Способ получения конструкционного материала Российский патент 2021 года по МПК C04B26/04 C08L23/06 C08K3/34 

Изобретение может иметь широкое применение, например, в строительстве, а также в области приборостроения, в частности для выполнения корпусов, кожухов, стоек, ячеек измерительных приборов. Изобретение может быть также использовано в производстве бронепластин.

Известен песчано-пластинчатый материал, предназначенный для изготовления литых форм, включающий в себя резину и песок [патент Китая N 1162523 от 22.10.1997]. Однако данный материал дорог и непрочен.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является конструкционный материал, полученный путем охлаждения горячей смеси, включающей в себя расплав термопластичного полимера и наполнитель, в частности, песок в количестве от 67 до 95 мас. % [SU 1719345, 1992]. Указанный материал обладает высокой стойкостью к воздействию внешней среды, кислот и щелочей, а также хорошо обрабатывается. Однако он обладает недостаточной прочностью.

Задачей заявляемого изобретения является повышение прочности материала.

Технический результат достигается тем, что расплав термопластичного полимера в виде сверхвысокомолекулярного полиэтилена с молекулярным весом 1-9 млн г/моль и песок перемешивают, горячую смесь обрабатывают методом прессования, и охлаждают смесь до отвердения, при этом компоненты имеют следующее соотношение, в мас. %:

Песок - 50-95,

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен 5-50.

Для придания дополнительных свойств к основной песчано-полимерной массе могут добавляться: - армирующие добавки - волокнистые материалы органического и минерального происхождения (асбестовые волокна, стекловолокно, ацетатное волокно, хлопковые очесы и др.); - пластификаторы, например, дибутил- и диоктилфталат, трикрезилфосфат и др.; - для облегчения прессования и предотвращения прилипания массы к стенкам пресс-форм во время прессования могут добавляться смазывающие вещества: стеарин, воск и др.

Песок (с размером зерен от 0,005 до 5 мм) может применяться природный (горный, речной и морской) и искусственный (побочный продукт камнедробильных заводов и карьеров) или полученный из крупнокристаллического мрамора, мраморных известняков и доломитов, крупнокристаллических гранитов, сиенитов, туфов, антрацита, обожженного кирпича, черепицы, керамических труб, фарфора, стекла, базальта, кварцита, пемзы, шлаков, кирпича, черепицы, керамических труб, фарфора, стекла, базальта, кварцита, пемзы, шлаков, перлита, вермикулита и др.

Пример 1. Способа получения конструкционного материала.

Состав массы: горный песок 72%, и сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярным весом 4,6 г/моль 28%. Исходные порошки перемешивают в смесителе при температуре 220°С до достижения однородности. При этом образовалась однородная пластическая масса, которую прессовали в охлаждаемой пресс-форме при давлении 29 МПа, Изделие снимали при отвердении массы до достижения температуры 95°С брикеты помещают в пресс-форму, придавливают, нагревают до 180-200°С, прессуют под удельным давлением 5-30 МПа при непрерывном нагревании пресс-формы, выдерживают под давлением в течение 40-120 минут, охлаждают и вынимают готовое изделие. Перед применением изделие хранят на складе не менее 1-х суток.

Получен образец: цвет - серый,

поверхность - однородная глянцево-матовая, без пор,

плотность 1800 кг/м³ (прототип 2700 кг/м³),

водопоглощение - 0 (прототип 0),

разрушающее напряжение при сжатии 400 МПа (прототип 100 МПа по нашим измерениям),

кислотостойкость - 99% (прототип 99%),

щелочностойкость - 96,5% (прототип 96,5%).

Таким образом, прочность на сжатие у заявляемого изделия получена в 4 раза больше, чем у прототипа.

