Полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала Российский патент 2024 года по МПК C08L23/06 C08L23/12 E04C2/20 

Заявляемое техническое решение относится к области материалов, в частности, полимерным композициям, используемым для изготовления каркасного или облицовочного материалов.

Каркасные и облицовочные материалы, применяемые, в частности, для изготовления различных погонажных изделий, элементов каркаса сооружений, балок, плинтусов, а также изготовления малых архитектурных форм, денников, упоров и поддонов для рулонной стали, трубной продукции и тяжелых грузов и т.д., должны быть устойчивы, в частности, к воздействию атмосферных факторов, плесени, грибков, ржавчины и химических реактивов. Кроме того, такие изделия должны обладать высокой прочностью, а также быть устойчивыми к трещинам и сколам. Изготовление подобных материалов из металла или дерева не обеспечивает подобные необходимые свойства, повышающие долговечность и надежность каркасных и облицовочных материалов. Однако изготовление их из полимерных композиций позволяет избавить каркасные и облицовочные материалы от подобных недостатков, что обуславливает актуальность создания полимерной композиции для изготовления надежного каркасного или облицовочного материала.

Из уровня техники известно решение, описывающее цельнолитой профиль с имитацией древесного зерна из полиэтилена, пластика и древесины, образованный маточной смесью и материалом основы. По массе маточная смесь содержит следующие компоненты: карбонат кальция 22-32, полиэтиленовый воск 10-18, полиэтилен высокой плотности 10-18, вторичный материал из полиэтилена высокой плотности 30-42, порошок неорганического пигмента 10-12, технический углерод 0,1-0,15. Материал основы содержит следующие компоненты по массе: вторичный материал из полиэтилена высокой плотности 28-35, порошок из растительных волокон 39-56, неорганический наполнитель 8-12, композитная смазка 2,0-2,5, антиоксидант 1010 0,10-0,20, антиоксидант 168 0,10-0,20, поглотитель ультрафиолета UV-531 0,20-0,30, прививка малеинового ангидрида 1,2-1,5, порошок неорганического пигмента 2,5-4,0, ингибитор плесени 2-5. Маточная смесь составляет 10-30% материала, на долю основного материала приходится массовый процент от 70% до 90%. Патент Китая № CN104744955B, МПК B29C 48/92, C08K 3/04, C08K 3/26, C08L 23/06, C08L 97/02, опубликован 06.06.2017.

Из уровня техники также известно решение, выбранное в качестве ближайшего аналога, описывающее древесноподобный композиционный материал из бамбукового волокна, в состав которого входят: бамбуковое волокно 55%-70%, древесный порошок 15%-55%, полиэтилен низкой плотности 22%, солюбилизатор 2%, смазка 2,5%, термопласты 1,5-2,5%, ультратонкий тальк 700 меш 3%, смешанный мономер стирола и метилакрилата 1%, любой пластик, выбранный из ПВХ, ПП, ПЭ 2,5%, фосфит свинца 0,2%, двухосновной стеарат свинца 0,1%, стеарат свинца 0,1%, карбонат кальция 1%, полимерный воск 0,1% и 3% меламиновой смолы. Патент Китая № CN102558893A, МПК C08K 13/02, C08K 3/26, C08K 3/32, C08K 3/34, C08K 5/098, C08L 23/06, C08L 23/12, C08L 23/20, C08L 25/06, C08L 27/06, C08L 55/02, C08L 61/28, C08L 97/02, опубл. 11.07.2012.

Задачей заявленного технического решения является создание полимерной композиции, обеспечивающей высокую надежность каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий.

Технический результат заявляемого решения заключается в повышении надежности каркасного или облицовочного материала, а также надежности и технологичности изготовленных из него изделий.

Повышение надежности каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий достигается, в частности, повышением прочности, термостойкости, износостойкости и долговечности материала.

Повышение технологичности изделий, достигается, в частности, упрощением их производства и обработки.

Заявленные технические результаты достигаются за счет того, что полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала включает полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку и светостабилизирующую добавку при следующем содержании компонентов, масс. %: полиэтилен высокого давления 65,0-80,0, полипропилен 5,0-20,0, линейный полиэтилен низкой плотности 0,1-6,0, вспенивающая добавка 0,1-6,0, светостабилизирующая добавка 0,1-3,0.

Заявленные технические результаты достигаются также за счет того, что полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала включает полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку, светостабилизирующую добавку и огнестойкую добавку при следующем содержании компонентов, масс. %: полиэтилен низкого давления 0,1-60,0, полиэтилен высокого давления 10,0-70,0, полипропилен 5,0-20,0, линейный полиэтилен низкой плотности 0,1-5,0, вспенивающая добавка 0,1-5,0, светостабилизирующая добавка 0,1-2,0, огнестойкая добавка 0,1-2,0.

