Композиционный материал
COMPOSITE MATERIAL

Изобретение относится к композиционным материалам, используемым для изготовления изделий общепромышленного назначения на основе фурановых связующих.
Известны композиционные материалы на основе полиэфирной смолы и наполнителей, например, из тригидрата алюминия АТН и полиэфирной смолы в соотношении 3:2. Эти материалы прочны, эстетичны и гигиеничны, они ремонтопригодны и негорючи. (https://composite.ru/tehnologii/tehnologiya_proizvodstva_solid_surface/).
Недостатком этих материалов является гигроскопичность, высокий расход полиэфирной смолы и, как следствие, высокая стоимость.
Наиболее близким к предложенному является композиционный материал, полученный путем смешивания сухого материала и жидкого материала в смесителе в соотношении сухого материала к жидкому материалу 1: 0,08-0,25. Сухой материал состоит из цементного компонента, инертной минеральной добавки, экспансивного компонента, крупных заполнителей и мелких заполнителей; жидкий материал - из полимерной эмульсии, пеногасителя, воздухововлекающего агента и воды. (Патент CN 108101427 (А), Мкл С04В 28/00; С04В 28/04; С04В 28/06; С04В 28/34, публ. 01.06. 2018)
Недостатком этого технического решения является малая механическая прочность в пределах до 8 МПА, низкая морозостойкость и повышенная влагоемкость.
Технической задачей, на решение которой направлено данное предложение, является создание прочного, морозостойкого композиционного материала с низким расходом полимерного связующего.
Для решения этой технической задачи предлагается композиционный материал, полученный путем смешивания сыпучего наполнителя и смолы, в котором сыпучий наполнитель содержит кварцевый песок с фракционным составом до 0.63 мм в количестве 67-78% и маршалит с фракционным составом до 200 мкм в количестве 13-22%, фурановые смолы в количестве 9-11%. Композиционный материал может дополнительно содержать технический вазелин в количестве 2-5% от веса смолы.
Предлагаемый композиционный материал может быть изготовлен на существующем оборудовании из известных компонентов. Других технических решений аналогичного назначения с подобной совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Поэтому заявитель считает, что предложение по данной заявке соответствует критериям охраноспособности изобретения «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость.
Технологический процесс изготовления композиционного материала не отличается от получения изделий из бетона: в форму (опалубку), заливают (засыпают) смесь, уплотняют вибрацией или трамбовкой сверху. Процесс полимеризации связующей смолы может происходить в естественных условиях без дополнительного подогрева. Скорость полимеризации и, соответственно, скорость набора необходимой прочности регулируют с помощью подбора отвердителя по рекомендации производителей смолы.
Сущность изобретения и достигаемый эффект поясняется графиками. На фиг. 1 показана зависимость прочности при изгибе композиционного материала от количества смолы, на фиг. 2 - зависимость прочности при изгибе композиционного материала от количества сыпучего наполнителя.
Исследование влияния различных составляющих на прочностные характеристики, в частности кварца с фракционным составом до 10 мм, различных минеральных добавок с фракционным составом до 200 мкм, связующих в пределах 5-20% выявило, что прочность на изгиб более 20 МПа композиционного материала возможна в достаточно узком диапазоне соотношений наполнителя, заполнителя и связующего.
Заявителем изготовлены и испытаны опытные образцы предлагаемого композиционного материала со следующими характеристиками: прочностью на изгиб (максимально допустимое напряжение растяжения при изгибе) не менее 20 МПа, максимально допустимое напряжение сжатия не менее 100 МПа, морозостойкость до 1000 циклов, влагоемкость - меньше 1%. Модуль Юнга композиционного материала без добавок составляет 16-17ГПа. Добавление вазелина в объеме 2-5% от веса смолы снижает модуль Юнга до 8-10 ГПа. Применение указанной добавки позволяет изготовлять изделия несколько более гибкими.
Раскрытый выше конкретный пример осуществления приведен для целей иллюстрирования и описания. Его не следует толковать как исчерпывающий или ограничивающий изобретение именно раскрытыми формами, при этом следует понимать, что возможны разнообразные модификации и изменения, следующие из раскрытой в настоящем описании идеи изобретения. Объем защиты определен прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами