СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ И МИНЕРАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 1997 года по МПК C04B28/00 C04B28/00 C04B18/26 C04B16/02 C04B111/20 

Изобретение относится к области деревообрабатывающей промышленности и строительства и может быть использовано при изготовлении композиционных материалов на основе древесины или одревесневшего растительного сырья в качестве целлюлозосодержащего заполнителя растительного происхождения и минерального вяжущего, например, цементно-стружечных плит (ЦСП) и арболита.

Известно изготовление древесно-минеральных композиционных материалов, включающее подготовку целлюлозосодержащего заполнителя растительного происхождения, обработку его химическими добавками (жидким стеклом, сернокислым алюминием, хлористым кальцием), совмещение с минеральным вяжущим, например, с портландцементом марки 400-500, формование композиции, прессование, термообработку, выдержку и сушку полученного изделия [1]
Недостатком известного способа являются невысокие физико-механические показатели изделий из композиционного материала, прочность и водостойкость.

Задача изобретения заключается в повышении прочности и водостойкости изделий из композиционного материала на основе целлюлозосодержащего заполнителя растительного происхождения и минерального вяжущего.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе изготовления изделий из композиционного материала на основе целлюлозосодержащего заполнителя растительного происхождения и минерального вяжущего, включающем подготовку заполнителя, обработку его минерализаторами, совмещение с минеральным вяжущим, формирование полученной композиции, прессование, термообработку, выдержку и сушку полученного изделия, перед обработкой минерализаторами на поверхность заполнителя наносят 5-15%-ный водный раствор лигносульфонатов технических или гидролизного лигнина.

При обработке целлюлозосодержащего заполнителя растительного происхождения водным раствором лигносульфонатов технических или гидролизного лигнина, лигносульфонаты или лигнин выступают в качестве поверхностно-активного вещества, способного хорошо совмещаться как с минеральным вяжущим, так и с заполнителем, и концентрируясь на поверхности раздела заполнитель -вяжeщее, улучшают адгезию компонентов и как следствие, повышают физико-механические свойства изделий. Изобретение поясняется примерами.

Пример 1. На 175 г специально приготовленной на станке фирмы "Хомбак" стружки (абсолютно сухое состояние) древесины смешанных пород наносят 33 мл 15% -ного водного раствора лигносульфоната, полученного на кальций-натриевом основании. Затем на обработанную стружку дополнительно наносят 30 мл 20,9% -ого раствора жидкого стекла (плотность 1,2 кг/л) и 39 мл 21%-ого раствора сернокислого алюминия плотностью 1,2 кг/л и смешивают со 175 г минерального вяжущего портландцементом марки 500.

Полученную смесь укладывают в формы и выдерживают в течение 10 мин в холодном прессе при давлении 1,5 МПа. Затем специальными зажимами запирают форму и ставят на термообработку в камеру при температуре 80^oC и влажности воздуха 50% Затем полученные образцы извлекают из формы и выдерживают в комнатных условиях (при температуре 18-20^oC) под полиэтиленовой пленкой в течение недели и сушат в термошкафу при 100^oC в течение 4 ч до влажности 3-4% После этого определяют физико-механические свойства образцов. Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, но сушку образцов осуществляют при температуре 20^oC.

Результаты испытаний физико-механических свойств представлены в таблице.

Пример 3. На 200 г абсолютно сухих специально измельченных на установке ИПР-250М (измельчитель пластмасс роторный) стеблей хлопчатника наносят 260 г 15% -ного водно-щелочного раствора гидролизного лигнина, и полученного из стеблей хлопчатника. Далее в смесь вводят 109 мл 10%-ного раствора CaCl₂ и смешивают с 260 г минерального вяжущего-портландцемента марки 500.

Полученную смесь укладывают в формы 10х10х10 см, прессуют в холодном прессе при давлении 0,5 МПа, запирают форму, которую размещают в термошкаф при температуре 45^oC на сутки.

Затем образцы извлекают из формы на площадку твердения при температуре 16^oC в течение 28 сут, после чего испытывают физико-механические свойства образцов. Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 4. 440 г абсолютно сухой специально измельченной виноградной лозы обрабатывают 350 мл 5%-ного раствора лигносульфоната, полученного на натриевом основании. Далее в смесь вводят 209 мл 10%-ного раствора хлористого кальция (плотность 1,084 г/см³) и смешивают с 640 г портландцемента марки 500.

Полученную смесь укладывают в формы размером 10х10х10 см, прессуют в холодном прессе при давлении 0,5 МПа, запирают форму, и помещают ее на площадку выдержки при комнатной температуре. Через 12 дн образцы извлекают из формы и помещают на площадку твердения на 16 сут.

Затем исследуют физико-механические свойства полученных образцов. Результаты испытаний представлены в таблице.

Таким образом, изобретение позволяет повысить прочность и водостойкость изделий из композиционного материала на основе целлюлозосодержащего заполнителя растительного происхождения и минерального вяжущего.

Использование: в деревообработке и строительстве при изготовлении изделий из композиционных материалов на основе целлюлозосодержащего заполнителя растительного происхождения и минерального вяжущего, например, цементно-стружечных плит и арболита. Сущность изобретения: способ приготовления изделий из композиционных материалов включает нанесение на частицы целлюлозосодержащего заполнителя растительного происхождения, например, древесную стружку, 5-15%-ного водного раствора лигносульфонатов технических или гидролизного лигнина с последующей обработкой частиц заполнителя минерализаторами, например, раствором жидкого стекла и раствором сернокислого алюминия и смешивание с минеральным вяжущим, укладку полученной смеси в формы, выдержку и термообработку. Изделия, полученные по предложенному способу характеризуется плотностью 506-1141 кГ/м³, пределом прочности при статическом изгибе 10-12 МПа, пределом прочности при сжатии 0,38-0,98 МПа, водопоглощением за 24 ч 6,5-9,0%. 1 табл.

Способ изготовления изделий из композиционного материала на основе целлюлозосодержащего заполнителя растительного происхождения и минерального вяжущего, включающий подготовку заполнителя, обработку его минерализаторами, совмещение с минеральным вяжущим, формирование полученной композиции, прессование, термообработку, выдержку и сушку полученного изделия, отличающийся тем, что перед обработкой минерализаторами на поверхность заполнителя наносят 5 15%-ный водный раствор лигносульфонатов технических или гидролизного лигнина.