состав для древесно-полимерного композиционного материала

Формула изобретения

Состав для древесно-полимерного композиционного материала, включающий вяжущее - полипропилен и комплексный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве комплексного наполнителя он содержит минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок с удельной поверхностью 20000 см² /г и древесную муку, дополнительно содержит в качестве добавки смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе при следующем содержании компонентов, мас.%:

полипропилен	20-30
минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок	16-20
древесная мука	49-55
добавка - смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе	остальное.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к древесно-полимерным композиционным материалам на основе термопластичных смол, работающих в условиях повышенной влажности и переменных температур обладающим улучшенными эксплуатационными свойствами - повышенной прочностью и водостойкостью.

Известен композиционный огнезащитный древесно-стружечный материал (патент Российской Федерации на изобретение № 2100391 C08L 97/02, B27N 3/04), включающее, мас.%:

связующее алюмохромфосфатное	10,0-12,0
карбамид	2,0-3,0
смола карбамидформальдегидная	5,0-8,0
вода	18,0-25,0
кремнийорганический продукт	0,1-2,5
парафин	0,3-0,6
древесный наполнитель	остальное

Однако для материала, изготовленного из указанной композиции, характерно высокое водопоглощение и недостаточно высокий коэффициент стойкости в воде.

Наиболее близким является древесно-полимерный композиционный материал [1], включающий следующие компоненты, мас.%:

фурфуролацетоновую смолу - 14-20, бензолсульфокислоту - 3-5, андезитовую муку - 47-57, сажу техническую - 2,5-5,7, древесную щепу - 16-20, стеклосечку или распущенный стекложгут - 0,3-0,5, низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированный 2,0-6,0 мас.% малеиновой кислоты - 1-5 и многоатомный спирт 0,3-1,5. Предложенный состав позволяет получить древесно-полимерный композиционный материал с показателями свойств (табл.1).

Таблица 1
Показатели	Результаты испытаний композиционного материала по составам
Известной	Предлагаемой
1	2	3
Предел прочности, МПа
при сжатии (смятии)	80,0	80,4
изгибе	30,0	30,1
Предел выносливости, МПа	39,0	39,4
Коэффициент стойкости в воде	0,72	0,73

Недостатком композиции является сложность состава, низкая прочность при сжатии и изгибе и невысокий коэффициент водостойкости. Кроме того, в качестве связующего используется фурфуролацетоновая смола, являющаяся более токсичной, чем полипропилен / 2, 3/. Кроме того, малые сроки жизнеспособности затрудняют работу с этой смолой, а высокая температура саморазогрева вызывает значительные температурные напряжения, которые, по всей вероятности, являются причиной более низких показателей прочности.

Предложенные ранее составы требуют дополнительных исследований, в том числе определения длительных прочности и ползучести / 4, 5/.

Изобретение направлено на повышение прочности при сжатии и изгибе и коэффициента водостойкости.

Указанный технический эффект достигается тем, что в состав для древесно-полимерного композиционного материала вводят вяжущее - полипропилен и комплексный наполнитель, отличающийся тем, что содержит минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок с удельной поверхностью 20000 см² /г и древесную муку. Дополнительно предлагаемый авторами состав содержит в качестве добавки - смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе при следующем содержании компонентов, мас.%:

полипропилен	20 30
минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок	16 20
древесная мука	49 55
добавка (смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе)	остальное

Вяжущее содержит смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе.

Использование минерального порошка-шлама после работы систем водоподготовки котельных установок с удельной поверхностью 20000 см² /г позволяет значительно снизить стоимость изделий, обеспечить их высокие прочностные показатели и безотходность технологии изготовления.

Введение керосина (ТУ 10227-86), полиэтиленового воска ПВ 200 и парафина обеспечивает формирование эффективной пластичной структуры за счет применения лубриканта (ПВ 200).

Состав для древесно-полимерного композиционного материала готовят следующим образом. Смешивают 3-4 мин. наполнитель до однородной массы. Приготавливают 30%-ный раствор полиэтиленового воска и парафина в керосине. Отдозированное количество указанного раствора вводят в наполнитель и тщательно перемешивают 5-10 минут. Обработанный наполнитель добавляют в расплав полипропилена, нагретый до температуры 110°С, и смесь тщательно перемешивают до однородной массы. Смесь перемешивают и выдерживают при температуре 110°С в течение 10 минут и вырабатывают в изделия по экструзионной технологии /5/.

Предлагаемые составы приведены в табл.1, а ее свойства - в табл.2.

Таблица 1
	Состав предлагаемой композиции, мас.%
Компонент			Прототип [1]
	1	2
Полипропилен	20,0	30,0	-
Минеральный порошок-шлам после работы систем водоподготовки котельных установок
	20,0	16,0	-
Древесная мука	55,0	49,0
Добавка смесь полиэтиленового воска ПВ 200, парафина и керосина в соотношении 1:1:1 по массе
	5,0	5,0
ФАМ (ТУ 6-05-1618-73)			17,0
Бензолсульфокислота (ТУ 6-14-25-79)			4,0
Низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер
			3,0
Глицерин			0,8
Андезитовая мука (ТУ 6-12-101-81)			53,0
Сажа техническая (ГОСТ 7885-86) П 514 или др.			3,8
Щепа из древесины различных пород			18,0
Стеклосечка из жгута ЖСН-1-ПВТУ 34-60 или распущенный стекложгут и т.п.			0,4

Таблица 2
	Состав
Показатель			Прототип [1]
	1	2
Предел прочности при сжатии, МПа
	92	96	80,0
Предел прочности при изгибе, МПа
	34,7	36,3	30,0
Коэффициент водостойкости (коэффициент стойкости в воде)
	0,93	0,94	0,72

Из табл.2 видно, что предлагаемый состав для древесно-полимерного композиционного материала имеет высокую прочность при сжатии (в 1,15 1,2 раза) и высокие значения водостойкости (в 1,3 раза).

Литература

1. RU № 2405010 МКИ С08L 97/02.

2. Древесно-полимерные композиты / перевод с англ. А.Клесов. - М.: Изд. Научные основы и технологии, 2010. - 736 с.

3. Куликов В.А., Чубов А.Б. Технология клееных материалов и плит. М.: Лесная пром-сть, 1984. - 366 с.

4. Волынский В.Я. Технология клееных материалов: Учебное пособие для вузов. Архангельск: изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 1998. - 299 с.

5. Деревянные конструкции и детали: Справочник строителя // Хрулев В.М. и др./; Под ред. В.М. Хрулева. - 2-е изд. доп.и перераб. - М.: Стройиздат, 1983.-288 с.