Способ изготовления древесно-наполненного композиционного материала
Владельцы патента RU 2464162:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") (RU)
Изобретение относится к производству древесно-наполненных композиционных материалов на основе отходов лесоперерабатывающих производств и минеральных вяжущих. Способ изготовления древесно-наполненного композиционного материала включает смешение древесного заполнителя и связующего. Заполнитель обрабатывают в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 190-200°C в течение 50-60 мин. Затем перед смешением заполнитель обрабатывают в потоке плазмообразующего газа в разрядной камере при мощности высокочастотного генератора 200-600 Вт и разрежении, равном 100-130 Па, в течение 250-280 с. В качестве плазмообразующего газа используют воздух, расход которого составляет 0,08-0,12 г/с. После смешения заполнителя и связующего ведут формование и термообработку. Данный способ позволяет увеличить прочность композиционного материала и сохранить прочность композиционного материала в процессе его эксплуатации. 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к производству древесно-наполненных композиционных материалов на основе отходов лесоперерабатывающих производств и минеральных вяжущих, которые могут быть использованы в качестве строительных материалов в различных отраслях промышленности.
Известен способ изготовления древесно-наполненного композиционного материала путем смешения древесного заполнителя и связующего и прессования полученной сырьевой смеси, где в качестве заполнителя используют древесную стружку в количестве 24-32 мас.%, а в качестве связующего используют смесь в мас.%: кремнеземсодержащий отход производства фтористого алюминия 7-31, кальцинированную соду 0,3-6 и портландцемент - остальное, см. SU Авторское свидетельство №1560509, МПК5 C04B 18/26, 1990.
Недостатком данного способа является получение композиционного материала с недостаточной механической прочностью.
Известен способ получения композиционного материала путем смешения древесного заполнителя и связующего в вибровращательной мельнице в присутствии мелющих тел (шаров), см. RU Патент №2157755, МПК7 B27N 3/02, 2000 г.
Недостатком данного способа является высокая водопоглощаемость композиционного материала, приводящая к разбуханию и, как следствие, к ухудшению его эксплуатационных свойств.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ изготовления древесно-наполненного композиционного материала путем смешения древесного заполнителя и связующего, перед смешением заполнитель обрабатывают в потоке плазмообразующего газа в разрядной камере при мощности высокочастотного генератора 200-600 Вт и разрежении, равном 100-130 Па, в течение 250-280 с, при этом в качестве плазмообразующего газа используют воздух, расход которого составляет 0,08-0,12 г/с, а после смешения ведут формование и термообработку, см. RU Патент №2345886, МПК8 B27N 3/14 (2006/01), 2006.
Недостатком известного способа является снижение в процессе эксплуатации предела прочности композиционного материала.
Задачей изобретения является увеличение прочности композиционного материала и сохранение прочности композиционного материала в процессе его эксплуатации.
Техническая задача решается тем, что в способе изготовления древесно-наполненного композиционного материала путем смешения древесного заполнителя и связующего, перед смешением заполнитель обрабатывают в потоке плазмообразующего газа в разрядной камере при мощности высокочастотного генератора 200-600 Вт и разрежении, равном 100-130 Па, в течение 250-280 с, при этом в качестве плазмообразующего газа используют воздух, расход которого составляет 0,08-0,12 г/с, а после смешения ведут формование и термообработку, в способе перед обработкой заполнителя в потоке плазмообразующего газа его обрабатывают в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 190-200°C в течение 50-60 мин.
Решение технической задачи позволяет увеличить прочность композиционного материала и сохранить прочность композиционного материала в процессе его эксплуатации.
В качестве заполнителя используют, например, древесные опилки. Перед обработкой заполнителя в потоке плазмообразующего газа его обрабатывают в камере в среде топочных газов в течение 50-60 мин. После чего заполнитель направляют в камеру для обработки в потоке плазмообразующего газа при мощности высокочастотного генератора 200-600 Вт и разрежении, равном 100-130 Па, в течение 250-280 с. В качестве плазмообразующего газа используют воздух, расход которого составляет 0,08-0,12 г/с. Затем заполнитель смешивают со связующим, подвергают уплотнению на прессе и тепловой обработке в камере с последующей выдержкой.
Пример 1. Способ изготовления древесно-наполненного композиционного материала путем смешения древесных опилок и связующего
Вначале заполнитель обрабатывают в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 190°C в течение 50 мин. Затем заполнитель обрабатывают в потоке плазмообразующего газа в камере при мощности высокочастотного генератора 200 Вт и разрежении, равном 100 Па, в течение 250 с. В качестве плазмообразующего газа используют воздух, расход которого составляет 0,08 г/с. После чего следует стадия смешения, формования и термообработки полученной массы.
Пример 2. Способ изготовления древесно-наполненного композиционного материала путем смешения древесных опилок и связующего
Вначале заполнитель обрабатывают в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 200°C в течение 60 мин. Затем заполнитель обрабатывают в потоке плазмообразующего газа в камере при мощности высокочастотного генератора 600 Вт и разрежении, равном 130 Па, в течение 280 с. В качестве плазмообразующего газа используют воздух, расход которого составляет 0,12 г/с. После чего следует стадия смешения, формования и термообработки полученной массы.
По примерам 1 и 2 были изготовлены образцы композиционного материала с последующей их выдержкой в эксикаторе при относительной влажности среды, равной 100%. Подготовленные образцы были исследованы на прочность. Результаты исследований по прочности после изготовления образцов композиционного материала и после 2-х лет эксплуатации представлены в таблице 1. Максимальные значения предела прочности композиционного материала на сжатие после 2-х лет эксплуатации во влажных условиях приходятся на температуру обработки древесных частиц в среде топочных газов в течение 50-60 мин в интервале 190-200°C.
Таким образом, решение технической задачи позволяет увеличить прочность композиционного материала и сохранить прочность композиционного материала в процессе его эксплуатации.
| Таблица 1. | |||
| Примеры | |||
| По прототипу | 190°C | 200°C | |
| Предел прочности композиционного материала на сжатие, МПа | 4,4 | 6,3 | 6,5 |
| Предел прочности композиционного материала на сжатие, МПа, после 2 лет эксплуатации | 3,5 | 6,1 | 6,3 |
Способ изготовления древесно-наполненного композиционного материала путем смешения древесного заполнителя и связующего, перед смешением заполнитель обрабатывают в потоке плазмообразующего газа в разрядной камере при мощности высокочастотного генератора 200-600 Вт и разрежении, равном 100-130 Па, в течение 250-280 с, при этом в качестве плазмообразующего газа используют воздух, расход которого составляет 0,08-0,12 г/с, а после смешения ведут формование и термообработку, отличающийся тем, что перед обработкой заполнителя в потоке плазмообразующего газа его обрабатывают в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 190-200°C в течение 50-60 мин.
