RU2820137C1 - Polyolefin rubber coating plate (embodiments) - Google Patents
Polyolefin rubber coating plate (embodiments) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820137C1 RU2820137C1 RU2023105332A RU2023105332A RU2820137C1 RU 2820137 C1 RU2820137 C1 RU 2820137C1 RU 2023105332 A RU2023105332 A RU 2023105332A RU 2023105332 A RU2023105332 A RU 2023105332A RU 2820137 C1 RU2820137 C1 RU 2820137C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyolefins
- polyolefin
- rubber
- coating
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000010073 coating (rubber) Methods 0.000 title 1
- 229920006124 polyolefin elastomer Polymers 0.000 title 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 59
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 11
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 7
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229920002209 Crumb rubber Polymers 0.000 claims description 20
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims description 9
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 claims description 8
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 229920001935 styrene-ethylene-butadiene-styrene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000013016 damping Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 abstract description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 5
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 229920004936 Lavsan® Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Группа изобретений относится к изготовлению изделий и формованных материалов на основе вторичных полимеров. Полученные согласно изобретению резино-полиолефиновые плиты обладают демпфирующими свойствами и могут найти применение для защиты от ударных нагрузок бетонный, стальных и иных конструкций, в том числе для изготовления отбойников, футеровочных покрытий, облицовок для защиты поверхностей от истирания, в качестве элементов шумо-виброизляции, в том числе при устройстве покрытий полов производственных помещений, железнодорожных переездов, спортивных площадок и т.д.The group of inventions relates to the manufacture of products and molded materials based on secondary polymers. The rubber-polyolefin plates obtained according to the invention have damping properties and can be used to protect concrete, steel and other structures from shock loads, including for the manufacture of bumpers, lining coatings, linings to protect surfaces from abrasion, as noise-vibration insulation elements, including when installing floor coverings for industrial premises, railway crossings, sports grounds, etc.
Известны плиты модульного покрытия Vinforce Flex-20 [https://ooo-aksioma.ru/catalog/industrialnye-napolnye-pokrytiya/modulnoe-rezinovoe-pokrytie.html]. На сайте производителя описаны цельнолитые напольные плиты из плотной вулканизированной резины. Размер плит 500 × 500 × 20 мм. По краям плит выполнены выступы и впадины, обеспечивающие сборку покрытия из плит по принципу паззлов.Vinforce Flex-20 modular coating slabs are known [https://ooo-aksioma.ru/catalog/industrialnye-napolnye-pokrytiya/modulnoe-rezinovoe-pokrytie.html]. The manufacturer's website describes solid floor slabs made of dense vulcanized rubber. The size of the plates is 500 × 500 × 20 mm. Along the edges of the slabs there are protrusions and depressions, which ensure the assembly of the covering from the slabs according to the puzzle principle.
Плиты имеют следующие характеристики: температура эксплуатации от -60° до +70°С. твердость: Шор А - 75 ед, плотность: 1,65 г/см3, твердость на вдавливание: 6.5-7.2 МПа, предел прочности при продольном растяжении: 3,9 МПа, предел прочности на изгиб: 2,8 МПа, модуль упругости при давлении: 68.0 МПа, статическая деформация (макс.0,1 мм):0,02 мм. Плиты производятся из первичной резиновой смеси, изготовление осуществляется на дорогостоящем и энергоемком оборудовании с низкой производительностью за счет большого (до 4 часов) времени вулканизации плит. Плиты обладают повышенной плотностью и жесткостью и не подлежат вторичной переработке.The plates have the following characteristics: operating temperature from -60° to +70°C. hardness: Shore A - 75 units, density: 1.65 g/cm 3 , indentation hardness: 6.5-7.2 MPa, tensile strength: 3.9 MPa, bending strength: 2.8 MPa, elastic modulus at pressure: 68.0 MPa, static deformation (max. 0.1 mm): 0.02 mm. The plates are made from a primary rubber mixture; production is carried out on expensive and energy-intensive equipment with low productivity due to the long (up to 4 hours) vulcanization time of the plates. The boards have increased density and rigidity and are not recyclable.
С целью удешевления процесса производства плит, в том числе за счет применения вторичного сырья, разработаны и достаточно широко применяются материалы на основе резиновой крошки, полученной в результате переработки автомобильных шин.In order to reduce the cost of the plate production process, including through the use of recycled materials, materials based on crumb rubber obtained from the processing of car tires have been developed and are widely used.
