет преимущества перед плавлением. При растворении полимеров нет необходимости проводить строгий контроль размеров частиц после предварительного измельчения. При перемешивании наполнителя с раствором связующего достигается большая степень однородности по сравнению с перемешиванием наполнителя со связующим в порошкообразном состоянии, что дополнительно способствует снижению давления прессования. Это позволяет повысить качество и стабильность свойств изделий, снизить энергоемкость производственного процесса. Дополнительные преимущества заключаются в упрощении режима термообработки. В первую очередь снижается температура выдержки, так как температура кипения растворителя (для метилена хлористого технического составляет 40°C) значительно ниже температуры плавления полимера (для НПВХ составляет 165-170°C). Также следует учесть, что при колебаниях или нарушении температурно-временного режима отсутствует вероятность термодеструкции полимера.
Замена глины с влажностью 8-12% на стекольный бой, который предварительно высушивается до постоянной массы, позволяет исключить из технологического цикла стадию сушки материала, которая в известном способе [3] проводилась при комнатной температуре и занимала продолжительное время.
Выбор содержания раствора связующего в рецептуре композита направлен на достижение прочностных и других эксплуатационных свойств материала. При содержании раствора связующего в рецептуре менее 30 мас. % материал обладает высокой открытой пористостью, что приводит к излишнему увеличению водопоглощения и снижению морозостойкости. При содержании раствора связующего в рецептуре более 60 мас. % происходит незначительное повышение прочности композиционного материала и повышается себестоимость продукции.
При соотношении НПВХ и метилена хлористого технического в составе раствора связующего менее 1:1,5 содержания растворителя недостаточно для достижения раствором связующего вязкости, достаточной для эффективного перемешивания. Кроме того, при низком содержании метилена хлористого технического в рецептуре происходит быстрое застывание раствора связующего за счет высокой летучести растворителя. При соотношении НПВХ и метилена хлористого технического в составе раствора связующего более 1:2,5 содержание растворителя приводит к излишней влажности смеси после смешивания раствора связующего с наполнителем, что усложняет формование холодным прессованием. Также избыток метилена хлористого технического приводит к недостаточному количеству НПВХ после испарения растворителя, что не позволяет достичь требуемых свойств готовых изделий.
При соотношении НПВХ : метилен хлористый технический равном 1:1,5 количество отходов НПВХ при содержания раствора связующего в рецептуре композита в количестве 30 мас. % будет соответствовать 8,6-12 мас. %, а при соотношении НПВХ : метилен хлористый технический равном 1:2,5 количество раствора связующего в рецептуре композита в количестве 60 мас. % составит 17-24 мас. %.
Обоснованность и преимущества заявляемого изобретения основаны на измерении физико-механических и эксплуатационных показателей образцов с различным содержанием стекольного боя (от 40 до 70 мас. %), НПВХ (от 10 до 20 мас. %), метилена хлористого технического (от 20 до 40 мас. %) и могут быть проиллюстрированы следующими примерами:
1. Смешивают 10 мас. % отходов НПВХ и 20 мас. % метилена хлористого технического для получения раствора связующего для последующего смешивания с 70 мас. % стекольного боя. Из полученной смеси изготавливают материал по предлагаемому способу;
2. Смешивают 12 мас. % отходов НПВХ и 24 мас. % метилена хлористого технического для получения раствора связующего для последующего смешивания с 64 мас. % стекольного боя. Из полученной смеси изготавливают материал по предлагаемому способу;
3. Смешивают 14 мас. % отходов НПВХ и 28 мас. % метилена хлористого технического для получения раствора связующего для последующего смешивания с 61 мас. % стекольного боя. Из полученной смеси изготавливают материал по предлагаемому способу;
4. Смешивают 16 мас. % отходов НПВХ и 32 мас. % метилена хлористого технического для получения раствора связующего для последующего смешивания с 52 мас. % стекольного боя. Из полученной смеси изготавливают материал по предлагаемому способу;
5. Смешивают 20 мас. % отходов НПВХ и 40 мас. % метилена хлористого технического для получения раствора связующего для последующего смешивания с 40 мас. % стекольного боя. Из полученной смеси изготавливают материал по предлагаемому способу;
Основные физико-механические свойства материалов, изготовленных по предлагаемому и известному (при содержании отходов термопластичных полимеров от 10 до 20%) способам, представлены в табл.1.
Технико-экономическая эффективность заявляемого изобретения по сравнению с известным способом позволяет повысить прочностные характеристики получаемого материала, сократить длительность и энергоемкость производственного процесса за счет перевода связующего в жидкое состояние при помощи растворителя, исключения стадии сушки, уменьшения удельного давления прессования, уменьшения температуры и сокращения длительности термообработки.
