Способ изготовления пенополистирольной плиты
Изобретение может быть использовано при изготовлении строительных, преимущественно теплоизоляционных плит из вспененного полистирола. Способ изготовления пенополистирольной плиты включает смешение полистирола с нуклеатором - смесью гранулированного талька с неорганическими добавками, в качестве которых используют гранулированные диоксид кремния, оксид титана, гидроксид магния, каолин, кизельгур, плавление смеси в экструдере, введение в расплав порообразователя и экструзию через плоскощелевую фильеру с последующим формованием плиты. Технический результат - повышение технологичности способа. 1 табл.
Изобретение относится к изготовлению строительных, преимущественно теплоизоляционных плит из вспененного полистирола методом экструзии. Известен экструзионный способ получения плит из вспененного полистирола (RU 21670061, публ. 2001 г.). Известный способ включает смешение полистирола с физическим нуклеатором - тальком дисперсностью 3-10 мкм в количестве 2,0-3,4% от массы смеси и неорганическим соединением алюминия, например сульфата или гидроксида алюминия, в количестве 0,06-0,08% от массы смеси, плавление смеси в экструдере, введение в расплав порообразователя и экструзию через плоскощелевую фильеру с последующим формованием плиты.
Способ характеризуется использованием порошкового талька, причем повышенной дисперсности (3-10 мкм). Использование в качестве нуклеатора порошкового талька снижает технологичность изготовления пенополистирольной плиты, т.к. мелкодисперсный тальк спрессовывается в процессе хранения, «слеживается» в дозаторе, что может привести к остановке процесса экструзии. Поэтому известный способ требует подготовки талька - сушки при температуре 50°C в течение 3-4 часов. Заявляемый способ, как и известный, включает смешение полистирола с нуклеатором - тальком, плавление смеси в экструдере, введение в расплав порообразователя и экструзию через плоскощелевую фильеру с последующим формованием плиты. Способ отличается тем, что в качестве нуклеатора используют 10-12 мас.% смеси гранулированного талька (1,5-2,0 мас.%) с неорганическими добавками, остальное - полистирол, при этом в качестве неорганических добавок используют гранулированные диоксид кремния (2-3 мас.%), оксид титана (1-2 мас.%), гидроксид магния (1-4 мас.%), каолин (1-2 мас.%), кизельгур (до 1 мас.%).
Использование гранулированного талька исключает необходимость его сушки и предотвращает возможность прерывания процесса экструзии. Кроме того, гранулированный тальк снижает усадку материала при выходе из экструдера и облегчает течение расплава полимера в процессе переработки. В эксперименте с гранулированным тальком без неорганических добавок ячейки структуры полученной плиты относительно равномерны по всему срезу образца, но крупного размера, в структуре не прослеживается четких перегородок, тогда как при использовании в качестве нуклеатора смеси гранулированного талька с неорганическими добавками наблюдалось скопление более плотных разных по размеру ячеек от центра к поверхности. Четко просматривались перегородки ячеек и незначительные межячеистые пустоты, создавая картину хаотичности ячеистой структуры. Однако при испытаниях на сжатие такие образцы выдерживали более высокую нагрузку, чем образцы, полученные с использованием только талька. Предположительно, неравномерная по форме и размеру ячеек структура формируется за счет различной формы частиц неорганических добавок, каждая из которых выполняет функцию нуклеатора. Количественное соотношение гранулированного талька и неорганических добавок подобрано экспериментально. Положительное влияние неоднородности структуры на прочностные характеристики пенополистирольной плиты не является очевидным. Новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в повышении технологичности способа.
Заявленным способом получали плиты марок Э45, Э45МГ1, Э45У толщиной 50 мм из полистирола марки ПС 585, ПС 590. Использовали гранулированный тальк с марки пеноформ 50/20/ПС размером гранул 2-3 мм, насыпной плотности 0,8-0,85 г/см3 содержание активного компонента - талька 50%, неорганические добавки: диоксид кремния (ГОСТ 9428-730, оксид титана (ТУ 6-09-2166-77), гидроксид магния (ТУ 6-09-3759-86), каолин (ТУ 5729-071-00284530-96), кизельгур - силикатный песок, очищенный и прокаленный в виде крупных кристаллов неправильной формы (код сертификата 212475). Неорганические добавки гранулируют. Количество талька и неорганических добавок, а также полистирола приведено в таблице. Для изготовления плиты готовят смесь из гранул полистирола, гранулированного талька и гранулированных неорганических добавок. Подготовленную смесь подают в экструдер, плавят при температуре 180-210°C, в расплав вводят порообразователь, например дифторхлорметан, под контролем температуры в 7-8 зонах нагрева, давления и подачи газа осуществляют экструзию через плоскощелевую фильеру с последующим формованием плиты. Из данных, приведенных в таблице, следует, что по прочностным показателям полученная плита не только соответствует требованиям стандарта на эти марки плит - ТУ 5767-002-77909577-2007, согласно которым «предел прочности на сжатие не менее 0,5 МПа», но и несколько превышает их.
| Таблица | ||||||||||
| № компо-зиции | Содержание компонентов экструзионной смеси, мас.% | Содержание смеси тальк + добавки, мас.% | Плотность плиты, кг/м3 | Предел прочности плиты на сжатие, МПа | ||||||
| Поли-стирол | Тальк гранулир. | Кремния диоксид | Титан (IV) оксид | Магния гидроксид | Каолин | Кизельгур | ||||
| 1 | 90 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 10 | 52,0 | 0,51 |
| 2 | 90 | 1,5 | 2 | 1 | 4 | 1,5 | - | 10 | 53,0 | 0,53 |
| 3 | 90 | 2 | 2,5 | 1,5 | 2 | 2 | - | 10 | 53,5 | 0,59 |
| 4 | 90 | 2 | 3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 10 | 54,0 | 0,55 |
| 5 | 90 | 2 | 3 | 1 | 1 | 2 | 1 | 10 | 54,2 | 0,51 |
| 6 | 90 | 1,5 | 2,5 | 2 | 1 | 2 | 1 | 10 | 54,1 | 0,56 |
| 7 | 88 | 1,5 | 2.5 | 2 | 1 | 2 | 1 | 12 | 54,5 | 0,54 |
Способ изготовления пенополистирольной плиты, включающий смешение полистирола с нуклеатором - тальком, плавление смеси в экструдере, введение в расплав порообразователя и экструзию через плоскощелевую фильеру с последующим формованием плиты, отличающийся тем, что в качестве нуклеатора используют 10-12 мас.% смеси гранулированного талька 1,5-2,0 мас.% с неорганическими добавками, остальное - полистирол, при этом в качестве неорганических добавок используют гранулированные диоксид кремния 2-3 мас.%, оксид титана 1-2 мас.%, гидроксид магния 1-4 мас.%, каолин 1-2 мас.%, кизельгур до 1 мас.%.
