Способ изготовления композиции на основе поликарбоната и эпоксидной смолы
Владельцы патента RU 2715833:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к изготовлению строительных материалов и конкретно касается изготовления строительной ячеистой панели из сотового листа поликарбоната. При изготовлении строительной ячеистой панели пустоты листа сотового поликарбоната заполняют при помощи маслозаливного шприца смесью из эпоксидной смолы ЭД-20 и отвердителя ПЭПА в соотношении 10:1 с шагом через одну ячейку. Смесь дополнительно может содержать заполнитель из гранулированного полипропилена или пенополистирола. Изобретение обеспечивает улучшение физико-механических показателей, в частности ударной прочности и жесткости. 1 з.п. ф-лы.
Область техники
Предлагаемое изобретение относится к области производства полимерных строительных материалов. Предложенный способ предназначен для изготовления покрытий навесов разнообразной формы, к которым предъявляются требования по светопропускаемости.
Уровень техники
Из уровня техники известен поликарбонат (ГОСТ Р 56712-2015), представляющий собой пустотелый полимерный лист, внутренняя структура которого напоминает соты или ячейки, из-за чего данный материал также называют сотовым. Изделие получают методом экструзии с последующим формованием в виде пластиковых листов с внутренними пустотами, которые содержат как минимум две непересекающиеся, параллельные друг другу, основные полимерные стенки, отделенные друг от друга перпендикулярными или диагональными ребрами.
Недостатком сотовых поликарбонатных листов является большая парусность. При неблагоприятных погодных условиях может произойти деформация полой панели в местах наличия пустот, т.е. между ребрами жесткости. Возможна деформация в результате ударного воздействия падения висячих наледей и заледеневшего снега с крыш находящихся вблизи конструкций или с краев свисающих предметов. Может произойти также нарушение целостности поверхностного слоя панели в результате воздействия птиц, которые могут повредить поверхность поликарбонатного листа непосредственно своим клювом. Возможна потеря устойчивости конструкции в результате большого удельного удлинения изделий из поликарбоната в летний период времени в результате нагрева поверхности листа (до +180°С) при влиянии высоких температур наружного воздуха, вызванного воздействием солнечных лучей.
Известна ударопрочная композиция на основе смесей поликарбоната (ПК) и акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) (патент РФ №2423398, МПК C08L 69/00, C08F 4/08, от 2006-07-08 опубл. 10.07.2011). Введение АБС в ПК способствует улучшению ударной прочности композиции. Такие композиции находят применение в строительстве для внутренней отделки и внешнего применения, в быту, в качестве внешнего каркаса для техники.
Недостатком данного аналога является то, что полученные композиции имеют скудный внешний вид и не обладают светопропускной способностью и, как следствие, не могут применяться для конструкций навесов, к которым предъявляются требования по светопропускаемости.
Известен способ герметизации торцов сотовых, ячеистых, пустотелых панелей, таких как поликарбонатные или идентичных им (патент ЕАПО 22998, МПК Е04В 1/62, Е04С 2/30, от 14.06.2012, опубл. 29.04.2016). Данное устройство дополнительно содержит монтажный элемент, содержащий фиксирующий выступ, адаптированный для крепления монтажного элемента к торцевому профилю, и средство фиксации. Изобретение обеспечивает герметизацию торца панели и, как следствие, защиту от деструктивных факторов, связанных попаданием влаги и грязи внутрь полостей панели.
Недостатком данного аналога является относительно невысокая надежность герметизации торца полой панели. Это обуславливается тем, что герметизация обеспечивается отдельным элементом, который прикрепляется к торцу ячеистого листа. При эксплуатации данного устройства в различных обстоятельствах, одним из которых являются неблагоприятные погодные условия, может произойти разгерметизация торца полой панели, что приведет к попаданию влаги и грязи внутрь изделия. Этот фактор может сократить срок эксплуатации и привести к деструктуризации ячеистой панели.
Задачей настоящего изобретения является получение структурного листа из композиции на основе поликарбоната, эпоксидной смолы и заполнителя из полипропилена или пенополистирола, характеризующегося эффективными физико-механическими показателями, а именно ударной прочностью, а также герметичностью.
Технический результат, достигается тем, что пустоты структурного листа заполняются эпоксидной смолой, смешанной с отвердителем через один шаг ячеек, а так же, эпоксидной смолой, смешанной с отвердителем с добавлением заполнителя гранул из полипропилена или пенополистирола аналогично через один шаг ячеек. Эпоксидная смола устойчива к воздействиям воды, масел, растворителей и может эксплуатироваться при температурах от -50°С до +150°С.
В качестве конструктивного материала используется сотовый поликарбонат, (3 мм, 4 мм, 5 мм, 6 мм) (ГОСТ Р 56712-2015).
