CC BY
28
ШЕСТОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УКЛАД: МЕХАНИЗМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
13-14 ноября 2015 г.
УДК 699.86
АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПЛИТНОГО ДРЕВЕСНО-НАПОЛНЕННОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА
В. А. Салдаев, О. С. Салдаева, В. В. Степанов, Д. Б. Просвирников, З. Г. Саттарова
При теплоизоляции зданий и сооружений в настоящее время используются в основном минераловатные теплоизоляторы (стекловолокно, каменная вата и т. д.) и газонаполненные полимером теплоизоляционные материалы (пенополистирол, пенополиуретан и т. д.), имеющие высокую себестоимость, обуславливающуюся сегодняшней экономической ситуацией в стране. Только в последние годы быстро растущую популярность завоевывают теплоизоляционные материалы, получаемые переработкой неделовой древесины - древесноволокнистая теплоизоляция, древесно-стружечные и цементно-стружечные плиты [1].
Однако, с позиций современных требований они не обладают достаточными теплозащитными свойствами и уровнем гидрофобности. Кроме того, на сегодняшний день нет четких рекомендаций, каким должен быть состав, условия и технология получения эффективных теплоизоляционных материалов, производимых на основе измельченной древесины и отходов деревообработки [2].
Исходя из вышесказанного, актуальным направлением научной деятельности является разработка и создание новых технологий получения теплоизоляционных материалов с целью снижения их себестоимости и улучшения теплоизоляционных свойств.
Учитывая высокую стоимость и уникальные свойства пенополиуретана, как теплоизоляционного материала, а также большое количество древесных отходов, образующихся на предприятиях деревообрабатывающего комплекса, было принято решение наполнить его органическим наполнителем, в качестве которого выбрали измельченные древесные отходы толщиной 5 ± 2 мм, длинной 10 - 35 мм. [3]. Способ заключается в смешении наполнителя и связующего, с последующим формованием и отверждением. В качестве связующего используют пенополиуретан получаемый из двух компонентов - полиола и полиизоцианата. Предварительно смешивают компоненты связующего, затем смешивают связующее с наполнителем путем послойной укладки слоя связующего, слоя наполнителя и слоя связующего в форму, при соотношении всех компонентов смеси, мас. %: полиол 24 - 22, изоцианат 36 - 33, технологическая щепа 40 - 45. После полной подачи компонентов, форму фиксируют запорами, вакуумируют и выдерживают 15-20 мин. Для осуществления данного процесса в лабораторных условиях, с возможностью регулирования и оптимизации технологических параметров, была создана лабораторная установка, представленная на рисунке 1.
Специальная форма 11 для плитных образцов ДППУ размещена на ленте 10 конвейера 1, установленной на раме 2 с бортами для организации движения формы. Форма 11 двигается по конвейеру слева направо. В начале и конце формы установлены лазерные датчики, передающие сигнал на ответные датчики, установленные на заливочных головках 6 и шлюзовых питателях 7. Шлюзовые питатели установлены под бункерами для щепы, размещенными на опоре 8. Наливной узел в сборе размещен на раме 3. При прохождении формы под первой заливочной головкой вследствие срабатывания датчиков включается компрессор 13, подающий сжатый воздух по шлангу 14 в заливочную головку. Одновременно с компрессором включается насос машины ППУ 15, подающий компонент А по шлангу 16, компонент Б по шлангу 17. Вспенивание в формах производится под разрежением вакуум насоса18. Компоненты попадают вместе со сжатым воздухом в заливочную головку, где в зоне контакта перемешиваются за счет мешалок. Давление сжатого воздуха выталкивает жидкую смесь компонентов ППУ через отверстие заливочной головки в форму в виде непрерывной ленты заданной толщины. Таким образом, в форму заливается первый слой пенополиуретана. Когда форма полностью проходит под головкой, срабатывают замыкающие датчики, и подача ком-
В. А. Салдаев, О. С. Салдаева, В. В. Степанов, Д. Б. Просвирников, З. Г. Саттарова
понента в первую заливочную головку прекращается. Аналогичным образом работает шлю-зовый питатель щепы, установленный после первой заливочной головки, осуществляющий подачу древесного наполнителя в форму в виде второго слоя. Таким же образом последовательно включаются вторая заливочная головка, второй питатель щепы и третья заливочная головка, которые в той же последовательности выключаются при прохождении под ними лазерного датчика выключения. Таким образом осуществляется непрерывная послойная укладка компонентов ДППУ в специальную форму. Весь процесс технологического цикла послойной укладки осуществляется за время индукции ДППУ, то есть пока не началось самопроизвольное вспенивание композиции и в форме остается свободный объем, который будет заполняться в течение времени вспенивания.После укладки компонентов в форму, производится закрытие формы специализированной крышкой с клапанным отверстием для подвода шланга вакуумного насоса, который после откачки воздуха и создания разрежения в форме осуществляет вспенивание и поднятие композиции до заданного объема, ограниченного формой. После вакуумирования формы отверстие клапана крышки герметично закрывается и форма отправляется на выдержку до полного отверждения образца ДППУ.
Рис. 1 - Эскиз лабораторной установки получения древесно-наполненного теплоизоляционного материала: 1 - конвейер, 2 - рама конвейера, 3 - рама наливного узла, 4 - опора двигателя, 5 - электродвигатель, 6 - заливочная головка, 7 - бункер щепы, 8 - опора двигателя бункера, 9 - привод шлюзного затвора, 10 - лента конвейера, 11 - форма, 12 - привод конвейера, 13 - компрессор, 14 - шланг подачи сжатого воздуха, 15 - машина ППУ, 16 - шланг подачи компонента А, 17 - шланг подачи компонента Б, 18 - вакуум насос.
В результате проведенных исследований был разработан способ получения древесно-наполненного теплоизоляционного материала и получен патент Российской Федерации. [4]
Представленные результаты получены в рамках реализации программы «СТАРТ-1» Фонда содействия развитию малых форм предприятия в научно-технической сфере.
ЛИТЕРАТУРА
1. Садртдинов, А. Р. Перспективные направления переработки неликвидной древесной биомассы лесозаготовок и деревообработки / А. Р. Садртдинов, Л. М. Исмагилова,
Аппаратурное оформление процесса получения плитного древесно-наполненного теплоизоляционного
материала на основе пенополиуретана Р. Р. Мухаметзянов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2014. - Т.2. - № 2-3 (7-3). - С. 117-119.
2. Сафин Р. Г. Новые исследования и разработки в области получения древесно-композиционных материалов на основе древесных отходов / Сафин Р.Г., Степанов В. В., Исхаков Т. Д., Гайнуллина А. А., Степанова Т. О. // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. -Т. 18. № 6. - С. 139-142.
3. Тунцев, Д. В. Разработка комплексной технологии термохимической переработки древесных отходов / Д. В. Тунцев, А.М. Касимов, Р. Г. Хисматов, И. С. Романчева, А. С. Савельев // Деревообрабатывающая промышленность. - 2014. - № 4. - С. 50-55
4. 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. 26.09.2013; опубл. 10.01.2015, Бюл. № 1 - 7с.: ил.