В патенте RU 2129133 описан Материал для защитных покрытий строительных сооружений и конструкций. Листовой материал выполнен из основной композиции, состоящей из термопластов и каучукосодержащих отходов. В качестве термопластов содержит полиолефин (смесь полиолефинов), а в качестве каучукосодержащих отходов - резиновую крошку при следующем содержании компонентов на 100 мас. ч. основной композиции: полиолефин (смесь полиолефинов) - 10-60 мас. ч.; резиновая крошка - 40-90 мас. ч. При этом в качестве полиолефинов могут быть использованы полиэтилен низкой плотности (смеси полиэтиленов низкой плотности) или вторичный полиэтилен низкой плотности (смеси вторичных полиэтиленов низкой плотности) или смеси полиолефинов, содержащие полиэтилен низкой плотности в количестве от 95 до 70 мас. %, имеющие показатель текучести расплава смеси от 0.2 до 10.0 г/10 мин. Описанный листовой материал получают из рулонной заготовки, формование которой проводят по каландровой технологии или с применением экструдера со щелевой головкой, при этом расплав полиолефинов производят непосредственно в упомянутом формующем оборудовании. Используемая в технологии крошка имеет мелкий размер частиц (от 0.5-до 1.0 мм), что позволяет достаточно тщательно перемешать компоненты и применять описанные в патенте технологии. Крошка с размером частиц до 1.0 мм, так называемая резиновая мука или резиновая пыль, специально практически не производится, это отсев - побочный продукт дробления автомобильных покрышек. Объем такого продукта составляет 5…30% от товарной продукции [см. на стр. Интернет https://building-ooo.ru/uncategorized/rezinovaya-kroshka-vidyformaxarakteristikiproizvodstvokak-vybratfotoobzoropisanie/.html?ysclid=lcxknanabz633038181]. Резиновая пыль не сохраняет упругих свойств вулканизированной резины, поэтому полученный по патенту RU 2129133 рулонный материал не обладает шумо- и виброизоляционными свойствами. В патенте RU 2129133 даны примеры полученных продуктов - рулонные материалы (гидроизоляционные материалы), высокопрофильные кровельные покрытия, но не вибро- и шумоизоляционные плиты.Patent RU 2129133 describes a material for protective coatings of building structures and structures. The sheet material is made of a basic composition consisting of thermoplastics and rubber-containing waste. As thermoplastics it contains polyolefin (a mixture of polyolefins), and as rubber-containing waste - rubber crumb with the following component content per 100 wt. including the main composition: polyolefin (mixture of polyolefins) - 10-60 wt. h.; crumb rubber - 40-90 wt. h. In this case, low-density polyethylene (mixtures of low-density polyethylenes) or recycled low-density polyethylene (mixtures of secondary low-density polyethylenes) or mixtures of polyolefins containing low-density polyethylene in an amount from 95 to 70 wt. can be used as polyolefins. %, having a melt flow rate of the mixture from 0.2 to 10.0 g/10 min. The described sheet material is obtained from a roll blank, the molding of which is carried out using calender technology or using an extruder with a slot head, while the polyolefin melt is produced directly in the mentioned forming equipment. The crumbs used in the technology have a small particle size (from 0.5 to 1.0 mm), which allows the components to be mixed thoroughly and the technologies described in the patent to be used. Crumbs with a particle size of up to 1.0 mm, the so-called rubber flour or rubber dust, are practically not produced on purpose; these are screenings - a by-product of crushing car tires. The volume of such a product is 5...30% of commercial products [see. on the Internet page https://building-ooo.ru/uncategorized/rezinovaya-kroshka-vidyformaxarakteristikiproizvodstvokak-vybratfotoobzoropisanie/.html?ysclid=lcxknanabz633038181]. Rubber dust does not retain the elastic properties of vulcanized rubber, therefore the rolled material obtained under patent RU 2129133 does not have noise and vibration insulation properties. Patent RU 2129133 gives examples of the resulting products - rolled materials (waterproofing materials), high-profile roofing coverings, but not vibration and noise insulation boards.
Традиционно используемые технологии переработки автомобильных покрышек позволяют получать крошку с размером частиц 1,5 - 5 мм (средняя фракция), и именно она применяется при изготовлении тротуарных плиток и массивных плит [https://www.waste.ru/modules/section/item.php ?itemid=331&ysclid=lcxgih8xyd377667049].Traditionally used technologies for processing car tires make it possible to obtain crumbs with a particle size of 1.5 - 5 mm (middle fraction), and it is this that is used in the manufacture of paving slabs and solid slabs [https://www.waste.ru/modules/section/item .php ?itemid=331&ysclid=lcxgih8xyd377667049].
