Способ изготовления полимербетонных изделий

 

Изобретение относится к технологии строительных материалов, обладающих специальными свойствами, а именно к способам изготовления электропроводящих полимербетонов и изделий на их основе. 2 Цель изобретения - повышение электропроводности изделий. Изготовление электропроводящих полимербетонных изделий производят путем заполнения армирующего каркаса строительным раствором, при этом сначала получают электропроводящий каркас путем перемешивания полимерного связующего с электропроводящими заполнителями и наполнителями в количественном соотношений 4-10:87-95:1-3 по массе, укладки смеси в форму или на основание и уплотнения при удельном давлении 0,3-0,7 МПа После отверждения каркаса его пустоты сначала заполняют дисперсным электропроводящим порошком с размером частиц более чем в 10 раз меньшей, чем размер крупного заполнителя, а потом полученное изделие пропитывают жидким полимерным соединением с предельной вязкостью не более 30 с. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 В 28 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР л

1 т (е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4812526/33 (22) 19.02.90 (46) 23.04.92. Бюл. ¹ 15 (71) Мордовский государственный университет им.Н.П.Огарева (72) В.И.Соломатов, B.Ï.Ñåëÿåâ, B.Т.Ерофеев, В.С.Бочкин, В.И.Черненко, В.Ф. Манухов, М.А.Ивкин, О, В. Гончар и Ю,А.Сахаров (53) 666.972.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹694470,,кл. В 28 В 13/02. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к технологии строительных материалов, обладающих специальными свойствами, а именно к способам изготовления электропроводящих полимербетонов и изделий на их основе.

И зоб ретен ие относится к технологии строительных материалов, обладающих специальными свойствами, а именно к способам изготовления электропроводящих полимербетонов и изделий на их основе.

Цель изобретения — повышение электропроводности изделий. При изготовлении полимербетонных изделий осуществляют формирование каркаса из смеси, содержащей полимерное связующее и крупный заполнитель, отверждают его и заполняют связующим и дисперсным наполнителем и проводят окончательное отверждение. При этом используют электропроводные заполнители и наполнители, каркас формируют из смеси, содержащей связующее, крупный заполнитель и наполнитель при соотноше„„. Ж ÄÄ 1728031 А1

Цель изобретения — повышение электропроводности изделий. Изготовление электропроводящих полимербетонных изделий производят путем заполнения армирующего каркаса строительным раствором, при этом сначала получают электропроводящий каркас путем перемешивания полимерного связующего с электропроводящими заполнителями и наполнителями в количественном соотношении 4-10:87-95:1 — 3 по массе, укладки смеси в форму или на основание и уплотнения при удельном давлении 0,3 — 0,7

МПа После отверждения каркаса его пустоты сначала заполняют дисперсным электропроводящим порошком с размером частиц более чем в 10 раз меньшей, чем размер крупного заполнителя, а потом полученное изделие пропитывают жидким полимерным соединением с предельной вязкостью не более 30 с. 2 табл. нии соответственно 4 — 10:87-95:1-3 по массе, а заполнение каркаса производят сначала дисперсным наполнителем, затем связующим, при этом размерное соотношение частиц дисперсного наполнителя и крупного заполнителя каркаса составляет

1:10, а вязкость связующего равна 30 с. В качестве связующих используют термореактивные смолы, обеспечивающие постоянство свойств материал (в том числе проводимости) при воздействии влаги и температуры, эпоксидные, полиэфирные, кремнийорганические, фенолоформальдегидные. В качестве электропроводящих компонентов применяют крупные заполнители (отходы производства электродного производства и графитовый щебень крупно1728031 стью выше 5 мм и тонкодисперсные порошки (металлические опилки, технический углерод, графит). Оптимальные технологические параметры изготовления электропроводящих полимербетонных изделий выбраны из следующих соображений. Необходимое количество связующего для склеивания заполнителей составляет 4—

10 по массе. При расходе связующего менее 4 от массы заполнителей затруднено введение электропроводящего наполнителя в клей каркаса, поэтому электропроводность материала уменьшается. При содержании клея более б значительно уменьшается пористость каркаса, а его пустоты некачественно заполняются токопроводящим порошком. Содержание наполнителя и клея при получении каркаса берется соответственно 1-3:4-10, При уменьшении содержания наполнителя снижается электропроводность каркаса, а при увеличении количества наполнителя больше предельного не достигается склеивание, из-за нехватки вяжущего для обработки поверхности наполнителя, Оптимальное соотношение размеров заполнителей каркаса и токопроводящего порошка, заполняющего пустоты каркаса, должно быть более чем в

10 раз меньшей, чем крупность крупного заполнителя каркаса. Экспериментальные исследования показывают, что при соотношениях менее 10:1 происходит закупорка пор каркаса (не полное заполнение пустот наполнителем) и, как следствие, снижение электропроводности. Соотношения более

10:1 неэффективны с точки зрения расходов на измельчение токопроводящих порошков, Параметры уплотнения выбраны из-за обеспечения минимального электросопротивления в клеевых прослойках между электропроводящими заполнителями при давлении менее 0,3 МПа увеличивается электросопротивление, вследствие не плотного контакта между зернами заполнителя, а при давлениях более 0,7 МПа возможны разрушения зерен заполнителей каркаса.

