СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2270817 (13) C1

(51) МПК
C04B 26/02 (2006.01)
C04B 26/02 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.02.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004120719/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.07.06 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.07.06 
(45) Опубликовано: 2006.02.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2116281 С1, 27.07.1998.

SU 1786013 А1, 07.01.1993. 

SU 1022735 А1, 15.06.1983.

SU 1456443 А1, 07.02.1989. 

RU 2200175 С1, 10.05.2002.

SU 1511236 А1, 30.09.1989. 
(72) Имя изобретателя: Лукасик Владислав Антонович (RU); Анцупов Юрий Абрамович (RU); Сычев Николай Владимирович (RU); Медведев Виктор Прокофьевич (RU); Лукьяничев Вадим Вадимович (RU); Медведев Даниил Викторович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 400131, г.Волгоград, пр. Ленина, 28, ВолгГТУ, Отдел интеллектуальной собственности 

(54) СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, производству пластмасс и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного и конструкционного материала. Смесь для получения изделий из композиционных материалов включает наполнитель, измельченные отходы термопластов - отходы полиэтилентерефталата и отходы полиэтилена, и минеральную составляющую. В качестве наполнителя используют обожженный кварцевый песок, в качестве минеральной составляющей - мел и высокодисперсный оксид кремния, при следующем соотношении компонентов, мас.%: обожженный кварцевый песок 30-40, отходы полиэтилентерефталата 60-50, отходы полиэтилена 5,0-10, мел 2,5-3,5, высокодисперсный оксид кремния 2,5-2,0. Для приготовления смеси используют отходы термопластов, подвергнутые измельчению сначала при термомеханической обработке в присутствии мела, а затем при тонком помоле - в присутствии высокодисперсного оксида кремния. Технический результат: повышение прочности при изгибе, увеличение ударной вязкости и снижение водопоглощения изделий из композиционных материалов. 1 табл.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, производству пластмасс и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного и конструкционного материала.
Известна сырьевая смесь для получения теплоизоляционного строительного материала, включающая, мас.%: вспененный полистирол 4-9, карбамидную смолу 36-49, алюмохромфосфатное связующее 10-26, минеральный наполнитель 30-40, гидрофобизирующее средство 3-10, костру 1-5 (а. с. СССР №539016, М.кл. С 048 В 43/18, БИ 46-76 г.).
Недостатком данного технического решения является недостаточная ударная вязкость, невысокие физико-механические показатели и использование карбамидпой смолы в больших количествах.
Известна сырьевая смесь для получения изделий из композиционных материалов, включающая, масс.%: органический наполнитель 80-90, фенопласт 3-17, отходы полиэтилена или поливинилхлорида или сополимеров поливинилхлорида с винилиденхлоридом 3-17 (патент РФ №2020142, М.кл. С 04 В 38/08, 18/20, опубл. 1994 г.)
Недостатком материалов, получаемых из сырьевой смеси по данному техническому решению, является недостаточная прочность при изгибе и растяжении. Кроме этого, недостатком при реализации указанного технического решения является необходимость сушки органического наполнителя. 
Наиболее близкой к заявляемой смеси является сырьевая смесь для получения изделий из композиционных материалов, включающая, мас.%: наполнитель 70-80, отходы термопластов 3-17, минеральную составляющую 6-12 (патент РФ №2116281, С 04 В 38/08, С 04 В 26/02, опубл. 1998 г.).
При этом в качестве наполнителя использовался органический наполнитель в виде древесных опилок и т. п., в качестве термопластов - полиэтилен и поливинилхлорид, в качестве минеральной составляющей - гипс.
Недостатками изделий, получаемых из предлагаемой сырьевой смеси, являются также недостаточная прочность при изгибе и растяжении, большое водопоглощение, а также невозможность использования совместно органических отходов и отходов термопластов с температурой текучести свыше 250-270°С, в то время как необходимо решать задачу утилизации бытовых и промышленных отходов. Отходы полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и полиэтилена (ПЭ) возникают при изготовлении и утилизации упаковочной и бутылочной тары после ее использования.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка новых сырьевых смесей с улучшенным комплексом физико-механических характеристик для напольных и настенных покрытий с использованием минеральных наполнителей. Одновременно решается задача утилизации отходов термопластов с высокой температурой текучести.
Техническим результатом является повышение прочности при изгибе, увеличение ударной вязкости и снижение водопоглощения изделий из композиционных материалов.
Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для получения изделий из композиционных материалов, включающая наполнитель, измельченные отходы термопластов и минеральную составляющую, имеет отличия, а именно: в качестве наполнителя используется обожженный кварцевый песок, в качестве минеральной составляющей используется мел и высокодисперсный оксид кремния, при следующем соотношении компонентов, мас.%: обоженный кварцевый песок 30-40, отходы полиэтилентерефталата 60-50, отходы полиэтилена 5,0-10, мел 2,5-3,5, высокодисперсный оксид кремния 2,5-2,0.