Использование каландра или экструзионной установки со щелевой головкой для изготовления рулонного материала с применением резиновой крошки с размером частиц 1,5- 5 мм при ее количестве 75-85% масс в смеси с полиолефинами принципиально не возможно, т.к на этом оборудовании невозможно тщательно перемешать компоненты композиции и получить однородную массу, а соответственно получить качественную плиту. По расчетам, проведенным согласно литературе [О.И. Николаева, В.А Бурмистров. Конструкции и расчеты валковых машин для переработки полимеров. - Иваново 2014. Стр. 41-46, 56-58, https://lizantan.com] для валковых машин с зазором 25 мм можно получить рулонный материал толщиной не более 20 мм. С помощью экструдера со щелевой головкой также невозможно получить рулонный материал значительной толщины. То есть, описанный в патенте RU 2129133 не применим для производства плит покрытий, тем более невозможно получить плиты, края которых сформированы таким образом, что образуют замковые соединения с соседними плитами, а также плиты с дополнительным верхним слоем.The use of a calender or extrusion installation with a slotted head for the production of rolled material using crumb rubber with a particle size of 1.5-5 mm with an amount of 75-85% of the mass in a mixture with polyolefins is fundamentally impossible, since it is impossible to thoroughly mix on this equipment components of the composition and obtain a homogeneous mass, and accordingly obtain a high-quality slab. According to calculations carried out according to the literature [O.I. Nikolaeva, V.A Burmistrov. Designs and calculations of roller machines for polymer processing. - Ivanovo 2014. Page. 41-46, 56-58, https://lizantan.com] for roller machines with a gap of 25 mm, you can obtain rolled material with a thickness of no more than 20 mm. It is also impossible to produce roll material of significant thickness using an extruder with a slotted head. That is, the one described in patent RU 2129133 is not applicable for the production of coating slabs, especially since it is impossible to obtain slabs whose edges are formed in such a way that they form interlocking connections with adjacent slabs, as well as slabs with an additional top layer.
Известны плиты покрытий, полученные из резиновой крошки в смеси со связующим -полиуретаном.There are known coating slabs made from crumb rubber mixed with a polyurethane binder.
В патенте RU 2465294 описана плита для сооружения тротуаров, детских и спортивных площадок. Плита является двухслойной и выполнена на основе резиновой крошки и связующего - полиуретана. Базовый слой содержит резиновую крошку фракции 2-12 мм, верхний слой содержит крошку фракции 1-3 мм и пигментный краситель. При этом в верхнем слое массовое соотношение связующего к наполнителю равно 1+3 частей связующего вещества к 15 частям наполнителя, а в базовом соотношение связующего к наполнителю равно 1÷2 частей связующего вещества к 20 частям наполнителя. Плита изготовлена методом двухэтапного прессования. За счет химической однородности компонентов изделия обладают высоким качеством и упругими свойствами. Недостаток обусловлен высокой стоимостью полиуретана.Patent RU 2465294 describes a slab for the construction of sidewalks, children's and sports grounds. The plate is two-layer and is made on the basis of crumb rubber and a binder - polyurethane. The base layer contains crumb rubber of a fraction of 2-12 mm, the top layer contains crumbs of a fraction of 1-3 mm and pigment dye. In this case, in the top layer the mass ratio of binder to filler is equal to 1+3 parts of binder to 15 parts of filler, and in the base layer the ratio of binder to filler is equal to 1–2 parts of binder to 20 parts of filler. The plate is made using a two-stage pressing method. Due to the chemical homogeneity of the components, the products have high quality and elastic properties. The disadvantage is due to the high cost of polyurethane.
В патенте RU 2220178, описано ударогасящее покрытие, выполненное из композиции, содержащей, мас. ч.:Patent RU 2220178 describes an impact-absorbing coating made from a composition containing, by weight. h.:
Резиновая крошка - 500,Crumb rubber - 500,
Полиуретановый клей - 100Polyurethane glue - 100
Пигмент - 1-2Pigment - 1-2
Полученную в смесителе композицию разливают в формы заданного размера, в которых происходит отверждение плит влагой воздуха.The composition obtained in the mixer is poured into molds of a given size, in which the slabs are cured with air moisture.
В описании к патенту RU 2220178 даны следующие характеристики: деформация 30-35 мм, упругость 0,24-0,36 К и прочность при растяжении 0,8-0,9 МПа. Относительно невысокая прочность и высокая цена полиуретанового клея ограничивает сферу применения описанного покрытия.The description of patent RU 2220178 gives the following characteristics: deformation 30-35 mm, elasticity 0.24-0.36 K and tensile strength 0.8-0.9 MPa. The relatively low strength and high price of polyurethane glue limits the scope of application of the described coating.
