ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЭКСТРУДИРОВАНИЯ ПОГОНАЖНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2015 года по МПК C08J5/04 

Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для изготовления неответственных конструкций и декоративных облицовок, в частности досок для пола и территорий вокруг бассейнов, ограждения причальных пирсов, стоек для виноградных шпалер, сайдингов и др. изделий.

Указанные строительные изделия должны удовлетворять следующим эксплуатационным и потребительским свойствам:

- выдерживать нагрузки не ниже, чем у деревянных конструкций;

- обладать износостойкостью, устойчивостью к погодным условиям и химическим воздействиям, возможностью декоративного оформления, низкой себестоимостью.

Широко известны изделия на основе волокнистых материалов и композитов (RU 2007139322 А, дата публикации 27.04.2009, заявка РСТ US 648.01.2006 20060928, МПК⁶ В02С 18/14) /1/. Композит содержит сшитую облучением смолу из группы, состоящей из полеолефина, полиэтилена, полипропилена, полиамида, нейлона и др., и волокнистый материал. В пункте 197, 198 формулы изобретения в качестве волокнистого материала использованы агломерированные волокна в количестве 20 вес. %, около 10 вес. %, или менее 5 вес. %. Предложен широкий ассортимент изделий из композита - блоки, кирпичи, сиденья, трубы, настилочные материалы, плиты, корпуса, обертки, ленты и др.

Известна также строительная лигноцеллюлозная плита, используемая в качестве жесткого плитного утеплителя и звукоизолятора (RU 84884 U1, 6 МПК E04B 1/74, дата публикации 10.03.2009) /2/. Полимерная композиция содержит в качестве связующего агента обработанное водяным паром при повышенном давлении растительное лигноцеллюлозное сырье с высоким содержанием лигнина и гемицеллюлозы, а волокнистым наполнителем является необработанное волокнистое растительное лигноцеллюлозное сырье, причем содержание связующего агента в плите составляет 20-60 мас. %.

Известно также формованное изделие наружного применения из композиционного полимерного материала, который содержит полиэтилентерефтолат и армирующий компонент - древесный материал в виде волокон. Изделие из указанной композиции получают термопластичным формованием экструзией или литьем под давлением. Соотношение между полимером полиэтилентерефтолатом и древесиной в смеси составляет от 70:30 вес. % до 30:70 вес. %. В качестве древесного сырья используется специально приготовленная древесина в виде древесной муки или спрессованных из нее гранул (RU 2326910 С2, МПК⁶ C08L 67/02, C08J 5/04, В29С 39/00, В29С 47/00, дата публикации 26.06.2008, заявка РСТ: ЕР 952.01.2004 (01.10.2004)) /3/, принимаемая за прототип заявляемой полезной модели.

Задачей настоящей полезной модели является изготовление погонажного строительного изделия с высокими эксплуатационными показателями, низкой себестоимостью, обусловленной использованием в качестве сырья вторичного картона и отходов полимеров.

Указанный технический результат достигается тем, что полимерная композиция для экструдирования погонажных строительных изделий, содержащая волокнистый армирующий компонент и связующий агент, согласно изобретению в качестве армирующего агента использован вторичный картон, измельченный до дисперсного состояния 1-2 мм, а в качестве связующего агента - вторичный полимер с модификатором, содержащем карбонат кальция, трис(три-трет-бутилфенил) фосфит, полиэтилен и полиизобутилен при следующем соотношении компонентов, вес. %:

дисперсный вторичный картон - 60-65,

связующий агент - 25-30,

модификатор - остальное,

причем модификатор содержит, вес. %:

карбонат кальция - 75,

трис(три-трет-бутилфенил) фосфит - 9,

полиэтилен - 8,

полиизобутилен 8.

Такой состав полимерной композиции позволяет методом термопластичной экструзии изготавливать погонажные строительные изделия требуемой формы, например, в виде профиля, пустотелого профиля, трубы, доски, которые могут выдерживать нагрузки не ниже, чем у деревянных конструкций, обеспечивать износостойкость, устойчивость к погодным условиям и химическим воздействиям, возможность декоративного оформления, низкую себестоимость и улучшение экологии окружающей среды за счет использования для изготовления изделий отходов картона и вторичного полимера из отходов тары и упаковок, которые содержат полиэтилен низкого давления (ПНД), или полиэтилен высокого давления (ПВД), или полипропилен (ПП), или их смесь.

Предварительно высушенный и очищенный от посторонних предметов вторичный картон измельчают в роторной дробилке до получения дисперсности 1-2 мм, затем исходное сырье в заданном соотношении компонентов, вес. %:

дисперсный вторичный картон - 60-65,

связующий агент в виде гранулированного вторичного полимера - 25-30,

модификатор указанного состава, облегчающий переработку вторичного полимера - остальное, засыпают в бункер-дозатор смесителя, в котором происходит смешивание компонентов до получения равномерного распределения гранул вторичного полимера размером 1-3 мм, частиц картона дисперсностью 1-2 мм и гранул модификатора состава, вес. %:

карбонат кальция - 75,

трис(три-трет-бутилфенил) фосфит - 9,

полиэтилен - 8,

полиизобутилен - 8.