При этом для приготовления смеси используются отходы термопласта, подвергнутые измельчению сначала при термомеханической обработке в присутствии мела, а затем при тонком помоле - в присутствии высокодисперсного оксида кремния. 
В качестве наполнителя использовался обожженный кварцевый песок, применяемый для фильтрования питьевой воды. Песок не содержит никаких органических добавок и влаги, что позволяет использовать его в качестве минерального наполнителя без предварительной обработки. 
В качестве отходов термопластов использовались бытовые и промышленные отходы: полиэтилентерефталата (ПЭТФ), например, в виде бутылочной тары как основное связующее и отходы полиэтилена (ПЭ), например, в виде использованной упаковочной тары как технологическая добавка.
Отходы полиэтилентерефталата в виде использованных пластиковых бутылок подвергались термомеханической обработке на вальцах в присутствии небольших количеств мела 2,5-3,5 мас.%. Такая обработка необходима для того, чтобы перевести отходы в состояние, необходимое для дальнейшего тонкого помола. Во время термомеханической обработки происходит нарушение ориентированной структуры полимерной оболочки и происходит переход ее в более компактную форму, удобную для дробления и последующего помола. 
Добавка отходов полиэтилена (ГОСТ 5.1308-72) в дозировках 5-10 мас.% с температурой текучести 130-140°С способствует тому, что при температурах переработки смесь приобретает дополнительную текучесть, что способствует более полному заполнению пресс-формы и повышает монолитность материала.
Мел, химически осажденный (ГОСТ 8532-72), вводится на стадии предварительной термомеханической обработки отходов термопластов для предотвращения слипания частиц. 
Использование высокодисперсного оксида кремния на стадии тонкого измельчения предварительно термообработанных полимерных отходов позволяет добиться достаточной степени дисперсности, а при смешении измельченных полимерных отходов с минеральным наполнителем способствует получению более гомогенной сырьевой смеси. Введение высокодисперсного оксида кремния во время измельчения облегчает процесс помола отходов, предотвращая слипание частиц при повышенных температурах измельчения, и способствует лучшему перемешиванию полимерного связующего с минеральных наполнителем. В качестве диспергирующей добавки использовался высокодисперсный оксид кремния следующих марок: белая сажа БС-50 и БС-100 (ГОСТ 18307-78) и аэросил А-175 (ГОСТ 14922-77) с различной степенью дисперсности в количествах 2,0-2,5 масс.%, при меньших дозировках эффективность вводимой добавки падает, а увеличение дозировок выше оптимальной практически не сказывается на эксплуатационных свойствах получаемого материала, но повышает стоимость сырьевой смеси. По эффективности действия используемые добавки практически равноценны.
Сырьевую смесь и композиционный материал готовят следующим образом. Бутылочная тара из ПЭТФ, подлежащая утилизации, подвергается измельчению сначала при термомеханической обработке на вальцах при минимальном зазоре в присутствии добавок мела и отходов ПЭ до образования рыхлой массы, пригодной для дальнейшей обработки в измельчителях тонкого помола (дезинтеграторах, дисмембраторах, высокоскоростных измельчителях роторного типа, молотковых мельницах). Добавка 5-10 мас.% ПЭ обеспечивает текучесть сырьевой смеси при формовании.
На второй стадии измельчения в обрабатываемую массу добавляется высокодисперсный оксид кремния. Измельченные отходы собираются через калибровочное сито и смешиваются с обожженным кварцевым песком, полученная сырьевая смесь поступает на изготовление изделий.
При изготовлении изделий дозированная по массе сырьевая смесь термостатируется при температуре текучести полиэтилентерефталата в пресс-форме плунжерного типа и подвергается прессованию на гидравлических прессах для получения плиточного материала. Предлагаемое техническое решение иллюстрируется примерами.
Пример 1
На вальцы подаются отходы ПЭТФ, ПЭ и мел в соотношении 55:10:2,5. Обработка ведется при минимальном зазоре в течение 5 минут, до образования "рыхлой" шкурки. Полученная смесь охлаждается и подается в молотковую мельницу вместе с навеской высокодисперсного оксида кремния БС-50 в соотношении 67,5:2,5 отбор измельченной смеси проводится через сито с размером ячейки 1:1 (мм). Затем отходы перемешиваются с обожженным кварцевым песком в соотношении 70:30 и загружаются в пресс-форму плунжерного типа. Форма поступает на термостатирование при температуре 280°С 8 минут. Нагретая форма подается на гидравлический пресс, где происходит формование сырьевой смеси под давлением 20 МПа в течение 12 минут.
Из полученных пластин после их 24 часовой вылежки вырубают образцы для физико-механических испытаний по ГОСТ 4648-71 - определение разрушающего напряжения при изгибе и ГОСТ 11262-80 - 


