Спосіб виготовлення легкого деревинно-полімерного матеріалу

Реферат: Спосіб виготовлення легкого деревинно-полімерного матеріалу включає підготовку компонентів деревинно-полімерної композиції, змішування компонентів композиції, формування та підпресування композиції, гаряче пресування, охолодження одержаного матеріалу. Під час формування деревинно-полімернної композиції змішують 60 мас. % деревинних частинок і 40 мас. % подрібненого вторинного поліетилену. Після цього до одержаної суміші додають 2 мас. % пінополістирольних гранул і 5 мас. % модифікувальної добавки від загальної кількості деревинних частинок і вторинного поліетилену. Як модифікувальну добавку використовують парафін технічний або фіброволокно поліпропіленове. UA 120060 U (12) UA 120060 U UA 120060 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до деревинно-полімерних матеріалів із подрібненої деревини і 3 термопластичних полімерів, середня щільність яких становить біля 600 кг/м , які можуть бути використані для потреб меблевого виробництва, будівництва, оздоблювальних робіт, товарів побутового або промислового призначення тощо. Відомий спосіб виготовлення деревинно-полімерних плит, що включає фракціонування та сушіння деревинних частинок, перемішування їх у змішувачі з подрібненим поліетиленом, формування деревинно-полімерного брикета і його подальше гаряче пресування, подавання у змішувач додатково модифікувальної композиції за такого співвідношення компонентів (мас. %): деревинні частинки - 75-85; подрібнений поліетилен - 6,5-13,5; модифікувальна композиція - 8,511,5; як модифікувальну композицію використовують суміш парафінової стружки та відходів полівінілхлориду суспензійного за масового співвідношення (1,5-2,8):(7,0-8,7) відповідно [1]. Недоліками відомого способу є високий тиск пресування (5-7 МПа) і високе набрякання плит за товщиною (26-30 %). Відомий спосіб одержання вологостійких композитних плит із рослинних відходів і поліетилену, згідно з яким перед гарячим пресуванням формування волокнистого килима здійснюють із використанням плівки поліетилену товщиною до 0,2 мм, яка використовується як компонент зовнішніх шарів прес-композиції, а пресування здійснюють за температури 120140 °C, тиску 5 МПа і тривалості пресування 1,0 хв/мм товщини плити [2]. Недоліками відомого способу є високий тиск пресування (5 МПа), висока щільність (12463 1338 кг/м ), а відповідно й значна перевитрата сировини. Відомий легкий одно- і багатошаровий деревинний матеріал і спосіб його виготовлення, 3 середня щільність якого становить від 200 до 600 кг/м , який містить деревинні частинки, наповнювач (вибраний із групи, що включає гомополімер стиролу, співполімер стиролу, С 2-С10гомополімер олефіну, співполімери С2-С10-олефінів, ПВХ (твердий і м'який), полікарбонат, поліізоціанурат, полікарбодіімід, поліакрилімід, поліметакрилімід, поліамід, поліестер, поліуретан, амінопласти і фенопласти), зв'язувальний засіб (який містить амінопласт та органічний ізоціанат, що має принаймні дві ізоціанатні групи), в якому амінопласт вибраний із групи, що включає карбамідоформальдегідну смолу, меламінофор-мальдегідну смолу, меламіновмісну карбамідоформальдегідну смолу, добавки [3]. Недоліками відомого способу є високе водопоглинання та набрякання за товщиною, а також наявність і виділення формальдегіду. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб виготовлення легкого деревинно-полімерного матеріалу, в якому завдяки тому, що під час формування деревиннополімерного композиції змішують деревинні частинки, подрібнений вторинний поліетилен, пінополістирольні гранули і модифікувальну добавку, а як модифікувальну добавку використовують парафін технічний або фіброволокно поліпропіленове, забезпечується одержання легких екологічно-чистих (відсутнє/низький рівень виділення формальдегіду) деревинно-полімерних матеріалів із меншою щільністю порівняно з стандартними деревиннополімерними матеріалами і високими показниками міцності під час статичного згинання та водостійкості. Поставлена задача вирішується тим, що у способі виготовлення легкого деревиннополімерного матеріалу, згідно з корисною моделлю, під час формування деревинно-полімерної композиції змішують 60 мас. % деревинних частинок і 40 мас. % подрібненого вторинного поліетилену, після чого до одержаної суміші додають 2 мас. % пінополістирольних гранул і 5 мас. % модифікувальної добавки від загальної кількості деревинних частинок і вторинного поліетилену, а як модифікувальну добавку використовують парафін технічний або фіброволокно поліпропіленове, одержану композицію перемішують, формують пакет, сформований пакет підпресовують та після цього при підвищеній температурі та підвищеному тиску пресують, після чого охолоджують до одержання легкого деревинно-полімерного матеріалу. Спосіб виготовлення легкого деревинно-полімерного матеріалу здійснюють так. Стружку, одержану подрібненням деревини різних порід, висушують. Після цього, у разі потреби, видаляють надто великі та дрібні частинки. Вторинний поліетилен у вигляді різноманітних відходів подрібнюють. Одержані частинки деревини і подрібненого вторинного поліетилену, а також пінополістирольні гранули і модифікувальну добавку змішують у сухому стані за такого масового співвідношення у такому порядку: спочатку змішують 60 мас. % деревинних частинок і 40 мас. % вторинного поліетилену, після чого до одержаної суміші додають 2 мас. % пінополістирольних гранул і 5 мас. % модифікувальної добавки (парафін технічний або фіброволокно поліпропіленове) від загальної кількості деревинних частинок і вторинного поліетилену. Одержану суміш деревинно-полімерної композиції насипають на 1 UA 120060 U 5 10 піддон. Попередньо на металевий піддон укладається термостійка поліетилентерефталатна плівка для забезпечення необхідної шорсткості поверхні та запобігання прилипання композиційної суміші до металевого піддону і гарячих плит преса. Утворений в такий спосіб деревинно-полімерний пакет попередньо ущільнюють у "холодному" стані (зазвичай за кімнатної температури), а потім піддають гарячому плоскому пресуванню. Плоске пресування можна здійснювати будь-яким відомим способом за температури від 140 °C до 230 °C. Тривалість процесу пресування становить від 0,8 до 1,2 хвилин на кожен міліметр товщини матеріалу, після чого матеріал піддається охолодженню до температури 30-40 °C між плитами холодного преса. Одержують легкий деревинно-полімерний матеріал. Жодного клею для виготовлення легкого деревинно-полімерного матеріалу не використовується. Одержання матеріалу ґрунтується у такому випадку на властивостях частинок вторинного поліетилену склеювати(ся). Властивості одержаного деревинно-полімерного матеріалу наведено в таблиці. 15 Таблиця Порівняльна характеристика фізико-механічних властивостей отриманих легких ДПМ із нормативними Тип матеріалу Межа міцності під Межа міцності під Модуль пружності час розтягування Набрякання за час статичного підчас статичного перпендикулярно товщиною за згинання, МПа згинання, МПа до площини 24 год., % плити, МПа Легкий ДПМ без МД (контроль) Запропонований легкий ДПМ з МД: ПТ ФВП Легкі стружкові плити, вимоги згідно з EN 16368 тип LP1 тип LP2 Легкі стружкові плити, вимоги згідно з ANSI А208.1 тип LD-1 тип LD-2 * МД - модифікувальна поліпропіленове 20 25 30 7,6 672 0,27 19,7 9,9 8,5 801 723 0,32 0,29 12,2 17,5 4,0 8,0 550 1000 0,28 0,40 3,0 5,0 добавка; ПТ 550 0,10 1025 0,15 - парафін технічний; ФВП - фіброволокно Випробування легкого деревинно-полімерного матеріалу здійснювали згідно зі