ПЛИТНЫЙ МАТЕРИАЛ

Полезная модель касается получения плитного материала из обрези тафтинговых ковровых покрытий, используемого в качестве внутренних конструкционно-отделочных материалов в стандартном домостроении.
3
Известен пластик из древесного сырья в виде опилок, стружек 15-20% и полиолефина: полиэтилена, полипропилена. Древесное сырье в виде отходов измельчают на молотковой дробилке, просеивают через сита с размером ячеек 2-4,5 мм, смешивают с полиолефинами и подвергают литью под давлением: время выдержки под давлением 5 с, при охлаждении 40 с, температура по зонам 180-230°С. Получают материалы с показателями: разрушающее напряжение при изгибе 19 МПа, ударная вязкость 4,0-4,8 КДж/м при плотности 1010 кг/м [Вигдорович А.И., Степанов Л.И. Полиолефины с древесными наполнителями. - Пластические массы, 1988, N 10, с.41-43].
3
3
Известен плитный материал из композиции, включающей отходы механической обработки древесины на основе станочной стружки и/или опилок, отходы коврового производства в виде кнопа стригального и талловый пек в массовом соотношении 42-88:10-50:2-8. Станочную стружку с опилками фракционируют, затем приготавливают композицию путем смешения древесного сырья с кнопом стригальным и талловым пеком, формируют стружечный ковер и подвергают горячему прессованию при 190-200°С. Получают плитку с плотностью 1017-1021 кг/м [RU, патент, 2004557, кл. С08L 97/02, 1993]. Также известны древесно-волокнистые плиты по авт.св. 1598498 из древесного волокна и кнопа стригального 7-50%, используемого в качестве связующего и одновременно гидрофобизатора с плотностью 1020-1100 кг/м [SU, авторское свидетельство, 1598498, кл. D21J 3/00, 1989]. Перечисленные выше материалы обладают хорошими физико-механическими показателями, однако, имеют слишком высокую объемную плотность и повышенную температуру формирования плиты, что в конечном итоге сказывается на стоимости готового материала.
Известен способ получения композиционного материала из стеклянного волокна, армированного отходами тафтинговых напольных покрытий. [Muzzy J. (2005), 'Recycling post-consumer carpet', Society of Plastics engineers global plastics environmental conference, February 23-25, Atlanta, GA].
Обрезки краев полипропиленовой тканой основы, из ковровой подложки, используют для армирования полиэтиленовой формы. Согласно исследованию [Gowayed Y.A., Vadyanathan R. And El-Halwagi M. (1995), 'Synthesis of Composite Materials from Waste Fabrics and Plastics', J. Elastomers and Plastics, Vol.27, 79-90, January] четыре слоя полиэтиленовой пленки толщиной по 0,1 мм уложены с одиночным слоем очищенных полипропиленовых отходов ткани. Затем сформованы при температуре 150°С и давлении 290 кПа. В результате получают композит с содержанием полипропилена 25%, который представляет троекратное увеличение прочности на растяжение и 60% увеличение модуля упругости, по сравнению со свойствами чистого полиэтилена. Для повышения прочности пластика используют полипропиленовую тканую основу, а в качестве связующего используют полиэтиленовую пленку. Недостатками вышеописанного пластика являются: необходимость использования дополнительного связующего в виде полиэтиленовой пленки, а также использование лишь одного из компонентов обрези тафтинговых ковровых полотен, а не всех отходов.
Кожевенную стружку и обрезки дубленой кожи применяют для изготовления композиционных материалов при использовании в качестве связующего латексов. Процесс изготовления материала состоит из нейтрализации отходов кожи, додубливания растительными дубителями, жирования с использованием сульфатированного рыбьего жира, приготовления пасты, коагуляции и сушки. Полученный материал используют для изготовления обуви, а именно подметки и декоративных панелей [Vallyo Jvan R.Munoz Ricordo Politecnica, 1988 - 13, N2, с.103-106].
В уровне техники известно получение плитного материала, включающего древесные частицы в качестве целлюлозосодержащего сырья 80 мас.% и отходы полиэтилена в качестве связующего 20 мас.% [Производство древесностружечных плит на термопластичном связующем. Плиты и фанера: Экспресс-информация. - М., 1991, №12].
3
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по группе материалов и технологии изготовления является плитный материал, включающий целлюлозосодержащее сырье и отходы полиэтилена в качестве связующего при следующем массовом соотношении компонентов в материале: целлюлозосодержащее сырье: связующее: отходы кожевенного и/или обувного производства 20-75:7-30:5-50 соответственно [RU, патент, 2103165, кл. С08L 97/02, 1998]. Плитный материал получают, смешивая отходы кожевенного и/или обувного производства с целлюлозосодержащим сырьем и отходами полиэтиленовой пленки, формируя ковер и подвергая горячему прессованию. При плотности плиты 530-730 кг/м предел прочности при статическом изгибе составляет 28,0-60,0 МПа, водопоглощение 32-60,8%, набухание 12-19,2%.
Обладая такими преимуществами как: повышенная прочность при изгибе для конструкционных материалов, применяемых в стандартном домостроении и использование различных видов отходов, вместе с тем недостатками материала-прототипа являются высокие показатели водопоглощения и набухания, сложность проведения процесса прессования ввиду нестабильной текучести многокомпонентной композиции и необходимость постоянного контроля ее состава.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно, одновременное снижение водопоглощения и разбухания по толщине при заданном пределе прочности при статическом изгибе для отделочных и конструкционных плитных материалов, при сохранении плотности и упрощении проведения процесса прессования.
