Полимерный композит
POLYMER COMPOSITE

Изобретение относится к минерально-полимерным композиционным материалам на основе термопластичных полимеров, работающих в условиях повышенной влажности и переменных температур обладающим улучшенными эксплуатационными свойствами.
Известно изобретение композиционного материала с использованием в качестве наполнителя кизельгура [Патент на изобретение №2473516 «Способ изготовления легковесного теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструктивного материала «КОНПАЗИТ»]. Изобретение относится к способам получения легковесного пористого керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала «КОНПАЗИТ». Техническим результатом является снижение расходов топливно-энергетических ресурсов и себестоимости готовой продукции, улучшение санитарно-гигиенических условий производства. Способ включает предварительную обработку кремнеземсодержащего компонента дроблением, сушку до влажности 18-24% и измельчение до максимальной крупности частиц 3 мм. В качестве кремнеземсодержащего компонента используют диатомит или трепел и/или опоку, содержащие активный кремнезем, а в качестве щелочного компонента - смесь 46% водного раствора каустической соды и вспененный водный раствор кальцинированной соды в соотношении 1,0-1,1/0,5-1,3. Смешение кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента осуществляют в смесителе периодического действия. Приведены режимы предварительного и основного обжигов исходной сырьевой смеси при температуре 550-650°С во вращающейся печи, обжиг размолотого порошка осуществляют в металлических формах в печи путем подъема температуры до 650°С со скоростью 100-120°С/час, а до максимальной 680-800°С со скоростью 15-25°С/час с последующей изотермической выдержкой при максимальной температуре в течение 1-3 часов, охлаждение от максимальной температуры до 600°С осуществляют со скоростью 3050°С/час и от 600 до 50°С со скоростью 50-60°С/час.
Недостатком этого материала является не пригодность к изготовлению досок и других изделий методом экструзии.
Известно изобретение [Патент на изобретение №2747552 «Полимерная композиция»] наиболее близкое по технической сущности к заявляемому изобретению - прототип. Описана полимерная композиция для изготовления строительных материалов, которая включает полиэтилен низкого давления, кремнеземсодержащий материал хризотил асбест и модифицирующие добавки при следующем соотношении компонентов в мас. %: полиэтилен низкого давления - 26,12, хризотил-асбест - 67,41, антиоксидант 1,13, пигмент - 1,68, полиэтиленовый воск - 1,13, стеариновая кислота - 1,4, полиэтилен хлорированный - 1,13.
Недостатком известного решения является высокая плотность композита и низкая прочность.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение плотности и повышение прочности полимерного композита.
При использовании заявляемого изобретения достигнут технический результат. Уменьшена плотность и повышена прочность полимерного композита.
3
Указанный технический результат достигнут благодаря тому, что исходная шихта содержит кремнеземсодержащий материал наполнитель в виде порошка кизельгура с насыпной плотностью 0,2-0,65 г/см с размером частиц 0,5-500 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Термопластичный полимер
20-80
Краситель
1-5
Полиэтиленовый воск
1-5
Указанный порошок кизельгура
Остальное
Для получения минерально-полимерного композита шихту нагревают до расплавления термопластичного полимера и формуют изделие путем прессования в пресс-форме или пропуская через фильеру посредством экструдера.
Технический результат, а именно, понижение плотности и повышение прочности объясняется использованием в качестве наполнителя кизельгура. Порошок кизельгура (обожженного диатомита) представляет собой обезвоженные частицы - останки в виде створок панцирей древних морских или озерных микроводорослей, которые встречаются в виде отложений. В процессе обжига свободная и кристаллическая вода улетучиваются и частицы приобретают особые свойства. В частности, они становятся пористыми внутри и прочными, поверхность у них испещрена микроячейками, щипами и канальцами. Поэтому, при нагреве исходной шихты до температуры расплавления термопластичного полимера, последний в жидком состоянии под давлением распределяется на неровностях частиц кизельгура и проникает в открытые поры. После охлаждения до температуры затвердевания термопластичного полимера шихта превращается в прочный композит в заданных пресс-формой или фильерой экструдера размерах и формах.
Рекомендуется брать шихту с содержанием термопластичного полимера не менее 20 мас. % и не более 80 мас. % во избежание снижения качественных показателей. Не целесообразно брать краситель менее 1 и более 5 мас. % во избежание ухудшения цветовых показателей. Не целесообразно брать полиэтиленовый воск менее 1 и более 5 мас. %, для того, чтобы излишне не изнашивалось оборудование.
3
Пример 1. Исходная шихта содержит наполнитель в виде порошка кизельгура с насыпной плотностью 0,2-0,65 г/см с размером частиц 0,5-50 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Полиэтилен низкого давления
30
Краситель
2
Полиэтиленовый воск
2
Указанный порошок кизельгура
Остальное
Для получения минерально-полимерного композита шихту нагревают до расплавления полиэтилена низкого давления и формуют изделие путем прессования в пресс-форме или пропуская через фильеру посредством экструдера (см. табл. 1).
Полученные изделия из минерально-полимерного композита превосходят по качественным показателям известные аналогичные материалы, в частности, менее плотные и более прочные.
3
Пример 2. Исходная шихта содержит наполнитель в виде порошка кизельгура с насыпной плотностью 0,3-0,65 г/см с размером частиц 0,5-90 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Полиэтилен высокого давления
40
Краситель
1
Полиэтиленовый воск
1
Указанный порошок кизельгура
Остальное
Для получения минерально-полимерного композита шихту нагревают до расплавления полиэтилена высокого давления и формуют изделие путем прессования в пресс-форме или пропуская через фильеру посредством экструдера (см. табл. 1).
Полученные изделия из минерально-полимерного композита превосходят по качественным показателям известные аналогичные материалы, в частности, менее плотные и более прочные.
3
Пример 3. Исходная шихта содержит наполнитель в виде порошка кизельгура с насыпной плотностью 0,4-0,65 г/см с размером частиц 0,5-250 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Поливинилхлорид
60
Краситель
5
Полиэтиленовый воск
5
Указанный порошок кизельгура
Остальное
Для получения минерально-полимерного композита шихту нагревают до расплавления поливиннилхлорида и формуют изделие путем прессования в пресс-форме или пропуская через фильеру посредством экструдера (см. табл. 1).
Полученные изделия из минерально-полимерного композита превосходят по качественным показателям известные аналогичные материалы, в частности, менее плотные и более прочные.
3
Пример 4. Исходная шихта содержит наполнитель в виде порошка кизельгура с насыпной плотностью 0,4-0,65 г/см с размером частиц 0,5-500 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Полипропилен
80
Краситель
5
Полиэтиленовый воск
5
Указанный порошок кизельгура
Остальное
Для получения минерально-полимерного композита шихту нагревают до расплавления полипропилена и формуют изделие путем прессования в пресс-форме или пропуская через фильеру посредством экструдера (см. табл. 1).
Полученные изделия из минерально-полимерного композита превосходят по качественным показателям известные аналогичные материалы, в частности, менее плотные и более прочные.