СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2284335 (13) C1

(51) МПК
C08J 5/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.09.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005113203/04 
(22) Дата подачи заявки: 2005.05.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.05.03 
(45) Опубликовано: 2006.09.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2133254 C1, 20.07.1999. SU 1411319 A1, 23.07.1988. SU 726306 A, 05.04.1980. SU 1562145 A, 07.05.1990. SU 1666306 A1, 30.07.1991. 
(72) Имя изобретателя: Ляшенко Александр Викторович (RU); Бакшутов Вячеслав Степанович (RU); Судаков Вячеслав Радионович (RU); Панфилов Юрий Евгеньевич (RU); Кручинина Наталья Евгеньевна (RU); Румянцева Ирина Анатольевна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: ОАО "Тантал" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 410040, г.Саратов, пр-т 50 лет Октября, 110А, ОАО "Тантал" 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Изобретение относится к области производства композиционных материалов на основе органоминеральных смесей и может быть использовано для получения строительных и др. материалов с заранее заданными свойствами. Способ получения органоминеральных композиций включает смешение полимерной матрицы и наполнителя, включающий активацию смеси путем СВЧ-нагрева смеси на частотах от 915 до 5200 МГц до температуры от 90 до 120°С при потоке мощности от 50 до 500 Вт/см2 с глубиной проникновения СВЧ-поля от 20 до 100 мм в течение промежутков времени от 60 до 240 с. Технический результат - получение высококачественных композиционных материалов. 2 табл.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области производства композиционных материалов на основе органоминеральных смесей - органических полимеров с наполнителями и может быть использовано для получения строительных и др. материалов с заранее заданными свойствами.
Получение высококачественных композиционных материалов на основе органоминеральных смесей - матриц органических и наполнителей требует применения активации основных компонентов смеси для обеспечения их физико-химического взаимодействия между собой, необходимого для образования нового конечного продукта. Между тем известные способы активации таких смесей, применяемые для получения продукта с необходимыми свойствами (механохимические, термические и др.), эффективно влияют обычно либо на органическую часть композиции, либо на неорганическую и получить в этих условиях даже на основе хорошо механически гомогенизированной смеси исходных компонентов новый конечный изотропный материал с одинаковыми свойствами в любой точке и по всем направлениям изделия часто бывает невозможно.
Известны два основных типа композиций такого рода.
Первый тип - в нем основным элементом структуры является матрица органического полимера (например, поливинилхлорид ПВХ), а наполнители - неорганические типа опоки, диатомита, мела, каолина, асбеста, слюды, двуокиси титана или древесные опилки и др.
Известны практические способы изготовления таких композиций, например строительных материалов, из смеси органического полимера типа поливинилхлорида ПВХ (матрица) и наполнителя (древесных опилок), включающие механическое смешение этих компонентов, активацию - обычный электронагрев до 130-220°С и формование изделий (патенты РФ 1562145, кл. В 27 Н 3/02, 1991 г., №16666306, кл. В 27 N 3/02, 1991 г.).
Недостатками этих способов являются низкие значения физико-механических свойств этих изделий (особенно при уменьшении количества вводимого полимера), вызванные плохой пропиткой древесины полимером и, как следствие, анизотропией свойств изделия.
Второй тип - в нем матрицей служат неорганические полимеры (например, смеси цементов и песка), а наполнителями - кремнийорганические полимеры типа ГКЖ-94.
Известен практический способ изготовления композиций такого рода, например облегченных (пеноцементных) строительных и тампонажных растворов из смеси, неорганического полимера (цемент) - матрица и кремний-органической полимерной добавки - а.с. СССР №726306 Бюлл. Изобр., 1980 г., №13. Основным недостатком этого способа (тип активации - механическое перемешивание) являются снижение прочности изделий в 1,3-2,7 раза при введении полимерной добавки и высокие значения водо-газопроницаемости, обусловленные неоптимальной поровой структурой изделий с большим количеством проницаемых капиллярных пор, не заполненных полимером.