В контексте заявляемого решения под термином «изделия, изготовленные из каркасного материала» могут пониматься различные погонажные изделия, полимерные профили, плинтусы, балки, стойки, элементы каркасов сооружений и конструкций (детские площадки), плиты, трубы, емкости, упоры и поддоны для тяжелых грузов, рулонной стали и трубной продукции, а под термином «изделия, изготовленные из облицовочного материала» могут пониматься малые архитектурные формы, настилы, денники, ограждения, фасады, клумбы, газонные решетки, тактильная и облицовочная плитка.

Использование для изготовления каркасного или облицовочного материала именно полимерной композиции, в отличие от металлов, их сплавов или дерева, обеспечивает каркасный или облицовочный материал, и как следствие изготовленные из него изделия, высокой надежностью, за счет характерных свойств, повышающих долговечность такого материала, в частности химической стойкости полимеров, устойчивости к воздействию широкого диапазона температур без изменения свойств материала, а также к воздействию влаги. Кроме того, полимерные материалы менее подвержены сколам и трещинам, не требуют дополнительного покрытия краской, обработки лаком, антикоррозионными составами или средствами против гниения и паразитов, что также повышает надежность и технологичность изготовленных из них изделий.

Полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала по первому пункту формулы заявляемого изобретения включает полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку и светостабилизирующую добавку при следующем содержании компонентов, масс. %: полиэтилен высокого давления 65,0-80,0, полипропилен 5,0-20,0, линейный полиэтилен низкой плотности 0,1-6,0, вспенивающая добавка 0,1-6,0, светостабилизирующая добавка 0,1-3,0, что придает каркасному или облицовочному материалу и изготовленным из него изделиям высокую надежность и технологичность.

Использование в составе полимерной композиции полиэтилена высокого давления (ПВД, ПЭВД), также называемого как «полиэтилен низкой плотности» (ПНП, ПЭНП), значительно повышает водостойкость каркасного или облицовочного материала, и как следствие его надежность, предотвращая его деградацию и разрушение из-за повышенной влажности, или при использовании в контакте с водой. Кроме того, ПВД, используемый в составе композиции для изготовления каркасного или облицовочного материала и изделий из него, обладает высокой прочностью при воздействии низких температур, и как следствие придает заявляемые свойства каркасному или облицовочному материалу и изготовленным из него изделиям, повышая их долговечность и надежность. При этом, характерные свойства ПВД придают каркасному или облицовочному материалу и изделиям из него устойчивость к механическим разрушениям путем разрыва и удара, а также к деформациям растяжения и сжатия, что также повышает износостойкость и долговечность материала и изготовленных из него изделий, и как следствие их надежность. Также ПВД характеризуется кристалличностью в интервале 50-70% из-за наличия большого количества боковых ответвлений в полимерной цепочке, снижающих степень упорядоченности молекул и вероятность кристаллизации материала, что обуславливает его высокие морозостойкие свойства и сохранение прочности при низких температурах, предотвращает резкое повышение хрупкости материала, тем самым повышая его долговечность, и как следствие надежность, а также надежность изготовленных из каркасного или облицовочного материала изделий.

Использование ПВД в составе полимерной композиции в количестве 65,0-80,0 масс. % придает каркасному или облицовочному материалу и изготовленным из него изделиям высокую износостойкость, долговечность, и как следствие надежность за счет своих характерных свойств, а также сочетания с другими компонентами композиции. При использовании в составе композиции ПВД в количестве менее 65,0 масс. % значительно снижается морозостойкость каркасного или облицовочного материала, повышается температура хрупкости, что снижает долговечность, и как следствие надежность, материала и изготовленных из него изделий, так как снижается устойчивость материала при низких температурах к деформирующим нагрузкам и ударам, приводящим к разрушению материала. При использовании ПВД в составе заявляемой композиции более 80,0 масс. % повышается гибкость каркасного или облицовочного материала, а также снижается теплостойкость, что повышает риск размягчения материала при повышенных температурах, потери эксплуатационных характеристик, тем самым снижая надежность.

Полипропилен (ПП), также используемый в составе композиции, обладает повышенной теплостойкостью, что повышает теплостойкость каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий, что позволяет использовать их также при повышенных температурах, тем самым повышая долговечность, и как следствие надежность материала и изделий. Кроме того, полипропилен обладает высокой прочностью к ударным нагрузкам, прочностью на разрыв, а также высокой стойкостью к воде и агрессивным средам, что также повышает надежность каркасного или облицовочного материала. При этом, полипропилен обладает большей жесткостью, чем ПВД, тем самым обеспечивая армирование более гибкого ПВД для повышения его прочности и жесткости, что также придает каркасному или облицовочному материалу высокую износостойкость, устойчивость к растяжению, растрескиванию и сколам, долговечность, и как следствие надежность.

Использование в составе заявляемой композиции ПП в количестве 5,0-20,0 масс. % обеспечивает каркасный или облицовочный материал и изготовленные из него изделия высокой надежностью за счет своих характерных свойств, а также сочетания с другими компонентами композиции. При использовании в составе композиции ПП менее 5,0 масс. % не обеспечивается повышение теплостойкости материала, что делает невозможным его длительное использование при повышенных температурах, что снижает надежность материала и изделий. Кроме того, содержание ПП менее 5,0 масс. % не обеспечивает каркасный или облицовочный материал повышенной жесткостью и износостойкостью, что также понижает его надежность. При использовании в составе композиции ПП более 20,0 масс. % повышается хрупкость материала, так как ПП обладает большей хрупкостью, чем ПВД, и как следствие повышается риск трещинообразования в особенности при низких температурах, что также снижает надежность каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий.

Использование сочетания ПВД и ПП в составе композиции в заявляемых количествах обеспечивает высокую жесткость и прочность каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий для выполнения соответствующей функции, а также термостойкость в широком диапазоне температур, что значительно повышает надежность каркасного или облицовочного материала и изделий из него.

Заявляемая полимерная композиция также включает в состав линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) в количестве 0,1-6,0 масс. %, который повышает ударную прочность и устойчивость к растрескиванию и механическим нагрузкам каркасного или облицовочного материала, что повышает его долговечность и надежность, и как следствие надежность изготавливаемых из каркасного или облицовочного материала изделий, а также уменьшает коробление и усадку материала при его изготовлении, что также снижает риск возникновения внутренних напряжений в материале, снижающих его прочность и повышающих хрупкость, что также повышает надежность. При этом, уменьшение коробления и усадки за счет использования в составе ЛПЭНП также повышает технологичность изделий при их изготовлении за счет уменьшения количества технологических операций на обработку изделий, выравнивание поверхности и придания им нужных геометрических размеров. Кроме того, все представленные в составе заявляемой композиции полимеры: ПВД, ПП и ЛПЭНП, - обладают высокой влагостойкостью, а также устойчивостью к агрессивным средам, что также повышает долговечность и надежность каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий. При использовании в составе заявляемой композиции ЛПЭНП менее 0,1 масс. % не обеспечивает увеличение надежности каркасного или облицовочного материала и изделий из него, а увеличение количества ЛПЭНП с составе композиции более 6,0 масс. % было определено опытным путем нецелесообразным для заявляемой композиции по первому пункту формулы заявляемого изобретения, так как не обеспечивает дальнейшее повышение надежности материала и изготавливаемых из него изделий.

Заявляемая композиция также включает вспенивающую добавку в количестве 0,1-6,0 масс. %, обеспечивающую уменьшение усадки полимерной композиции при производстве каркасного или облицовочного материала и изделий из него, что устраняет несоответствие размерам произведенных изделий, а также возникновение внутренних напряжений и повышение хрупкости материала, что обеспечивает каркасный или облицовочный материал и изготовленные из него изделия высокой надежностью. Кроме того, за счет устранения усадки материала снижается количество технологических операций по производству изделий из него, так как нет необходимости устранять недостаток размера или изготавливать изделие заново, что повышает их технологичность. Использование в составе заявляемой композиции вспенивающей добавки в количестве менее 0,1 масс. % не оказывает влияния на технические характеристики каркасного или облицовочного материала и изготавливаемых из него изделий. Использование вспенивающей добавки в заявляемой композиции в количестве более 6,0 масс. % снижает жесткость и надежность каркасного или облицовочного материала, изготовленного из заявляемой композиции по первому пункту формулы заявляемого изобретения, за счет сильного повышения упругости и гибкости, а также снижения морозостойкости из-за сильного увеличения пористости материала, так как влага, проникающая в поры, при замерзании будет расширяться, разрушая материал, что сделает невозможным его дальнейшее использование.

Заявляемая композиция включает в состав светостабилизирующую добавку в количестве 0,1-3,0 масс. %, повышающую устойчивость каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий к фотодеградации, появлению «меловых пятен», изменению цвета на поверхности материала и повышению хрупкости участков его поверхности, что за счет снижения долговечности и устойчивости к механическим нагрузкам снижает надежность материала и изделий из него. Использование в составе заявляемой композиции светостабилизирующей добавки в количестве менее 0,1 масс. % не оказывает влияния на технические характеристики каркасного или облицовочного материала и изготавливаемых из него изделий, а использование светостабилизирующей добавки в количестве более 3,0 масс. % было определено опытным путем нецелесообразным для заявляемой композиции по первому пункту формулы заявляемого изобретения, так как не обеспечивает дальнейшее повышение надежности материала и изготавливаемых из него изделий.