Источники информации
1. Патент на изобретение №2587165, кл. C08J 5/12; С22В 7/02, 2016
2. Патент на изобретение №2629033, кл. С04В 18/04, 2017
3. Патент на изобретение №2327712, кл. C08J 11/06; C08L 23/06; С04В 14/10, 2008
Claims (1)
- Способ переработки полимерных отходов с получением облицовочных и отделочных материалов, отличающийся тем, что отходы непластифицированного поливинилхлорида в количестве 10-20 мас.% предварительно смешивают с растворителем – метиленом хлористым техническим при соотношении от 1:1,5 до 1:2,5, полученный раствор связующего смешивают с наполнителем – стекольным боем с размером частиц не более 0,63 мм и прессуют изделие при удельном давлении 8 МПа, далее материал подвергают температурной обработке при следующих режимах: скорость подъема температуры 20°С/мин; продолжительность выдержки при температуре кипения растворителя 45-90 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140373A RU2679017C1 (ru) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Способ переработки полимерных отходов и стекольного боя с получением облицовочных и отделочных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140373A RU2679017C1 (ru) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Способ переработки полимерных отходов и стекольного боя с получением облицовочных и отделочных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2679017C1 true RU2679017C1 (ru) | 2019-02-05 |
Family
ID=65273566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017140373A RU2679017C1 (ru) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Способ переработки полимерных отходов и стекольного боя с получением облицовочных и отделочных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2679017C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2792476C1 (ru) * | 2022-10-03 | 2023-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для получения облицовочных полимерных композиционных материалов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2713315A1 (de) * | 1977-03-25 | 1978-09-28 | Pressco Baustoff | Formkoerper, herstellungsverfahren und verwendung |
CN1110773A (zh) * | 1994-04-25 | 1995-10-25 | 辽宁华侨科技开发总公司 | 粉煤灰塑化管材 |
RU2327712C1 (ru) * | 2007-03-27 | 2008-06-27 | Институт проблем нефти и газа СО РАН | Способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала |
RU2469976C2 (ru) * | 2011-02-22 | 2012-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Способ утилизации отходов с получением огнестойкого строительного материала и композиция для получения огнестойкого строительного материала |
RU2629033C1 (ru) * | 2016-03-29 | 2017-08-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Способ производства композитных строительных изделий |
-
2017
- 2017-11-20 RU RU2017140373A patent/RU2679017C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2713315A1 (de) * | 1977-03-25 | 1978-09-28 | Pressco Baustoff | Formkoerper, herstellungsverfahren und verwendung |
CN1110773A (zh) * | 1994-04-25 | 1995-10-25 | 辽宁华侨科技开发总公司 | 粉煤灰塑化管材 |
RU2327712C1 (ru) * | 2007-03-27 | 2008-06-27 | Институт проблем нефти и газа СО РАН | Способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала |
RU2469976C2 (ru) * | 2011-02-22 | 2012-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Способ утилизации отходов с получением огнестойкого строительного материала и композиция для получения огнестойкого строительного материала |
RU2629033C1 (ru) * | 2016-03-29 | 2017-08-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Способ производства композитных строительных изделий |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2792476C1 (ru) * | 2022-10-03 | 2023-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для получения облицовочных полимерных композиционных материалов |
RU2813002C1 (ru) * | 2023-07-26 | 2024-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для получения облицовочных минерально-полимерных материалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102690525A (zh) | 一种以甜高粱渣作为增强相的木塑复合材料及其制备方法 | |
NO147073B (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av en termoplastblanding inneholdende polyetylen | |
CN105713403A (zh) | 一种木塑复合材料及其异型模压制件的制备方法 | |
CN103709775A (zh) | 一种高强度木塑复合型材的制备方法 | |
CN104761808A (zh) | 一种利用稻壳粉制备聚乙烯基木塑复合材料的方法 | |
CN104804452A (zh) | 一种利用棉花杆制备聚乙烯基木塑复合材料的方法 | |
RU2327712C1 (ru) | Способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала | |
CN106590005A (zh) | 一种塑木复合地板及其制备方法 | |
RU2679017C1 (ru) | Способ переработки полимерных отходов и стекольного боя с получением облицовочных и отделочных материалов | |
CN102585370B (zh) | 竹木基内衬塑料门窗的制备方法 | |
RU2469976C2 (ru) | Способ утилизации отходов с получением огнестойкого строительного материала и композиция для получения огнестойкого строительного материала | |
CN109704717A (zh) | 一种绿色环保建筑板及其制备方法 | |
KR102038841B1 (ko) | 반탄화 목분과 활성탄을 함유하는 합성목재 제조 방법 | |
CN104859024A (zh) | 一种高强阻燃低成本的废旧木材再生方法 | |
RU2672285C1 (ru) | Сырьевая смесь для производства облицовочных композитных изделий | |
CN110937849A (zh) | 一种高强度、经济环保砖的制备 | |
CN107226969A (zh) | 一种pvc复合装饰板 | |
KR102272182B1 (ko) | 재활용 필름 포장재를 이용한 인공골재 제조방법 | |
RU2629033C1 (ru) | Способ производства композитных строительных изделий | |
CN103724861A (zh) | 一种具有抗紫外线功能的pvc薄膜 | |
RU2813002C1 (ru) | Сырьевая смесь для получения облицовочных минерально-полимерных материалов | |
CN104999649A (zh) | 外墙保温隔热板的制作方法 | |
RU2792476C1 (ru) | Сырьевая смесь для получения облицовочных полимерных композиционных материалов | |
CN105694274A (zh) | 一种pvc复合集成家居板及其制备工艺 | |
EP3842482A1 (en) | Ecological composite made of recycled thermoplastic materials and method used in its production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191121 |