Наиболее близким по технической сущности и достижимому эффекту является способ изготовления материалов и изделий из высоконаполненных пластмасс на основе термопластического полимерного связующего и дисперсного наполнителя, включающий сушку, обработку, смешение и формование при нагревании, отличающийся тем, что обработку и смешение компонентов осуществляют методом трибоактивации в потоке со скоростью частиц от 10 до 40 м/с, а формование - при пределе текучести от 0,1 до 5,5 г / 10 мин (патент РФ №2133254, МПК С 08 J 5/04 от 17.10.1997 г.). Основным недостатком этого способа является высокое водопоглощение изделий (3-15% за 24 часа), вызванное низкими значениями пропитки полимером древесины из-за неоптимальной поровой структуры последней, а также сравнительно невысокие прочностные и эксплутационные свойства изделий (прочность, долговечность и др.).
Цель предлагаемого изобретения - получение качественных органоминеральных композиций из смеси полимерной матрицы и наполнителя.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения органоминеральных композиций из смесей полимерной матрицы и наполнителя, включающем смешение компонентов, активацию сырьевой смеси и производство изделий, активацию сырьевой смеси исходных компонентов осуществляют путем СВЧ-нагрева до температуры от 90 до 120°С при потоке СВЧ-мощности от 50 до 500 Вт/см2 на частотах от 915 до 5200 МГц с глубиной проникновения СВЧ-поля от 20 до 100 мм в течение промежутков времени от 60 до 240 с.
Способ осуществляется следующим образом.
Пример 1.
Состав композиции: матрица - органический полимер поливинилхлорид марки С-6768 М - 70-85 в.ч.; возможны добавки 15-30 в.ч. дробленых отходов ПВХ-профиля, сополимеров ПВХ с винилацетатом, пропиленом, полистиролом и т.п.; наполнитель - типа опоки, диатонита, мела, рутила, каолина, талька, асбеста, слюды; древесных опилок - до 30 в.ч.
Смешение компонентов композиции происходит в вихревой мельнице ВМ-350 производства НПК «Вихревые технологии» (г.Новосибирск) по патенту РФ №2057588 от 22.11.1991 г. производительностью 500 кг/час при расходе воздуха 3000 м3/час и рабочем давлении компрессора 6 атм.
Активацию смеси исходных компонентов с влажностью от 15 до 100% и ее предварительную пластикацию осуществляют путем ее СВЧ-нагрева до 120°С с последующим быстрым охлаждением до 40°С и выдерживанием в течение 24 час при 20°С; применяется СВЧ-нагрев с использованием СВЧ-генераторов с потоком мощности от 50 до 100 Вт/см2 с глубиной проникновения СВЧ-поля от 20 до 100 мм на частотах от 915 до 5200 МГц в течение промежутков времени от 60 до 240 с.
Производство изделий из активированной таким образом смеси (ПВХ профиля, сайдинга, половой доски, полимерпаркета и др.) осуществляется методом экструдирования на двухшнековых экструдерах типов Arqos-114 и Titan-68. Управление процессом производится с помощью компьютерной программы; при этом температура расплава полимерной смеси составляет 180-210°С, а давление - 150-350 бар, что обеспечивает оптимальную окончательную пластикацию формовочной массы.
Основные технологические свойства ПВХ профиля с добавками 30% отходов ПВХ производства и 20% древесных опилок (способ активации - СВЧ-нагрев, способ производства - экструзионный) приведены в таблице 1. Применение матричной СВЧ-активации оптимизирует поровую структуру наполнителя, его пропитка полимером возрастает до максимума, свойства материала (предел прочности при растяжении и сжатии, модуль упругости, прочность сварных угловых соединений, ударная вязкость, коррозионная стойкость, водопоглощение) улучшаются и усредняются по всему объему из-за активного взаимодействия матрицы и наполнителя, что позволяет даже с использованием до 50% наполнителя получить соответствующий ГОСТу качественный и дешевый материал с изотропными свойствами для самых различных областей применения. Применение матричной СВЧ-активации является технико-экономически эффективным.