Поставленная задача достигается тем, что плитный материал содержит волокнистое сырье, полученное из измельченной обрези тафтинговых ковровых полотен и получается при следующем массовом соотношении компонентов в материале: полипропилен: полиэфир 74-82:18-26 соответственно.
Существенным отличием заявляемого плитного материала является использование отходов производства тафтинговых напольных покрытий, представляющих собой обрезь коврового нетканого покрытия при следующем массовом соотношении компонентов в материале: полипропилен: полиэфир 74-82:18-26 соответственно.
Экспериментально было подтверждено, что только при выявленном соотношении можно получить качественный плитный материал с использованием в качестве сырья обрези тафтинговых напольных покрытий, который может быть использован в качестве отделочно-конструкционного материала в стандартном домостроении.
Уже упоминалось, что в уровне техники известно использование в плитах отходов кожевенного, обувного производства, древесного сырья, отдельных компонентов обрези тафтинговых ковров, но не встречается использование обрези тафтинговых напольных покрытий полностью.
На фиг.1 представлен разрез полученного плитного материала, где: 1 - пузырьки воздуха и частицы мела/застывшего латекса; 2 - застывший расплав полипропиленовых волокон; 3 - нерасплавленные полиэфирные волокна; 4 - поверхность плитного материала; h - толщина плитного материала.
3
Плитный материал изготавливают следующим образом: обрезь тафтинговых ковровых полотен с соотношением компонентов: полипропилен, позиция 2 на фиг.1: полиэфир, позиция 3 на фиг.1:74-82:18-26 соответственно измельчают до размеров 0,5-2 мм без добавления связующих, формируют ковер и подвергают горячему прессованию при температуре 130-180°С в течение 5-7 мин под давлением 0,8-1,4 МПа. Получают плитный материал толщиной h от 4 до 7 мм, плотностью 640-717 кг/м, с пределом прочности при статическом изгибе 1,6-11,2 МПа, водопоглощением 18,9-121,6%, набуханием 1,8-18,9%, теплопроводностью 0,061-0,076 Вт/(м·К).
Разработанный плитный материал, изготовленный из обрези тафтинговых ковровых покрытий, может быть получен на стандартном оборудовании по известной технологии получения древесноволокнистых плит.
Испытания материала проводили по ГОСТ 19592-80 «Плиты древесноволокнистые. Методы испытаний».
Для подтверждения возможности реализации полезной модели промышленным способом проводили сравнительные испытания плитного материала с прототипом.
Данные испытаний, определенные по стандартным методикам, приведены в таблице.
Таблица 1
Качественные показатели плитного материала
Пример
Температура прессования, °С
Состав композиции
Плотность плиты, кг/м<sup>3</sup>
Предел прочности при статическом изгибе, МПа
Водопоглощение за 24 ч, %
Разбухание по толщине за 24 ч, %
Теплопроводность,  Вт/(м·К)
Полипропилен, %
Полиэфир, %
1
130
74
26
717
1,6
121,6
18,9
0,068
2
140
713
1,6
116,0
16,2
0,061
4
150
713
1,8
93,5
9,6
0,076
3
160
660
1,8
65,1
5,8
0,074
5
170
649
3,0
43,2
4,4
0,061
6
180
641
10,2
20,9
2,0
0,065
7
130
78
22
717
1,7
115,8
18,0
0,068
8
140
713
1,7
110,5
15,4
0,061
9
150
713
1,9
89,0
9,1
0,076
10
160
660
1,9
62,0
5,5
0,074
11
160
649
3,2
41,1
4,2
0,061
12
180
641
10,7
19,9
1,9
0,065
13
130
82
18
717
1,8
110,0
17,1
0,068
14
140
713
1,8
104,9
14,6
0,061
15
150
713
2,0
84,6
8,6
0,076
16
160
660
2,0
58,9
5,2
0,074
17
170
649
3,4
39,0
3,9
0,061
18
180
641
11,2
18,9
1,8
0,065
3
Пример 1. обрезь тафтинговых ковровых покрытий содержащую 74% полипропилена и 26% полиэфира размером 0,5-2,0 мм прессуют при температуре 130°С, время выдержки под давлением 1,4 МПа составляет 7 мин. Получают плитный материал плотностью 717 кг/м, пределом прочности при статическом изгибе 1,6 МПа, водопоглощением 121,6%, набуханием 18,9%, теплопроводностью 0,068 Вт/(м·К), который может быть использован в качестве отделочного материала в стандартном домостроении.
Примеры 1-5, 7-11, 13-17 дают подтверждение использованию в композиции в заявленном соотношении полипропилена и полиэфира в обрези тафтинговых ковровых покрытий при различных температурах прессования для получения плитного материала, который может быть использован в качестве отделочного.
Примеры 6, 12, 18 дают подтверждение, что увеличение температуры прессования волокнистой плиты приводит к повышению качественных показателей плитного материала, который может быть использован в качестве конструкционного в стандартном домостроении.
Анализ данных таблицы показывает, что в сравнении с прототипом по той же технологии можно получить новый плитный материал из обрези тафтинговых ковровых покрытий, улучшая качественные показатели материала, экономя сырье и удешевляя продукцию. Кроме того, в зависимости от технологических параметров, например, при изменении температуры прессования, появляется возможность регулирования фактуры поверхности плитного материала. Гладкая поверхность при более высокой температуре прессования и шероховатая поверхность плитного материала для лучшей адгезии и/или придания особого внешнего вида при более низкой температуре прессования.