Строительство и архитектура/Современные строительные материалы

К.т.н. Просвирников Д.Б., ассистент Салдаев В.А., магистр Мазаров И.Ю.

Казанский национальный исследовательский технологический университет, Россия

Технология формирования пенополиуретанового теплоизоляционного материала.

Пенополиуретан по своей природе обладает уникальным комплексом физико-механических и теплофизических свойств [2], тем не менее, постоянно растущие требования потребителя к свойствам теплоизоляционных материалов задают вектор в направлении минимизации недостатков путем введения наполнителей в полимерную матрицу. Таким образом, осуществляется целенаправленное регулирование структуры для получения пенополиуретанов с требуемыми техническими показателями [1].

Перспективным наполнителем для изготовления теплоизоляционных материалов на основе пенополиуретана являются отходы деревообрабатывающей промышленности [4, 6], в виде щепы. Введение древесного наполнителя в полимерную матрицу позволит повысить прочностные характеристики и стойкость к тепловому старению. Также преимуществом использования древесных отходов является их низкая стоимость, что в свою очередь позволит существенно снизить стоимость конечного продукта.

Неоспоримым достоинством пенополиуретана является то, что процесс получения материала протекает в одну стадию. Вспенивание и отверждение полимера не требует дополнительных технологических операций, осуществляется за счет смешения жидких компонентов, заливки их в специальную форму и последующей выдержке для отверждения. Поэтому для получения древесно-наполненного пенополиуретана необходимо только разработать технологический прием введения наполнителя в полимер.

Техническая задача решается способом формования теплоизоляционного материала путем послойной укладки компонентов древесно-полимерной композиции (Патент РФ № 2538004 [3]). Способ послойной укладки представлен в виде схемы на рис. 1.

Рисунок 1. Схема послойной укладки древесно-полимерного теплоизоляционного материала: 1 – емкость компонентов пенополиуретана; 2 – емкость щепы; 3 – пеногенератор; 4 – питатель для дозированной подачи пенополиуретановой смеси; 5 – питатель для дозированной подачи древесной щепы; 6 – форма; 7 – слой пенополиуретана; 8 – слой древесной щепы.

Технологический процесс послойной укладки осуществляется в следующем порядке: из емкости компонентов пенополиуретана 1 (где компонент А - полиол, Б - полиизоционат), осуществляется подача компонентов в соотношении, мас. %: полиол 24 - 22, полиизоционат 36 - 33, в пеногенератор 3, где компоненты смешиваются, после чего происходит заполнение питателя 4 смесью компонентов. Питатель осуществляет заливку слоя пенополиуретана 7 в специальную форму 6. После полного прохождения формы под питателем прекращается подача смеси компонентов. Аналогичным образом работает питатель для дозированной подачи щепы 5, расположенный под емкостью щепы 2, осуществляющий подачу древесного наполнителя в форму. Таким образом происходит непрерывная послойная укладка компонентов древесно-наполненного пенополиуретанового теплоизоляционного материала (ДППУ) в специальную форму.

По окончании укладки компонентов в специальную форму производится закрытие формы, в которой протекает процесс вспенивания и поднятия композиции до заданного объема. Полученный плитный материал отправляется на выдержку до полного отверждения ДППУ [5].

Данный способ послойной укладки позволяет:

- достичь равномерного распределения древесного наполнителя в полимерной матрице по всему объему, что приводит к улучшению прочностных характеристик;

- увеличить массовое соотношение древесины к полимеру, что приводит к удешевлению конечного продукта.

Работа выполнена в рамках реализации программы «Старт - 1» Фонда содействия развитию малых форм предприятия в научно-технической сфере по теме: «Разработка технологии и опытно-промышленной установки для получения древесно-наполненных теплоизоляционных материалов» дог.№ 422ГС1/9650.

Список использованной литературы:

1. Гурьев, В. В. Тепловая изоляция в промышленности. Теория и расчет /

В.В. Гурьев, В.С. Жолудов, В.Г. Петров-Денисов . – М. : Стройиздат, 2003. –

416 с.: ил.

2. Денисов, A.B. Жесткие пенополиуретаны теплоизоляционного

назначения / A.B. Денисов // Строительные материалы. – 2005. – № 6. – С. 21 – 22.

3. Пат. 2538004 Российская Федерация, МПК С04В 18/26, С04В 40/00, С04В 38/10. Способ получения теплоизоляционного материала на основе древесного наполнителя / Салдаев В.А., Степанов В.В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение «Политехнологии». - № 2013143647/03; заявл. 26.09.13.;опубл. 10.01.2015, Бюл. №1 — 7с.: ил.

4. Салдаев, В.А. Исследование эксплуатационных свойств древесно-наполненного пенополиуретана / Д.Б. Просвирников, Р.Г. Сафин, Салдаева О.С., В.В. Степанов, З.Г. Саттарова // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т. 18, № 20. - с. 181 - 183.

5. Салдаев, В.А. Влияние соотношения компонентов на процесс формирования композиции древесно-наполненного пенополиуретана / Д. Б. Просвирников, О. С. Салдаева, Р. Г. Сафин, Х. Г. Мусин // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. – Т. 18, № 23. – с.52 - 54.

6. Сафин, Р.Г. Композиционные материалы на основе древесных частиц и полимеров / Саттарова З.Г., Галлиев И.М., Салдаев В.А. // Вестник Казанского технологического университета. -2015. - Т. 18, № 19. - с. 184 - 185.