В патенте RU 172285 U1 описана плита, принятая за прототип. Плита выполнена из термопластичного полимера с наполнителем. В качестве термопластичного полимера и наполнителя использовано вторичное сырье, а именно, продукты переработки автомобильных шин - грязный текстильный корд (полиэфирный или анидный) и резиновая крошка. Толщина плиты составляет от 15 до 20 мм. В патенте RU 172285 U1 размер крошки не упомянут, но поскольку сказано, что это результат переработки автомобильных шин, то по умолчанию это крошка среднего размера -1,5-5 мм (самая востребованная и широко выпускаемая). В описании к патенту сказано, что исходное сырье смешивается в экструдере при заданной температуре в результате чего на выходе экструдера получают тестообразную массу, т.е. в экструдере корд расплавляется. Представляется совершенно очевидным, что количество расплавленного полимера в экструдере должно быть достаточно для смачивания поверхностей частиц резиновой крошки и получения тестообразной массы, которая направляется в прессформу для формования плит. Боковые стороны полученных плит снабжены замковыми элементами для соединения соседних плит.Patent RU 172285 U1 describes a plate taken as a prototype. The plate is made of thermoplastic polymer with filler. Recycled raw materials were used as a thermoplastic polymer and filler, namely, products from the processing of automobile tires - dirty textile cord (polyester or anide) and crumb rubber. The thickness of the slab is from 15 to 20 mm. In the patent RU 172285 U1 the size of the crumb is not mentioned, but since it is said that this is the result of recycling car tires, by default it is a medium-sized crumb of -1.5-5 mm (the most popular and widely produced). The description of the patent says that the raw materials are mixed in an extruder at a given temperature, resulting in a dough-like mass at the exit of the extruder, i.e. The cord melts in the extruder. It seems quite obvious that the amount of molten polymer in the extruder must be sufficient to wet the surfaces of the crumb rubber particles and obtain a dough-like mass, which is sent to the mold for forming the boards. The sides of the resulting slabs are equipped with locking elements for connecting adjacent slabs.
К сожалению в патенте RU 172285 U1 не приведены свойства полученных плит. Однако известно, что анидный (капроновый) корд изготавливают из поликапроамида -хорошо кристаллизующегося полимера с температурой плавления около 220°С, а полиэфирный корд (лавсан) изготавливается из полиэтилентерефталата с температурой плавления 255-265°С [А.Ф. Ахметгареева, и др. Технология увеличения адгезии полиэфирный корд-резина.- Вестник технологического университета, 2015, т.18. №15, стр. 202. См.: https://cyberleninka.ru/article/ri/telmologiva-uvelicheniya-uvelicheniya-agdezii-poliefirnyy-kord-rezina/viewer]. Также известно, что резина изготавливается из натурального каучука с применением вулканизаторов, температура разложения которых не превышает 200°С [Богословский Б. М. и др. Общая химическая технология органических веществ. -Москва, Госхимиздат 1955 г., стр. 366]. Из этого следует, что в процессе переработки текстильного корда плавлением в экструдере, резиновая крошка подвергнется деструкции и утратит упругие свойства, а полученные плиты не будут обладать эластичными свойствами, а будут обладать свойствами жестких пластиков.Unfortunately, the patent RU 172285 U1 does not contain the properties of the resulting slabs. However, it is known that anide (nylon) cord is made from polycaproamide, a highly crystallizing polymer with a melting point of about 220°C, and polyester cord (lavsan) is made from polyethylene terephthalate with a melting point of 255-265°C [A.F. Akhmetgareeva, etc. Technology for increasing polyester cord-rubber adhesion. - Bulletin of the Technological University, 2015, v. 18. No. 15, page 202. See: https://cyberleninka.ru/article/ri/telmologiva-uvelicheniya-uvelicheniya-agdezii-poliefirnyy-kord-rezina/viewer]. It is also known that rubber is made from natural rubber using vulcanizers, the decomposition temperature of which does not exceed 200°C [Bogoslovsky B. M. et al. General chemical technology of organic substances. -Moscow, State Chemical Publishing House 1955, p. 366]. It follows from this that during the processing of textile cord by melting in an extruder, the rubber crumb will undergo destruction and lose its elastic properties, and the resulting slabs will not have elastic properties, but will have the properties of hard plastics.
В основу изобретения поставлена задача расширения арсенала средств и создание плиты покрытия из вторичных материалов - резиновой крошки и полиолефинов. Достигаемый технический результат - обеспечение сохранения демпфирующих и шумо- и виброизоляционных свойств исходной резиновой крошки в плитах покрытий.The basis of the invention is the task of expanding the arsenal of means and creating a coating slab from recycled materials - crumb rubber and polyolefins. The achieved technical result is to ensure the preservation of the damping, noise and vibration insulating properties of the original crumb rubber in coating slabs.
В первом варианте изобретения заявленный результат достигается тем, что плита покрытия выполнена методом прессования из композиции, включающей расплав термопластичного полимера и наполнитель, в качестве которого использована резиновая крошка с размером частиц 1-5 мм. От прототипа отличается тем, что в качестве термопластичного полимера использован полиолефин или смесь полиолефинов, при следующем соотношении исходных компонентов % масс:In the first embodiment of the invention, the stated result is achieved by the fact that the coating slab is made by pressing from a composition including a melt of thermoplastic polymer and a filler, which is rubber crumb with a particle size of 1-5 mm. It differs from the prototype in that a polyolefin or a mixture of polyolefins is used as a thermoplastic polymer, with the following ratio of the initial components: % mass:
резиновая крошка - 75-85crumb rubber - 75-85
полиолефин или смесь полиолефинов -15-25.polyolefin or mixture of polyolefins -15-25.