В качестве модификатора использована минеральная добавка указанного состава, что соответствует марке промышленно выпускаемого гранулированного модификатора марки POLYCOM JB, который имеет матрицу из термопластичного полиолефинового эластомера и работает со всеми видами полимеров - ПП, ПНД, ПВД, линейной ПВД. Такой модификатор обеспечивает дисперсию компонентов и гомогенизацию расплава и создает прочную связь между полимером, рецептурными добавками, мелом CaCO3, заполняет микропоры, возникающие при добавлении мела, что приводит к повышению прочности и эластичности изделия. В качестве связующего агента для изготовления погонажного строительного изделия из волокнистого полимерного композита могут быть использованы следующие марки полимеров или их смеси: полиэтилен низкого давления: ПЭНД 273-71, ПЭНД 273-73, ПЭНД 273-79, ПЭНД 273-80, ПЭНД 273-81, ПЭНД 276-73, ПЭНД 276-83, ПЭНД 276-84, ПЭНД 276-85, ПЭНД 276-95;

полипропилен: ПП 21030, РР Н030 GP;

полиэтилен высокого давления: ПЭВД 15803, ПЭВД 15313 - 003;

полиэтилен ПЭ-80.

В ряде сфер полиэтилен ПЭ-80 занимает лидирующие позиции и продолжает делать шаги в области расширения вариантов своего применения. Данный материал является органическим соединением молекул этилена, а также газа, связанных между собой в процессе полимеризации. Подобный подход позволяет добиться не только создания вещества с высокими эксплуатационными параметрами, но и установки заранее заданных характеристик. В связи с массовым использованием в строительстве, в частности для производства труб, объемы данного вторичного полимера увеличиваются, что делает актуальным решение проблемы их утитилизации.

При составлении композиции количество дисперсного картона варьировалось в заявленных пределах в зависимости от значений коэффициента поверхностного натяжения расплава используемого связующего полимера.

Специализированным центром ООО НИЦ «Древесно-полимерные композиты», г. Москва, проведены испытания в соответствии с ГОСТ 4650-80. Пластмассы. Методы определения водопоглощения, ГОСТ 15173 Пластмассы. Метод определения среднего коэффициента линейного теплового расширения, ГОСТ 4648-71 «Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб» образцов погонажных изделий в форме доски размером 100×20×8 см коричневого цвета из волокнисто-полимерного композита, полученного методом экструзии из заявленной композиции с выдачей положительных заключений об эксплуатационных свойствах изделий с последующей ссертифицикацией выпускаемых погонажных изделий.

Приготовленная сырьевая смесь поступает в бункер-дозатор двухшнекового экструдера, в котором при температуре 180-220°C происходит формирование пластичной массы, которой придают требуемую форму при помощи продавливания (экструзии) расплава материала через формирующее отверстие - фильеру. При добавлении в сырьевую смесь красителя на полимерной основе в заданной цветовой гамме получают цветные изделия, например от желтого до оттенков коричневого.

Возможно декоративное оформление лицевой поверхности изделия в виде бороздок в процессе изготовления, например, нанесением бороздок.

Промышленное изготовление погонажных строительных изделий из заявляемой полимерной композиции осуществляют на автоматизированной линии, содержащей агломератор марки HS700 и экструдер марки I63pet, производство Китай.

Освоено промышленное производство сертифицированного погонажного строительного изделия из заявляемой полимерной композиции и, таким образом, одновременно частично решена насущная проблема улучшения экологии окружающей среды за счет использования отходов картона и вторичного полимерного сырья для получения полезной, пользующейся спросом продукции.

Источники информации

1. RU 2007139322 А, МПК⁶ B02C 18/14, дата публикации 27.04.2009, заявка РСТ US 648.01.2006 20060928, МПК⁶ B02C 18/14.

2. RU 84884 U1, МПК⁶ E04B 1/74, дата публикации 10.03.2009.

3. RU 2326910 С2, МПК⁶ C08L 67/02, C08J 5/04, B29C 39/00, В29С 47/00, дата публикации 20.11.07, заявка РСТ: ЕР 952.01.2004 (01.10.2004) - прототип.

Изобретение относится к погонажным строительным изделиям на основе полимерной композиции, содержащей волокнистый армирующий компонент и связующий агент. В качестве армирующего компонента используют вторичный картон, измельченный до дисперсного состояния 1-2 мм, а в качестве связующего агента - вторичный полимер и модификатор, содержащий карбонат кальция, трис(три-трет-бутилфенил)фосфит, полиэтилен и полиизобутилен при следующем соотношении компонентов, вес.%: дисперсный вторичный картон 60-65; связующий агент 25-30, модификатор - остальное, причем модификатор содержит, вес.%: карбонат кальция - 75; трис(три-трет-бутилфенил)фосфит - 9; полиэтилен - 8; полиизобутилен - 8. Технический результат - изготовление погонажного строительного изделия с высокими эксплуатационными показателями и низкой себестоимостью, обусловленной использованием в качестве сырья вторичного картона и отходов полимеров.

Полимерная композиция для экструдирования погонажных строительных изделий, содержащая волокнистый армирующий компонент и связующий агент, отличающаяся тем, что в качестве армирующего компонента использован вторичный картон, измельченный до дисперсного состояния 1-2 мм, а в качестве связующего агента - вторичный полимер и модификатор, содержащий карбонат кальция, трис(три-трет-бутилфенил)фосфит, полиэтилен и полиизобутилен при следующем соотношении компонентов, вес.%:
дисперсный вторичный картон - 60-65,
связующий агент - 25-30,
модификатор - остальное, причем модификатор содержит, вес.%:
карбонат кальция - 75,
трис(три-трет-бутилфенил)фосфит - 9,
полиэтилен - 8,
полиизобутилен 8.