Полимерпесчаные изделия

Производство и реализация изделий из инновационных композитных материалов – одно из основных направлений производственной деятельности компании «Сколковский Механический Завод» (СМЗ, Сколково, Самарская область). Технология их изготовления разработана специалистами предприятия и предусматривает использование полимерпесчаной смеси из недорогих, общедоступных компонентов – песка, отходов пластика и стекла. Использование вторичного сырья положительно сказывается на себестоимости полимерно песчаных изделий, кроме того, сам производственный процесс протекает на технологических линиях, разработанных в конструкторском бюро СМЗ и изготовленных собственными силами в механических цехах завода. Это предоставляет работникам предприятия определенную свободу действий с возможностью реальной оценки технических параметров оборудования, подбора оптимальных составов и пропорций компонентов для выпуска конечной продукции гарантированно высокого качества. В дополнение к этому, использование вторичного сырья позволяет существенно снизить нагрузку на окружающую среду и с выгодой для всех перерабатывать стойкие для естественного разложения материалы – пластик, стекло.  

Перечень выпускаемой полимерпесчаной продукции  

Номенклатурный перечень продукции, выпускаемой на производственных мощностях компании «Сколковский Механический Завод», включает в себя несколько видов песчано полимерных изделий для использования в строительстве и предприятиях жилищно-коммунального хозяйства. На сегодняшний день это:

• кольца с габаритами 1080х1080х200 мм для смотровых или канализационных колодцев;
• кольцевые перекрытия;
• дно и крышка колодцев.

В перспективе этот перечень планируется расширить выпуском тротуарной плитки, черепицы, элементов бордюрных ограждений, ливневых желобов, решеток и ряда других, пользующихся спросом, изделий. Выпускаемая продукция может использоваться в составе самых ответственных инженерных сооружений, так как способна выдержать значительные динамические и статические нагрузки, контакт с жидкой агрессивной средой. Изделия из композита характеризуются высокой стойкостью к перепадам температуры, солнечной радиации, срок их службы составляет 50 и более лет.

Состав полимерно песчаной смеси, подготовка компонентов

Основой, главным компонентом полимерпесчаной смеси служит песок, он должен быть чистым, без глинистых и пылевидных включений, и иметь крупность зерен до 3 мм. Его подготовка к использованию предполагает не только очистку, но и доведение влажности до уровня 0,1% - 10,3%. Повышенное содержание влаги в дальнейшем приведет к комкованию смеси, образованию пустот. Для сушки песка используются специальные автоматизированные установки, способные перерабатывать до 500 кг материала в час.  

Вторым важным и необходимым компонентом полимерпесчаных изделий является вторсырье – отходы полипропилена, полиэтилена, пластмасс низкого или высокого давления, использованные пленка и ПЭТ-тара, стеклянный бой. Перед использованием, эти материалы проходят подготовку для приведения их состояния в соответствие с требованиями техусловий. Это очистка от посторонних примесей, дробление (агломерация).  

Увеличение прочности изделий из композита достигается армированием, для этого могут применяться синтетические, минеральные и органические волокнистые материалы – асбест, хлопковые очесы, ацетатное и стекловолокно. Технология производства предусматривает окрашивание выпускаемой продукции – введение пигментов для придания желаемого цвета. Для этого используется окись хрома, железный сурик, двуокись титана, кобальт синий.  

Рецептура полимерпесчаных изделий разрабатывается с учетом сферы их применения и уточняется путем пробного выпуска и тестирования образцов. В общем случае, их состав представляет собой смесь компонентов в следующих пропорциях:

• песок: 60 – 75 %;
• полимерные материалы: 23 – 38%:
• пигменты, армирующие и прочих добавки: до 2 %.

В том случае, если результаты лабораторных испытаний образцов оказываются неудовлетворительными, проводится корректировка состава до тех пор, пока прочностные характеристики изделий не достигнут расчетных. Только после этого продукт запускается в массовое производство с обязательным операционным контролем качества.   

Оборудование для изготовления полимерпесчаной продукции

Базовый комплект оборудования, необходимого для выпуска полимерпесчаных изделий, включает в себя несколько механизмов и технических устройств, объединенных в единую технологическую линию. Сколковский Механический Завод использует для этой цели продукцию собственного производства, ее параметры проверены временем и обеспечивают все, что необходимо для производительной, рентабельной работы. В состав комплекта оборудования входит:

Сушилка песка шнекового типа. Это устройство в непрерывном режиме доводит влажность песка до требуемых значений. Основные элементы оборудования – корпус со шнеком, электронагревательные элементы, электродвигатель с редуктором, автоматизированная система управления для регулирования режимов работы.

Дробилка полимеров. Этот механизм предназначен для предварительного измельчения пластика и пленки перед дальнейшим использованием. Он состоит из корпуса с бункером и ротора с ножами. Вращение роторного измельчителя обеспечивает электропривод.    

Агломератор для переработки пленки, пластика. Данное оборудование предназначено для окончательной переработки пластика в ходе подготовки к использованию, оно измельчает и гранулирует его с нагревом и шоковым водяным охлаждением. На конечном этапе работы влага выпаривается. Агломератор состоит корпуса с ротором-измельчителем, нагревателя, системы подачи воды, блока управления.

Экструдер. Его назначение – разогрев полимера до температуры плавления, смешивание его с другими компонентами смеси, порционное выделение горячей массы для дальнейшей переработки. Состав механизма – бункер со смесителем (шнеком), один или несколько ленточных нагревательных элементов, экструдерная головка, весовой измерительный блок, автоматизированная система управления и защиты. Вращение шнека с заданной скоростью обеспечивает асинхронный электродвигатель с редуктором.

Гидравлический пресс – механизм технологических линий, придающий изделиям из полимерпесчаных смесей конечные, заданные проектом размеры и формы. Это сложное техническое устройство приложением небольшой силы создает огромное давление и, воздействуя на разогретый и помещенный в пресс-форму материал, позволяет получить прочное прессованное изделие нужной конфигурации. Неотъемлемой частью пресса является масляная станция с электрическим приводом и гидронасосом.

Укомплектованные оборудованием от СМЗ технологические линии по производству песчано полимерных изделий хорошо зарекомендовали себя, и на протяжении ряда лет успешно эксплуатируются не только в Сколково, но и во многих других регионах Российской Федерации.

Технология изготовления полимерпесчаных изделий

С использованием технологических линий СМЗ, процесс производства изделий из песчанополимерной смеси полностью автоматизирован и позволяет получить продукцию исключительно высокого качества с минимально возможными материальными затратами. Состав работ:

• просеивание и сушка песка;
• дробление и агломерация пластика;
• перемешивание, нагрев и экструзия смеси;
• прессование массы, помещенной в пресс-формы, соответствующие техническому заданию;
• принудительное или естественное (24 часа) охлаждение готовой продукции, упаковка, отправка на склад или потребителям.  

Качество конечного продукта определяется чистотой, влажностью сырья, соблюдением дозировки загружаемых в экструдер материалов. Наилучший результат дает полная автоматизация процесса с включением в состав технологической линии шнековых конвейеров и весовых дозаторов. Система автоматически произведет загрузку заданного технологией объема полимера, песка и будет контролировать параметры работы на протяжении всего времени переработки материала. Это полностью исключает ошибки субъективного характера, обеспечивает конечному продукту высокое качество, конкурентоспособность, стабильный спрос.