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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2133255

VERFAHREN ZUR Materialien und Erzeugnisse aus ökologischem Holzkunststoffen

Name des Erfinders:. Bikbaev M.YA; Kite OA. Semenov LL. Jeschow AA
Der Name des Patentinhabers: Open Joint Stock Company Moskau Institut für Materialwissenschaft und effiziente Technologien
Korrespondenzanschrift: 127521, Moskau, 17. pr-d Grove Marina, 9, OAO "Moskau IMET" Abteilung e-Intellect. priv. Dobrynin RM
Startdatum des Patents: 1997.10.17

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Verbundwerkstoffen und Produkten auf Basis von ihnen aus den Holz-Kunststoff - Materialien und Abfälle erhalten und kann für Gebäude und andere Materialien, und auch für die Herstellung von Möbeln, Haushalts- und industriellen Gebrauch verwendet werden. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine umweltfreundliche Materialien und Produkte mit einem hohen Maß an technischer Leistung zur Verfügung zu stellen, dispergiert mit Holzfüllstoffe mit neuen Bindemittel - Thermoplasten. Die gestellte Aufgabe wird dadurch erreicht, dass die Handhabung und das Mischen der Komponenten wird durch triboaktivatsii Teilchen in der Strömungsgeschwindigkeit von 10 bis 40 m / s und die Formdurchgeführt wird bei einer bekannten Zusammensetzung und Temperaturparameter Streckgrenze von 0,1 bis 1,0 g / 10 min durchgeführt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbundwerkstoffe und Produkte auf Basis von ihnen aus den Holz-Kunststoff - Materialien und Abfälle erhalten und kann für Gebäude und andere Materialien, und auch für die Herstellung von Möbeln, Haushalts- und industriellen Gebrauch verwendet werden.

In der Weltpraxis stark Materialien auf Basis von Spanplatten und MDF verwendet - Platten, Bretter usw. auf der Basis von dispergierten Füllstoffen Holz - Spänen, Sägemehl, Holzfasern , in einer festen Anordnung von duroplastischen Bindemitteln gebunden - Harnstoff-Formaldehyd, Phenol-Formaldehyd - Harze und ihre Modifikation und ein Bindemittel auf Isocyanatbasis.

Verfügbarkeit und niedrige Kosten Beschickungsmaterial, einfache Hardware-Prozesse Design-Panels produziert auf Basis von duroplastischen Harzen, ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften, die Möglichkeit, mehrere Versionen - alle als Ganzes eine große Menge der Produktion von Plattenmaterialien praktisch weltweit zu schaffen.

Doch in den letzten zehn Jahren Probleme der ökologischen Sicherheit wie die Produktion von Plattenmaterialien und Produkte auf Basis von ihnen sind wichtiger für die internationale Gemeinschaft zu werden, als ihre wirtschaftliche und technologische Vorteile. Die Tatsache, dass die Produkte aus Formaldehyd-Harzen abgeleitet sind, eine Quelle von Langzeit-Migration von Formaldehyd in die Umgebung sind, die zu einem Karzinogen zugeordnet. Trotz zahlreicher Studien in diesem Bereich, eine grundlegende Lösung für das Problem von Formaldehyd aus Produkten bisher nicht. In Bezug auf die Isocyanat-Bindemittel, obwohl darauf basierenden Produkten weniger toxisch sind, sind sie selbst sehr gefährliche Substanzen.

Eine beträchtliche Anzahl von vorgeschlagenen technischen Lösungen für die Reduktion von Spanplatten und MDF Toxizität aufgrund der Einführung von duroplastischen Bindemittel verschiedener Additive oder festen Isolationsprodukte Furnier, Lack, Farbe und anderen Beschichtungen leider löst nicht die Hauptaufgabe der ökologischen Reinheit des Produkts Frage.

Ein vielversprechender Bereich ist die Schaffung von Verbundmaterialien auf der Basis organischer Produkte, die als Bindemittel thermoplastische Kunststoffe verwendet werden (Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid und Copolymere davon). Sie haben bereits eine positive Erfahrung der Entwicklung und Anwendung von Verbundwerkstoffen auf Basis von thermoplastischem, Holzabfälle und andere Cellulose Hilfsstoffe.

Bekannte Zusammensetzungen sind vier Arten verarbeitet:

  • Pressen;
  • Extrusion;
  • durch Walzen;
  • Injektion.

