Древесно-полимерный состав для композиционного материала



Древесно-полимерный состав для композиционного материала
Древесно-полимерный состав для композиционного материала
Древесно-полимерный состав для композиционного материала
Древесно-полимерный состав для композиционного материала
Древесно-полимерный состав для композиционного материала
Древесно-полимерный состав для композиционного материала

 


Владельцы патента RU 2633547:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") (RU)

Изобретение относится к древесно-полимерному составу и может быть использовано в области строительства, автомобилестроения, машиностроения и других отраслях промышленности. Древесно-полимерный состав для композиционного материала содержит полипропилен, древесный наполнитель и добавки. В качестве древесного наполнителя он содержит древесные отходы, предварительно обработанные в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 225°С в течение 30 мин и измельченные до частиц с размером 0,08-1,16 мм. В качестве добавок он содержит эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты и пентаэритрита, полипропилен с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты и смесь сложных эфиров жирных кислот. Изобретение обеспечивает увеличение прочности композиционного материала при растяжении на 35%, предела текучести при растяжении на 37%, показателя модуля упругости на 30%, сопротивления изгибу под температурной нагрузкой на 10%, снижение показателя водопоглощения в 5 раз. 5 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к древесно-полимерному составу и может быть использовано в области строительства, автомобилестроения, машиностроения и других отраслях промышленности.

Известна древесно-полимерная композиция, состоящая из связующего и древесного наполнителя, в котором в качестве наполнителя она содержит древесный наполнитель, обработанный вначале в потоке плазмообразующего газа в разрядной камере при мощности высокочастотного генератора 200-600 Вт и разрежении, равном 100-130 Па, в течение 250-280 секунд, где в качестве плазмообразующего газа используют воздух, расход которого составляет 0,08-0,12 г/с, а затем в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 190-200°С в течение 50-60 минут, см. RU Патент №2464162, МПК B27N 3/18 (2006.01), C08L 97/02 (2006.01), 2012.

Недостатком данной композиции является высокая стоимость получаемого из нее композиционного материала.

Известна древесно-полимерная композиция, содержащая древесную стружку и отходы термопласта, в которой в качестве отходов термопласта содержатся отходы полипропилена при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

древесная стружка 70-82
отходы полипропилена 18-30

см. RU 2056446, МПК6 C08L 97/02, C08L 23/12, 1996.

Недостатками известной полимерной композиции являются неудовлетворительные эксплуатационные свойства композиционного материала, а также ограниченность способов формования.

Наиболее близким по технической сущности является древесно-полимерный состав для композиционного материала, содержащий полиэтилен (РЕ), или полипропилен (РР), или поливинилхлорид (PVC)), наполнитель, в качестве которого он содержит отходы деревообрабатывающей промышленности в виде древесной муки или стружки мелкой фракции, и добавки, регулирующие реологические и физико-механические свойства,

см. RU Патент 2588520, МПК Е04С 3/12 (2006.01), 2016.

Указанный древесно-полимерный состав не позволяет достичь необходимых эксплуатационных свойств композиционного материала: водопоглощения, прочности при растяжении, предела текучести при растяжении, модуля упругости, стойкости к удару падающим шаром, несущей способности, сопротивления изгибу под температурной нагрузкой, твердости при вдавливании шарика, коэффициента линейного теплового расширения.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств композиционного материала.

Техническая задача решается тем, что древесно-полимерный состав для композиционного материала, содержащий полипропилен, древесный наполнитель и добавки, согласно изобретению в качестве древесного наполнителя содержит древесные отходы, предварительно обработанные в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 225°С в течение 30 мин и измельченные до частиц с размером 0,08-1,16 мм, в качестве добавок он содержит эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты и пентаэритрита, полипропилен с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, смесь сложных эфиров жирных кислот, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

указанный наполнитель 50-80
эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил
пропионовой кислоты и пентаэритрита 0,1
полипропилен с содержанием 1-6%
привитого малеинового ангидрида или
малеиновой кислоты 2,0
смесь сложных эфиров жирных кислот 3,0
полипропилен остальное

Решение технической задачи позволяет увеличить прочность композиционного материала при растяжении на 35%, предел текучести при растяжении - на 37%, повысить показатель модуля упругости на 30%, сопротивление изгибу под температурной нагрузкой - на 10%, снизить показатель водопоглощения в 5 раз, при сохранении на уровне показателя стойкости к удару падающим шаром, несущей способности, твердости при вдавливании шарика и коэффициента линейного теплового расширения.

Характеристика веществ, используемых в заявленном древесно-полимерном составе

В качестве термопластичного полимера используют полипропилен с показателем текучести расплава ПТР=2,9-3,5 г/10 мин по ГОСТ 2211-136-05766801-2006, например марки 1525J.

