ПЛИТНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1998 года по МПК B27N3/04 C08L97/02 

Изобретение касается получения плитного материала из целлюлозосодержащего сырья, используемого в качестве внутренних конструкционных материалов в стандартном домостроении.

Сущность изобретения является разработка композиции на основе целлюлозосоедржащего сырья с использованием отходов кожевенно-обувного производства и отходов полиэтилена.

Известен пластик из древесного сырья в виде опилок, стружек (15 - 20%) и полиолефина (полиэтилен, полипропилена). Древесное сырье в виде отходов измельчают на молотковой дробилке, просеивают через сита с размером ячеек 2 - 4,5 мм, смешивают с полиолефинами и подвергают литью под давлением: время выдержки под давлением 5 с, при охлаждении 40 с, температура по зонам 180 - 230^oC. Получают материалы с показателями: разрушающее напряжение при изгибе 19 МПа, ударная вязкость 4,0 - 4,8 КДж/м² при плотности 1010 кг/м³ [1].

Известен плитный материал из композиции, включающей отходы механической обработки древесины на основе станочной стружки и/или опилок, отходы коврового производства в виде кнопа стригального и талловый пек в массовом соотношении 42-88: 10-50: 2-8. Станочную стружку с опилками фракционируют, затем приготавливают композицию путем смешения древесного сырья с кнопом стригальным и талловым пеком, формируют стружечный ковер и подвергают горячему прессованию при 190 - 200^oC. Получают плитку с плотностью 1017 - 1021 кг/м³ [2]. Также известны древесно-волокнистые плиты по авт.св. 1598498 из древесного волокна и кнопа стригального (7 - 50%), используемого в качестве связующего и одновременно гидрофобизатора с плотностью 1020 - 1100 кг/м³ [3]. Перечисленные выше материалы обладают хорошими физико-механическими показателями, однако относятся к классу твердых плит согласно ГОСТ 4598-86, используемых в стандартном домостроении в качестве отделочных материалов и отличаются технологией получения плитных материалов.

Известен способ получения композиционного материала в виде пленки на основе порошка из дубленых отходов кожи и полиэтилена [4].

Хромовую стружку (в Чехословакии) и отходы обувного производства (в Румынии) используют для производства теплозвукоизоляционных плит. В качестве связующего используют каучуки; в Японии шлифовальную пыль, образующуюся при отделке кожи, применяют в производстве пластиков [5]. Для повышения прочности пластика часть шлифовальной пыли заменяют целлюлозой, а в качестве связующего используют мочевиноноформальдегидную смолу.

Недостатками вышеописанного пластика являются: необходимость использования только мелкодисперсных отходов, использование в композиции токсичной смолы и низкие физико-механические показатели.

Кожевенную стружку и обрезки дубленой кожи применяют для изготовления композиционных материалов при использовании в качестве связующего латексов. Процесс изготовления материала состоит из нейтрализации отходов кожи, додубливания растительными дубителями, жирования с использованием сульфатированного рыбьего жира, приготовления пасты, коагуляции и сушки. Полученный материал используют для изготовления обуви (подметки) и декоративных панелей [6].

В уровне техники известно использование отходов полиэтилена в виде отходов литьевого производства, представляющих собой смесь 20 - 30 мас.% полиэтилена низкой плотности с 70 - 80 мас.% полиэтилена высокой плотности с модифицирующей добавкой, но для получения полимерной композиции [7].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по группе материалов и технологии изготовления является плитный материал, включающий древесные частицы в качестве целлюлозосодержащего сырья (80 мас.%) и отходы полиэтилена в качестве связующего (20 мас.%) [8]. Плитный материал получают, смешиваю целлюлозосодержащий компонент с отходами полиэтилена, подвергая холодному, а затем горячему прессованию и заключительной обработке в зависимости от требований к готовой продукции. При толщине плиты 8 - 16 мм и плотности 750 - 1000 кг/м³ предел прочности при изгибе составляет 10 МПа, разбухание по толщине за 24 ч. не более 30%, влажность 5 - 11%.

Недостатками материала-прототипа являются высокие показатели водопоглощения и набухания, недостаточно высокие прочностные показатели, сложность проведения процесса прессования ввиду нестабильной текучести композиции и необходимость постоянного контроля ее состава.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Поставленная задача достигается тем, что предлагаемый материал содержит целлюлозосодержащее сырье и отходы полиэтилена в качестве, выбранное из группы, содержащей станочную стружку, опилки, древесное волокно и макулатуру, и дополнительно отходы кожевенного и/или обувного производства, представляющие собой кожевенную стружку или спилковую обрезь или хромовую обрезь и/или вырубку из тканей и/или вырубку из войлока и/или вырубку искусственного меха и/или шерсть в найденном соотношении компонентов.

Существенным отличием изобретения является использование в композиции отходов кожевенного и/или обувного производства, представляющих собой кожевенную стружку, или спилковую обрезь, или хромовую обрезь, и/или вырубку из тканей, и/или вырубку из войлока, и/или вырубку искусственного меха, и/или шерсть при следующем массовом соотношении компонентов в материале: целлюлозосодержащее сырье связующее отходы кожевенного и/или обувного производства (20-75):(7-30):(5-50) соответственно.