Заявляемое сочетание компонентов композиции для изготовления каркасного или облицовочного материала по первому пункту формулы заявляемого изобретения обеспечивает также высокую технологичность изготавливаемых из него изделий, так как, как было выявлено опытным путем, позволяет осуществлять обработку изделий с использованием инструментов для металла или дерева, благодаря чему отсутствует необходимость в переоборудовании производства при изготовлении изделий из каркасного или облицовочного материала с использованием заявляемой композиции, что ускоряет их производство и обработку, тем самым повышая технологичность изделий. Кроме того, заявляемая полимерная композиция обладает термопластичностью, благодаря чему изготовление изделий возможно с использованием различных методов, в частности, литья или экструзии, что также позволяет получить изделие необходимой формы и геометрических размеров без дальнейшей обработки и придания формы изделию, тем самым значительно упрощая производство изделий из каркасного или облицовочного материала, изготовленного из заявляемой композиции, повышая их технологичность. Также, заявляемая полимерная композиция дополнительно может включать краситель в содержании 0,1-3,0 масс. % для долговременного сохранения цвета изделия, а также отсутствия необходимости дополнительного окрашивания, так как изготавливаемый материал будет полноцветным по всему объему, а на его поверхности сколы и царапины не будут оставлять видимых повреждений.

Полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала по второму пункту формулы заявляемого изобретения включает полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку, светостабилизирующую добавку и огнестойкую добавку при следующем содержании компонентов, масс. %: полиэтилен низкого давления 0,1-60,0, полиэтилен высокого давления 10,0-70,0, полипропилен 5,0-20,0, линейный полиэтилен низкой плотности 0,1-5,0, вспенивающая добавка 0,1-5,0, светостабилизирующая добавка 0,1-2,0, огнестойкая добавка 0,1-2,0, что придает каркасному или облицовочному материалу и изготовленным из него изделиям высокую надежность и технологичность.

Использование в составе полимерной композиции полиэтилена низкого давления (ПНД, ПЭНД), также называемого как «полиэтилен высокой плотности» (ПВП, ПЭВП), значительно повышает твердость и прочность каркасного или облицовочного материала, что обеспечивает его и изготовленные из него изделия высокой долговечностью, износостойкостью, и как следствие надежностью. Кроме того, ПНД также повышает водостойкость каркасного или облицовочного материала, и как следствие его надежность, предотвращая его деградацию и разрушение из-за повышенной влажности, или при использовании в контакте с водой, а также устойчивость к различным агрессивным средам, что также повышает долговечность и надежность каркасного или облицовочного материала и изделий из него.

Использование ПНД в составе полимерной композиции в количестве 0,1-60,0 масс. % придает каркасному или облицовочному материалу и изготовленным из него изделиям высокую износостойкость, долговечность, и как следствие надежность за счет своих характерных свойств, а также сочетания с другими компонентами композиции. При использовании в составе композиции ПНД в количестве менее 0,1 масс. % снижается прочность и твердость каркасного или облицовочного материала, и как следствие его надежность. При использовании ПНД в составе полимерной композиции в количестве более 60,0 масс. % значительно повышается гибкость каркасного или облицовочного материала, а также снижается морозостойкость из-за большей степени кристалличности ПНД, чем ПВД, что повышает риск растрескивания материала, повышает его хрупкость, тем самым снижая долговечность и надежность.

Использование в составе полимерной композиции полиэтилена высокого давления (ПВД, ПЭВД), также называемого как «полиэтилен низкой плотности» (ПНП, ПЭНП) значительно повышает водостойкость каркасного или облицовочного материала, и как следствие его надежность, предотвращая его деградацию и разрушение из-за повышенной влажности, или при использовании в контакте в водой. Кроме того, ПВД, используемый в составе композиции для изготовления каркасного или облицовочного материала и изделий из него, обладает высокой прочностью при воздействии низких температур, и как следствие придает заявляемые свойства каркасному или облицовочному материалу и изготовленным из него изделиям, повышая их долговечность и надежность. При этом, характерные свойства ПВД придают каркасному или облицовочному материалу и изделиям из него устойчивость к механическим разрушениям путем разрыва и удара, а также к деформациям растяжения и сжатия, что также повышает износостойкость и долговечность материала и изготовленных из него изделий, и как следствие их надежность. Также ПВД характеризуется кристалличностью в интервале 50-70% из-за наличия большого количества боковых ответвлений в полимерной цепочке, снижающих степень упорядоченности молекул и вероятность кристаллизации материала, что обуславливает его высокие морозостойкие свойства и сохранение прочности при низких температурах, предотвращает резкое повышение хрупкости материала, тем самым повышая его долговечность, и как следствие надежность, а также надежность изготовленных из каркасного или облицовочного материала изделий.

Использование ПВД в составе полимерной композиции в количестве 10,0-70,0 масс. % придает каркасному или облицовочному материалу и изготовленным из него изделиям высокую износостойкость, долговечность, и как следствие надежность за счет своих характерных свойств, а также сочетания с другими компонентами композиции. При использовании в составе композиции ПВД в количестве менее 10,0 масс. % значительно снижается морозостойкость каркасного или облицовочного материала, повышается температура хрупкости, что снижает долговечность, и как следствие надежность, материала и изготовленных из него изделий, так как снижается устойчивость материала при низких температурах к деформирующим нагрузкам и ударам, приводящим к разрушению материала. При использовании ПВД в составе заявляемой композиции более 70,0 масс. % значительно повышается гибкость каркасного или облицовочного материала, а также снижается теплостойкость, что повышает риск размягчения материала при повышенных температурах, потери эксплуатационных характеристик, тем самым снижая надежность.

