WO2020023000A1 - Composite material based on used polyethylene items and wood waste - Google Patents

Composite material based on used polyethylene items and wood waste Download PDF

Info

Publication number
WO2020023000A1
WO2020023000A1 PCT/UA2019/000107 UA2019000107W WO2020023000A1 WO 2020023000 A1 WO2020023000 A1 WO 2020023000A1 UA 2019000107 W UA2019000107 W UA 2019000107W WO 2020023000 A1 WO2020023000 A1 WO 2020023000A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
waste
dry
items
products
wood waste
Prior art date
Application number
PCT/UA2019/000107
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Максим Геннадиевич ЗАМРИКА
Original Assignee
Максим Геннадиевич ЗАМРИКА
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 Максим Геннадиевич ЗАМРИКА filed Critical Максим Геннадиевич ЗАМРИКА
Publication of WO2020023000A1 publication Critical patent/WO2020023000A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/02Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the invention relates to a composite material from household waste based on polyethylene waste and waste from the woodworking industry, and can be used for the manufacture of products for use in various industries.
  • This material can be used in the manufacture of products - tiles, plates, sheets and rods, individual parts or assemblies, finishes and other for subsequent use in construction, household plots and others.
  • a wood-polymer composite material is known from the prior art (RF patent N ° 2041060, IPC B27N 3/02, ⁇ 04 ⁇ 38 / 00, publ. 09/08/1995) containing wood particles 80-500 microns in size and a thermoplastic binder of polyolefin recycled wastes, the following ratio of components of the mixture, mass .:
  • Polyolefin processing waste 10-20 Polyolefin processing waste 10-20.
  • the disadvantages of this wood-polymer composite material include the following.
  • thermoplastic wastes RF patent 2581047, IPC ⁇ 04 ⁇ 18 / 26, C08L97 / 02, C08L23 / 06, C08L25 / 06, C08L67 / 03, publ.
  • thermoplastic plastics which consist of polyethylene terephthalate (PET), polystyrene (PS), low pressure polyethylene (HDPE) and high pressure polyethylene (binder, are used as filler) LDPE
  • the foaming agent azodicarbonamide is used in the following ratio of components of the mixture, wt.%: PET-11-13, PS-12-14, HDPE-11-13, PEVD-10-13, azodicarbonamide 1-2, technological wood chips 55-45.
  • a disadvantage of the known material is the use of the chemical additive azodicarbonamide, which mixes with thermoplastic plastics at high temperature, and can evaporate, which makes the production of the material dangerous for workers, because it is known that azodicarbonamide can cause allergic reactions.
  • thermoplastic plastics made according to state standards are used in production, which makes it impossible to create material from used plastic products.
  • the material as a result, has a high cost.
  • the closest analogue was selected polymer composition for hard roofing (Patent UA N ° 46942, IPC C08L23 / 22, publ. 06/17/2002), which contains a polyolefin, filler, pigments, modifier, antioxidant and other chemical additives.
  • Used polyolefin is used greenhouse and packaging plastic film, and filler is waste of plant origin, for example, husk of rice and / or inorganic origin, and butyl rubber is used as a modifier, and pigments are metal oxides, for example, iron, chromium, cobalt oxides titanium, and as chemical additives, the UV absorber and paraffin lubricant are used in the following ratio of the components of the composition, parts by weight: polyethylene film 100, filler 25-45, pigments 1-6, butyl rubber 3-5, en thioxidant 0.1 -1.0, chemical additives, light stabilizer 0.3-3.0, UV absorber (UVA), paraffin lubricant 0.2-1.0.
  • UV absorber UV absorber
  • a used polyethylene film is used as a binder polyolefin, which is used to cover greenhouses, greenhouses, haylage and packaging of products and other film products, in particular, vegetable waste is used as a filler, which allows the material to be released from waste, but in the production of the composition, a sufficiently large number of chemical additives are used, which is harmful to production workers, and the manufactured material is not cologically clean.
  • the use of various chemical additives increases the cost of the resulting material.
  • Rice husk is used as a filler, which, as you know, contains a large amount (up to 23%) of silicon dioxide, which is characterized by very low adhesion. This complicates the process of "bonding" the composition and does not provide sufficient strength of the created material.
  • the result is a material that has heterogeneous physical and mechanical properties, in particular various surface roughness and density in different areas of the material, low strength indicators. In this case, the formation of cracks, splits, which in turn leads to the destruction of the material under the influence of water, does not provide moisture resistance of the known material.
  • the amount of filler of vegetable origin in the composition is, in terms of, about 17-30% by weight of the material, and polyethylene about 62-77%. Changing the ratio of the components of the material in a fairly narrow range does not allow, to a sufficient extent, vary the mechanical properties of the finished material, which limits its scope.
  • the basis of the invention is the task to create a new environmentally friendly, homogeneous, waterproof composite material based on used polyethylene products and wood waste with increased strength with a wide range of mechanical properties, which can be changed depending on the purpose of the products made from this material with the expansion of the scope at low cost price.
