СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ИЗ ОТХОДОВ ПЕНОПОЛИЭТИЛЕНА
METHOD TO PRODUCE HEAT INSULATION MATERIAL FROM FOAM POLYETHYLENE WASTES

Изобретение относится к технологии переработки отходов высокомолекулярных веществ (полимеров) в пористые или ячеистые изделия или материалы и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных стен, полов, потолков в строительной индустрии.
Известен способ изготовления теплоизолирующих материалов с использованием отходов пенопропилена [RU 2327575, кл. В32В 5/22, 2006], в котором теплоизолирующий материал получают укладкой фракций дробленого вспененного полиэтилена (пенофола) на фольгированную ленту пенополиэтилена, разравнивают специальным устройством и термически склеивают с помощью обдува горячим воздухом. Формование производят с помощью подогреваемых валов.
Этот способ довольно трудоемкий и требующий довольно сложного оборудования, отходы пенопропилена в нем спекаются и плотность исходного материала значительно увеличивается, что может привести к ухудшению теплоизолирующих свойств всего материала в целом.
Известен способ изготовления теплоизолирующих материалов [SU 1620453, кл. C08J 9/228, В29С 67/20, 1991], в котором повышают теплоизоляционные свойства материала, выполненного в виде блоков путем послойного заполнения гранулами термопласта со вспенивающим агентом, при этом нижний и верхний слои заполняются гранулами термопласта в виде измельченных отходов не вспененного полиэтилена. Термообработка осуществляется пропусканием теплоносителя (масло), разогретого до 210-230°С, сквозь элементы термоформы. Время термообработки 10-30 минут предварительного вспенивания гранул полистирола измельченных отходов до фракции различных размеров от 6,0-30,0 мм.
Основными недостатками этого способа являются его низкая производительность, большие затраты энергии (тепло тратится на разогрев формы), ограничение размеров блока размерами формы.
Известен способ использования отходов пластиков для производства легкого бетона [CN 1239109, кл. C08J 11/18, 1999, А], в котором из отходов не разлагающихся вспененного полистирола и вспененного полиэтилена изготавливают листы толщиной 1-8 мм или частиц неправильной формы, которые после обезжиривания смешивают с цементом. Из отходов вспененного полиэтилена в данном способе не изготавливают теплоизоляционный материал, а его используют только как добавку для изготовления легкого бетона.
Известен способ производства теплоизолирующего материала из отходов пенополиэтилена [RU 2022781, кл. С08J 9/02], включающий послойное заполнение формы гранулами термопласта со вспенивающим агентом, в качестве которого использованы измельченные отходы не вспененного пенополиэтилена, последующую термообработку блока при температуре 210-230°С в течение 10-30 мин, при этом нижний и верхний слои в форме заполнены гранулами термопласта, а средний слой - отходами пенопласта, при соотношении объемов послойного заполнения формы измельченными отходами не вспененного пенополиэтилена и соответствующего пенопласта в интервале 20:60:40-30:40:30.
Основными недостатками этого способа являются его низкая производительность, большие затраты энергии (тепло тратится на разогрев формы), ограничение размеров блока размерами формы.
Задачей заявляемого способа является повышение производительности, упрощение технологии переработки отходов, снижение затрат путем обеспечения безотходного производства теплоизолирующего материала в виде непрерывной ленты из отходов пенополиэтилена и близкого по плотности к первичному материалу.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения теплоизоляционного материала из отходов пенополиэтилена, включающем измельчение отходов пенополиэтилена, нагрев измельченных отходов и охлаждение, измельчают отходы пенополиэтилена на прямоугольные фракции с размером сторон 5-10 мм, размещают измельченные отходы на нижнем из двух параллельных сетчатых ленточных транспортеров, нагревают фракции до температуры 120-130°С, пропускают их между камерами охлаждением и формуют из нагретой массы непрерывную ленту и одновременно вспенивают ее путем создания между лентами транспортера зоны пониженного давления воздуха до 0,7-0,8 атм.
Сравнение заявленного технического решения с известными решениями из уровня техники показало, что оно отличается тем, что формуют материал в виде непрерывной ленты пенополиэтилена охлаждением в зоне пониженного до 0,7-0,8 атм давления воздуха, что позволяет судит о соответствии критерию «новизна».
Способ является промышленно применимым, и разработанные технические средства соответствуют критерию изобретательский уровень, так как они явным образом не следуют из уровня техники.
При этом из последнего не выявлено каких-либо преобразований, характеризуемых отличительными существенными признаками, для достижения указанного технического результата.
Сущность способа поясняется чертежом, на котором изображена примерная схема устройства, которым может быть реализован способ.
Отходы пенополиэтилена в виде полос или листов измельчают на прямоугольные фракции со сторонами 5-10 мм. Измельченные отходы помещаются в бункер 1 с регулируемой заслонкой, из которого они ровным слоем засыпаются на сетчатую ленту транспортера 2, отходы разравниваются предназначенным для этого устройством 3. Далее, слой отходов накрывается верхней сетчатой лентой транспортера 4. Синхронное движение обоих транспортеров осуществляется ведущими валами 5, которые через общий редуктор соединены с мотором. Вместе с транспортерами слой отходов поступает в зону прогрева, представляющую собой две камеры с фэнами 6. Сплавление прямоугольных фракций отходов в непрерывный лист осуществляется продувкой через них нагретого до температуры 120-140°С воздуха снизу и сверху сквозь сетку транспортеров. Далее полученный лист формуется и охлаждается. Формование листа осуществляется холодными валами с пассивным вращением 7, расположенными над сеткой верхнего и под сеткой нижнего транспортеров за зоной нагрева. С помощью вакуумных насосов 8 создается зона пониженного давления там же, где происходит формование. Лист, входя в зону пониженного давления воздуха, расширяясь за счет воздуха, находящегося в измельченных частицах отходов пенополиэтилена, прижимается через транспортер к внутренним поверхностям лент обоих транспортеров. В результате такого прижима происходит формование поверхностей листа, при этом получают непрерывную ленту пенополиэтилена со свойствами, близкими с исходным материалом.
2
Ниже в таблице приведены характеристики материалов: 1) полиэтилен; 2) теплоизоляционный материал, полученный по заявленному способу, где ρ - плотность материала в кг/м, λ - его электропроводность.
№№ пп
Наименование материала.
ρ, кг/м<sup>3</sup>
λ, Вт·м/°С
1
Пенополиэтилен (исх)
40
0,032
2
Теплоизоляционный материал, полученный по изобретению
48
0,036
За плотность исходных отходов пенополиэтилена принята средняя плотность, образующаяся в результате смешения отходов с разной плотностью.
Полученный этим способом материал можно дублировать как с лентой пенополиэтилена, так с другими материалами. Из него можно также изготавливать теплоизоляционные блоки заданной длины и толщины. Это значительно расширяет возможности его применения.