СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛО- И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
METHOD FOR MANUFACTURING HEAT AND SOUND INSULATING CONSTRUCTION MATERIAL

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для изготовления плит, обладающих тепло- и звукоизоляционными свойствами.
Известен способ переработки отходов пластмасс в строительный материал (пат. РФ. Способ переработки отходов пластмасс в строительный материал / Фомин В.В., Каблуков В.И., Тороян Р.А. [и др.] - №2302433, 2007. - БИ №19), включающий измельчение, гомогенизацию смеси полимерных отходов из полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полистирола (ПС), фенопластов, полиэтилентерефталата (ПЭТ) натуральный каучук и полиамид (ПА), загрузку смеси в форму и нагрев с приложением давления и последующим охлаждением. Однако строительные материалы, получаемые данным способом, не обладают достаточными звукоизоляционными свойствами.
Также известен способ изготовления строительного материала ((пат. РФ. Способ изготовления строительного материала / Фомин В.В., Каблуков В.И., Тороян Р.А. - №2302434, 2007. - БИ №19), включающий измельчение, гомогенизацию смеси полимерных отходов из полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ) и отход натурального каучука при температуре от 100 до 130°С, загрузку смеси в форму и нагрев с последующим охлаждением.
Недостатком данного технического решения являются не достаточные теплоизоляционные свойства строительных материалов, получаемых этим способом.
Технология заявляемого способа производства тепло- и звукоизоляционного строительного материала достаточно проста и основана на том, что в результате воздействия нагрева и давления древесные опилки соединяются с термопластиком и образуется гомогенный материал высокой прочности, из которого можно прессовать изделия любой формы. При этом температура плавления полиэтилена не превышает температуры начала обугливания древесины, что позволяет смешивать компоненты и прессовать их при температуре, не превышающей 200°С.
Предлагаемый способ производства строительных материалов решает две задачи, во-первых, получение композиционных изделий с повышенными тепло- и звукоизоляционными свойствами, во-вторых утилизация пластиковых отходов, представляющих проблему для экологического состояния окружающей среды.
Поставленные задачи достигаются в способе изготовления тепло- и звукоизоляционного строительного материала, включающем измельчение, гомогенизацию смеси полимерных отходов и отходов древесины (опилок) при температуре от 130 до 200°С, загрузку смеси в форму и нагрев с приложением давления с последующим охлаждением, согласно изобретению в состав смеси полимерных отходов входят следующие компоненты: полиэтилентерефталат (ПЭТ), поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ), отходы деревообрабатывающей промышленности (опилки), фенопласты и отходы натурального каучука в виде отработанных медицинских перчаток при следующем соотношении компонентов, мас.%:
При этом расплав смеси полимерных отходов, полученный после гомогенизации, сушат, измельчают и нагревают в форме до 230°С в течение 10-20 минут с приложением давления до 5 МПа и последующим охлаждением готового изделия.
Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что за счет дополнительных компонентов в смеси полимерных отходов и при определенной последовательности выполняемых действий над смесью достигается улучшение тепло- и звукоизоляционных свойств.
Температура плавления некоторых предлагаемых нами полимеров не превышает температуры начала обугливания древесины, что позволяет смешивать эти компоненты и прессовать их при температуре, не превышающей 200°С. Обугливание древесных опилок не происходит из-за обволакивания частиц древесины расплавленными полимерами, предотвращающим контакт древесины с кислородом воздуха. В результате воздействия нагрева, охлаждения и давления древесные опилки соединяются с полимерами и образуется гомогенный материал, из которого в дальнейшем можно прессовать изделия любой формы.
Таким образом получают пористые изделия заданной формы и с заданными тепло- и звукоизоляционными свойствами. Для таких материалов характерно строение пор закрытого типа и открытого типа, сообщающихся между собой. Закрытые поры изолированы друг от друга, такое строение способствует эффективной теплоизоляции, а открытые поры в виде сложной системы объединенных между собой разветвленных туннелей приводят к многократному отражению звуковой волны и поглощению части звуковой энергии вследствие внутреннего трения звука через древесные опилки.
По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, аналогичная заявляемой, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.
Поскольку предлагаемое техническое решение может быть применено для изготовления плит, обладающих тепло- и звукоизоляционными свойствами, то можно утверждать, что предложение соответствует критерию «промышленная применимость».
Способ изготовления тепло- и звукоизоляционного строительного материала осуществляется следующим образом.
Полимерные отходы в виде использованных шприцов, медицинских перчаток из натурального каучука, пищевых пакетов, тары из под минеральной воды, пива и т.д., отделочный пластик и пластик холодильных установок, промышленные отходы, состав которых состоит из полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), фторопластов, измельчают, а затем добавляют отходы древесины в виде опилок. Компоненты берут в следующих количествах: ПЭ 20-25%; ПВХ 5-7%; ПЭТ 25-30%, каучук 15-20%, фенопласты 5-10% и опилки 5-15%. В предлагаемой смеси в качестве наполнителя используют фенопласты и древесные опилки, в качестве матрицы используются твердые бытовые отходы, содержащие ПЭТ и ПЭ, поэтому их и берут в больших количествах. ПВХ используют для образования в материале пор, образующихся при выделении газа в процессе разложения ПВХ. За счет высокой температуры молекулы газа приобретают большую скорость, двигаясь, они стремятся найти выход, в результате такого движения и образуются поры, что способствует улучшению тепло- и звукоизоляционных свойств строительного материала. Каучук необходим для придания эластичности материалу. В качестве каучука используют отработанные медицинские перчатки. Полученную смесь гомогенизируют в смесителе при температуре от 130 до 200°С в течение 10-15 минут. Затем сушат расплав смеси полимерных отходов и опять измельчают, загружают измельченную смесь полимерных отходов в форму и нагревают до 230°С в течение 10-15 минут с приложением давления до 5 МПа и последующим охлаждением готового изделия в течение часа.
3
Предлагаемый способ позволяет получить строительный материал из полимерных отходов с улучшенными тепло- и звукоизоляционными свойствами, так при плотности образца 30-80 кг/м и при прочности на сжатие 0,28-0,60 МПа коэффициент теплопроводности составляет 0,045 Вт/(м⋅С°), а коэффициент звукопоглощения 0,42, что соответствует требованиям ГОСТа.
В таблице 1 представлены основные свойства готовых изделий, полученных заявляемым и известным способами.
Из таблицы 1 видно, что при сравнении тепло- и звукоизоляционных свойств строительных материалов, полученных заявленным и известным способами, тепло- и звукоизоляционный строительный материал, полученный предлагаемым способом обладает лучшими характеристиками.