  • dry small wood waste such as dry sawdust, dry leaves
  • plant waste creates an environmentally friendly composite material, the production of which does not use harmful, valuable chemical additives.
  • Dry small wood waste such as dry sawdust, dry leaves that are fragile and easily chopped into small pieces, unlike rice husks, which is used in the closest analogue, have better adhesion, which, together with other essential features, allows you to create a uniform composite material with increased strength, moisture resistant, with more uniform physical and mechanical properties in various areas of the material.
  • pre-crushed used polyethylene products are used. This is necessary to unify the properties of these products that are different in form, size, degree of contamination and specific characteristics.
  • Pre-grinding can be defined as the formation of particles of a certain size to reduce the volume and homogenize the mixture of used plastic products and dry small wood waste.
  • the use of crushed used polyethylene products makes it possible to improve the quality of the composite material obtained by creating a sufficiently homogeneous mixture during cold mixing with small wood waste, which, when mixed again under pressure and temperature, turns into a material in which small wood waste is completely moistened with molten polyethylene.
  • High-quality bonding of the components of the mixture is carried out as a result of enveloping the wood particles with molten polyethylene, good adhesion of the components of the mixture, and, as a result, obtaining high quality material, uniformity and strength.
  • crushed used polyethylene products are mixed with dry small wood waste in the following ratio, wt.%:
  • the properties of such a material are determined mainly by the properties of polyethylene.
  • the properties of the material obtained are primarily determined by the properties of the wood particles and the nature of the relationship between the wood particles and polyethylene.
  • Composite material based on used plastic products and wood waste is made as follows.
  • plastic bags can be used plastic bags, already used plastic film, disposable plastic cups that are collected, for example, in special containers that are installed in the courtyards of high-rise buildings, and other plastic products.
  • the collected used polyethylene products are crushed to particles whose size does not exceed 1 mm.
  • the crushed used polyethylene products in an amount of 20-70% of the mass, together with dry wood waste in the amount of 30-80% of the mass, are subjected to preliminary thorough mixing without affecting the temperature.
  • dry small wood waste use dry sawdust, dry fallen leaves.
  • the material can be set to any shape, and get any form of products, for example, timber, garden tiles, paving slabs, various containers and more.
  • Products obtained from the manufactured material are resistant to moisture, are not susceptible to corrosion and decay, have high electrical insulation performance. They have a homogeneous structure, without cracks and voids, durable, cheap.
  • the production of such material is aimed at the disposal of used polyethylene products and waste from woodworking enterprises, and helps to clean the environment.
  • Composite material based on used polyethylene products and wood waste has a lower cost compared to the closest analogue, and chemical additives harmful to manufacturers are not used in its implementation.
  • Preliminary grinding of used polyethylene products significantly improves the quality of the material obtained, and further facilitates better mixing of precisely crushed used polyethylene products with dry, fine wood waste with the formation of a fairly uniform mass.
  • the invention allows to create a new environmentally friendly, homogeneous, waterproof composite material based on used polyethylene products and wood waste with increased strength with a wide range of mechanical properties, which can be changed depending on the purpose of the products made from this material with the expansion of the scope at low cost.
  • the proposed technical solution is industrially applicable, since it does not contain any structural elements or materials that cannot be reproduced at the present stage of development of technology in industrial

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

The invention relates to a composite material made of household waste on the basis of polyethylene waste and waste of the wood-working industry, and can be used for manufacturing items for use in various branches of the economy. A composite material based on used polyethylene items and wood waste composite comprises plant-based waste and used polyethylene items. The plant-based waste includes dry, small wood waste such as dry sawdust and dry leaves, while the used polyethylene items are pre-ground, used polyethylene items having a degree of contamination of up to 30%, which are mixed with the dry, small wood waste in the following ratio, wt.%: 20-70 used polyethylene items, 30-80 dry, small wood waste. The technical result is to provide uniformity of structure, water resistance of the composite material based on the used polyethylene items and wood waste with enhanced strength, and to provide the capability of creating materials which have a broad range of mechanical properties and which can be altered according to the purpose of the items manufactured from said material so as to expand the range of uses of the claimed material while reducing its prime cost.

Description

Композитный материал на основе использованных  Composite material based on used
полиэтиленовых изделий и древесных отходов  plastic products and wood waste
Изобретение относится к композитному материалу из бытовых отходов на базе полиэтиленовых отходов и отходов деревообрабатывающей промышленности, и может быть использовано для изготовления изделий для использования в различных отраслях хозяйства. The invention relates to a composite material from household waste based on polyethylene waste and waste from the woodworking industry, and can be used for the manufacture of products for use in various industries.
Этот материал может быть использован при производстве изделий - плиток, плит, листов и стержней, отдельных деталей или узлов, отделки и другого для последующего использования в строительстве, приусадебном хозяйстве и другом.  This material can be used in the manufacture of products - tiles, plates, sheets and rods, individual parts or assemblies, finishes and other for subsequent use in construction, household plots and others.