Полипропилен (ПП), также используемый в составе композиции, обладает повышенной теплостойкостью, что повышает теплостойкость каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий, что позволяет использовать их также при повышенных температурах, тем самым повышая долговечность, и как следствие надежность материала и изделий. Кроме того, полипропилен обладает высокой прочностью к ударным нагрузкам, прочностью на разрыв, а также высокой стойкостью к воде и агрессивным средам, что также повышает надежность каркасного или облицовочного материала. При этом, полипропилен обладает большей жесткостью, чем ПВД, тем самым обеспечивая армирование более гибкого ПВД для повышения его прочности и жесткости, что также придает каркасному или облицовочному материалу высокую износостойкость, устойчивость к растяжению, растрескиванию и сколам, долговечность, и как следствие надежность.

Использование в составе заявляемой композиции ПП в количестве 5,0-20,0 масс. % обеспечивает каркасный или облицовочный материал и изготовленные из него изделия высокой надежностью за счет своих характерных свойств, а также сочетания с другими компонентами композиции. При использовании в составе композиции ПП менее 5,0 масс. % не обеспечивается повышение теплостойкости материала, что делает невозможным его длительное использование при повышенных температурах, что снижает надежность материала и изделий. Кроме того, содержание ПП менее 5,0 масс. % не обеспечивает каркасный или облицовочный материал повышенной жесткостью и износостойкостью, что также снижает его надежность. При использовании в составе композиции ПП более 20,0 масс. % повышается хрупкость материала, так как ПП обладает большей хрупкостью, чем ПВД, и как следствие повышается риск трещинообразования в особенности при низких температурах, что также снижает надежность каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий.

Использование сочетания ПНД, ПВД и ПП в составе композиции в заявляемых количествах обеспечивает высокую жесткость и прочность каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий, а также термостойкость в широком диапазоне температур, что значительно повышает надежность каркасного или облицовочного материала и изделий из него.

Заявляемая полимерная композиция также включает в состав линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) в количестве 0,1-5,0 масс. %, который повышает ударную прочность и устойчивость к растрескиванию и механическим нагрузкам каркасного или облицовочного материала, что повышает его долговечность и надежность, и как следствие надежность изготавливаемых из него материала изделий, а также уменьшает коробление и усадку материала при его изготовлении, что также снижает риск возникновения внутренних напряжений в материале, снижающих его прочность и повышающих хрупкость, что также повышает надежность. При этом уменьшение коробления и усадки за счет использования в составе ЛПЭНП также повышает технологичность изделий при их изготовлении за счет уменьшения количества технологических операций на обработку изделий, выравнивание поверхности и придания им нужных геометрических размеров. Кроме того, все представленные в составе заявляемой композиции полимеры: ПНД, ПВД, ПП и ЛПЭНП, - обладают высокой влагостойкостью, а также устойчивостью к агрессивным средам, что также повышает долговечность и надежность каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий. При использовании в составе заявляемой композиции ЛПЭНП менее 0,1 масс. % не обеспечивается увеличение надежности каркасного или облицовочного материала и изделий из него, а увеличение количества ЛПЭНП в составе композиции более 5,0 масс. % было определено опытным путем нецелесообразным для заявляемой композиции по второму пункту формулы заявляемого изобретения, так как не обеспечивает дальнейшее повышение надежности материала и изготавливаемых из него изделий.

Заявляемая композиция также включает вспенивающую добавку в количестве 0,1-5,0 масс. %, обеспечивающую уменьшение усадки полимерной композиции при производстве каркасного или облицовочного материала и изделий из него, что устраняет несоответствие размерам произведенных изделий, а также возникновение внутренних напряжений и повышение хрупкости материала, что обеспечивает каркасный или облицовочный материал и изготовленные из него изделия высокой надежностью. Кроме того, за счет устранения усадки материала снижается количество технологических операций по производству изделий из него, так как нет необходимости устранять недостаток размера или изготавливать изделие заново, что повышает их технологичность. Использование в составе заявляемой композиции вспенивающей добавки в количестве менее 0,1 масс. % не оказывает влияния на технические характеристики каркасного или облицовочного материала и изготавливаемых из него изделий. Использование вспенивающей добавки в количестве более 5,0 масс. % повышает риск снижения жесткости и надежности каркасного или облицовочного материала, изготовленного из заявляемой композиции по второму пункту формулы заявляемого изобретения, за счет риска повышения упругости и гибкости, а также снижения морозостойкости из-за сильного увеличения пористости материала, так как влага, проникающая в поры, при замерзании будет расширяться, разрушая материал, что сделает невозможным его дальнейшее использование.