В качестве наполнителя используют предварительно обработанные и измельченные древесные отходы.

Предварительную обработку древесных отходов проводят на экспериментальной установке, см. Макаров А.А. Исследование топливных свойств твердых продуктов термического разложения древесины в диапазоне температур 200-300°С / А.А. Макаров, С.А. Пушкин, А.Н. Грачев, С.А. Забелкин, В.Н. Башкиров // Вестник Казанского технологического университета. - №19. - Т. 16. - 2013. - С. 133-134.

В экспериментальной установке древесные отходы загружают в реторту (аппарат), которую нагревают в муфельной печи до температуры 225°С и поддерживают ее в течение 30 минут. Образующиеся в процессе обработки твердые, жидкие и газообразные продукты собирают в специальные сборники. Предварительно обработанные древесные отходы измельчают на мельнице до частиц с размером 0,08-1,16 мм.

В качестве добавки используют эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты и пентаэритрита, например торговой марки Ирганокс 1010.

В качестве добавки используют полипропилен с привитым малеиновым ангидридом или малеиновой кислотой. Может быть использован любой полипропилен, содержащий 1,0-6,0% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, например, марки Fusabond Р353, Polybond 3000 или Polybond 3200, или Эталитен PP-g-MAH (1,5%).

В качестве добавки используют смесь сложных эфиров жирных кислот, например торговой марки Structol TPW 113.

Для лучшего понимания изобретения приводим примеры конкретного выполнения.

Пример 1

Древесно-полимерный состав для композиционного материала получают путем смешения в экструдере полипропилена, древесного наполнителя и добавок. В качестве древесного наполнителя он содержит древесные отходы, предварительно обработанные в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 225°С в течение 30 мин и измельченные до частиц с размером 0,08-1,16 мм, в качестве добавок он содержит эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты и пентаэритрита, полипропилен с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, смесь сложных эфиров жирных кислот, при следующем соотношении компонентов:

Примеры 2-4 аналогичны примеру 1.

Полученный путем экструзии древесно-полимерный состав, по примерам 1-4, может быть переработан в композиционный материал путем экструзии, литья под давлением или прессованием. Также по примерам 1-4 можно получать древесно-полимерный состав в виде гранул, который затем можно транспортировать для дальнейшего целевого использования. Возможна технология совмещения процесса получения и формования древесно-полимерного состава.

Были проведены исследования по объекту-прототипу, см. пример 5, в котором в качестве добавок используют добавки, указанные в заявленном объекте, а в качестве наполнителя используют древесные отходы в виде древесной муки. Количественный состав компонентов по примеру 5 соответствует количественному составу компонентов примера 2 заявленного объекта. Исследования проводят при одинаковых условиях.

Пример 5

Древесно-полимерный состав для композиционного материала получают путем смешения в экструдере полипропилена, древесного наполнителя и добавок. В качестве древесного наполнителя берут древесную муку с размером частиц 0,08-0,16 мм, а в качестве добавок используют эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты и пентаэритрита, полипропилен с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, смесь сложных эфиров жирных кислот, при следующем соотношении компонентов:

Состав и свойства по примерам конкретного выполнения 1-5 сведены в таблицы 1 и 2 соответственно.

Как видно из примеров конкретного выполнения, решение технической задачи по сравнению с прототипом позволяет увеличить прочность композиционного материала при растяжении на 35%, предел текучести при растяжении - на 37%, повысить показатель модуля упругости на 30%, сопротивление изгибу под температурной нагрузкой - на 10%, снизить показатель водопоглощения в 5 раз при сохранении на уровне показателя стойкости к удару падающим шаром, несущей способности, твердости при вдавливании шарика и коэффициента линейного теплового расширения.

Древесно-полимерный состав для композиционного материала, содержащий полипропилен, древесный наполнитель и добавки, отличающийся тем, что в качестве древесного наполнителя он содержит древесные отходы, предварительно обработанные в герметичной камере в среде топочных газов при температуре 225°С в течение 30 мин и измельченные до частиц с размером 0,08-1,16 мм, в качестве добавок он содержит эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты и пентаэритрита, полипропилен с содержанием 1-6% привитого малеинового ангидрида или малеиновой кислоты, смесь сложных эфиров жирных кислот, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

указанный наполнитель 50-80
эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил
пропионовой кислоты и пентаэритрита 0,1
полипропилен с содержанием 1-6%
привитого малеинового ангидрида или
малеиновой кислоты 2,0
смесь сложных эфиров жирных кислот 3,0
полипропилен остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства и применения стабилизирующих добавок для щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, используемых для дорожных покрытий.