В качестве полиолефинов композиция содержит вторичные полиолефины: полиэтилен низкого давления, и/или полиэтилен высокого давления, и/или полипропилен, и/или этиленвинилацетат.As polyolefins, the composition contains secondary polyolefins: low-density polyethylene, and/or high-density polyethylene, and/or polypropylene, and/or ethylene vinyl acetate.
Плита дополнительно может содержать закладные детали, а по краям плиты могут быть сформированы замковые элементы, обеспечивающие соединение соседних плит.The slab may additionally contain embedded parts, and locking elements can be formed along the edges of the slab to ensure connection between adjacent slabs.
Во втором варианте изобретения заявленный результат достигается тем, что плита покрытия выполнена методом прессования из композиции, включающей расплав термопластичного полимера и наполнитель, в качестве которого использована резиновая крошка с размером частиц 1-5 мм. От прототипа отличается тем, что что в качестве термопластичного полимера использован полиолефин или смесь полиолефинов при следующем соотношении исходных компонентов, % масс:In the second embodiment of the invention, the stated result is achieved by the fact that the coating slab is made by pressing from a composition including a melt of thermoplastic polymer and a filler, which is rubber crumb with a particle size of 1-5 mm. It differs from the prototype in that a polyolefin or a mixture of polyolefins is used as a thermoplastic polymer with the following ratio of initial components, wt.%:
резиновая крошка - 75-85crumb rubber - 75-85
полиолефин или смесь полиолефинов - 15-25,polyolefin or mixture of polyolefins - 15-25,
при этом плита дополнительно содержит верхний слой, выполненный из термэластопласта, или полиолефина. Как и в первом варианте в качестве полиолефинов композиция содержит вторичные полиолефины: полиэтилен низкого давления, и/или полиэтилен высокого давления, и/или полипропилен, и/или этиленвинилацетат.In this case, the plate additionally contains a top layer made of thermoplastic elastomer or polyolefin. As in the first embodiment, the composition contains secondary polyolefins as polyolefins: low-density polyethylene, and/or high-density polyethylene, and/or polypropylene, and/or ethylene vinyl acetate.
Плита по второму варианту также дополнительно может содержать закладные детали, а краям плиты могут быть сформированы замковые элементы, обеспечивающие соединение соседних плит.The slab according to the second option can also additionally contain embedded parts, and locking elements can be formed at the edges of the slab, ensuring the connection of adjacent slabs.
Верхний слой в качестве термэластопласта содержит SEBS термоэластопласт.The top layer contains SEBS thermoplastic elastomer as a thermoplastic elastomer.
Верхний слой в качестве полиолефина содержит полиэтилен низкого давления, или полиэтилен высокого давления, или полипропилен, или этиленвинилацетат.При этом предпочтительно выбирать в качестве полиолефина верхнего слоя тот же полиолефин который использован в качестве связующего самой плиты.The top layer as a polyolefin contains low-density polyethylene, or high-density polyethylene, or polypropylene, or ethylene vinyl acetate. In this case, it is preferable to choose the same polyolefin as the polyolefin of the top layer that is used as the binder of the board itself.
Материал изготовления плиты и технология разработаны автором впервые и впервые применены для этих целей.The plate manufacturing material and technology were developed by the author for the first time and used for these purposes for the first time.
Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности изобретения, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации.In order to better demonstrate the features of the invention, a preferred embodiment is described below by way of non-limiting example.
Для получения композиции в качестве исходного сырья используют резиновую крошку с размером частиц 1-5 мм, полученную в результате переработки изношенных автомобильных шин или резинотехнических изделий. Крошку предварительно смешивают с одним или несколькими термопластичными полиолефинами, также предварительно измельченными. Предпочтительное соотношение компонентов исходной смеси:To obtain the composition, crumb rubber with a particle size of 1-5 mm, obtained by processing worn-out car tires or rubber products, is used as a starting raw material. The crumbs are pre-mixed with one or more thermoplastic polyolefins, also pre-crushed. Preferred ratio of components of the initial mixture:
75-85% масс - резиновая крошка.75-85% of the mass is rubber crumb.
15-25% масс - полиолефин(ы).15-25% by weight - polyolefin(s).
Смесь измельченных компонентов подается в специально разработанную экструзионную установку, подробно описанную в заявке на изобретение №2022128898. Экструдер имеет обогреваемый сборный цилиндрический корпус, в котором установлен шнек, имеющий изменяющуюся по его длине конфигурацию стержня и нарезку витков. Форма шнека определяет разделение внутреннего объема экструдера на четыре последовательно расположенные технологические зоны:The mixture of crushed components is fed into a specially designed extrusion unit, described in detail in application for invention No. 2022128898. The extruder has a heated prefabricated cylindrical body in which a screw is installed, which has a rod configuration that varies along its length and threading of turns. The shape of the screw determines the division of the internal volume of the extruder into four sequential technological zones:
- зона загрузки и нагрева,- loading and heating zone,
- зона плавления полиолефинов,- polyolefin melting zone,
- зона интенсивного смешивания и дегазации,- zone of intensive mixing and degassing,
- зона повышения скорости потока расплава.- zone of increasing melt flow rate.