Заявляемая композиция включает в состав светостабилизирующую добавку в количестве 0,1-2,0 масс. %, повышающую устойчивость каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий к фотодеградации, появлению «меловых пятен», изменению цвета на поверхности материала и повышению хрупкости участков его поверхности, что за счет снижения долговечности и устойчивости к механическим нагрузкам снижает надежность материала и изделий из него. Использование в составе заявляемой композиции светостабилизирующей добавки в количестве менее 0,1 масс. % не оказывает влияния на технические характеристики каркасного или облицовочного материала и изготавливаемых из него изделий, а использование светостабилизирующей добавки в количестве более 2,0 масс. % было определено опытным путем нецелесообразным для заявляемой композиции по второму пункту формулы заявляемого изобретения, так как не обеспечивает дальнейшее повышение надежности материала и изготавливаемых из него изделий.

Полимерная композиция также включает огнестойкую добавку в количестве 0,1-2,0 масс. %, повышающую огнестойкие свойства каркасного или облицовочного материала и изготовленных из него изделий, что снижает риск размягчения, деформации и разрушения материала при воздействии пламени, замедляя воспламенение и горение каркасного или облицовочного материала, тем самым повышая долговечность и надежность материала и изделий. Использование в составе заявляемой композиции огнестойкой добавки менее 0,1 масс. % не оказывает влияния на технические характеристики каркасного или облицовочного материала и изготавливаемых из него изделий, а использование огнестойкой добавки в количестве более 2,0 масс. % было определено опытным путем нецелесообразным для заявляемой композиции по второму пункту формулы заявляемого изобретения, так как не обеспечивает дальнейшее повышение надежности материала и изготавливаемых из него изделий.

Заявляемое сочетание компонентов композиции для изготовления каркасного или облицовочного материала по второму пункту формулы заявляемого изобретения обеспечивает также высокую технологичность изготавливаемых из него материала изделий, так как, как было выявлено опытным путем, позволяет осуществлять обработку изделий с использованием инструментов для металла или дерева, благодаря чему отсутствует необходимость в переоборудовании производства при изготовлении изделий из каркасного или облицовочного материала с использованием заявляемой композиции, что ускоряет их производство и обработку, тем самым повышая технологичность изделий. Кроме того, заявляемая полимерная композиция обладает термопластичностью, благодаря чему изготовление изделий возможно с использованием различных методов, в частности, литья или экструзии, что также позволяет получить изделие необходимой формы и геометрических размеров без дальнейшей обработки и придания формы изделию, тем самым значительно упрощая производство изделий из каркасного или облицовочного материала, изготовленного из заявляемой композиции, повышая их технологичность. Также, заявляемая полимерная композиция дополнительно может включать краситель в содержании 0,1-3,0 масс. % для долговременного сохранения цвета изделия, а также отсутствия необходимости дополнительного окрашивания, так как изготавливаемый материал будет полноцветным по всему объему, а на его поверхности сколы и царапины не будут оставлять видимых повреждений.

В предпочтительных вариантах соотношение содержаний полиэтилена низкого давления и полиэтилена высокого давления в составе композиции по второму пункту формулы заявляемого изобретения составляет 1:4, что дополнительно придает каркасному или облицовочному материалу и изготавливаемым из него изделиям высокую прочность, твердость и жесткость, наряду с высокой тепло- и морозостойкостью, так как за счет данного соотношения композиция не обладает слишком высокой степенью кристалличности, а также молекулы ПНД с более жесткой структурой именно в таком соотношении к ПВД формируют наиболее эффективную для заявляемой функции изделий армированную структуру, дополнительно повышая жесткость, прочность и твердость каркасного или облицовочного материала, и как следствие его надежность и изготовленных из него изделий.

Далее в таблице 1 представлены предпочтительные примеры компонентных составов заявляемой полимерной композиции для изготовления каркасного или облицовочного материала по первому пункту формулы заявляемого изобретения, включающей полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку и светостабилизирующую добавку, где содержание каждого компонента в композиции указано в масс. %.

Таблица 1

Компонент Образец
№1 Образец
№2 Образец
№3 Образец
№4 Образец
№5 Образец
№6 ПВД 65,0 80,0 74,1 80,0 77,4 72,8 ПП 20,0 5,0 12,5 15,6 17,8 19,0 ЛПЭНП 6,0 6,0 4,6 0,1 3,2 1,5 Вспенивающая добавка 6,0 6,0 6,0 4,2 0,1 5,8 Светостабилизирующая добавка 3,0 3,0 2,8 0,1 1,5 0,9

Предпочтительный вариант приготовления представленных в таблице 1 вариантов композиции для изготовления каркасного или облицовочного материала и изделий из него представлен далее. Необходимые количества ПВД и ПП смешиваются в смесителе до получения однородной смеси, затем в смеситель добавляются ЛПЭНП, вспенивающая и светостабилизирующая добавки, и также перемешиваются до однородной смеси. Готовая смесь помещается в приемный бункер, из которого подается в экструдер, а далее при нагревании в формы с необходимыми геометрическими параметрами для получения нужных изделий. При подаче смеси в формы осуществляется несколько стадий ее нагрева от 100 до 200°С. Скорость подачи смеси из экструдера в формы может регулироваться диаметром шнека. Формы, наполненные расплавленной полимерной композицией, подвергаются охлаждению в охлаждающей ванне на воздухе. Далее готовое изделие извлекают из формы.