Es ist zu beachten, dass die obigen Verfahren Platten erhalten werden können, Schalungen, Profil-geformten Produkten (Gehäuse, Formteile, Verkleidungen, Balken, Dielen), Möbelelemente, Tafeln. Material und Artikel durch diese Verfahren hergestellt werden, weisen eine Reihe von Nachteilen:

  • geringe physikalische und mechanische Eigenschaften;
  • hohe Wasseraufnahme;
  • Brennbarkeit;
  • niedrige Wetterfestigkeit.

Bekannte Verfahren der Produkte Konstruktion Herstellung Holz-Polymer - Verbundmaterial eine Mischung aus Holzpartikeln und thermoplastischem Bindemittel, Erhitzen auf eine Temperatur von 130 , umfassend - 220 o C und anschließende Verarbeitung zu Gegenständen [Russian Patente - N 1.562.145, cl. B 27, N / 01, 1991, N 1666306, Kl. B 27, N / 02, 1991].

Die Nachteile dieser Methoden sollten niedrigere Werte der physikalisch-mechanischen Eigenschaften des resultierenden Materials umfassen, insbesondere in dem polymeren Bindemittelanteil reduziert.

Bekannte Polymerzusammensetzung [russische Patent N 2010815, Kl. C 08 L 23/06, 1994], für die Herstellung von Produkten verwendet, einschließlich Polyethylen (1000 Gewichtsteile) und gehackte fiberfill. Das Bindemittel kann ferner einen Modifikator in PVC (. 10 - 950 Gewichtsteile).

Der Nachteil der bekannten Zusammensetzung ist die geringe Haftung des Bindemittels auf die faserige Füllstoffe nach thermischen Zyklen im Temperaturbereich von - 70 o C bis +50 o C. Dies bewirkt, dass das Material zu Rissbildung und ein vorzeitiges Versagen von Teilen. Weiterhin sollte, dass seine Verwendung umwelt unsichere bemerkt werden.

Der nächste in der technischen Wesen und erreichbare Effekt ist ein Verfahren zur Herstellung von Materialien und Produkten aus umweltfreundlichen Holz-Kunststoff basierenden partikulären Füllstoff und einem thermoplastischen polymeren Bindemittel, umfassend Trocknung, Verarbeitung, das Mischen und Formen unter Erhitzen (siehe. ZB Patent RU N 2081135, cl. 08, die C Z 97/02, 1997).

Der Hauptnachteil des Verbundmaterials in an sich bekannter Weise erhalten werden, umfassen ein relativ niedriger Füllstoffgehalt drevesnorastitelnogo unzureichend hohe Festigkeit und Leistungseigenschaften, aufgrund unzureichender Haftung starke Wechselwirkung der Komponenten in der Zusammensetzung. Außerdem sind nicht alle Fälle, die Verbund während der Verarbeitung zu Produkten hoher Verarbeitbarkeit hat.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung - eine umweltfreundliche Materialien und Produkte mit einem hohen Maß an Leistung zu bieten.

Das Ziel durch ein Verfahren zur Herstellung von Materialien und Produkten des Reinigers auf Holzbasis Kunststoffen teilchenförmige Holz Füllstoff und thermoplastischem polymeren Bindemittel , das Trocknen, Verarbeitung erreicht wird, das Mischen und das Formen unter Erhitzen, Handhabung und das Mischen der Komponenten erfolgt triboaktivatsii Verfahren in einer Fließrate von Partikel von 10 bis 40 m / s, eine Formmasse an der Grenze der Schmelzflußrate von 0,1 g / 10 min bis 1,0 g / 10 min.

Die Analyse der Technologie und der Identifizierung von Quellen Informationen über Analoga der beanspruchten Erfindung enthalten, offenbart, dass Analoga durch die Merkmale identisch mit allen wesentlichen Merkmalen der beanspruchten Erfindung gekennzeichnet werden nicht gefunden. Opredelenie Analoga aus der Liste als nächster Stand der Technik die wesentlichen Merkmale offenbaren möglich erlaubt Satz analoges Material relativ technische ergeben sich aus den kennzeichnenden Merkmale angegeben in der Mischung, die in den Ansprüchen identifiziert. Daher trifft die beanspruchte Erfindung den Zustand der "Neuheit".

Um das Verfahren der Standardausrüstung mit seinem kleinen Upgrade implementieren. Die Ausgangskomponenten in Form von getrockneten Holz - Füllstoff, primäre und sekundäre gemischt Thermoplasten in geeigneten Anteilen und Aktivator wurden in einen Zwangs gespeist entwickelt , um die Geschwindigkeit des Partikel von der inneren Oberfläche im Bereich von 10 bis 40 m / s zu regulieren. Das Wesen der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele ihrer Pressen, Extrudieren dargestellt, Abplatzungen und Gießen.

