RU2465292C1 - Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида - Google Patents
Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465292C1 RU2465292C1 RU2011116744/05A RU2011116744A RU2465292C1 RU 2465292 C1 RU2465292 C1 RU 2465292C1 RU 2011116744/05 A RU2011116744/05 A RU 2011116744/05A RU 2011116744 A RU2011116744 A RU 2011116744A RU 2465292 C1 RU2465292 C1 RU 2465292C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood flour
- wood
- polymer composition
- pvc
- polyvinyl chloride
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения жесткой поливинилхлоридной композиции с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов. Способ включает приготовление полимерной композиции на основе ПВХ, модификатора ударной прочности, термостабилизатора, связующего агента и введение модифицированной древесной муки. Древесную муку получают предварительной пропиткой древесной муки водными растворами связующих агентов - кремнезоля или углеродных нанотрубок, перемешиванием полученной смеси и высушиванием. Древесно-полимерные материалы на основе полученной высоконаполненной жесткой поливинилхлоридной композиции обладают повышенной прочностью на растяжение и термостабильностью, а также пониженными вязкостью, горючестью и водопоглощением. 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии производства жестких поливинилхлоридных композиций с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов.
Известен способ получения древесно-полимерной композиции на основе термопластичного связующего (полипропилена, полиэтилена низкой и высокой плотностей, поливинилхлорида и полистирола) и древесных частиц (Патент SU №1666306, кл. В27N 3/02, 1991 г.).
К недостаткам композиции следует отнести низкие значения физико-механических характеристик получаемых материалов при снижении содержания полимерного связующего.
Известен способ приготовления древесно-полимерной композиции на основе полужесткого ПВХ и древесной муки (до 57 масс.%) (Патент RU №2081135, кл. С08L 97/02, 1997). Древесно-полимерную композицию получали следующим образом: предварительно осуществлялась сушка древесной муки при температуре 50-80°С в термостате типа СНОЛ-1,5 либо в специальном сконструированном трибоактиваторе-сушилке до требуемой остаточной влажности 0.1-5 масс.%. Далее осуществлялась трибоактивация (высокоскоростное смешение при температуре от 10 до 220°С и скорости вращения ротора от 2 до 1200 об/мин) древесной муки с неорганическим модификатором (кальцит, юарит, вермикулит или тальк) на нестандартном высокоскоростном трибоактиваторе. После трибоакивации древесную муку и другие компоненты загружали в скоростной смеситель и из полученной смеси в результате последующей экструзии формовали необходимые для проведения испытаний образцы.
К недостаткам данного способа можно отнести сложную технологию трибоактивации древесной муки и нестандартное применяемое оборудование, необходимое для получения готовой продукции.
Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления жестких ПВХ-композиций на основе древесной сосновой муки (Yanjun Xu. Creep behavior of natural fiber reinforced polymer composites: a Dissertation for the degree of Doctor of philosophy: in School of Renewable Natural Recources / Yanjun Xu. - Louisia State, 2009. - P.9). Максимальная степень наполнения древесной мукой равнялась 30 масс.% или 40 масс.ч. на 100 масс.ч. ПВХ. В качестве связующего агента-модификатора использовался СЭБС (стиролэтиленбутилстирол), который вводили от 0 до 5 масс.%. Способ приготовления древесно-полимерной композиции на основе жесткого ПВХ заключался в следующем: взвешенные в соответствии с рецептурой компоненты полимерной смеси перемешивались при температуре 196-202°С и 4800 об/мин. Затем полученный материал охлаждался и гранулировался, а потом снова перемешивался при 180°С и 60 об/мин в течение 10 мин для более однородного распределения связующего агента в полимерной матрице. Пластины для испытаний готовились прессованием при 190°С.
К основным недостаткам композиции можно отнести сложную и трудоемкую технологию распределения связующего агента в древесно-полимерной композиции, относительно невысокое содержание органического наполнителя (не более 30 масс.% наполнителя) и увеличение горючести при введении органического связующего агента.
Проведенный анализ техники и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «новизна».
Задачей изобретения является получение высоконаполненных (содержание органического наполнителя более 50 масс.%) жестких ПВХ-композиций на основе древесной муки с сохранением технологических и эксплуатационных характеристик.