В качестве сырья для получения композиции, из которой формируют структурный лист, используется:
- эпоксидная смола ЭД-20 (ГОСТ 10587-84);
- отвердитель ПЭПА (полтиэтиленполиамин) (ТУ 6-02-594-85);
- полипропилен гранулированный (диаметр 2-4 мм), ПП 01030 (ТУ 2211-074-05766563-2005 с изм. 1-3);
- пенополистирол гранулированный (диаметр 1-2 мм), М25М (ГОСТ 15588-2014);
- шприц маслозаливной (объем 500-1000 мл), JTC (ГОСТ 31489-2012);
- воздушная силиконовая трубка (диаметр 2-5 мм) (ТУ 9398-003-00152106-2003);
- клеевой термопистолет (ГОСТ 28780-90);
- ацетон (ГОСТ 2768-84).
Предпочтительным способом получения структурных листов согласно настоящему изобретению является заполнение пустот сотового листа поликарбоната заливными шприцами, имеющими большой объем, с тонкими длинными наконечниками из воздушной силиконовой трубки соответствующим диаметром. При заводских условиях изготовления могут быть использованы компрессорные установки.
Эпоксидная смола ЭД-20 смешивается с отвердителем полтиэтиленполиамином (ПЭПА) в соотношении смола: отвердитель 10:1 (например, на 100 мл. эпоксидной смолы 10 мл. отвердителя). Полученной смесью наполняют маслозаливной шприц. Также может быть использован следующий состав смеси: эпоксидную смолу ЭД-20 смешивают с отвердителем ПЭПА в соотношении 10:1 (например, на 100 мл. эпоксидной смолы 10 мл. отвердителя) с добавлением гранул из полипропилена или пенополистирола в соотношении вяжущее : наполнитель 2:1. Далее заполняют полученной смесью маслозаливной шприц. Далее на наконечник шприца надевается воздушная силиконовая трубка диаметром чуть меньше диаметра ячейки для соответствующего листа поликарбоната в соотношении длин лист : трубка 1:1. После чего ячейки одного из торцов полой панели изолируются при помощи клеевого пистолета термоклеем на глубину 3-5 мм. Воздушная силиконовая трубка помещается в ячейку полой панели по всей длине изделия, не доходя до изолированного торца на 0,5-1 см. После чего лист сотового поликарбоната наполняется полученной смесью. Возможно чередование этих составов при заполнении пустот с выбранным шагом на усмотрение заказчика. Воздушная силиконовая трубка извлекается из полости поликарбонатного листа по мере ее заполнения смесью. После окончания наполнения полости ее торцевую часть тоже необходимо изолировать при помощи термоклея для исключения утечки смеси из ячеек. Защитную пленку с поликарбонатного листа рекомендуется снимать только после окончания вышеуказанных работ. Изоляция в последующем может быть удалена с частью поликарбонатного листа, содержащего термоклей после затвердевания эпоксидной составляющей. После выполнения работ шприцы и силиконовые трубки должны быть очищены с внутренней и с внешней стороны при помощи раствора ацетона.
Данная технология предусматривает использование, как до монтажа конструкций покрытия, так и после, непосредственно на месте установки конструкции.
Заполнитель в виде гранул из полипропилена или пенополистирола используется для придания композиции более изящного внешнего вида, а также, чтобы скрыть возможные недостатки, вызванные появлением мелких пузырей при слабом перемешивании эпоксидной смолы и отвердителя.
Пенополистирол является более экономичным в использовании в сравнении с полипропиленом. Однако полипропилен придает конструкции больший вес, а за счет своей вытянутой формы гранул обеспечивает лучшее сцепление с вяжущим и, как следствие, более высокую надежность конструкции.
Эпоксидную смолу рекомендуется смешивать с отвердителем в соотношении смола : отвердитель 10:1. Это обуславливается сокращением времени до полного отверждения смеси. Допускается предельная передозировка в соотношении смола : отвердитель 10:2. В случае нарушения данных пропорций может произойти моментальное отверждение смолы при передозировке отвердителя выше указанной нормы или же, увеличение сроков твердения от нескольких дней до нескольких недель при недостаточном количестве отвердителя.
Данное усиление поликарбонатного листа увеличивает его вес, жесткость, ударную прочность и термическую стойкость. Полученное изобретение не подвержено деструктуризации вследствие попадания внутрь ячеек влаги от атмосферных осадков, так как все полости панели заполняются смесью. Данная композиция может применяться в качестве покрытия для навесов беседок, автобусных остановок и т.д.
1. Способ изготовления строительной ячеистой панели из сотового листа поликарбоната, заключающийся в том, что пустоты листа сотового поликарбоната заполняются при помощи маслозаливного шприца, на конец которого надевается воздушная силиконовая трубка, смесью из эпоксидной смолы ЭД-20 и отвердителя ПЭПА в соотношении 10:1 с шагом через одну ячейку.
2. Способ изготовления строительной ячеистой панели из сотового листа поликарбоната по п. 1, с добавлением заполнителя из гранулированного полипропилена или пенополистирола.