Из уровня техники известен древесно-полимерный композитный материал (патент РФ N° 2041060, МПК B27N 3/02, С04В38/00, опубл. 09.08.1995), содержащий древесные частицы размером 80-500 мкм и термопластичное связующее отходов вторичной переработки полиолефинов, при следующем соотношении компонентов смеси, масс.:  A wood-polymer composite material is known from the prior art (RF patent N ° 2041060, IPC B27N 3/02, С04В38 / 00, publ. 09/08/1995) containing wood particles 80-500 microns in size and a thermoplastic binder of polyolefin recycled wastes, the following ratio of components of the mixture, mass .:
Древесные частицы 80-90  Wood particles 80-90
Отходы переработки полиолефинов 10-20.  Polyolefin processing waste 10-20.
К недостаткам этого древесно-полимерного композитного материала следует отнести следующее.  The disadvantages of this wood-polymer composite material include the following.
Для выполнения известного материала необходимы заранее подготовленные компоненты.  To perform the known material, pre-prepared components are required.
В деревообрабатывающем производстве наиболее отходоёмким является лесопиление. При переработке древесных пиломатериалов отходы в виде тырсы (опилок) составляют примерно 12%. Как древесные отходы при создании этого материала используют частицы размером до 0,5 мм - это древесная пыль. Ее невозможно собрать без специального оборудования - воздушных фильтров. Использование больших по размеру частиц отходов деревообрабатывающих предприятий, таких как опилки в этой композиции невозможно, потому что даже под воздействием высокого давления не удастся создать материал с удовлетворительными физико-механическими свойствами при столь малом содержании связующего в виде полиолефинов. In the woodworking industry, the most wasteful is lumbering. In the processing of wood lumber waste in the form of tyrsa (sawdust) is approximately 12%. As wood waste, when creating this material, particles up to 0.5 mm in size are used - this is wood dust. It cannot be assembled without special equipment - air filters. The use of large-sized waste particles from wood processing enterprises, such as sawdust in this composition is impossible, because even under the influence of high pressure it will be possible to create a material with satisfactory physical and mechanical properties with such a low binder content in the form of polyolefins.
Кроме того, как связующее используют отходы переработки полиолефинов, уже подготовленные под последующее использование. Недостатком является то, что при производстве этой композиции невозможно использовать связующее, заранее не подготовленное, такое как использованные полиэтиленовые изделия, которые еще не очищены и не гранулированы.  In addition, as a binder use wastes from the processing of polyolefins already prepared for subsequent use. The disadvantage is that in the production of this composition it is impossible to use a binder that has not been prepared in advance, such as used polyethylene products, which have not yet been cleaned and granulated.
При этом себестоимость известного материала является высокой за счет сложного и затратного его производства.  Moreover, the cost of the known material is high due to the complex and costly production of it.
Также из уровня техники известен теплоизоляционный материал на основе древесных и термопластичных отходов (патент РФ 2581047, МПК С04В18/26, C08L97/02, C08L23/06, C08L25/06, C08L67 / 03, опубл. Also known from the prior art is a thermal insulation material based on wood and thermoplastic wastes (RF patent 2581047, IPC С04В18 / 26, C08L97 / 02, C08L23 / 06, C08L25 / 06, C08L67 / 03, publ.
10.04.2016), в котором в качестве наполнителя используют древесную технологическую щепу толщиной 4 ± 2 мм, в качестве связующего термопластичные пластмассы, которые состоят из полиэтилентерефталата (ПЭТ), полистирола (ПС), полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и полиэтилена высокого давления (ПЭВД), как химическую добавку используют вспенивающий агент азодикарбонамид при следующем соотношении компонентов смеси, масс.%: ПЭТ- 11-13, ПС- 12-14, ПЭНД- 11- 13, ПЭВД- 10-13, азодикарбонамид 1-2, технологическая щепа 55-45. 04/10/2016), in which 4 ± 2 mm thick wood chips are used as filler, thermoplastic plastics, which consist of polyethylene terephthalate (PET), polystyrene (PS), low pressure polyethylene (HDPE) and high pressure polyethylene (binder, are used as filler) LDPE), as a chemical additive, the foaming agent azodicarbonamide is used in the following ratio of components of the mixture, wt.%: PET-11-13, PS-12-14, HDPE-11-13, PEVD-10-13, azodicarbonamide 1-2, technological wood chips 55-45.