Пример 2. Способа получения конструкционного материала. Состав массы: горный песок 95%, и сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярным весом 1 млн г/моль 5%. Исходные порошки перемешивают в смесителе при температуре 220°С до достижения однородности. При этом образовалась однородная пластическая масса, которую прессовали в охлаждаемой пресс-форме при давлении 29 МПа. Изделие снимали при отвердении массы до достижения температуры 95°С брикеты помещают в пресс-форму, придавливают, нагревают до 180-200°С, прессуют под удобным давлением 5-30 МПа при непрерывном нагревании пресс-формы, выдерживают под давлением в течение 40-120 минут, охлаждают и вынимают готовое изделие. Перед применением изделие хранят на складе не менее 1-х суток.

Получен образец: цвет - серый,

поверхность - однородная глянцево-матовая, без пор,

плотность 2200 кг/м³ (прототип 2700 кг/м³),

водопоглощение - 0 (прототип 0),

разрушающее напряжение при сжатии 400 МПа (прототип 100 МПа по нашим измерениям),

кислотостойкость - 99% (прототип 99%),

щелочностойкость - 96,5% (прототип 96,5%).

Таким образом, прочность на сжатие у заявляемого изделия получена в 4 раза больше, чем у прототипа.

Пример 3. Способа получения конструкционного материала. Состав массы: горный песок 50%, и сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярным весом 9 млн г/моль 50%. Исходные порошки перемешивают при температуре 220°С до достижения однородности. При этом образовалась однородная пластическая масса, которую прессовали в охлаждаемой пресс -форме при давлении 29 МПа. Изделие снимали при отвердении массы до достижения температуры 95°С брикеты помещают в пресс-форму, придавливают, нагревают до 180-200°С, прессуют под удельным давлением 5-30 МПа при непрерывном нагревании пресс-формы, выдерживают под давлением в течение 40-120 минут, охлаждают и вынимают готовое изделие. Перед применением изделие хранят на складе не менее 1-х суток.

Получен образец: цвет - серый,

поверхность - однородная глянцево-матовая, без пор,

плотность 1700 кг/м³ (прототип 2700 кг/м³),

водопоглощение - 0 (прототип 0),

разрушающее напряжение при сжатии 400 МПа (прототип 100 МПа по нашим измерениям),

кислотостойкость - 99% (прототип 99%),

щелочностойкость - 96,5% (прототип 96,5%).

Таким образом, прочность на сжатие у заявляемого изделия получена в 4 раза больше, чем у прототипа.

Полимер-песчаный материал состоит из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с молекулярным весом 1-9 млн г/моль и песка. Приведенные результаты подтверждают получение указанного технического результата - повышения прочности материала. Что обусловлено плотной упаковкой частиц песка и кристаллизацией сверхвысокомолекулярного полиэтилена и благодаря его молекулярному весу 1-9 млн г/моль под давлением в условиях ограниченных микрокамер. Заявленный материал прочен, пожаробезопасен, экологически чист, стоек к воздействию внешней среды, кислот и щелочей и обрабатывается.

Изобретение относится к способу получения конструкционного материала, который может найти широкое применение в строительстве, в области приборостроения, в частности для получения корпусов, кожухов, стоек, ячеек измерительных приборов, а также в производстве бронепластин. Способ получения конструкционного материала заключается в том, что расплав термопластичного полимера в виде сверхвысокомолекулярного полиэтилена с молекулярным весом 1-9 млн г/моль и песок перемешивают. Далее горячую смесь обрабатывают методом прессования. Затем смесь охлаждают до отвердения. Для получения конструкционного материала компоненты берут в следующем соотношении, мас.%: 50-95 песка, 5-50 вышеуказанного сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Изобретение позволяет повысить прочность конструкционного материала. 3 пр.

Способ получения конструкционного материала, заключающийся в том, что расплав термопластичного полимера в виде сверхвысокомолекулярного полиэтилена с молекулярным весом 1-9 млн г/моль и песок перемешивают, горячую смесь обрабатывают методом прессования и охлаждают смесь до отвердения, при этом компоненты имеют следующее соотношение, мас.%:

Песок 50-95 Вышеуказанный сверхвысокомолекулярный полиэтилен 5-50