СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ДРЕВЕСНОНАПОЛНЕННЫХ ПЛАСТМАСС

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ДРЕВЕСНОНАПОЛНЕННЫХ ПЛАСТМАСС. НОУ ХАУ. ВНЕДРЕНИЕ. ПАТЕНТ. ТЕХНОЛОГИИ.

Технопарк. ОБЗОР НАИБОЛЕЕ ВОСТРЕБОВАННЫХ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ТЕХНОЛОГИЙ

  Изобретение относится к области производства композиционных материалов и изделий на их основе, полученных из древеснонаполненных пластмасс и их отходов, и может быть использовано для получения строительных и других материалов, а также для изготовления мебели, товаров бытового и промышленного назначения.

  В мировой практике получили широкое распространение материалы на основе ДСП и МДФ - панели, доски и т.п., на основе дисперсных древесных наполнителей - стружек, опилок, древесного волокна, связанных в твердый массив с помощью термореактивных связующих - карбамидоформальдегидных, фенолформальдегидных смол и их модификаций, а также на основе изоцианатных связующих.

  Доступность и дешевизна исходного сырья, простота аппаратурного оформления технологических процессов получения плит на основе термореактивных смол, их физико-механические свойства, возможность многообразных модификаций - все это в целом определило создание громадного количества производств плитных материалов практически по всему миру.

  Однако в последнее десятилетие проблемы экологической безопасности как производства плитных материалов, так и изделий на их основе стали более значимы для мирового сообщества, чем их экономические и технологические преимущества. Дело в том, что изделия, полученные на основе формальдегидсодержащих смол, являются источником длительной миграции в окружающую среду формальдегида, который отнесен к канцерогенным веществам. Несмотря на многочисленные исследования в этой области, кардинального решения проблемы выделения формальдегида из изделий до настоящего времени нет. Что касается изоцианатных связующих, то, хотя изделия на их основе менее токсичны, они сами по себе являются весьма опасными веществами.

  Значительное число предложенных технических решений по снижению токсичности ДСП и МДФ за счет введения в термореактивные связующие различных добавок или изоляции массива изделий шпоном, лаком, краской и другими покрытиями, к сожалению, не решает главной задачи по проблеме экологической чистоты продукции.

  Одним из перспективных направлений является создание композиционных материалов на основе экологически чистых продуктов, где в качестве связующего используют термопласты (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и их сополимеры). Уже есть положительный опыт создания и применения композиционных материалов на основе термопластов, отходов древесины или других целлюлозосодержащих наполнителей.

Известные композиции перерабатываются основными четырьмя способами:

  • прессованием;

  • экструзией;

  • вальцеванием;

  • литьем.

  Следует отметить, что указанными способами можно получить плиты, опалубки, профильно-погонажные изделия (наличник, плинтус, вагонка, брус, половая доска), мебельные элементы, панели. Материалы и изделия, полученные указанными способами, обладают рядом недостатков:

  • низкие физико-механическое свойства;

  • высокое водопоглощение;

  • горючесть;

  • низкая атмосферостойкость.

  Известны способы изготовления строительных изделий из древесно-полимерного композиционного материала, включающие смешение древесных частиц и термопластичного связующего, нагрев до температуры 130 - 2200C и последующую переработку в изделия [патенты России - N 1562145, кл. B 27 N /01, 1991 г., N 1666306, кл. B 27 N /02, 1991 г.].

  К недостаткам указанных способов следует отнести низкие значения физико-механических характеристик полученного материала, особенно при снижении содержания полимерного связующего.

  Известна полимерная композиция [патент России N 2010815, кл. C 08 L 23/06, 1994 г. ], используемая для изготовления изделий, включающая полиэтилен (1000 мас.ч) и рубленый волокнистый наполнитель. Связующее дополнительно может содержать в качестве модификатора поливинилхлорид (10 - 950 мас. ч).

  Недостатком известной композиции является низкая адгезия связующего к волокнистому наполнителю после термоциклирования в диапазоне температур от -700C до +500C. Это приводит к растрескиванию материала и преждевременному выходу деталей из строя. Кроме того, следует отметить, что ее применение экологически небезопасно.

  Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления материалов и изделий из экологически чистых древеснонаполненных пластмасс на основе дисперсного наполнителя и термопластичного полимерного связующего, включающий сушку, обработку, смешение и формование изделий при нагревании (см. , например, патент RU N 2081135, кл. C 08 Z 97/02, 1997 г.).

  К основным недостаткам композиционного материала, полученного известным способом, относятся относительно невысокое содержание древеснорастительного наполнителя, недостаточно высокие прочностные и эксплуатационные свойства, что обусловлено недостаточно сильным адгезионным взаимодействием компонентов в композите. Кроме того, не во всех случаях указанный композит обладает высокой технологичностью при переработке в изделия.

  Цель настоящего изобретения - получение экологически чистых материалов и изделий с высоким уровнем технических характеристик.

  Применение настоящего изобретения в промышленности позволит модернизировать предприятия по производству ДСП и МДФ на экологически чистую более качественную продукцию.

  Разработанная технология позволяет получать экологически чистые древеснонаполненные пластмассы и изделия на их основе с высокими эксплуатационными характеристиками методами прессования, экструзии, каландрирования и литья. Принятые технические и технологические приемы позволяют получить широкую номенклатуру изделий для мебельной, строительной, машиностроительной, авиационной и судостроительной, авто- и вагоностроительной отраслей:

  • плиты (отделанные различными материалами с тиснениями);

  • дверные панели;

  • мебельные фасады;

  • опалубка;

  • облицовочные панели;

  • профили (наличник, вагонка, плинтус, брус, багет и др.);

  • трубы;

  • подоконные доски;

  • листы типа фанеры;

  • поддоны;

  • детали машин;

  • мебельные детали;

  • половая доска;

  • широкий ассортимент изделий из наполненных пластмасс - посуда, вешалки, формы и т.д.

  Особенно важна установленная возможность реализации новых технологий с использованием вторичных пластмасс в качестве связующего, т.к. это позволяет экономить дорогие сырьевые материалы для получения пластмасс и, кроме того, значительно улучшить экологию за счет утилизации отходов от ее использования.

  B качестве древесного наполнителя может быть использована не только цельная древесина преимущественно хвойных пород, как этого требует производство ДСП, а практически любая порода древесины, а также все виды отходов (рейка, обрезки, шпон, стружки, опилки) лесопильных и деревообрабатывающих производств и фаунтная древесина санитарных рубок в лесах. Кроме того, дополнительным сырьевым ресурсом является целлюлозосодержащие отходы сельскохозяйственного производства (костра льна, рапс, рисовая шелуха и др., а также самовозобновляемые растения: камыш, тростник и др.).

  Возможность использования по технологии в экологически чистых древеснонаполненных пластмассах вторичного сырья, особенно полимерного, позволяет существенно снизить себестоимость продукции и сделать ее конкурентоспособной на мировом рынке.