Недостатком известного материала является использование химической добавки азодикарбонамид, которая смешивается с термопластичными пластмассами при высокой температуре, и может испаряться, что делает производство материала опасным для работников, ибо известно, что азодикарбонамид может вызвать аллергические реакции. Кроме того, при производстве применяются только термопластичные пластмассы, выполненные по государственным стандартам, что делает невозможным создание материала из использованных пластмассовых изделий. Материал, в результате, имеет высокую себестоимость. Ближайшим аналогом выбрана полимерная композиция для твердых кровельных покрытий (Патент UA N° 46942, МПК C08L23/22, опубл. 17.06.2002), которая содержит полиолефин, наполнитель, пигменты, модификатор, антиоксидант и другие химические добавки. В качестве полиолефина применена отработанная тепличная и упаковочная полиэтиленовая пленка, а в качестве наполнителя - отходы растительного происхождения, например, лузга риса и/или неорганического происхождения, а как модификатор - бутилкаучук, а как пигменты - оксиды металлов, например оксиды железа, хрома, кобальта, титана, а как химические добавки применяются светостабилизатор УФ-абсорбер и смазка парафин при следующем соотношении компонентов композиции, масс.ч: пленка полиэтиленовая 100, наполнитель 25-45, пигменты 1-6, бутилкаучук 3-5, антиоксидант 0,1 -1,0, химические добавки, светостабилизатор 0, 3-2,0, УФ-абсорбер (УФА), смазка парафин 0.2- 1,0. A disadvantage of the known material is the use of the chemical additive azodicarbonamide, which mixes with thermoplastic plastics at high temperature, and can evaporate, which makes the production of the material dangerous for workers, because it is known that azodicarbonamide can cause allergic reactions. In addition, only thermoplastic plastics made according to state standards are used in production, which makes it impossible to create material from used plastic products. The material, as a result, has a high cost. The closest analogue was selected polymer composition for hard roofing (Patent UA N ° 46942, IPC C08L23 / 22, publ. 06/17/2002), which contains a polyolefin, filler, pigments, modifier, antioxidant and other chemical additives. Used polyolefin is used greenhouse and packaging plastic film, and filler is waste of plant origin, for example, husk of rice and / or inorganic origin, and butyl rubber is used as a modifier, and pigments are metal oxides, for example, iron, chromium, cobalt oxides titanium, and as chemical additives, the UV absorber and paraffin lubricant are used in the following ratio of the components of the composition, parts by weight: polyethylene film 100, filler 25-45, pigments 1-6, butyl rubber 3-5, en thioxidant 0.1 -1.0, chemical additives, light stabilizer 0.3-3.0, UV absorber (UVA), paraffin lubricant 0.2-1.0.
При производстве известной полимерной композиции в качестве связующего полиолефина используют отработанную полиэтиленовую пленку, которая применяется для покрытия теплиц, парников, сенажа и упаковки продукции и других пленочных изделий, в качестве наполнителя используют, в частности, отходы растительного происхождения, что позволяет выпускать материал из отходов, но при производстве композиции используют достаточно большое количество химических добавок, что вредно для работников производства, и изготовленный материал не является экологически чистым. Кроме этого использование различных химических добавок повышает стоимость полученного материала.  In the manufacture of the known polymer composition, a used polyethylene film is used as a binder polyolefin, which is used to cover greenhouses, greenhouses, haylage and packaging of products and other film products, in particular, vegetable waste is used as a filler, which allows the material to be released from waste, but in the production of the composition, a sufficiently large number of chemical additives are used, which is harmful to production workers, and the manufactured material is not cologically clean. In addition, the use of various chemical additives increases the cost of the resulting material.
В качестве наполнителя используют шелуху риса, которая, как известно, содержит большое количество (до 23%) диоксида кремния, который отличается очень низкой адгезией. Это усложняет процесс "склеивания" композиции и не обеспечивает достаточную прочность созданного материала. В результате получают материал, который имеет неоднородные физико-механические свойства, в частности различную шероховатость поверхностей и плотность в разных областях материала, низкие показатели прочности. При этом возможно образование трещин, расколов, что в свою очередь приводит к разрушению материала под воздействием воды, не обеспечивает влагостойкость известного материала. Rice husk is used as a filler, which, as you know, contains a large amount (up to 23%) of silicon dioxide, which is characterized by very low adhesion. This complicates the process of "bonding" the composition and does not provide sufficient strength of the created material. The result is a material that has heterogeneous physical and mechanical properties, in particular various surface roughness and density in different areas of the material, low strength indicators. In this case, the formation of cracks, splits, which in turn leads to the destruction of the material under the influence of water, does not provide moisture resistance of the known material.
Количество наполнителя растительного происхождения в композиции составляет, в пересчете, около 17-30% массы материала, а полиэтилена около 62-77%. Изменение соотношения компонентов материала в достаточно узком диапазоне не позволяет, в достаточной мере, варьировать механические свойства готового материала, что ограничивает область его применения.  The amount of filler of vegetable origin in the composition is, in terms of, about 17-30% by weight of the material, and polyethylene about 62-77%. Changing the ratio of the components of the material in a fairly narrow range does not allow, to a sufficient extent, vary the mechanical properties of the finished material, which limits its scope.
В основу изобретения поставлена задача создать новый экологически чистый, однородный, водостойкий композитный материал на основе использованных полиэтиленовых изделий и древесных отходов с повышенной прочностью с широким диапазоном механических свойств, которые можно менять в зависимости от назначения изготовленных из этого материала изделий с расширением области применения при низкой себестоимости.  The basis of the invention is the task to create a new environmentally friendly, homogeneous, waterproof composite material based on used polyethylene products and wood waste with increased strength with a wide range of mechanical properties, which can be changed depending on the purpose of the products made from this material with the expansion of the scope at low cost price.
