Композиционный материал

Композиционный материал для изготовления изделий общепромышленного назначения на основе фурановых связующих, получаемый путем смешивания сыпучего наполнителя и смолы, в котором сыпучий наполнитель содержит кварцевый песок с фракционным составом до 0.63 мм в количестве 67-78% и маршалит с фракционным составом до 200 мкм в количестве 13-22%, фурановые смолы в количестве 9-11%. Композиционный материал может дополнительно содержать технический вазелин в количестве 2-5% от веса смолы. Композиционный материал получают заполнением смесью формы (опалубки) и уплотнением ее вибрацией или трамбовкой сверху. Процесс полимеризации связующей смолы может происходить в естественных условиях без дополнительного подогрева. Скорость полимеризации и соответственно скорость набора необходимой прочности регулируют с помощью подбора отвердителя по рекомендации производителей смолы. Технический результат - получение композиционного материала с низким расходом полимерного связующего, обладающего прочностью на изгиб (максимально допустимое напряжение растяжения при изгибе) не менее 20 МПа, максимально допустимым напряжением сжатия не менее 100 МПа, морозостойкостью до 1000 циклов, влагоемкостью меньше 1%, модулем Юнга без добавок 16-17 ГПа. Добавление вазелина в объеме 2-5% от веса смолы снижает модуль Юнга до 8-10 ГПа. Применение указанной добавки позволяет выполнить изделия более гибкими. 2 ил.

 

Изобретение относится к композиционным материалам, используемым для изготовления изделий общепромышленного назначения на основе фурановых связующих.

Известны композиционные материалы на основе полиэфирной смолы и наполнителей, например, из тригидрата алюминия АТН и полиэфирной смолы в соотношении 3:2. Эти материалы прочны, эстетичны и гигиеничны, они ремонтопригодны и негорючи. (https://composite.ru/tehnologii/tehnologiya_proizvodstva_solid_surface/).

Недостатком этих материалов является гигроскопичность, высокий расход полиэфирной смолы и, как следствие, высокая стоимость.

Наиболее близким к предложенному является композиционный материал, полученный путем смешивания сухого материала и жидкого материала в смесителе в соотношении сухого материала к жидкому материалу 1: 0,08-0,25. Сухой материал состоит из цементного компонента, инертной минеральной добавки, экспансивного компонента, крупных заполнителей и мелких заполнителей; жидкий материал - из полимерной эмульсии, пеногасителя, воздухововлекающего агента и воды. (Патент CN 108101427 (А), Мкл С04В 28/00; С04В 28/04; С04В 28/06; С04В 28/34, публ. 01.06. 2018)

Недостатком этого технического решения является малая механическая прочность в пределах до 8 МПА, низкая морозостойкость и повышенная влагоемкость.

Технической задачей, на решение которой направлено данное предложение, является создание прочного, морозостойкого композиционного материала с низким расходом полимерного связующего.

Для решения этой технической задачи предлагается композиционный материал, полученный путем смешивания сыпучего наполнителя и смолы, в котором сыпучий наполнитель содержит кварцевый песок с фракционным составом до 0.63 мм в количестве 67-78% и маршалит с фракционным составом до 200 мкм в количестве 13-22%, фурановые смолы в количестве 9-11%. Композиционный материал может дополнительно содержать технический вазелин в количестве 2-5% от веса смолы.

Предлагаемый композиционный материал может быть изготовлен на существующем оборудовании из известных компонентов. Других технических решений аналогичного назначения с подобной совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Поэтому заявитель считает, что предложение по данной заявке соответствует критериям охраноспособности изобретения «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость.

Технологический процесс изготовления композиционного материала не отличается от получения изделий из бетона: в форму (опалубку), заливают (засыпают) смесь, уплотняют вибрацией или трамбовкой сверху. Процесс полимеризации связующей смолы может происходить в естественных условиях без дополнительного подогрева. Скорость полимеризации и, соответственно, скорость набора необходимой прочности регулируют с помощью подбора отвердителя по рекомендации производителей смолы.

Сущность изобретения и достигаемый эффект поясняется графиками. На фиг. 1 показана зависимость прочности при изгибе композиционного материала от количества смолы, на фиг. 2 - зависимость прочности при изгибе композиционного материала от количества сыпучего наполнителя.

Исследование влияния различных составляющих на прочностные характеристики, в частности кварца с фракционным составом до 10 мм, различных минеральных добавок с фракционным составом до 200 мкм, связующих в пределах 5-20% выявило, что прочность на изгиб более 20 МПа композиционного материала возможна в достаточно узком диапазоне соотношений наполнителя, заполнителя и связующего.

Заявителем изготовлены и испытаны опытные образцы предлагаемого композиционного материала со следующими характеристиками: прочностью на изгиб (максимально допустимое напряжение растяжения при изгибе) не менее 20 МПа, максимально допустимое напряжение сжатия не менее 100 МПа, морозостойкость до 1000 циклов, влагоемкость - меньше 1%. Модуль Юнга композиционного материала без добавок составляет 16-17ГПа. Добавление вазелина в объеме 2-5% от веса смолы снижает модуль Юнга до 8-10 ГПа. Применение указанной добавки позволяет изготовлять изделия несколько более гибкими.

Раскрытый выше конкретный пример осуществления приведен для целей иллюстрирования и описания. Его не следует толковать как исчерпывающий или ограничивающий изобретение именно раскрытыми формами, при этом следует понимать, что возможны разнообразные модификации и изменения, следующие из раскрытой в настоящем описании идеи изобретения. Объем защиты определен прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами

1. Композиционный материал для изготовления изделий общепромышленного назначения, полученный путем смешивания сыпучего наполнителя и смолы, отличающийся тем, что сыпучий наполнитель содержит кварцевый песок с фракционным составом до 0.63 мм в количестве 67-78% и маршалит с фракционным составом до 200 мкм в количестве 13-22%, фурановые смолы в количестве 9-11%.

2. Композиционный материал для изготовления изделий общепромышленного назначения по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит технический вазелин в количестве 2-5% от веса смолы.