СОСТАВ ДЛЯ ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2015 года по МПК C08L97/02 C08L23/12 C08K3/00 C08K5/00 

Изобретение относится к древесно-полимерным композиционным материалам на основе термопластичных смол, работающих в условиях повышенной влажности и переменных температур обладающим улучшенными эксплуатационными свойствами - повышенной прочностью и водостойкостью.

Известен композиционный огнезащитный древесно-стружечный материал (патент Российской Федерации на изобретение №2100391 C08L 97/02, B27N 3/04), включающее, мас.%:

связующее алюмохромфосфатное 10,0-12,0 карбамид 2,0-3,0 смола карбамидформальдегидная 5,0-8,0 вода 18,0-25,0 кремнийорганический продукт 0,1-2,5 парафин 0,3-0,6 древесный наполнитель остальное

Однако для материала, изготовленного из указанной композиции, характерно высокое водопоглощение и недостаточно высокий коэффициент стойкости в воде.

Наиболее близким является древесно-полимерный композиционный материал [1], включающий следующие компоненты, мас.%:

фурфуролацетоновую смолу - 14-20, бензолсульфокислоту - 3-5, андезитовую муку - 47-57, сажу техническую - 2,5-5,7, древесную щепу - 16-20, стеклосечку или распущенный стекложгут - 0,3-0,5, низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированный 2,0-6,0 мас.% малеиновой кислоты - 1-5 и многоатомный спирт 0,3-1,5. Предложенный состав позволяет получить древесно-полимерный композиционный материал с показателями свойств (табл.1).

Таблица 1   Показатели Результаты испытаний композиционного материала по составам Известной Предлагаемой 1 2 3 Предел прочности, МПа     при сжатии (смятии) 80,0 80,4 изгибе 30,0 30,1 Предел выносливости, МПа 39,0 39,4 Коэффициент стойкости в воде 0,72 0,73

Недостатком композиции является сложность состава, низкая прочность при сжатии и изгибе и невысокий коэффициент водостойкости. Кроме того, в качестве связующего используется фурфуролацетоновая смола, являющаяся более токсичной, чем полипропилен / 2, 3/. Кроме того, малые сроки жизнеспособности затрудняют работу с этой смолой, а высокая температура саморазогрева вызывает значительные температурные напряжения, которые, по всей вероятности, являются причиной более низких показателей прочности.

Предложенные ранее составы требуют дополнительных исследований, в том числе определения длительных прочности и ползучести / 4, 5/.

Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии и изгибе и коэффициента водостойкости.

Указанный технический эффект достигается тем, что в состав для древесно-полимерного композиционного материала вводят вяжущее - полипропилен и комплексный наполнитель, отличающийся тем, что содержит минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок с удельной поверхностью 20000 см²/г и древесную муку. Дополнительно предлагаемый авторами состав содержит в качестве добавки - смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе при следующем содержании компонентов, мас.%:

полипропилен 20…30 минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок 16…20 древесная мука 49…55 добавка (смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе) остальное

Вяжущее содержит смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе.

Использование минерального порошка-шлама после работы систем водоподготовки котельных установок с удельной поверхностью 20000 см²/г позволяет значительно снизить стоимость изделий, обеспечить их высокие прочностные показатели и безотходность технологии изготовления.

Введение керосина (ТУ 10227-86), полиэтиленового воска ПВ 200 и парафина обеспечивает формирование эффективной пластичной структуры за счет применения лубриканта (ПВ 200).

Состав для древесно-полимерного композиционного материала готовят следующим образом. Смешивают 3-4 мин. наполнитель до однородной массы. Приготавливают 30%-ный раствор полиэтиленового воска и парафина в керосине. Отдозированное количество указанного раствора вводят в наполнитель и тщательно перемешивают 5-10 минут. Обработанный наполнитель добавляют в расплав полипропилена, нагретый до температуры 110°С, и смесь тщательно перемешивают до однородной массы. Смесь перемешивают и выдерживают при температуре 110°С в течение 10 минут и вырабатывают в изделия по экструзионной технологии /5/.

Предлагаемые составы приведены в табл.1, а ее свойства - в табл.2.

Таблица 1   Состав предлагаемой композиции, мас.%   Компонент Прототип [1]   1 2   Полипропилен 20,0 30,0 - Минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок       20,0 16,0 -       Древесная мука 55,0 49,0   Добавка смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе       5,0 5,0     ФАМ (ТУ 6-05-1618-73)     17,0 Бензолсульфокислота (ТУ 6-14-25-79)     4,0 Низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер       3,0   Глицерин     0,8 Андезитовая мука (ТУ 6-12-101-81)     53,0 Сажа техническая (ГОСТ 7885-86) П 514 или др.     3,8 Щепа из древесины различных пород     18,0 Стеклосечка из жгута ЖСН-1-ПВТУ 34-60 или распущенный стекложгут и т.п.     0,4

Таблица 2   Состав   Показатель Прототип [1]   1 2   Предел прочности при сжатии, МПа       92 96 80,0       Предел прочности при изгибе, МПа       34,7 36,3 30,0       Коэффициент водостойкости (коэффициент стойкости в воде)       0,93 0,94 0,72      

Из табл.2 видно, что предлагаемый состав для древесно-полимерного композиционного материала имеет высокую прочность при сжатии (в 1,15…1,2 раза) и высокие значения водостойкости (в 1,3 раза).

Литература

1. RU №2405010 МКИ С08L 97/02.

2. Древесно-полимерные композиты / перевод с англ. А.Клесов. - М.: Изд. Научные основы и технологии, 2010. - 736 с.

3. Куликов В.А., Чубов А.Б. Технология клееных материалов и плит. М.: Лесная пром-сть, 1984. - 366 с.

4. Волынский В.Я. Технология клееных материалов: Учебное пособие для вузов. Архангельск: изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 1998. - 299 с.

5. Деревянные конструкции и детали: Справочник строителя // Хрулев В.М. и др./; Под ред. В.М. Хрулева. - 2-е изд. доп.и перераб. - М.: Стройиздат, 1983.-288 с.

Изобретение относится к строительным материалам, получаемым экструзией древесно-полимерных композитов с использования отходов лесопиления, мебельного и деревообрабатывающего производства и может быть использовано в отделке при строительстве зданий. Состав для древесно-полимерного композиционного материала включает вяжущее - полипропилен, комплексный наполнитель, в качестве которого используют минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок с удельной поверхностью 20000 см²/г и древесную муку, а также дополнительно содержит в качестве добавки смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе при следующем содержании компонентов, мас.%: полипропилен - 20-30, минеральный порошок - 16-20, древесная мука - 49-55, добавка - остальное. Результатом является улучшение эксплуатационных свойств и повышение прочности и водостойкости. 3 табл.

Состав для древесно-полимерного композиционного материала, включающий вяжущее - полипропилен и комплексный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве комплексного наполнителя он содержит минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок с удельной поверхностью 20000 см²/г и древесную муку, дополнительно содержит в качестве добавки смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе при следующем содержании компонентов, мас.%:
полипропилен 20-30 минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок 16-20 древесная мука 49-55 добавка - смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе остальное.