Предельная вязкость полимерного соединения для пропитки каркаса с токопроводящим порошком определяется экспериментально, исходя из качества пропитки. При вязкости пропиточной композиции более 30 с появляются в структуре полимербетона поры, что снижает его электропроводность, плотность, Снижение плотности показано в акте испытаний ультразвуковыми исследованиями.

35 ао

Пример изготовления. В скоростном смесителе путем поэтапного введения компоненты готовят полимерное связующее— смесь полиэфирной смолы, нафтената кобальта и гипериза в соотношении 100:10:5 по массе, Затем в бетономешалку гравитационного действия насыпают графитовый заполнитель фракции 5 — 10 мм и вводят полимерное связующее. После тщательного перемешивания вводят порошок графита с дисперсностью 4000 см /г и дополнительно

2 перемешивают. Соотношение связующего, заполнителей и тонкодисперсного порошка берут 3:97:0 по массе, После тщательного перемешивания смесь укладывают в специальные формы и подвергают уплотнению с помощью пресса при давлении 0,5 Mila. После суточного отверждения каркаса в нормальных температурно-влажностных условиях его пустоты заполняются при вибрировании латунными опилками, а затем образцы пропитываются полимерным соединением вязкостью 35 с следующего состава (в массовых частях):полиэфирная смола марки ПН-1 — 100, нафтенат кобальта — 10, гипериз — 3. После изготовления образцы твердеют в нормальных условиях в течение суток и затем термообрабатываются при температуре 60 С в течение 8 ч. Составы и результаты испытания полимербетонных компонентов приведены в табл. 1 и 2.

Из результатов испытаний следует, что изготовление изделий по предлагаемому способу по сравнению с известной технологией обеспечивает повышение электроп роводности на несколько порядков.

Формула изобретения

Способ изготовления Roëèìåðáåòoнных изделий, включающий формирование каркаса из смеси, содержащей полимерное связующее и крупный заполнитель, отверждение его, заполнение связующим и дисперсным наполнителем и окончательное отверждение, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения электропроводности изделий при использовании электропроводных заполнителей и наполнителей, каркас формируют из смеси, содержащей связующее, крупный заполнитель и наполнитель при соотношении соответственно 4-10:87 — 95:13 по массе, а заполнение каркаса производят сначала дисперсным наполнителем, затем— связующим, при этом размерное соотношение частиц дисперсного наполнителя и крупного заполнителя каркаса составляет 1:10, а вязкость связующего равна 30 с.

1728031

Таблица 1

Состав материалов в нас.2

Номер составов

Компоненты (2

7 7

10 11

- эпектропроводящие запопнитеяи:

- графмтовий щебень фракции 5 10 им

97 95 91 87 85 9!

91 91

9I 91 91

91 91

2. 2

Латунь Латунь Латунь Латунь Латунь Стань Сталь Латунь Латунь Латунь Латунь Латунь Латуньц - опилки фракции

0, 1Ц-0,315 мн

Вяз- Вяз- Вяз- Вяэ- Вяз- Вяз- Вяэ- Вязкостью костью костью костью костью костью костью костью

35 с 35 с 35 с 35 с 35 с 35 с 35 с 35 с Л р и м е и а н и е. Содеряание ацетона в составах 9, 10, 11, 12, 13 принималось равной соответственно к 201 15; 12; 8; О иас.ч.

Таблица

Результаты испытания

Характеристики

Удельное объемное сопротивление образцов, Ом м о

2,6 1,7 1,5 1,8 2,9 3,0 4,0 2,6 3,0 3,0 3,1 4,3 9,9

Относительная скорость прохождения ультразвука

1 1 1 1 1 1 1 1 0,8 0,68г

П р н м е ч а н н е. Состав 1С 14 - относится к прототипу (а.с. (г 694470).

Составитель B.Ëåáåäåeà

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор Т.Шагова

Заказ 1368 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Каркас:

- полиэфирное связующее (полиэфирная сиопа, наф- тенат кобальта гипернз в соотновении 1ОЪ:10:5) - цебень иэ отходов эпек тродного производства фракции 5-10 нм

- гранмтннй щебень фракции 5-10 им

- гюрощкообраэний графит дисперсностью ь000 смг/г

Дисперрнонная среда для наполнения пустот кзркаса:

- гюлнмврное связующее (попиэфнрная сиопа, нафтенат кобальта н гнпериэ в соотноюенни

100:10:5) " полимерное связующее (эпоксидная смола, полизтипенпопнамин н ацетон в соотнощенни 100:10:х) - полимерная матрица (полиэфирная смола

0Н-1-1ОО мас.ч. гипериз - 5 мас.ч., нафтенат кобальтаl0 нас.ч., графитовий порощок - 100 мас.ц.

Вяэ- Вяз- Вяз- Вяэ- Вяз" костью костью костью кость» костью

35 с 32 с 30 с 28 с 25 c .

Указанная полимерная матРича