Результат достигается тем, что способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида (ПВХ), включающий приготовление полимерной композиции на основе ПВХ, модификатора ударной прочности, термостабилизатора, связующего агента и введение модифицированной древесной муки, согласно изобретению отличается тем, что древесную муку предварительно пропитывают водными растворами связующих агентов - кремнезоля или многослойных углеродных трубок, тщательно перемешивают и высушивают при 102±3°С до постоянной массы, при этом концентрация кремнезоля в древесной муке составляет 0,01-10%, концентрация углеродных нанотрубок - 0,001-0,05%, а степень наполнения древесно-полимерной композиции составляет 26-60 масс.% модифицированной древесной муки.
Для получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого ПВХ использовались компоненты, удовлетворяющие следующим требованиям.
Поливинилхлорид суспензионный марки С7058М (ГОСТ 14332-78).
Термостабилизатор, например PAPS 805, ВИКОСТАБ, Interstab. В качестве примера использован Interstab (сертификат №99-00244), представляет собой комплекс на основе двухосновного стеарата свинца (51% Рb), Тплавл=107°С.
Модификатор ударной прочности, например DEGALAN 3 FK, АСМ-2, Acrylic Impact Modifier, FM-22. В качестве примера использован FM-22 - акрилбутадиен-стирольный сополимер, представляет собой однородный порошок белого цвета с насыпной плотностью 510 кг/м3 и средним размером частиц 220 мкм.
Древесная мука марки 180 (ГОСТ 16361-87).
В качестве связующего агента-модификатора использовали:
Кремнезоль (золь оксида кремния) - бесцветный или слабоокрашенный желтоватого или сероватого оттенка коллоидный раствор. Стабильность коллоидной системы обеспечивается содержанием в растворе гидроксида натрия, поэтому раствор имеет щелочную реакцию (рН 10,3). Плотность кремнезоля равна 1,2 г/см3, концентрация диоксида кремния - 330-340 г/л, концентрация оксида натрия - 3,4 г/л, вязкость - не более 20 сСт, диаметр мицелл - 5-9,5 нм.
Или углеродные нанотрубки (УНТ) - представляющие собой цилиндры, полученные при свертывании без швов плоской гексагональной сетки графитового слоя - поверхности, выложенной правильными шестиугольниками с атомами углерода, расположенными в вершинах. В работе применялись многослойные углеродные нанотрубки Graphistrength™ фирмы Arcema, растворенные в дистиллированной воде, имеющие 10-15 слоев трубок с внешним диаметром 10-15 нм, длиной 1-15 мкм со средней плотностью 50-150 кг/м3, удельной поверхностью 119,33 м2/г, модулем Юнга ~0,8 ГПа, коэффициентом Пуассона ~0,33 и модулем сдвига ~0,45 ГПа.
Древесно-полимерную композицию на основе жесткого ПВХ готовили следующим образом: кремнезоль или углеродные нанотрубки разбавлялись дистиллированной водой, далее полученным разбавленным раствором связующего агента-модификатора смачивали древесную муку, которую затем тщательно перемешивали в течение 5 минут механически. Полученную модифицированную древесную муку высушивали при температуре 102±3°С до постоянной массы. Концентрация кремнезоля в древесной муке составляет 0,01-10%, концентрация УНТ - 0,001-0,05%). Высушенную наномодифицированную древесную муку в количестве 26-60 масс.%) добавляли в ПВХ-композицию.
Для исследований свойств полученной древесно-полимерной композиции были изготовлены образцы в виде пленок. Пленочные образцы готовились методом термопластикации на лабораторных вальцах с фрикцией 1:1.25 при температуре валков 160-180°С в течение 5-6 мин в зависимости от содержания древесной муки. Вальцевание проводилось при толщине зазора между валками 8-13 мкм.
Свойства композиций с разной степенью наполнения представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Сравнительные характеристики ПВХ-комлозиций*, наполненных исходной и модифицированной кремнезолем / УНТ древесной мукой | |||
| Наполнитель (на 100 масс.ч. ПВХ) | Показатель | ||
| Прочность на растяжение, МПа | Показатель текучести расплава (ПТР), г/10 мин | Термостабиль- ность, мин |
|
| Без древесной муки (контрольный) | 32 | 0,31 | 72 |
| Исходная древесная мука: | |||
| 40 масс.ч. | 33 | 0, 24 | 81 |
| 70 масс.ч. или 40 масс.% (макс.) | 26 | 0, 16 | 85 |
| Модифицированная кремнезолем | |||
| (0,35%) древесная мука: | |||
| 40 масс.ч. или 26 масс.% | 38 | 0,32 | 86 |
| 80 масс.ч. | 34 | 0,18 | 100 |
| 120 масс.ч. | 30 | 0 | 110 |
| 160 масс.ч. или 60 масс.% (макс.) | 27 | 0 | 118 |
| Модифицированная УНТ (0,008%) | |||
| древесная мука: | |||
| 40 масс.ч. или 26 масс.% | 43 | 0,14 | 96 |
| 80 масс.ч. | 35 | 0,05 | 110 |
| 120 масс.ч. | 28 | 0 | 116 |
| 160 масс.ч. или 60 масс.% (макс.) | 24 | 0 | 127 |
| Прототип: | |||
| 30 масс.%+0% СЭБС | 31 | нет данных | нет дан- |
| 30 масс.%+2.5% СЭБС | 34 | ных | |
| 30 масс.%+5% СЭБС | 27 | ||
| * - ПВХ - композиции были получены при следующем соотношении компонентов, масс.ч.: ПВХ - 100, модификатор ударной прочности FM-22 - 7, термостабилизатор Interstab - 5.5, наномодифицированная древесная мука (сосновая) - 0-160. | |||
Степень наполнения предложенных жестких ПВХ-композиций по сравнению с прототипом удалось увеличить в 2 раза (с 30 до 60 масс.% древесной муки).