Beispiel 1
10 Gewichtsteile LDPE zurückgeführtem getrockneten zuvor auf einen Restfeuchtegehalt von 0,5% mit einer Partikelgröße von 100 bis 300 Mikrometern und 90 Gewichtsteile. Holz - Füllstoff einen Restfeuchtigkeitsgehalt von etwa 2,3% und einer Teilchengröße von 0,1 - 10,0 mm, wurden gemischt und zugeführt zu dem Aktivator, der an einem mittleren Partikel triboaktivatsiyu Geschwindigkeit 15 durchgeführt wird , - 20 m / s. Aus der Zusammensetzung mit einer Ausbeute von 0,1 g / 10 min bei 180 gedrückt erhalten - 200 o C und einem spezifischen Druck von 25 bis 30 kgf / cm 2 Platten von 16 mm Dicke mit einer Gesamtverdichtungszyklus beträgt 10 min.

Eigenschaften sind in Tabelle Platten zusammengefasst. 1.

VERFAHREN ZUR Materialien und Erzeugnisse aus ökologischem Holz Kunststoff herstelle. Russische Föderation Patent RU2133255

Beispiel 2
30 Gewichtsteile. eine Mischung aus primären und sekundären PE PE im Verhältnis 1: 1 mit einer Korngröße von 0,5 mm und einer Restfeuchte von 0,5% und 70 Gewichtsteile. Holz - Füllstoff einen Restfeuchtigkeitsgehalt von 1,5% und einer Teilchengröße von 0,1 - 10 mm, und mehr als 50% der Partikel haben eine Größe von 0,5-0,8 mm, wurden gemischt und zugeführt zu dem Aktivator, die bei 30 an einem mittleren Partikel triboaktivatsiyu durchgeführt wird , - 40 m / s. Die erhaltene Zusammensetzung mit einer Ausbeute von 0,5 g / 10 min in einem Extruder (- 130 o C, II - 150 o C, III - 175 o C und IV - die Temperatur der Zonen I 195 o C) extrudiert. Die Eigenschaften der Zusammensetzungen sind in Tabelle gezeigt. 1.

Beispiel 3
40 Gew. h. Pre-Weich - PVC und dop herkömmlichen Spezialadditive und 60 Gewichtsteilen enthalten. Holz - Füllstoff einen Restfeuchtigkeitsgehalt von 1,5% und einer Partikelgröße von 0,1-5,0 mm, vorzugsweise 1,0-3,0 mm, wurden gemischt und mit dem Aktivator zugeführt, der 10 bei einer mittleren Partikel triboaktivatsiyu Rate von durchgeführt wird , - 15 m / Seite (- 120 o C, II - 130 o C, III - 140 o C und IV - 150 o C in den Zonen I Temperatur) Die resultierende Zusammensetzung (die Streckgrenze von 0,6 g / 10 min) wurde durch den Extruder geleitet. Die Eigenschaften der Zusammensetzungen sind in Tabelle gezeigt. 1.

Beispiel 4
35 Gew. h. Sekundär PE mit einer Korngröße von 0,3 bis 1,0 mm, einer Restfeuchte von 0,5% und einem Gehalt von bis zu 5 Gewichtsteile traditionellen speziellen Additiven und 65 Gewichtsteile Holz - Füllstoff einen Restfeuchtigkeitsgehalt von 1,5% wurden gemischt und dem Aktivator zugeführt, der bei einer mittleren Partikel triboaktivatsiyu Geschwindigkeit durchgeführt wird , von 20 bis 30 m / s. 130 o C, II - - 150 o C, III - 170 o C und IV - 195 o C) Die erhaltene Zusammensetzung mit einer Ausbeute von 1 g / 10 min) wurde in einem Extruder (die Temperatur der Zonen I extrudiert. Die Zusammensetzung ist luftgekühlt und granuliert. Das erhaltene Granulat wird verarbeitet , zu Gegenständen durch Spritzguß unter den folgenden Bedingungen: Einspritzzeit - 10 Sekunden, um den Druck von 35 MPa, Geschwindigkeit und Abkühlen für 2 Sekunden und die Erwärmungstemperatur in den Zonen I - 150 ± 5 ° C, II - 170 ± 5 o C, III und IV - 190 ± 5 o C. Eigenschaften der Produkte sind in der Tabelle dargestellt. 1.

Ein Kontrollexperiment wurde zum Vergleich durchgeführt. 90 Teilen Holz - Füllstoff einen Restfeuchtigkeitsgehalt von 2,4% wurden mit 10 Teilen Harnstoff-Formaldehyd - Harz gemischt, und dann wurde die Mischung bei einer Temperatur von 170 o C und einem Druck von 30 kgf / cm 2 gepresst. Die Eigenschaften des Produktes sind in Tab. 1.

