Полимерно песчаная черепица и плитка тротуарная – технология производства

Подготовка сырья (отходов полимеров и песка)

Вся невероятность и уникальность этой технологии в том, что сырьё, используемое при производстве полимерно песчаной черепицы бесплатное, валяется под ногами, иногда засоряя нашу среду обитания. Это полимерные отходы в различных видах: упаковка, пластиковая тара, пришедшие в негодность изделия быта. Всё больше и больше товаров упаковывается в полимеры, растёт ассортимент стройматериалов, изготовленных из пластиков. Недостатка в сырье не предвидеться, а наоборот, объёмы полимерных отходов будут только расти.
Конечно, существуют эффективные технологии их переработки, позволяющие использовать полимеры повторно. Как правило, требуется тщательная сортировка отходов пластмасс, их отмывка, сушка. Это дорогие и трудоёмкие процессы. Да и качество переработанного сырья низкое, и не позволяет использовать его на 100% взамен исходного.
Предлагаемая технология производства полимерпесчаной черепицы из полимерных отходов не предполагает очистку и глубокую сортировку сырья. Предлагается лишь придерживаться соотношения 40-50/60-50 так называемых мягких (полиэтилены) и жёстких (полипропилены, полистиролы, АБС пластики, ПЭТ и пр.) полимеров. В таком примерно соотношении отходы и находятся на свалках.
НЕ подходят тугоплавкие полимеры (поликарбонаты, фторопласты) и резины. Легкоплавкие, типа ПВХ, могут частично выгорать, но на качество полимерпесчаной черепицы это не влияет. Также выгорают примеси (бумага, пищевые отходы), испаряется влага.
Кроме отходов полимеров в производстве полимерпесчаной черепицы требуется песок. Он используется как наполнитель и должен быть сухим, просеянным без глинистых и пылевидных включений. Не имеет значения, какого цвета песок и происхождения. Допустимая фракция песка до 3х мм. Может и использоваться другой наполнитель, более доступный в выбранной местности, но прежде промышленного его использования необходимо исследовать его влияние на качество продукции. Таким образом эта невероятная новая технология получения наличных из бесплатного сырья.

Подготовка полимер песчаной массы

После первого измельчения отходы пластиков попадают в экструзионную машину, где под нагревом перемешиваются. Любой химик скажет, что это невозможно и ненаучно - перемешать разнородные полимеры; всё равно, что смешивать керосин с водой. Но такая задача и не ставиться – перемешивать полимеры на молекулярном уровне, достаточно перемешать отходы пластиков, используя свойства вязкости расплавленных полимеров.
В структуре полимерных отходов большое место занимают плёнки полиэтилена и полипропилена. Они без измельчения добавляются в экструзионную машину.