Экспериментально было подтверждено, что только при выявленном соотношении можно использовать в качестве целлюлозосодержащего сырья станочную стружку, опилки, древесное волокно, а в качестве отходов кожевенного и/или обувного производства - кожевенную стружку, или спилковую обрезь, или хромовую обрезь, и/или вырубку из тканей, и/или вырубку из войлока, и/или вырубку искусственного меха, и/или шерсть. Отходы полиэтилена могут быть, например, в виде бывшей в употреблении сельскохозяйственной пленки, полученной из полиэтилена марки 15302-003.

Уже упоминалось, что в уровне техники известно использование в плитах отходов кожевенного, обувного производства, древесного сырья отдельно, но не встречается их совместное использование с отходами полиэтилена.

Плитный материал изготавливают следующим образом: отходы кожевенного и/или обувного производства, измельченные до размеров 0,5 - 10 мм в количестве 5 - 50% смешивают с целлюлозосодержащим сырьем (0,2 - 12 мм) в количестве 20 - 75% и 7 - 20% отходами полиэтиленовой пленки (0,5 - 6 мм), формируют ковер и подвергают горячему прессованию при температуре 150 - 170^oC в течение 0,5 - 2 мин на 1 мм плиты и давлении 25 - 30 кг/см². Получают плитный материал плотностью 530 - 730 кг/см³, пределом прочности при статическом изгибе 28,0 - 60,0 МПа, водопоглощением 32 - 60,8%, набуханием 12 - 19,2%.

Разработанный плитный материал, изготовленный в основном из отходов различных производств, может быть получен на стандартном оборудовании по известной технологии получения древесно-стружечных плит.

Испытания материала проводили по ГОСТ 10633-76, 10694-78 "Плиты древесностружечные. Методы испытаний".

Для подтверждения возможности реализации изобретения промышленным способом проводили сравнительные испытания плитного материала с прототипом.

Данные испытаний, определенные по стандартным методикам, приведены в таблице.

Пример 1. 20% станочной стружки (р. 0,5 - 8 мм) смешивают с 50% кожевенной стружки (р. 0,5 - 3 мм) и 30% отходами полиэтиленовой пленки (р. 0,3 - 6,0 мм) прессуют при температуре 160^oC в течение 2 мин на 1 мм плиты и давлении 25 кг/см². Получают плитный материал плотностью 665 кг/см³, пределом прочности при статическом изгибе 35,0 МПа, водопоглощением 61,0%, набуханием 16,0%.

Примеры 1 - 4 дают подтверждение использованию в композиции в заявленном соотношении целлюлозосодержащего сырья в виде станочной стружки и отходов кожевенного производства в виде кожевенной стружки; примеры 8 - 10 - использованию в композиции отходов кожевенного производства в виде кожевенной стружки, хромовой обрези; примеры 8, 11 - 13 - использованию в композиции целлюлозосодержащего сырья в виде станочной стружки, опилок, древесного сырья, макулатуры; примеры 14 - 17 - использованию отходов обувного производства в виде вырубки из тканей, вырубки из войлока, вырубки искусственного меха, шерсти; и примеры 18 - 20 - использованию отходов кожевенного и обувного производства в соотношении 1-9:9-1 в композиции.

Увеличение или уменьшение в композиции одного из компонентов приводит к ухудшению качественных показателей плитного материала (примеры 5 - 7).

Анализ данных таблицы показывает, что в сравнении с прототипом по той же технологии можно получить новый плитный материал в основном из различных отходов производств, улучшая качественные показатели материала, экономя сырье и удешевляя продукцию.

Использование: изобретение касается получения плитного материала из целлюлозосодержащего сырья, используемого в качестве внутренних конструкционных материалов в стандартном домостроении. Сущность изобретения: разработка плитного материала, который включает целлюлозосодержащее сырье и отходы полиэтилена в качестве связующего, причем он содержит в качестве целлюлозосодержащего сырья станочную стружку или опилки, или древесное волокно, или макулатуру и дополнительно отходы кожевенного и/или обувного производства, представляющие собой кожевенную стружку или спилковую обрезь, или хромовую обрезь, и/или вырубку из тканей, и/или вырубку из войлока, и/или вырубку искусственного меха, и/или шерсть при следующем массовом соотношении компонентов в материале: целлюлозосоедржащее сырье: связующее: отходы кожевенного и/или обувного производства (20 - 75):(7 - 30):(5 - 50) соответственно. 1 табл.

Плитный материал, включающий целлюлозосодержащее сырье и отходы полиэтилена в качестве связующего, отличающийся тем, что он содержит в качестве целлюлозосодержащего сырья сырье, выбранное из группы, содержащей станочную стружку, опилки, древесное волокно и макулатуру, и дополнительно отходы кожевенного и/или обувного производства, представляющие собой кожевенную стружку, или спилковую обрезь, или хромовую обрезь, и/или вырубку из тканей, и/или вырубку из войлока, и/или вырубку из искусственного меха, и/или шерсть при следующем массовом соотношении компонентов в материале: целлюлозсодержащее сырье связующее отходы кожевенного и/или обувного производства 20 75 7 30 5 50 соответственно.