Изобретение относится к получению полимерных композиций, содержащих полиэтилен и биоразлагаемый наполнитель, применяемых в производстве упаковочных термоформованных изделий и пленок, способных к биодеструкции под действием климатических факторов и микроорганизмов, с высокими эксплуатационными и технологическими характеристиками.

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов в виде матов, а именно сырьевой смеси, предназначенных для строительства, в частности для многослойных стеновых вертикальных и горизонтальных панелей, и для теплоизоляции различных сооружений.

Изобретение относится к области получения и применения композиций гидрофобизирующих агентов и стабилизаторов в продуктах на основе композиционных лигноцеллюлозных материалов.
Настоящее изобретение относится к составу для изготовления адгезива, композиции для изготовления адгезива и способу ее получения, а также к лигноцеллюлозному материалу, полученному с использованием указанных состава или композиции.
Настоящее изобретение относится к композиции для изготовления клея для древесины. Композиция получена одновременным смешиванием по меньшей мере одного изоцианата, по меньшей мере одного простого полиэфира и по меньшей мере одной аминной смолы.

Изобретение относится к производству плитных материалов типа древесноволокнистых плит из древесного сырья без использования связующих веществ и может быть использовано для изготовления изделий в строительной и мебельной отраслях.

Изобретение относится к области строительных материалов и изделий, а именно к способу приготовления асфальтобетонной смеси. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, содержащей битум в количестве 3-9 мас.%, гидролизный лигнин фракции от 0 до 2,5 мм влажностью 10-50% в количестве 3-10 мас.% и минеральный материал, включающий щебень в количестве 30-70 мас.% и песок из отсевов дробления - остальное, включает одновременную подачу гидролизного лигнина и разогретого до 130-150°С битумного вяжущего в смеситель с разогретым до 130-150°С минеральным материалом.

Изобретение относится к деревоперерабатывающей промышленности, а именно к технологии получения древесноволокнистых материалов для производства плит. Древесноволокнистый материал для плит содержит древесное волокно и связующее.

Группа изобретений относится к применению модифицированных наночастиц оксида кремния в древесно-стружечных плитах, к древесно-стружечной плите и к способу ее изготовления.

Изобретение относится к вспененному полимерному пеноматериалу с открытыми порами и к способу его получения. Пеноматериал выполнен из композиции, содержащей дисперсию полиолефина с высокой степенью кристалличности, сшитое связующее и поверхностно-активное средство.

Изобретение относится к области композиций для получения ядерного топлива на основе порошка актиноида. Композиция содержит органическую матрицу и порошок актиноида или смесь порошков актиноидов.

Изобретение относится к способу получения термопластичной резины (ТПР) с повышенной стойкостью к углеводородным маслам, которая может быть использована для изготовления различных эластичных резинотехнических изделий, работающих в условиях контакта с нефтепродуктами.

Изобретение относится к текстильной промышленности. Предлагается ткань, содержащая пористые волокна.

Изобретение относится к композиции, армированной волокнами, предназначенной для применения в изделиях для автомобильной промышленности и во вспененных изделиях, а также способу ее получения.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полипропилена и может быть использовано в производстве изделий медицинского назначения. Композиция содержит полипропилен с показателем текучести расплава 25-35 г/10 мин, дивинилстирольный термоэластопласт с показателем текучести расплава не более 1 г/10 мин, поликарбонат с показателем текучести расплава 6,5±1 г/10 мин, пространственно затрудненный амин, триаллилизоцианурат и в количестве от 0,0010 до 0,0500 мас.% наноцеллюлозу в качестве стабилизатора.
Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к металлополимерным композициям для изготовления PIM-изделий путем формования и спекания указанных композиций.

Изобретение относится к термоплавкому клею, который используется для изготовления одноразовых изделий, таких как подгузник и средства гигиены, которые представляют собой типичную продукцию из нетканого полотна.
Изобретение относится к уплотнительному профилю для дверей и окон, выполненных из смеси материалов, включающих, об.%: этиленпропилендиеновый каучук 10-50, сополимер пропилена с этиленом 8-50, наполнитель 5-70, парафиновое масло 0-20, ускоритель-донор серы 0,1-5, сера 0,5-5, оксид цинка 0,5-3.
Изобретение относится к термоплавкому клею, в частности к клею, пригодному для применения в изделиях одноразового использования. Клей включает: (A) гомополимер пропилена, имеющий температуру плавления 100°C или ниже, получаемый путем полимеризации пропилена в присутствии металлоценового катализатора; и (B) воск, модифицированный карбоновой кислотой и/или ангидридом карбоновой кислоты.

Изобретение относится к пластифицирующим смесям, которые могут использоваться в композициях пластизолей, содержащих органический растворитель. Смесь содержит пластификатор на основе сложного бензоатного эфира как первичный пластификатор и улучшающий совместимость пластифицирующий компонент.
Наверх