При этом в случае применения в качестве связующего агента-модификатора УНТ значительно улучшаются термостабильность и прочностные показатели. Недостатком применения данного модификатора можно считать снижение показателя текучести расплава (ПТР).
Для образцов, наполненных модифицированной неорганическим кремнезолем древесной мукой, наряду с повышением прочности на растяжение и термостабильности удается значительно снизить вязкость и уменьшить горючесть и водопоглощение.
Claims (1)
- Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида (ПВХ), включающий приготовление полимерной композиции на основе ПВХ, модификатора ударной прочности, термостабилизатора, связующего агента и введение модифицированной древесной муки, отличающийся тем, что используют древесную муку, которую получают предварительной пропиткой древесной муки водными растворами связующих агентов - кремнезоля или углеродных нанотрубок, перемешиванием полученной смеси и высушиванием при 102±3°С до постоянной массы, при этом концентрация кремнезоля в древесной муке составляет 0,01-10%, концентрация углеродных нанотрубок 0,001-0,05%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011116744/05A RU2465292C1 (ru) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011116744/05A RU2465292C1 (ru) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2465292C1 true RU2465292C1 (ru) | 2012-10-27 |
Family
ID=47147411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011116744/05A RU2465292C1 (ru) | 2011-04-27 | 2011-04-27 | Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2465292C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2527468C1 (ru) * | 2013-05-16 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Способ получения высоконаполненной древесно-полимерной композиции на основе поливинилхлорида |
| RU2583812C2 (ru) * | 2013-06-04 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Полимерная композиция на основе поливинилхлорида |
| RU2746834C1 (ru) * | 2020-08-21 | 2021-04-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Способ получения полимерной композиции для производства изделий |
| RU2758304C1 (ru) * | 2020-11-23 | 2021-10-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1666306A1 (ru) * | 1989-06-06 | 1991-07-30 | Гомельский Городской Центр Научно-Технического Творчества Молодежи | Способ изготовлени древопластика на основе двухкомпонентного св зующего |
| RU2005752C1 (ru) * | 1992-07-15 | 1994-01-15 | Цыбулькин Виктор Леонидович | Полимерная композиция и профильно-погонажная деталь из нее |
| RU94028462A (ru) * | 1994-07-27 | 1996-05-20 | Институт синтетических полимерных материалов РАН | Способ получения древесной формовочной массы |
| RU2081135C1 (ru) * | 1995-07-12 | 1997-06-10 | Акционерное общество закрытого типа - Международный научно-технологический центр супернаполненных материалов "Поликомэтт" | Экологически чистая древесно-наполненная пластмасса и способ ее получения |
| RU2132272C1 (ru) * | 1997-03-11 | 1999-06-27 | Санкт-Петербургская лесотехническая академия | Применение золя кремнезема в качестве компонента древесных плит на основе карбамидоформальдегидного связующего |
| WO2003027373A1 (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-03 | Eastman Chemical Company | Composite structures |
| EP2099853B1 (en) * | 2006-12-14 | 2011-02-09 | Lubrizol Limited | Filled plastic material composition |
-
2011
- 2011-04-27 RU RU2011116744/05A patent/RU2465292C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1666306A1 (ru) * | 1989-06-06 | 1991-07-30 | Гомельский Городской Центр Научно-Технического Творчества Молодежи | Способ изготовлени древопластика на основе двухкомпонентного св зующего |
| RU2005752C1 (ru) * | 1992-07-15 | 1994-01-15 | Цыбулькин Виктор Леонидович | Полимерная композиция и профильно-погонажная деталь из нее |
| RU94028462A (ru) * | 1994-07-27 | 1996-05-20 | Институт синтетических полимерных материалов РАН | Способ получения древесной формовочной массы |
| RU2081135C1 (ru) * | 1995-07-12 | 1997-06-10 | Акционерное общество закрытого типа - Международный научно-технологический центр супернаполненных материалов "Поликомэтт" | Экологически чистая древесно-наполненная пластмасса и способ ее получения |