Experimente haben gezeigt , dass die mittlere Geschwindigkeit der Partikel während triboaktivatsii auf weniger als 10 m / sec stark behindert Form verringert und verschlechtert sich die technischen Eigenschaften des Produkts, mit derselben verbunden , und was in diesem Fall die Abnahme Flussindex der flüssigen Zusammensetzung auf einen Wert geschieht weniger als 0 ist , 1 g / 10 min. Im Falle der Fließfähigkeit der flüssigen Zusammensetzung zu erhöhen , ist oberhalb von 1,0 g / 10 min Schwallströmung Schmelze auftritt und beeinträchtigt Formprodukte.

Erhöhen Durchschnittsgeschwindigkeit von dispergierten Teilchen bei triboaktivatsii über 40 m / s irrational aufgrund einer signifikanten Verschlechterung der Betriebsmodus des Aktivators und der Erhöhung der Energiekosten.

Vergleichende Merkmale der häufigsten Produkte aus Naturholz, Spanplatten, MDF und umweltfreundliche Kunststoffe drevesnonapolnennyx (EDNP) sind in der Tabelle dargestellt. 2.

VERFAHREN ZUR Materialien und Erzeugnisse aus ökologischem Holz Kunststoff herstelle. Russische Föderation Patent RU2133255

Die Verwendung der vorliegenden Erfindung ermöglicht der Industrie , das Unternehmen für die Herstellung von Spanplatten und MDF zu modernisieren , um bessere Produkte zu reinigen.

Die entwickelte Technologie ermöglicht umweltfreundliche Holz-Kunststoff und Produkte auf der Grundlage dieser Hochleistungsverfahren Pressen, Extrudieren, Kalandrieren und Gießen. Die angenommenen technischen und technologischen Methoden ermöglichen eine breite Palette von Produkten für Möbel, Bau, Maschinenbau, Luftfahrt und Schiffbau, Automobil- und Auto Bauindustrie zu erhalten:

  • Platten (mit verschiedenen Materialien geprägt dekoriert);
  • Türverkleidungen;
  • Möbelfronten;
  • Schalung;
  • Verkleidungsplatten;
  • Profile (Gehäuse, Verkleidungen, Leisten, Balken, Drucke und andere.);
  • Rohre;
  • Fensterbänke;
  • Typ Sperrholzplatten;
  • Tabletts;
  • Maschinenteile;
  • Möbelteilen;
  • Batten;
  • ein breites Sortiment von gefüllten Kunststoffen - Utensilien, Kleiderbügeln, Formulare, etc.

Besonders wichtig ist die Fähigkeit, die Einführung neuer Technologien bei der Verwendung von recyceltem Kunststoff als Bindemittel zu setzen, wie Das spart teure Rohstoffe für Kunststoffe, und darüber hinaus wesentlich zur Verbesserung der Umwelt durch die Verwendung es zu recyceln.

B wie Holz Füllstoff kann nicht nur Massivholz meist Koniferen verwendet werden, wie sie in der Herstellung von Spanplatten benötigt, und fast jede Art von Holz, und alle Arten von Abfällen (Rechen, trimmen, Furnier, Späne, Sägemehl) Säge- und Holzindustrie und fauntnaya Holz Sanitäreinschlag in den Wäldern. Weiterhin ist eine zusätzliche Ressource ist die rohen Zellulose landwirtschaftliche Rückstände (Feuer Flachs, Raps, Reisschalen, etc., aber auch samovozobnovlyaemye Pflanzen :. Reeds, Zuckerrohr, etc ..).

Die Fähigkeit, Technologie zu verwenden, in umweltfreundliche Holz-Kunststoff-Recycling-Materialien, insbesondere Polymer können die Produktionskosten deutlich reduzieren und wettbewerbsfähig auf dem Weltmarkt.

FORDERUNGEN

Das Verfahren zur Herstellung von Materialien und Produkten des Reinigers auf Holzbasis Kunststoffen teilchenförmige Holz Füllstoff und thermoplastisches polymeres Bindemittel Trocknung, Verarbeitung, das Mischen und das Formen unter Erhitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitung und das Mischen der Komponenten durch triboaktivatsii Strom mit der Partikelgeschwindigkeit von 10 durchgeführt wird , bis 40 m / s, und bilden - mit der Fließgrenze der Zusammensetzung von 0,1 bis 1,0 g / 10 min.

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Erscheinungsdatum 31.10.2006gg