Пример 2.
Состав композиции: поливинилацетатная дисперсия ПВАД, дисперсии сополимеров ПВА с этиленом, винилхлоридом и др., редиспергируемые порошки на их основе типа VINNAPAS (пр-во Германии, ф. Ваккер-Полимер-Системс), полиакриламид, кремнийорганические полимерные жидкости типа ГКЖ-94, алкилполисилоксаны, этиловый эфир ортакремниевой кислоты и др. - от 1,5 до 3,5% от веса сухой смеси, наполнитель - неорганический (портландцемент марки «500-Д-О» завода Вольск-цемент - 85-150 в.ч.) в смеси с неорганическими добавками (песок и опока Вольских карьеров, зола, отходы Вольского асбоцемкомбината и низкие сорта асбеста, гальваношлам - конечный продукт нейтрализации промстоков, зола - 0-400 в.ч.) и жидкостью затворения (вода - 50-60 в.ч. с растворенным в ней пенообразователем - ИТАЛМАС, АРЕКОМ-И, ПБ-2000, FOAMCEM (0,3-0,5 в.ч.) и ускорителем твердения - Простон Д-18 (0,1-1,5 в.ч.).
Смешение компонентов происходит следующим образом - в аэраторе (генератор пены, состоит из компрессора производительностью 613 л/мин, пенопроизводящего механизма из 2-х резервуаров по 150 л каждый) готовится пена, которая подается в смеситель (цистерну объемом 800 л с горизонтальным двойным шнеком), куда подаются компоненты с добавками и наполнитель. После окончания процесса смешения компонентов и получения однородной смеси компонентов и наполнителя (3-4 мин), смесь винтовым насосом мощностью 5,5 кВт (статор - резиновый, ротор - металлический «червяк», производительность - 13 м3/час) высасывается из смесителя и поступает на СВЧ-активацию, осуществляемую в течение 120-240 с на кольцевом участке продуктопровода, изготовленного из полимерных труб (ПВХ, полипропилен, тефлон) 60 мм, длиной 15 м путем СВЧ-нагрева раствора до температуры 90°С с применением СВЧ-генераторов с потоком мощности от 50 до 500 Вт/см2 с глубиной проникновения СВЧ-поля от 60 до 100 мм на частотах от 915 до 5200 МГц; после СВЧ-активации раствор идет на изготовление изделий путем заливки форм или опалубок (на высоту до 10 этажа). Один полный цикл длится 12-15 мин, за 1 смену установка, которую обслуживают 3 человека, дает 20-30 м3 СВЧ-активированной безавтоклавной органоминеральной композиции, отверждение которой происходит при нормальной температуре в течение 3-6 час.
Основные технологические свойства изделий, полученных с применением матричной СВЧ-активации, приведены в табл.2. Данные табл.2 подтверждают практическую полезность применения способа матричной СВЧ-активации органоминеральных композиций. В данном случае СВЧ-активация оптимизирует поровую структуру матрицы, делая ее в момент разжижения и полимеризации более проницаемой, что резко увеличивает интенсивность пропитки матрицы полимером и приводит к улучшению изотропности и других важнейших свойств формирующейся прочностной структуры изделий на основе полимерпенобетона.
ERROR



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения органоминеральных композиций из смеси полимерной матрицы и наполнителя, включающий их смешение с последующей активацией полученной смеси, отличающийся тем, что активацию смеси осуществляют путем СВЧ нагрева до температуры от 90 до 120°С при потоке СВЧ мощности от 50 до 500 Вт/см2 на частотах от 915 до 5200 МГц с глубиной проникновения СВЧ поля от 20 до 100 мм в течение промежутков времени от 60 до 240 с.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru