Прес-матеріал

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, а именно к составам полимерных композиций, предназначенных для изготовления изделий методом прессования. Известно много различных полимерных пресскомпозиций (пресс-порошков и пресс-масс) на основе синтетических смол (Григорьев Г.П., Ляндзберг Г.Я., Сирота А.Г. Полимерные материалы. - М.: Высш. шк., 1966), которые применяют для прессования и пресс-литья разнообразных изделий технического и бытового назначения. Однако, основная масса известных прессматериалов обладает существенными недостатками, которые в ряде случаев ограничивают, а в других случаях делают невозможным их использование. Основными недостатками существующи х композиций являются низкая термостойкость и невысокие основные физико-механические показатели в процессе эксплуатации изделий из этих материалов. Существенным недостатком изделий, изготовляемых из таких композиций, являются, в частности, высокая токсичность и дефицитность входящи х в них компонентов. Из известных в литературе пресс-материалов, в состав которых входит лигниносодержащий компонент, наиболее близкой к предлагаемой является композиция пресс-порошка по а.с. СССР №924072, 1982, следующего состава, мас.%: Новолачная фенолформальдегидная смола 41,5 - 43,6 Уротропин 5,5 - 6,5 Известь 2,0 - 3,5 Каолин 4,0 - 4,5 Стеарат кальция 0,9 - 1,2 Нигрозин 1,4 - 1,5 Агримус (лигниносодержащий компонент) 38,5 - 34,1 Древесная мука Остальное Наличие лигниносодержащих компонентов и растительных материалов способствует улучшению некоторых физико-механических характеристик материалов и изделий на основе указанного пресс-порошка. Однако, недостатком известного состава является присутствие в нем в качестве основного связующего компонента новолачной фенолформальдегидной смолы, которая токсична и в процессе эксплуатации подвержена старению, т.е. окислительной деструкции, что отрицательно влияет на физикомеханические свойства технического продукта. Использование же известного состава пресспорошка без новолачной фенолформальдегидной смолы невозможно, т.к. этот полимер является основой, определяющей характерные свойства композиции; он во всех случаях входит в состав технического продукта. В основу изобретения поставлена задача создания пресс-материала (пресс-порошка), в состав которого не входила бы полимерная синтетическая смола, не входили бы токсичные и дефицитные компоненты, а конечный технический продукт обладал бы высокими физикомеханическими и эксплуатационными свойствами. Поставленная задача решается тем, что в состав пресс-порошка, содержащего лигнин гидролизный, вместе новолачной фенолформальдегидной смолы, уротропина, каолина, стеарата кальция, нигрозина и древесной муки вводят следующие ингредиенты в указанном соотношении, мас.%: Измельченные виноградные семена, или их шрот, или измельченные томатные семена, или измельченные плодовые косточки (ОСТ 18 28 - 70) 47,4 - 52,1 Лигнин гидролизный (агримус) (ТУ 64 - 11 - 05 - 87) 42,0 - 33,8 Гидрокарбонат (карбонат) аммония 8,2 - 10,4 Диоксид марганца (пиролюзит) 2,4 - 3,7 Пресс-материал готовится следующим образом. В смеситель (в качестве смесителей используют шаровые, валковые, бисерные мельницы или другого типа измельчителисмесители) последовательно подают расчетное количество ингредиентов: измененные виноградные семена или их шрот, или измельченные т томатные семена, или измельченные плодовые косточки; лигнин гидролизный (агримус); гидрокарбонат или карбонат аммония: диоксид марганца (пиролюзит) и в течение 0,5 - 1,0 часа смесь перемешивают и измельчают при нормальной температуре. Полученный пресс-порошок прессуют при давлении (200 ´ 105 - 220 ´ 105)Па, температуре 150 - 160°C и экспозиции 2,5мин на миллиметр толщины готового продукта (изделия). В процессе прессования происходят следующие физико-химические процессы. Измельченные виноградные семена или их шрот, или измельченные томатные семена, или измельченные плодовые косточки содержат в своем составе масла, состоящие преимущественно из сложных эфиров глицерина и одноосновных жирных кислот. При введении катализатора, в нашем случае диоксида марганца (пиролюзита), и термической обработке под давлением в присутствии кислорода воздуха происходят физико-химические превращения масел, в результате которых образуются термореактивные, неплавкие и нерастворимые соединения с пространственной структурой. При остывании они переходят в твердое состояние. Одновременно, в те х же условиях лигнин, при температуре 140°C и выше расстекловывается, под воздействием катализатора, диоксида марганца и гидрокарбоната (карбоната) аммония происходит разрыв в молекуле лигнина эфирных и двойных связей, с одновременным окислительным аммонолизом. В результате этого в условиях повышенного давления и температуры идет поликонденсация и полимеризация фрагментов лигнина с образованием и укрупнением трехмерной матрицы, которая способствует возникновению взаимопроникающих сеток. Жесткий трехмерный полимер лигнина пронизывается линейным полимером наполнителя верхнего перекарпа (скорлупы) косточковых, виноградного семени и т.п., который в основном состоит из холоцеллюлозы, целлюлозы и гемицеллюлозы. Пространственный полимер на основе растительных масел и трехмерный полимер лигнина кроме того вступают в реакции сополимеризации, усиливая связующий эффект. Полученный предлагаемый способом прессматериал представляет собой продукт с наличием большого количества физико-химических связей между наполнителем и связующим, среди которых преобладают водородные и хемосорбционные. Предлагаемый материал обладает высокой механической прочностью (особенно при статических нагрузках) и низким водопоглощением и набуханием. Состав предлагаемого пресс-порошка представлен в табл.1. Испытания физико-механических и электрических свойств изделий проводили согласно ГОСТ 150 - 89; на теплостойкость по Мартенсу по ГОСТ 10635 - 78; ГОСТ 10633 - 78; ГОСТ 10634 - 78; на прочностные свойства по ГОСТ 4678 - 71; на удельное электрическое сопротивление по ГОСТ 16185 70; водопоглощение по ГОСТ 4650 - 65. Для испытаний по перечисленным показателям и для сравнения с прототипом изготавливалось по три экземпляра в каждой группе образцов пресс-порошков заявляемого состава, а также контрольных образцов (состава прототипа). Ширина образцов 75мм, длина равна 25кратной толщине плиты плюс 50мм. В нашем примере толщина образца 10 + 1мм, то длина 250 + 10 + 50 - 300 + 10мм. Толщина образцов измерялась как среднеарифметическое значение результатов измерений в двух точках. Для получения контрольных образцов (прототипа в пределах формулы) брали связующее со следующим соотношением компонентов, мас.%: Новолачная фенолформальдегидная смола 42,0 Уротропин 6,0 Известь 2,0 Каолин 4,2 Стеарат кальция 1,0 Нигрозин 1,4 Агримус 36,2 Древесная мука 7,2 Образцы заявляемого пресс-материала готовились путем приготовления образцов 3 - х составов, согласно табл.1 (I - min; II - opt; III - max). Результаты испытаний, и свойства изделий из пресс-материалов представлены в табл.2. Из результатов испытаний видно, что свойства те хнической продукции из пресспорошка по всем показателям превышают значения показателей прототипа. Использование предлагаемого состава пресс-порошка обеспечивает значительное повышение физикомеханических свойств изделий и материалов по сравнению с известными пресс-материалами, и позволяет исключить из производства токсичные и дефицитные компоненты, дает возможность использовать многотоннажные отходы производства, образующиеся при переработке растительных материалов.