| RU2132272C1 (ru) * | 1997-03-11 | 1999-06-27 | Санкт-Петербургская лесотехническая академия | Применение золя кремнезема в качестве компонента древесных плит на основе карбамидоформальдегидного связующего |
| WO2003027373A1 (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-03 | Eastman Chemical Company | Composite structures |
| EP2099853B1 (en) * | 2006-12-14 | 2011-02-09 | Lubrizol Limited | Filled plastic material composition |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2527468C1 (ru) * | 2013-05-16 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Способ получения высоконаполненной древесно-полимерной композиции на основе поливинилхлорида |
| RU2583812C2 (ru) * | 2013-06-04 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Полимерная композиция на основе поливинилхлорида |
| RU2746834C1 (ru) * | 2020-08-21 | 2021-04-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Способ получения полимерной композиции для производства изделий |
| RU2758304C1 (ru) * | 2020-11-23 | 2021-10-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Salimian et al. | A review on aerogel: 3D nanoporous structured fillers in polymer‐based nanocomposites | |
| Yuan et al. | A novel surface modification for calcium sulfate whisker used for reinforcement of poly (vinyl chloride) | |
| Mondal et al. | Effect of poly (vinyl pyrrolidone) on the morphology and physical properties of poly (vinyl alcohol)/sodium montmorillonite nanocomposite films | |
| Kaboorani et al. | Effects of adding nano-clay on performance of polyvinyl acetate (PVA) as a wood adhesive | |
| Ilyin et al. | Epoxy reinforcement with silicate particles: Rheological and adhesive properties–Part I: Characterization of composites with natural and organically modified montmorillonites | |
| Zhu et al. | Reinforcement of soy polyol‐based rigid polyurethane foams by cellulose microfibers and nanoclays | |
| RU2465292C1 (ru) | Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида | |
| Irina et al. | The effect of carbon fibers, glass fibers and nanoclay on wood flour-polypropylene composite properties | |
| KR20150137994A (ko) | 중공실리카 입자의 제조방법, 중공실리카 입자 및 그를 포함하는 조성물 및 단열 시트 | |
| Mejía et al. | Surface modification of sepiolite nanofibers with PEG based compounds to prepare polymer electrolytes | |
| Jiang et al. | Improved mechanical properties and hydrophobicity on wood flour reinforced composites: Incorporation of silica/montmorillonite nanoparticles in polymers | |
| Bhattacharya et al. | Influence of different nanofillers and their dispersion methods on the properties of natural rubber nanocomposites | |
| Liu et al. | “Green” composites and nanocomposites from soybean oil | |
| Hou et al. | Synergistic effect of silica aerogels and hollow glass microspheres on microstructure and thermal properties of rigid polyurethane foam | |
| Jiang et al. | The effects of surface modification of ground calcium carbonate powdery fillers on the properties of PVC | |
| Ni et al. | Synergistic reinforcement of waterborne polyurethane films using Palygorskite and dolomite as micro/nano-fillers | |
| Liu et al. | Freeze-casting production of thermal insulating and fire-retardant lightweight aerogels based on nanocellulose and boron nitride | |
| Marras et al. | Morphological, thermal, and mechanical characteristics of polymer/layered silicate nanocomposites: the role of filler modification level | |
| DE69119944T2 (de) | Wässrige, durch Wasserabspaltung zu einem flammfesten Elastomer härtende Siliconöldispersion | |
| Ghari et al. | Natural rubber hybrid nanocomposites reinforced with swelled organoclay and nano-calcium carbonate | |
| Shimpi et al. | Property investigation of surface-modified MMT on mechanical and photo-oxidative degradation of viton rubber composites | |
| RU2450037C1 (ru) | Древесно-полимерная композиция на основе жесткого поливинилхлорида | |
| RU2758304C1 (ru) | Способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида | |
| JP2018532856A (ja) | 現場発泡体を製造するためのシステムおよび方法 | |
| RU2527468C1 (ru) | Способ получения высоконаполненной древесно-полимерной композиции на основе поливинилхлорида |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150428 |