Из представленных в таблице 1 предпочтительных вариантов составов полимерной композиции с использованием описанного предпочтительного способа изготовления были изготовлены литые погонажные изделия и тактильная плитка, которые отличаются повышенной долговечностью, ударной прочностью, и как следствие высокой надежностью для выполнения соответствующей функции, не подвержены сколам и трещинам. Термостойкость изготовленных изделий составила от -60 до +60°С, что также позволяет использовать их в различных климатический условиях без потери эксплуатационных характеристик. Готовые изделия устойчивы к воздействию атмосферных факторов, не поддаются воздействию влаги, плесени, грибков, ржавчины и химических реактивов. Кроме того, полученные изделия обладают повышенной технологичностью, так как их можно обрабатывать инструментом для металла или дерева. Для резки изделий можно использовать пильный диск. Таким образом, материал, получаемый из заявленной композиции, объединяет в себе такие свойства как легкость, присущие деревянным изделиям, а также прочность и износостойкость, присущие металлическим изделиям, при этом такой материал также отличается высокой термостойкостью и устойчивостью к действию влаги, плесени и химических реактивов, устраняя тем самым недостатки деревянных и металлических изделий.

Далее в таблице 2 представлены предпочтительные примеры компонентных составов заявляемой полимерной композиции для изготовления каркасного или облицовочного материала по второму пункту формулы заявляемого изобретения, включающей полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку, светостабилизирующую добавку и огнестойкую добавку, где содержание каждого компонента в композиции указано в масс. %.

Таблица 2

Компоненты Образец
№7 Образец
№8 Образец
№9 Образец
№10 Образец
№11 Образец
№12 Образец
№13 ПНД 0,1 56,0 60,0 14,3 25,0 37,0 15,0 ПВД 65,9 10,0 30,8 70,0 50,0 37,7 60,0 ПП 20,0 20,0 5,0 9,0 16,1 20,0 14,3 ЛПЭНП 5,0 5,0 0,1 1,5 3,8 2,5 4,5 Вспенивающая добавка 5,0 5,0 3,0 1,7 4,2 0,1 3,4 Светостабилизирующая добавка 2,0 2,0 1,0 2,0 0,1 0,7 1,6 Огнестойкая добавка 2,0 2,0 0,1 1,5 0,8 2,0 1,2

Предпочтительный вариант приготовления представленных в таблице 2 вариантов композиции каркасного или облицовочного материала и изделий, изготовленных из него, представлен далее. Необходимые количества ПНД, ПВД и ПП смешиваются в смесителе до получения однородной смеси, затем в смеситель добавляются ЛПЭНП, вспенивающая, светостабилизирующая и огнестойкая добавки, и также перемешиваются до однородной смеси. Готовая смесь помещается в приемный бункер, из которого подается в экструдер, а далее при нагревании в формы с необходимыми геометрическими параметрами для получения нужных изделий. При подаче смеси в формы осуществляется несколько стадий ее нагрева от 100 до 200°С. Скорость подачи смеси из экструдера в формы может регулироваться диаметром шнека. Формы, наполненные расплавленной полимерной композицией, подвергаются охлаждению в охлаждающей ванне на воздухе. Далее готовое изделие извлекают из формы.

Из представленных предпочтительных вариантов составов полимерной композиции с использованием описанного предпочтительного способа изготовления также были изготовлены литые погонажные изделия и тактильная плитка, которые отличаются повышенной долговечностью, ударной прочностью, и как следствие надежностью, для выполнения соответствующей функции, не подвержены сколам и трещинам. Термостойкость изготовленных изделий составила от -60 до +60°С, что также позволяет использовать их в различных климатический условиях без потери эксплуатационных характеристик. Готовые изделия устойчивы к воздействию атмосферных факторов, не поддаются воздействию влаги, плесени, грибков, ржавчины и химических реактивов. Кроме того, полученные изделия обладают повышенной технологичностью, так как их можно обрабатывать инструментом для металла или дерева. Для резки изделий можно использовать пильный диск. Таким образом, материал, получаемый из заявленной композиции, объединяет в себе такие свойства как легкость, присущие деревянным изделиям, а также прочность и износостойкость, присущие металлическим изделиям, при этом такой материал также отличается высокой термостойкостью и устойчивостью к действию влаги, плесени и химических реактивов, устраняя тем самым недостатки деревянных и металлических изделий.