стандартами на: міцність під час статичного згинання (ДСТУ EN 310), межу міцності під час розтягування перпендикулярно до площини плити (ДСТУ ISO 16984) та набрякання за товщиною (ДСТУ 4761). Фіброволокно поліпропіленове сприяє підвищенню показників міцності легких ДПМ. Зокрема, межа міцності (модуль пружності) під час статичного згинання зростає у 1,11 (1,19) рази порівняно із немодифікованим легким ДПМ. Парафін, будучи низькоплавким аналогом поліетилену, знижує його температуру текучості та в'язкість, що дає змогу термопластичному полімеру легше й швидше проникати в капілярно-пористу структуру деревинних частинок. Додавання парафіну сприяє ефективнішому диспергуванню вторинного поліетилену, а також рівномірному розподіленню його в об'ємі матеріалу. Використання технічного парафіну дає змогу підвищити межу міцності під час статичного згинання у 1,3 разів, а модуль пружності під час статичного згинання у 1,2 разів. Використання модифікувальних добавок також сприяє незначному зростанню межі міцності підчас розтягування перпендикулярно до площини плити. Використання технічного парафіну дає змогу підвищити межу міцності під час розтягування перпендикулярно до площини плити в 2 UA 120060 U 5 10 15 20 25 1,2 рази. Найбільший ефект на показники межі міцності під час розтягування перпендикулярно до площини плити має введення в деревинну полімерну композицію технічного парафіну. Зокрема зростання вищезгаданого показника складає 1,2 рази. Введення в деревинну полімерну композицію фіброволокна поліпропіленового дає змогу дещо знизити показник набрякання за товщиною за 24 год., зокрема на 12,3 %. Парафін, покриваючи поверхню деревинних частинок, протидіє проникненню води в їх капілярно-пористу структуру, підвищуючи водостійкість ДПМ. Використання технічного парафіну сприяє зниженню набрякання за товщиною за 24 год. на 61,6 %. Перевагою винаходу є те, що відповідний винаходові легкий деревинно-полімерний матеріал має невелику масу, але попри це зберігає достатню механічну стабільність. Крім цього процес виготовлення відповідної корисної моделі легкого деревинно-полімерного матеріалу є нескладним; немає потреби в переоснащенні існуючих установок для виготовлення відповідних винаходу легких деревинно-полімерних матеріалів. Джерела інформації: 1. Патент України № 36997 А. Спосіб виготовлення деревинно-полімерних плит/ Ященко Г.М., Пешкова О.І., Гурустримба С.М., Ковальський І.В., Кравченко О.Г. Заявл. 07.03.2000; Опубл. 16.04.2001. Бюл. № 3. 2. Патент Российской Федерации № 2314195. Способ получения влагостойких композитных плит из растительных отходов и полиэтилена / Скурыдин Ю.Г., Скурыдина Е.М. Заявл. 14.02.2005; Опубл. 20.07.2006. 3. Патент України на винахід № 95384. Легкий деревовмісний матеріал, спосіб його виготовлення, багатошаровий деревний матеріал та їх застосування / Вайнкьотц Штефан, Фінкенауер Міхаель, Шмідт Міхаель, Перетольчін Максім. Заявл. 16.09.2008; Опубл. 25.07.2011; Бюл. № 14. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб виготовлення легкого деревинно-полімерного матеріалу, що включає підготовку компонентів деревинно-полімерної композиції, змішування компонентів композиції, формування та підпресування композиції, гаряче пресування, охолодження одержаного матеріалу, який відрізняється тим, що під час формування деревинно-полімернної композиції змішують 60 мас. % деревинних частинок і 40 мас. % подрібненого вторинного поліетилену, після чого до одержаної суміші додають 2 мас. % пінополістирольних гранул і 5 мас. % модифікувальної добавки від загальної кількості деревинних частинок і вторинного поліетилену, а як модифікувальну добавку використовують парафін технічний або фіброволокно поліпропіленове. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3