Получение полимерпесчаной массы и формовка черепицы

Этот этап производства полимерпесчаной черепицы завершающий. Некоторые отделяют его от заготовительного участка, располагают в отдельном помещении. Кроме эстетических соображений (заготовка полимерной усреднённой смеси сопровождается выделением газов, и требует обеспечения вытяжки), имеются ещё и практические выгоды: проще осуществлять контроль и учёт.
Смешивание песка, полимеров и красителей происходит в термосмесительном агрегате (Агрегат Плавильно-Нагревательный). Важно поддерживать массу смеси в АПН постоянной, добавляя по мере расхода готовой массы новые порции. Измельчённая полимерпесчаная масса смешивается с песком и красителями в разных пропорциях в зависимости от выпускаемой продукции. Для, например, черепицы это соотношение: 24/75/1, а для тротуарной плитки может быть 5/94/1.
Соотношение песка и полимеров влияет и на производительность – та масса, которая имеет в составе больше песка и нагреваться будет дольше.
Это свойство следует учитывать при расчёте себестоимости и учёте продукции.
Важно получить качественную смесь – частицы песка должны полностью обволакиваться полимерами, без пробелов. Это достигается уникальной конструкцией вала. В результате лопасти на валу расположены так, что при вращении вала скорость продвижения массы разная в 3х зонах нагрева, что обеспечивает полный расплав полимера и качественное смешивание с наполнителем.
Таким образом, полученная полимерно-песчанная масса с температурой на выходе около 170-190 градусов и консистенцией тугого пельменного теста выдавливается из машины после открытия заслонки. Оператор отрезает ножом необходимое количество, взвешивает на весах, и получив нужное (около 2-х кг.), обычным совком укладывает в форму.
Форма, установленная на прессе с подвижной нижней плитой, охлаждается по-разному.
Верхняя часть имеет температуру около 80 градусов, а нижняя 45, или охлаждается как можно сильнее, для быстрейшего формования черепицы (30-50 сек).
Это сделано для создания глянца на наружной стороне полимерно песчаной черепицы, полимер как бы выдавливается вверх, заполняя поры между наполнителем.
В этом ещё один секрет технологии. Хотя такое неравномерное охлаждение может привести к изгибу черепицы, для чего она укладывается на стол охлаждения и прижимается грузом до окончательной формовки.
Для получения матовой поверхности полимерно-песчаной черепицы достаточно охладить верхнюю форму также сильно, как и нижнюю. Это применяется для производства полимерно-песчаной брусчатки. Краситель может и не добавляться, и изделие получается серым по цвету, как бетон.

Ассортимент выпускаемой продукции из полимерпесчаной композиции

Зависит напрямую от наличия дополнительных форм. Конечно, делают бизнес конкурентным. Но пока некоторые производители в сезон продажу только полимерпесчаной черепицы расписывают на месяцы вперёд. А выпускать можно, конечно, что угодно: плитку, лотки, кирпич, элементы несъёмной опалубки, даже предполагается выпускать крышки люков колодцев. Предполагается армировать их металлом для повышения прочности. Проблема может быть с сертификацией этой продукции, но если её решить, то работой можно обеспечить не одну линию на годы вперёд.
Свойства, полученного таким образом полимербетона, позволяют его использовать во влаге, при любых атмосферных воздействиях. Уложенная, например, на полу подвала полимерпесчаная плитка будет нести функцию гидроизоляции.

Проблемы, возникающие в связи с производством полимерной черепицы

По помещению

Производители оборудования рекомендуют использовать помещения 150-300 м2. Габариты оборудования для производства полимерной черепицы небольшие, и позволят разместить его и на более меньших площадях – около 50 м2, но ещё необходимо иметь место для складирования сырья и готовой полимерной черепицы, в помещении необходима вытяжная вентиляция. Рекомендуемая высота потолка 4 метра.

По сырью

Если использовать сырой песок, то в процессе нагрева будет происходить выделение газов, приводящее к порообразованию в изделии, что крайне нежелательно. Крупные включения могут также привести к потере качества черепицы, износу формующего инструмента. Необходимо избегать попадание машинного масла в полимерпесчаную смесь, металлических включений.

Прочее

При организации производства полимерно-песчаной черепицы могут понадобиться документы от различных контролирующих инстанций. Предлагаемые документы при покупке оборудования не все пригодятся. Возможно, придётся согласовать с экологами, санэпидемнадзором, пожарниками.
Вообще производимая черепица не подлежит обязательной сертификации, как и оборудование, так как оно нестандартное. Но вот требования по помещению, охране труда и окружающей среды могут быть предъявлены. Необходимо наладить контроль за качеством и учётом продукции.
Существует опасность выхода из строя оборудования при запуске двигателя. Шнек не может вращаться в непрогретом до температуры пластикации полимере или полимерно песчаной смеси.
Производительность предлагаемых линий позволяет выпускать около 70 м2 полимерно-песчаной черепицы в смену. Обслуживают всё оборудование 5 человек. В одном квадратном метре 9 плиток с учётом нахлёста, вес 1 м2 – 20 кг. .

Дополнительные формы для изготовления тротуарной плитки, черепицы, брусчатки и многого другого