При разработке изобретения принято во внимание как необходимость использования отходов деревообрабатывающей промышленности, так и утилизация использованных полиэтиленовых изделий. Учитывалось то, что вторичная переработка полиэтилена не загрязняет окружающую среду, позволяет получить материал, который не разрушают вода, щелочи, растворы солей, органические и неорганические кислоты, устойчивый к механическим воздействиям, который можно использовать в различных сферах хозяйства. Кроме того, использование в качестве сырья только отходов позволит значительно снизить себестоимость изделия.  When developing the invention, both the need for the use of woodworking waste and the disposal of used plastic products were taken into account. It was taken into account that the recycling of polyethylene does not pollute the environment, allows you to get a material that does not destroy water, alkalis, salt solutions, organic and inorganic acids, resistant to mechanical stress, which can be used in various fields of economy. In addition, using only waste as raw materials will significantly reduce the cost of the product.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в композитном материале на основе использованных полиэтиленовых изделий и древесных отходов, который содержит отходы растительного происхождения и использованные полиэтиленовые изделия, согласно изобретению , как отходы растительного происхождения применены сухие мелкие древесные отходы, такие как сухие опилки, сухие листья, как использованные полиэтиленовые изделия - предварительно измельченные использованные полиэтиленовые изделия со степенью загрязнения до 30%, которые смешаны с сухими мелкими древесными отходами при следующем соотношении, масс.%: The solution of this problem is achieved by the fact that in a composite material based on used polyethylene products and wood waste, which contains plant waste and used polyethylene products, according to the invention, dry small wood waste is used as vegetable waste, such as dry sawdust, dry leaves, like used plastic products - pre-shredded used plastic products with a degree of contamination of up to 30%, which are mixed with dry fine wood waste in the following ratio, wt.%:
использованные полиэтиленовые изделия 20-70,  used plastic products 20-70,
сухие мелкие древесные отходы 30-80.  dry small wood waste 30-80.
Перечисленные признаки предложенного технического решения в отношении композитного материала являются существенными признаками заявляемого изобретения, а их совокупность обеспечивает достижение ожидаемого технического результата - обеспечение однородности структуры, водостойкости композитного материала на основе использованных полиэтиленовых изделий и древесных отходов с повышением прочности, обеспечение возможности создания материалов с широким диапазоном механических свойств, которые можно менять в зависимости от назначения изготовленных из этого материала изделий с расширением области применения заявленного материала при снижении его себестоимости.  The listed features of the proposed technical solution in relation to the composite material are essential features of the claimed invention, and their combination provides the achievement of the expected technical result - ensuring the uniformity of the structure, water resistance of the composite material based on used polyethylene products and wood waste with increased strength, making it possible to create materials with a wide range mechanical properties that can be changed depending on the purpose I made from this material products with the expansion of the scope of the claimed material while reducing its cost.
Применение в качестве отходов растительного происхождения сухих мелких древесных отходов, таких как сухие опилки, сухие листья позволяет создать экологически чистый композитный материал, при производстве которого не используют вредные, ценные химические добавки. Сухие мелкие древесные отходы, такие как сухие опилки, сухие листья, которые являются хрупкими и легко измельчаются на мелкие кусочки, в отличие от шелухи риса, которая применяется в ближайшем аналоге, имеют лучшую адгезию, что в совокупности с другими существенными признаками, позволяет создать однородный композитный материал с повышенной прочностью, влагостойкий, с более однородными физико-механическими свойствами в различных областях материала.  The use of dry small wood waste, such as dry sawdust, dry leaves, as plant waste, creates an environmentally friendly composite material, the production of which does not use harmful, valuable chemical additives. Dry small wood waste, such as dry sawdust, dry leaves that are fragile and easily chopped into small pieces, unlike rice husks, which is used in the closest analogue, have better adhesion, which, together with other essential features, allows you to create a uniform composite material with increased strength, moisture resistant, with more uniform physical and mechanical properties in various areas of the material.
Применение в качестве связующего использованных полиэтиленовых изделий значительно расширяет возможности использования при осуществлении изобретения различных использованных полиэтиленовых изделий, таких как полиэтиленовые пленки, пакеты, одноразовые стаканчики для напитков и другие изделия из полиэтилена, вторичная переработка которых является важной, неотложной проблемой современности. The use of used polyethylene products as a binder significantly expands the possibilities of using various polyethylene products, such as plastic films, bags, disposable cups for drinks and other products made of polyethylene, the recycling of which is an important, urgent problem of our time.
Применение использованных полиэтиленовых изделий со степенью загрязнения до 30% позволяет существенно удешевить полученный композитный материал за счет отсутствия предварительного мытья использованных полиэтиленовых изделий, при сохранении его прочности и широкого диапазона механических свойств, которые можно менять в зависимости от назначения изготовленных из этого материала изделий.  The use of used polyethylene products with a degree of contamination of up to 30% makes it possible to significantly reduce the cost of the resulting composite material due to the lack of preliminary washing of used polyethylene products, while maintaining its strength and a wide range of mechanical properties that can be changed depending on the purpose of the products made from this material.