Чередование зон с повышенным и пониженным давлением, экспериментально подобранные отношения глубины винтовой нарезки и длин зон, наличие дополнительных смесительных элементов (пальцы, прорези в витках шнека, статический смеситель), а также чередование зон с одно и двухзаходной нарезкой шнека - все в совокупности позволяет получить резино-полиолефиновую композицию с максимальным содержанием резиновой крошки и без разрушения ее структуры.Alternation of zones with high and low pressure, experimentally selected ratios of screw threading depth and zone lengths, the presence of additional mixing elements (fingers, slots in the auger turns, static mixer), as well as alternation of zones with single and double-threaded auger cutting - all together makes it possible to obtain rubber-polyolefin composition with a maximum content of rubber crumbs and without destruction of its structure.
Полученная композиция имеет консистенцию тестообразной массы, температура которой не превышает 140-160 градусов. Готовая резино-полиолефиновая композиция накапливается в специальном термостатическом бункере-накопителе при температуре 150°С.The resulting composition has the consistency of a dough-like mass, the temperature of which does not exceed 140-160 degrees. The finished rubber-polyolefin composition is accumulated in a special thermostatic storage hopper at a temperature of 150°C.
Плиту получают из полученной композиции методом прессования. Для формования плиты нужны минимальные усилия.The plate is obtained from the resulting composition by pressing. Minimal effort is required to form the slab.
После прессования, в зависимости от применяемых полиолефинов и их конкретных соотношений с резиновой крошкой, можно получить плиту со следующими характеристиками:After pressing, depending on the polyolefins used and their specific ratios with crumb rubber, you can obtain a slab with the following characteristics:
1. Условная прочность при разрыве, МПа 2,5 - 61. Conditional tensile strength, MPa 2.5 - 6
2. Относительное удлинение при разрыве % 50-1502. Elongation at break% 50-150
3. Твердость по Шор А ед. 55 - 953. Hardness Shore A units. 55 - 95
4. Температурный интервал применения -50°С - +70°С4. Temperature range of use -50°С - +70°С
5. Водопоглощение % не более 0,55. Water absorption% no more than 0.5
6. Плотность г/см3 1,05-1,1.6. Density g/cm 3 1.05-1.1.
Резино-полиолефиновая плита обладает стойкостью к ультрафиолету и озону, кислым и щелочным средам.The rubber-polyolefin plate is resistant to ultraviolet and ozone, acidic and alkaline environments.
Как видно из приведенных данных, полученный с помощью экструдера и прессования конечный композитный материал плиты по характеристикам близок к вулканизованной резине, а не жестким пластикам, поскольку резиновая крошка не претерпевает изменений, ее структура сохраняется, при этом содержание полиолефинов минимально возможное и они введены лишь для обеспечения тщательного смачивания поверхности кроши и ее связки в единую гомогенную тестообразную массу без газовых пузырей и это количество не ухудшает основных свойств, присущих резине. Увеличение количества полиолефинов свыше заявленного предела ухудшает свойства композитного материала и делает его неприемлемым для обеспечение сохранения демпфирующих и шумо- и виброизоляционных свойств исходной резиновой крошки в плитах покрытий.As can be seen from the data presented, the final composite material of the board obtained using an extruder and pressing is close in characteristics to vulcanized rubber rather than hard plastics, since the rubber crumb does not undergo changes, its structure is preserved, while the content of polyolefins is minimal and they are introduced only for ensuring thorough wetting of the surface of the crumb and its binder into a single homogeneous dough-like mass without gas bubbles and this amount does not impair the basic properties inherent in rubber. An increase in the amount of polyolefins above the stated limit worsens the properties of the composite material and makes it unacceptable for maintaining the damping, noise and vibration insulation properties of the original crumb rubber in coating slabs.
Размер плит определяется размером пресса, например, это может быть плита покрытия размером 1550×600×300 мм, однако это далеко не предел.The size of the slabs is determined by the size of the press, for example, it could be a coating slab measuring 1550x600x300 mm, but this is far from the limit.
В плитах возможно изготовление различных по форме пазов, шипов, отверстий, рисунка на поверхности. При необходимости в прессформе размещают закладные детали (крепежные и технологические элементы). По к краям плиты могут быть сформированы замковые элементы, обеспечивающие соединение соседних плит.Это могут быть чередующиеся пазы и выступы по типу соединения «ласточкин хвост», «паззл» как это представлено в прототипе, или продольные вдоль края пазы и выступы, образующие шпунтовое соединение. Готовые плиты при монтаже могут соединяться на пазах. Однако, поскольку связующее является термопластичным материалом соединение может осуществляться термосваркой, например, экструзионным или контактным способом.It is possible to manufacture different shaped grooves, tenons, holes, and patterns on the surface in the slabs. If necessary, embedded parts (fastening and technological elements) are placed in the mold. Along the edges of the slab, locking elements can be formed to ensure the connection of adjacent slabs. These can be alternating grooves and protrusions like a dovetail or puzzle connection, as presented in the prototype, or longitudinal grooves and protrusions along the edge, forming a tongue-and-groove connection . Finished slabs can be connected using grooves during installation. However, since the binder is a thermoplastic material, the connection can be carried out by heat sealing, for example, by extrusion or contact method.
Второй вариант изобретения повторяет первый вариант, но отличается наличием верхнего слоя. Например, плиты переездов могут иметь верхний слой из термэластопласта (ТЭП - например, стирол-этилен-бутадиен-стирольные каучуки) стойкого к истиранию, толщина слоя 10-15 мм. Также из цветного ТЭПа или полиэтилена или иного упомянутого полиолефина можно сделать верхний слой для напольных плит в помещениях. Верхний слой может составлять от 1-2 до 20-30 мм толщиной (в зависимости от задач). Для верхнего слоя подходят термопласты имеющие температуру плавления 150-200°С.The second version of the invention repeats the first version, but differs in the presence of a top layer. For example, crossing slabs may have a top layer of thermoplastic elastomer (TEP - for example, styrene-ethylene-butadiene-styrene rubber) that is abrasion-resistant, layer thickness 10-15 mm. Also, colored TEP or polyethylene or other mentioned polyolefin can be used to make the top layer for indoor floor slabs. The top layer can be from 1-2 to 20-30 mm thick (depending on the tasks). Thermoplastics with a melting point of 150-200°C are suitable for the top layer.
Для получения плиты с верхним защитным или декоративным слоем используется композиция, описанная выше (первый вариант изобретения). Эта композиция загружается в пресс-форму. На выровненную поверхность сверху укладывается предварительно разогретый лист ТЭП, или полиолефина. После этого осуществляют совместное прессование. Под действием давления на границе слоев происходит частичное проникновение материала верхнего слоя в основную резино-полиолефиновую плиту, что обеспечивает высокую прочность соединения слоев.To obtain a slab with a top protective or decorative layer, the composition described above is used (the first embodiment of the invention). This composition is loaded into a mold. A preheated sheet of TPE, or polyolefin, is placed on top of the leveled surface. After this, joint pressing is carried out. Under the influence of pressure at the boundary of the layers, partial penetration of the material of the upper layer into the main rubber-polyolefin plate occurs, which ensures high strength of the connection of the layers.
Полученные с применением резиновой крошки плиты покрытий надежны в эксплуатации, не имеет скрытых дефектов, которые могли бы проявиться в процессе эксплуатации упомянутого покрытия, долговечны, обладает упругостью, что позволяет отнести его к травмобезопасным и устанавливать на детских площадках, или спортивных площадках, или других объектах, например тротуарах, приусадебных участках, в качестве отмостки для жилых домов и пр. Плиты также обладают шумо- и виброизоляционными свойствами, присущими вулканизированной резине.The coating slabs obtained using crumb rubber are reliable in operation, do not have hidden defects that could appear during the operation of the mentioned coating, are durable, have elasticity, which allows them to be classified as injury-proof and installed on playgrounds, sports fields, or other objects , for example, sidewalks, garden plots, as a blind area for residential buildings, etc. The slabs also have noise and vibration insulation properties inherent in vulcanized rubber.
В прототипе плиты изготавливаются с применением полимерного корда, который используется только в шинах легковых автомобилей и его процент в них не велик. В настоящей заявке описаны плиты, которые изготавливаются с применением полиолефинов, которые отсортировываются практически на всех мусороперерабатывающих заводах из бытовых отходов. Поэтому их количество несопоставимо больше, чем отходов из корда. Таким образом, настоящее изобретение решает проблемы экологии существенно эффективней, чем прототип.In the prototype, the slabs are made using polymer cord, which is used only in passenger car tires and its percentage in them is not large. This application describes boards that are manufactured using polyolefins, which are sorted from household waste in virtually all recycling plants. Therefore, their quantity is incomparably greater than cord waste. Thus, the present invention solves environmental problems much more effectively than the prototype.
Claims (16)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2820137C1 true RU2820137C1 (en) | 2024-05-29 |
Family
ID=
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157082A (en) * | 1990-11-13 | 1992-10-20 | Synesis Corporation | Thermoplastic compositions containing ground vulcanized rubber and polyolefin resin |
| RU2117578C1 (en) * | 1996-11-18 | 1998-08-20 | Институт синтетических полимерных материалов РАН | Multilayer material for protective coatings of building structures |
| US5961093A (en) * | 1997-01-14 | 1999-10-05 | Polyvulc Usa, Inc. | Support pad for air conditioning condenser unit or the like |
| US6316509B1 (en) * | 1996-11-01 | 2001-11-13 | Rolf Innovatios Corporation | Process for reuse of vulcanized rubber |
| RU49013U1 (en) * | 2004-12-30 | 2005-11-10 | Митякин Валерий Федорович | Shock Absorbing Coating |
| GB2474908A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-04 | Crumb Rubber Ltd | A floor tile comprising rubber crumb and polyolefin |
| US20140079483A1 (en) * | 2010-07-23 | 2014-03-20 | Clark Chow | Paving block formed of rubber crumb and a method of manufacturing the same |
| EA201592259A1 (en) * | 2013-07-04 | 2016-06-30 | Ренолит Се | MULTILAYER PANEL |
| RU2636489C2 (en) * | 2012-12-07 | 2017-11-23 | Хюльста-Верке Хюльс Гмбх Унд Ко. Кг | Covering layer with film layer from elastic polymer, located on external side |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157082A (en) * | 1990-11-13 | 1992-10-20 | Synesis Corporation | Thermoplastic compositions containing ground vulcanized rubber and polyolefin resin |
| US6316509B1 (en) * | 1996-11-01 | 2001-11-13 | Rolf Innovatios Corporation | Process for reuse of vulcanized rubber |
| RU2117578C1 (en) * | 1996-11-18 | 1998-08-20 | Институт синтетических полимерных материалов РАН | Multilayer material for protective coatings of building structures |
| US5961093A (en) * | 1997-01-14 | 1999-10-05 | Polyvulc Usa, Inc. | Support pad for air conditioning condenser unit or the like |
| RU49013U1 (en) * | 2004-12-30 | 2005-11-10 | Митякин Валерий Федорович | Shock Absorbing Coating |
| GB2474908A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-04 | Crumb Rubber Ltd | A floor tile comprising rubber crumb and polyolefin |
| US20140079483A1 (en) * | 2010-07-23 | 2014-03-20 | Clark Chow | Paving block formed of rubber crumb and a method of manufacturing the same |
| RU2636489C2 (en) * | 2012-12-07 | 2017-11-23 | Хюльста-Верке Хюльс Гмбх Унд Ко. Кг | Covering layer with film layer from elastic polymer, located on external side |
| EA201592259A1 (en) * | 2013-07-04 | 2016-06-30 | Ренолит Се | MULTILAYER PANEL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9855682B2 (en) | Methods of recycling synthetic turf, methods of using reclaimed synthetic turf, and products comprising same | |
| CA2262634C (en) | Composite building materials from recyclable waste | |
| CN101657308B (en) | Plastic composites using recycled carpet waste and systems and methods of recycling carpet waste | |
| US6702514B2 (en) | Paving material for footways and method of producing the same | |
| US20030082365A1 (en) | Tough and durable insulation boards produced in-part with scrap rubber materials and related methods | |
| EP2788188B1 (en) | Multilayered product for joint utilization of smc, bmc and pet waste | |
| EP2384279A1 (en) | Method of manufacturing floor panels containing wood/plastic composite, as well as such panels | |
| US8252216B2 (en) | Method for the production of railway ties | |
| US20050182160A1 (en) | Polymer Modified Bricks | |
| CA2565260C (en) | Processes for forming a fiber-reinforced product | |
| KR20180002590A (en) | Polymer substrate with improved thermal expansion coefficient and method of making same | |
| RU2297327C2 (en) | Compacted material containing the polyurethane elastomer and caoutchouc, the method of its production | |
| RU2820137C1 (en) | Polyolefin rubber coating plate (embodiments) | |
| US9724852B1 (en) | High density composites comprising reclaimed carpet material | |
| KR101397590B1 (en) | Elastic roll sheet having resistibility for spike and preparing thereof | |
| KR100758467B1 (en) | Method manufacturing of wood substitute using waste cable clothing material and waste synthetic resin | |
| KR20140093499A (en) | Multipurpose material using non-woven fabric or felt and manfacturing method thereof | |
| KR100689342B1 (en) | Multi-layer elastic block by using the composite of thermoplastic elastomers and waste synthetic resin | |
| WO2013121189A1 (en) | Recycling of carpets | |
| KR200450585Y1 (en) | The non-slip panel make use of the recycle plastic | |
| RU2570435C2 (en) | Polymer composition for extrusion of moulded construction products | |
| KR100876499B1 (en) | Manufacturing apparatus of slate reinforced panel using waste synthetic resin | |
| KR101836866B1 (en) | Foam for concrete mold based on environment-friendly recycled material | |
| KR20150023213A (en) | Multipurpose board using hard material from heat-pressed fabric and manfacturing method thereof |