В предпочтительном варианте соотношение содержаний ПНД и ПВД в составе композиции по второму пункту формулы заявляемого изобретения составляет 1:4, представленный состав композиции в образце №13 придает каркасному или облицовочному материалу и изготовленным из него изделиям технические характеристики, дополнительно повышающие надежность материала и изделий, соответствующие выполняемой функции изделия.

С использованием заявляемых композиций по представленным предпочтительным способам могут быть изготовлены следующие изделия, в частности, полимерный профиль, используемый для изготовления ограждений, настилов, малых архитектурных форм, детских площадок, укрепления береговых линий; roll-stop-системы; желоба; кольца, используемые для монтажа различных подземных систем: водопроводов и водоотводов, канализации, септиков, теплосетей, газопроводов, промышленных стоков, выгребных ям; футеровочная рейка и футеровочные маты для трубопроводов; лаги для укладки напольных покрытий, для складирования листовых материалов; литые заборы; дорожные столбики; парковочные решетки; емкости; упоры и поддоны для тяжелых грузов и рулонной стали; денники; фасады; клумбы; газонные решетки; тактильная плитка и т.д.

ПНД, ПВД, ПП и ЛПЭНП могут быть использованы в виде вторсырья, которое может поступать на производство в дробленом виде, либо в виде гранул. В качестве вторсырья могут быть использованы флаконы из-под бытовой химии, фруктовые ящики, пищевая упаковка, одноразовая посуда, тара из-под пищевых продуктов, пищевые пакеты, упаковочная пленка, канистры и т.д. При использовании такого вторсырья при необходимости осуществляется его мойка, а также досортировка для исключения посторонних примесей (полиэтилентерефталата, поливинилхлорида, резины, металлов, бумаги, картона и т.д.) и разделения вторсырья по типам. Далее может осуществляться измельчение вторсырья и его дробление, грануляция или экструзия, или переплавка, с использованием, в частности, пласткомпактора, после чего данное сырье может быть использовано в составе композиции для изготовления каркасного или облицовочного материала. Такой материал, изготовленный из вторсырья, может содержать незначительное количество примесей (полиэтилентерефталата, поливинилхлорида, резины, металлов, бумаги, картона и т.д.), не влияющих на технические характеристики каркасного или облицовочного материала и изделий из него.

Заявляемое техническое решение может применяться для изготовления надежного каркасного или облицовочного материала, обеспечивающего высокую надежность и технологичность изготовленных из него изделий.

Представленные примеры составов композиций для изготовления каркасного или облицовочного материала, а также способы приготовления и использования не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения в объеме заявляемой формулы.

Настоящее изобретение относится к области материалов, в частности к полимерным композициям, используемым для изготовления каркасного или облицовочного материалов. Описана полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала, включающая полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку и светостабилизирующую добавку при следующем содержании компонентов, масс. %: полиэтилен высокого давления 65,0-80,0; полипропилен 5,0-20,0; линейный полиэтилен низкой плотности 0,1-6,0; вспенивающая добавка 0,1-6,0; светостабилизирующая добавка 0,1-3,0. Также описана полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала, включающая полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку, светостабилизирующую добавку и огнестойкую добавку при следующем содержании компонентов, масс. %: полиэтилен низкого давления 0,1-60,0; полиэтилен высокого давления 10,0-70,0; полипропилен 5,0-20,0; линейный полиэтилен низкой плотности 0,1-5,0; вспенивающая добавка 0,1-5,0; светостабилизирующая добавка 0,1-2,0; огнестойкая добавка 0,1-2,0. Технический результат - повышение надежности каркасного или облицовочного материала, а также надежности и технологичности изготовленных из него изделий. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 13 пр.

1. Полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала, включающая полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку и светостабилизирующую добавку при следующем содержании компонентов, масс. %:

полиэтилен высокого давления 65,0-80,0 полипропилен 5,0-20,0 линейный полиэтилен низкой плотности 0,1-6,0 вспенивающая добавка 0,1-6,0 светостабилизирующая добавка 0,1-3,0

2. Полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала, включающая полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, полипропилен, линейный полиэтилен низкой плотности, вспенивающую добавку, светостабилизирующую добавку и огнестойкую добавку при следующем содержании компонентов, масс. %:

полиэтилен низкого давления 0,1-60,0 полиэтилен высокого давления 10,0-70,0 полипропилен 5,0-20,0 линейный полиэтилен низкой плотности 0,1-5,0 вспенивающая добавка 0,1-5,0 светостабилизирующая добавка 0,1-2,0 огнестойкая добавка 0,1-2,0

3. Полимерная композиция для изготовления каркасного или облицовочного материала по п. 2, отличающаяся тем, что соотношение содержаний полиэтилена низкого давления и полиэтилена высокого давления составляет 1:4.