определение разрушающего напряжения при растяжении. Для определения процента водопоглощения вырубают образцы 30×30 мм и помещают в воду до достижения постоянного веса по ГОСТ 4650-80. Ударная вязкость определялась по ГОСТ 4647-69.
Пример 2 
То же, что и в примере 1. Соотношение отходов ПЭТФ, отходов ПЭ, мела, высокодисперсного оксида кремния БС-100, обожженного песка 55:10:2,5:2,5:30. Время термомеханической обработки на вальцах 5 мин, термостатирование смеси при 275°С 12 мин, время формования 10 мин при давлении 25 МПа.
Пример 3
Состав: отходы ПЭТФ - 55, отходы ПЭ - 5, мел - 2,5, аэросил А-175 - 2,5, песок - 35.
Обработка на вальцах 5 мин, термостатирование при 275°С 12 мин, формование при 20 МПа 12 мин.
Остальные образцы готовились аналогично примерам 1 - 3 и подвергались физико-механическим испытаниям по соответствующим ГОСТам.
Составы смесей, режимы термостатирования смеси, режимы прессования материала и его физико-механические показатели приведены в таблице.
Для сравнения приведены рецептуры, режимы изготовления и показатели материалов из сырьевой смеси, полученной по прототипу (патент РФ №2116281, М.кл. С 04 В 38/08, С 04 В 26/01, БИ 21, 1998 г.). Там же приводятся значения физико-механических показателей для настенной и напольной керамической плиток.
Из приведенных данных видно, что материал из предлагаемой смеси превосходит известный по физико-механическим показателям и водостойкости. Кроме этого, предлагаемое техническое решение позволяет использовать отходы термопластов с высокой температурой текучести для изготовления композиционных изделий различного назначения.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Смесь для получения изделий из композиционных материалов, включающая наполнитель, измельченные отходы термопластов, а именно отходы полиэтилентерефталата и отходы полиэтилена, и минеральную составляющую, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используется обожженный кварцевый песок, в качестве минеральной составляющей используется мел и высокодисперсный оксид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: обожженный кварцевый песок - 30-40, отходы полиэтилентерефталата - 60-50, отходы полиэтилена - 5,0-10, мел - 2,5-3,5, высокодисперсный оксид кремния - 2,5-2,0, при этом для приготовления смеси используются отходы термопластов, подвергнутые измельчению сначала при термомеханической обработке в присутствии мела, а затем при тонком помоле в присутствии высокодисперсного оксида кремния.





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