При получении композитного материала применяют предварительно измельченные использованные полиэтиленовые изделия. Это необходимо для унификации свойств этих различных по форме, размеру, степени загрязнения и специфическим характеристикам изделий. Предварительное измельчение можно определить как формирование частиц определенного размера для уменьшения объема и гомогенизации смеси использованных полиэтиленовых изделий и сухих мелких древесных отходов. Применение измельченных использованных полиэтиленовых изделий позволяет повысить качество полученного композитного материала за счет создания при холодном смешивании с мелкими древесными отходами достаточно однородной смеси, которая при следующем смешивании под воздействием давления и температуры превращается в материал, в котором мелкие древесные отходы полностью смочены расплавленным полиэтиленом. Осуществляется качественное связывание компонентов смеси в результате обволакивания частиц древесины расплавленным полиэтиленом, хорошего сцепления компонентов смеси, и получения, как следствие, материала высокого качества, однородности и прочности.  Upon receipt of the composite material, pre-crushed used polyethylene products are used. This is necessary to unify the properties of these products that are different in form, size, degree of contamination and specific characteristics. Pre-grinding can be defined as the formation of particles of a certain size to reduce the volume and homogenize the mixture of used plastic products and dry small wood waste. The use of crushed used polyethylene products makes it possible to improve the quality of the composite material obtained by creating a sufficiently homogeneous mixture during cold mixing with small wood waste, which, when mixed again under pressure and temperature, turns into a material in which small wood waste is completely moistened with molten polyethylene. High-quality bonding of the components of the mixture is carried out as a result of enveloping the wood particles with molten polyethylene, good adhesion of the components of the mixture, and, as a result, obtaining high quality material, uniformity and strength.
Измельченные использованные полиэтиленовые изделия смешивают с сухими мелкими древесными отходами при следующем соотношении, масс.%:  The crushed used polyethylene products are mixed with dry small wood waste in the following ratio, wt.%:
использованные полиэтиленовые изделия 20-70, сухие мелкие древесные отходы 30-80.used plastic products 20-70, dry small wood waste 30-80.
Изменение соотношения компонентов материала в широком диапазоне позволяет, в достаточной мере, варьировать механические свойства готового материала, при сохранении его качества, прочности и влагостойкости. Changing the ratio of the components of the material in a wide range allows you to sufficiently vary the mechanical properties of the finished material, while maintaining its quality, strength and moisture resistance.
Когда количество полиэтилена относится к количеству древесных отходов как 70:30, свойства такого материала определяются, в основном, свойствами полиэтилена. При обратном соотношении, когда количество полиэтилена соотносятся с древесными отходами как 20:80, свойства полученного материала в первую очередь определяются свойствами частиц древесины и характером связи между древесными частицами и полиэтиленом.  When the amount of polyethylene refers to the amount of wood waste as 70:30, the properties of such a material are determined mainly by the properties of polyethylene. In an inverse ratio, when the amount of polyethylene is related to wood waste as 20:80, the properties of the material obtained are primarily determined by the properties of the wood particles and the nature of the relationship between the wood particles and polyethylene.
При любом соотношении в указанных пределах компонентов смеси получается прочный материал с высокой влагостойкостью за счет всестороннего тщательного обволакивания частиц древесины полиэтиленом.  For any ratio within the specified range of the components of the mixture, a durable material with high moisture resistance is obtained due to the comprehensive thorough enveloping of wood particles with polyethylene.
Композитный материал на основе использованных полиэтиленовых изделий и древесных отходов изготавливают следующим образом.  Composite material based on used plastic products and wood waste is made as follows.
Используют различные использованные полиэтиленовые изделия. Это могут быть использованные полиэтиленовые пакеты, уже отработанная полиэтиленовая пленка, одноразовые полиэтиленовые стаканчики, которые собирают, например, в специальные контейнеры, которые установлены во дворах многоэтажек, и другие полиэтиленовые изделия.  Use various used plastic products. It can be used plastic bags, already used plastic film, disposable plastic cups that are collected, for example, in special containers that are installed in the courtyards of high-rise buildings, and other plastic products.
Собранные использованные полиэтиленовые изделия не очищают, не моют. Используют изделия со степенью загрязнения до 30% массы.  Collected used plastic products do not clean, do not wash. Use products with a degree of pollution up to 30% of the mass.
Собранные использованные полиэтиленовые изделия измельчают до частиц, размер которых не превышает 1 мм.  The collected used polyethylene products are crushed to particles whose size does not exceed 1 mm.
Далее измельченные использованные полиэтиленовые изделия в количестве 20-70% массы вместе с сухими древесными отходами в количестве 30-80% массы подвергают предварительному тщательному перемешиванию без влияния температуры. В качестве сухих, мелких древесных отходов используют сухие опилки, сухие опавшие листья. Next, the crushed used polyethylene products in an amount of 20-70% of the mass, together with dry wood waste in the amount of 30-80% of the mass, are subjected to preliminary thorough mixing without affecting the temperature. As dry, small wood waste use dry sawdust, dry fallen leaves.
Желательно использовать опилки с размером не более 2 мм.  It is advisable to use sawdust with a size of not more than 2 mm.
Перемешивание осуществляют очень тщательно до получения однородной массы.  Mixing is carried out very carefully until a homogeneous mass.
Далее гомогенную смесь измельченных использованных полиэтиленовых изделий и сухих мелких древесных отходов нагревают до расплавления измельченных использованных полимерных изделий и перемешивают в экструдере, получая заявленный композитный материал на основе использованных полиэтиленовых изделий и древесных отходов.  Next, a homogeneous mixture of crushed used plastic products and dry fine wood waste is heated until the crushed used polymer products are melted and mixed in an extruder to obtain the claimed composite material based on used polyethylene products and wood waste.
Материалу можно задавать любую форму, и получать какую угодно форму изделий, например, брус, садовую плитку, тротуарную плитку, разнообразную тару и другое.  The material can be set to any shape, and get any form of products, for example, timber, garden tiles, paving slabs, various containers and more.
Изделия, полученные из изготовленного материала устойчивы к воздействию влаги, не подвержены коррозии и гниению, имеют высокие электроизоляционные показатели. Они имеют однородную структуру, без трещин и пустот, прочные, дешевые. Производство такого материала направлено на утилизацию использованных полиэтиленовых изделий и отходов деревообрабатывающих предприятий, способствует очищению окружающей среды. Композитный материал на основе использованных полиэтиленовых изделий и древесных отходов имеет более низкую, по сравнению с ближайшим аналогом, себестоимость, при его выполнении не используют вредные для производителей химические добавки. Предварительное измельчение использованных полиэтиленовых изделий значительно улучшает качество полученного материала, способствует в дальнейшем лучшему перемешиванию именно измельченных использованных полиэтиленовых изделий с сухими, мелкими древесными отходами с образованием достаточно однородной массы. Поэтому на изломе образцов предлагаемого композитного материала при их визуальном обследовании не обнаружены не склеенные частицы древесины. Изобретение позволяет создать новый экологически чистый, однородный, водостойкий композитный материал на основе использованных полиэтиленовых изделий и древесных отходов с повышенной прочностью с широким диапазоном механических свойств, которые можно менять в зависимости от назначения изготовленных из этого материала изделий с расширением области применения при низкой себестоимости. Products obtained from the manufactured material are resistant to moisture, are not susceptible to corrosion and decay, have high electrical insulation performance. They have a homogeneous structure, without cracks and voids, durable, cheap. The production of such material is aimed at the disposal of used polyethylene products and waste from woodworking enterprises, and helps to clean the environment. Composite material based on used polyethylene products and wood waste has a lower cost compared to the closest analogue, and chemical additives harmful to manufacturers are not used in its implementation. Preliminary grinding of used polyethylene products significantly improves the quality of the material obtained, and further facilitates better mixing of precisely crushed used polyethylene products with dry, fine wood waste with the formation of a fairly uniform mass. Therefore, at the fracture of the samples of the proposed composite material during their visual examination, not glued wood particles were not found. The invention allows to create a new environmentally friendly, homogeneous, waterproof composite material based on used polyethylene products and wood waste with increased strength with a wide range of mechanical properties, which can be changed depending on the purpose of the products made from this material with the expansion of the scope at low cost.
В существующих источниках патентной и научно-технической информации не обнаружен композитный материал на основе использованных полиэтиленовых изделий и древесных отходов, который имеет заявленную совокупность существенных признаков, поэтому представленное техническое решение соответствует критерию «новизна».  In the existing sources of patent and scientific and technical information, no composite material was found on the basis of used polyethylene products and wood waste, which has the claimed combination of essential features, therefore, the presented technical solution meets the “novelty” criterion.
Сравнительный анализ вышеуказанного технического решения с наиболее близким аналогом, показал, что реализация совокупности существенных признаков, которые характеризуют предлагаемое изобретение, приводит к появлению качественно новых указанных выше технических свойств, совокупность которых не была установлена ранее из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «изобретательский уровень».  A comparative analysis of the above technical solution with the closest analogue showed that the implementation of the set of essential features that characterize the invention leads to the appearance of qualitatively new technical properties mentioned above, the combination of which has not been established previously from the existing level of technology, which allows us to conclude that the proposed technical solution to the criterion of "inventive step".
Предложенное техническое решение является промышленно применимым, так как не содержит в своем составе никаких конструктивных элементов или материалов, которые невозможно воспроизвести на современном этапе развития техники в условиях промышленного  The proposed technical solution is industrially applicable, since it does not contain any structural elements or materials that cannot be reproduced at the present stage of development of technology in industrial
производства.  production.

Claims

ФОРМУЛА FORMULA
1. Композитный материал на основе использованных полиэтиленовых изделий и древесных отходов, который содержит отходы растительного происхождения и использованные полиэтиленовые изделия, который отличается тем, что в качестве отходов растительного происхождения применены сухие мелкие древесные отходы, такие как сухие опилки, сухие листья, как использованные полиэтиленовые изделия - предварительно измельченные использованные полиэтиленовые изделия со степенью загрязнения до 30%, которые смешаны с сухими мелкими древесными отходами при следующем соотношении, масс.%: использованные полиэтиленовые изделия 20-70, 1. A composite material based on used polyethylene products and wood waste, which contains vegetable waste and used polyethylene products, which is characterized in that dry small wood waste such as dry sawdust, dry leaves, as used polyethylene waste, are used as vegetable waste. products - pre-shredded used polyethylene products with a degree of pollution up to 30%, which are mixed with dry small wood waste, etc. the following ratio, wt.%: use plastic products 20-70,
сухие мелкие древесные отходы 30-80.  dry small wood waste 30-80.
ю Yu
PCT/UA2019/000107 2018-07-24 2019-08-13 Composite material based on used polyethylene items and wood waste WO2020023000A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201808177 2018-07-24
UAA201808177 2018-07-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020023000A1 true WO2020023000A1 (en) 2020-01-30

Family

ID=69180535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2019/000107 WO2020023000A1 (en) 2018-07-24 2019-08-13 Composite material based on used polyethylene items and wood waste

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020023000A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1604817A1 (en) * 1987-10-05 1990-11-07 Брянский Областной Дорожно-Строительный Трест "Агропромдорстрой" Method of producing polymer-asphalt-concrete mix
WO2003079763A1 (en) * 2002-03-21 2003-10-02 Xyleco, Inc. Compositions and composites of cellulosic and lignocellulosic materials and resins, and methods of making the same
RU2373001C1 (en) * 2008-09-24 2009-11-20 Василий Степанович Рузавин Complex of recycling of railway wooden sleepers along with production of heat power and with lines of production of sawdust concrete and wood-filled plastic materials
RU2473578C1 (en) * 2011-06-27 2013-01-27 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) Biodegradable thermoplastic composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1604817A1 (en) * 1987-10-05 1990-11-07 Брянский Областной Дорожно-Строительный Трест "Агропромдорстрой" Method of producing polymer-asphalt-concrete mix
WO2003079763A1 (en) * 2002-03-21 2003-10-02 Xyleco, Inc. Compositions and composites of cellulosic and lignocellulosic materials and resins, and methods of making the same
RU2373001C1 (en) * 2008-09-24 2009-11-20 Василий Степанович Рузавин Complex of recycling of railway wooden sleepers along with production of heat power and with lines of production of sawdust concrete and wood-filled plastic materials
RU2473578C1 (en) * 2011-06-27 2013-01-27 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) Biodegradable thermoplastic composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2752416C (en) Environmentally-friendly ceramic-plastic composite and the preparation method thereof
Najafi et al. Water absorption behavior of composites from sawdust and recycled plastics
CN101417459B (en) Method for producing wood plastic composite material using plant straw and waste plastic and material thereof
WO2005070635A1 (en) The water-proof composite sheet
RU2446049C2 (en) Wood composite material and method of its fabrication
CA2676961A1 (en) Resin pellet from recycled waste
El-Haggar et al. Wood plastic composites
CN104130517A (en) Composite material plate material, and manufacturing method and finished product thereof
CN104761808A (en) Method for preparing polyethylene-based wood-plastic composite material from rice husk powder
RU2688718C1 (en) Mixture for producing composite construction materials containing components of municipal wastes
JP2008511476A (en) Reconstituted wood composition and wood flour containing polyethylene and method for producing the same
WO2020023000A1 (en) Composite material based on used polyethylene items and wood waste
JPH01281901A (en) Reutilizing method of mixed thermoplastic material recovered from industrial waste and/or solid municipal waste
US20090181061A1 (en) Microbial Resistant Composites
Zare 3Recycled Polymers: Properties and Applications
CN105482481B (en) A kind of bamboo fiber-based biomass composite and preparation method thereof
UA119308C2 (en) COMPOSITE MATERIAL BASED ON USED POLYETHYLENE PRODUCTS AND WOOD WASTE
Rohit et al. Tensile and impact behaviour of thermoplastic BOPP/milk pouches blends reinforced with sisal fibers
Arianti et al. The effect of adding plastic bottle PET waste in the making of sawdust particleboard
Omoniyi et al. Development of processing equipment for Souvenir production from wood and plastics wastes
CN105001508A (en) Method for preparing polyvinyl wood-plastic composite materials by means of walnut shell powder
Bal et al. Some selected properties of composite material produced from plastic furniture waste and wood flour
KR101154814B1 (en) Artificial lumber
Vilela et al. Effects of the corona treatment of rubber tire particles on the properties of particleboards.
JP2003011108A (en) Plant-derived material-made molded product and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19840841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19840841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1