Дипломная работа: Способы производства и методы модификации резиновой смеси для производства сальника реактивной штанги с целью уменьшения себестоимости и увеличения производительности

Особенности стабилизации полимерной серы.

Стабилизированная полимерная сера представляет собой не выцветающий агент вулканизации. Ее получают из расплавов циклоокто серы, вводя в них специальные соединения – «стабилизаторы». Эффективный стабилизатор полимерной серы является гексахлор-пара-ксилол (ГХК).

Сера реагирует с ГКХ с образованием производных бензотиофена и хлорсульфанов. Синтез происходит по механизму инициируемой радикальной полимеризации, в качестве инициатора выступают хлорсульфаны.

Схема протекания реакции:

1)         Сера взаимодействует с ГХК с образованием полихлорбензотиафена и хлорсульфанов

2)         CCl x Cl являются неустойчивыми соединениями и легко распадаются на радикалы

3)         Образовавшиеся по реакции 1 радикалы в момент выделения инициируют процесс полимеризации серы

4)         Обрыв растущих полимерных цепей.

На каждую молекулу полимерной серы приходится в среднем два атома хлора, которые расположены по ее концам. [21]

Стабилизация полимерной серы бромом.

Полимерная сера является, метастабильным аллотроном серы и для ее стабилизации используют достаточно эффективные стабилизаторы, также как галогены или соединения, являющиеся донорами галогенов. Стабилизирующий агент вводят на различных стадиях процесса получения полимерной серы в расплав во время полимеризации или на стадиях закалки и экстракции растворимой серы. В качестве закалочной серы используют природный минеральный раствор хлорида магния (биофит), который содержит около 0,5% бромида магния. Стабилизация полимерной серы происходит ввиду насыщения электронной плотности концевых групп макромолекул. Закалку расплава проводят при температуре ниже 0 оС. В результате получают полимерную серу с выходом 40–45%. После экстракции растворителем выделяют термостабильный продукт, содержащий более 98% полимерной серы. [23]

Микрокапсулированная сера – заменитель полимерной серы.

Микрокапсулированние ромбической серы позволяет предотвратить выцветание серы на поверхности резиновых заготовок. Микрокапсулированную серу получают путем заключения ромбической серы в полимерную оболочку. Оптимальное содержание полимера в оболочке, обеспечивающее замедление выцветания серы на поверхность резиновых смесей. Испытания показали, что резиновые смеси и вулканизаты, содержащие микрокапсулярную серу, практически не уступают эталону по всему комплексу свойств: конфекционным свойствам, клейкости, физико-механическим показателям. [22]

Композиционные эластомеры.

С целью получения каучуков нового типа применяются как специальные каталитические системы так и непосредственное смешение растворов полимеров с образованием вулканизующих композиций нового состава.

Большой интерес представляет СКД – 16, являющийся смесью эластомеров, полученных в присутствии титанового (СКД-1) и лактаноидного (СКД-6) катализаторов. Вулканизаты на основе СКД-16 обладают более высокими прочностными показателями. Кроме того, СКД-16 характеризуется повышенным содержанием цис – 1,4 – звеньев по сравнению с СКД-1, которое может быть согласованно с каждым конкретным потребителем. Смешение растворов двух цис – 1,4 – полубутадиенов позволяет решить проблемы понижения морозостойкости, высокой пластичности, характерные для СКД-6. [29]

Новые пластификаторы для резин на основе полярных каучуков.

ДАЭНДК смесь сложных эфиров, полученных переэтерификацией диметиловых эфиров, низших дикарбоновых кислот С4 - С6 (адипиновой, глутаровой, янтарной) со смесью спиртов С1 – С20;

ТХЭФ трихлорэтилфосфат;

ЭДОС смесьдиоксановых спиртов и их высококипящих эфиров;

ДБЭА дибутоксиэтиладипинат;

ПЭФ-1 смесь монофениловых эфиров полиэтиленгликоля (мол. масса 140–190).

Установлено, что при смешение с каучуками новые продукты не вызывают технологических осложнений, не ухудшают технологичность резиновых смесей при их переработки. Пластификаторы ТХЭФ и ПЭФ-1 в большей мере влияют на кинетику вулканизации, чем другие пластификаторы; эти пластификаторы несколько повышают физико-механические показатели смесей и практически не влияют на изменение свойств вулканизатов под воздействием повышенных температур и агрессивных жидкостей. Морозостойкость вулканизатов, содержащих ДАЭНДК, сохраняется на уровне резин, содержащих ДБС, а для резин, включающих остальные пластификаторы, сохраняется на уровне вулканизатов, содержащих ДБФ, или несколько снижается. Использование ПЭФ-1 уменьшается индукционный период вулканизации резиновых смесей на основе БНК. [30; 32]

Анализ литературных данных показал, что для получения сальников реактивной штанги состав резиновой смеси в настоящее время совершенствуется. Исследования в области улучшения качества резиновой смеси продолжается.

1.1.3 Патентное исследование

Заявка 97116869/04 от 30.09.1997 г.

Дата начала действия патента 30.06.1997 г.

Дата публикации 20.05.2000 г.

Изобретатель: Ягофаров А.А., Голодкова Л.Н., Сухинин Н.С., Шеломенцев В.А., Нестярова Л.А.

Патентообладатель: ТОО «Талгат»

Резиновая смесь.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Реферат:

Изобретение относится к вариантам резиновой смеси с наполнителями, включающей шлак феррохромовый саморассыпающийся, и может использоваться в производстве резинотехнических изделий. Резиновая смесь включает бутадиен-нитрильный каучук, серу, ускоритель вулканизации, оксид цинка, технический углерод, пластификатор, противостаритель и шлак феррохромовый саморассыпающийся. Варианты резиновой смеси могут включать смесь бутадиенового и бутадиен-стирольного каучуков, изопреновый, бутадиен-стирольный и смесь изопренового и бутадиенового каучуков, также различные пластификаторы, добавки и регенерат резиновых шин. Изобретение позволяет получить резины с оптимальными прочностью, твердостью, показателями температурного предела хрупкости и относительного удлинении.

Известна резиновая смесь, выбранная в качестве прототипа, включающая синтетический каучук, серу, ускоритель вулканизации, оксид цинка, пластификатор, противостаритель, неорганический наполнитель, в которой в качестве синтетического каучука используют бутадиен-нитрильный и изопреновый каучуки в массовом соотношении 60: 40 соответственно, в качестве ускорителя вулканизации N'-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид и дополнительно – малоактивный технический углерод с удельной геометрической поверхностью 75 – 82 м2 /г в соотношении 1–7: 1–7 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: бутадиен-нитрильный каучук в массовом соотношении 100, сера – 1,2 – 1,6, N'-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид – 0,8 – 1,3, оксид цинка – 3 – 5, пластификатор – 31 – 37, противостаритель – 1 – 2, неорганический наполнитель 15 – 30, указанный технический углерод. Недостатком известной резиновой смеси является ее довольно высока стоимость за счет использования специально добываемого наполнителя, такого как мел, каолин, тальк, и подготовки такого наполнителя – измельчения и т.п.

Задачей, сто щей перед изобретением, является расширение ассортимента наполнителей, используемых в резинотехнических смесях, удешевления их, а также утилизация отходов производства феррохрома.

Предложена резиновая смесь, включающая бутадиен-нитрильный каучук, серу, ускоритель вулканизации, оксид цинка, противостаритель, технический углерод, неорганический наполнитель и пластификатор, новым в которой является то, что в качестве неорганического наполнителя она содержит шлак феррохромовый саморассыпающийс (ТУ 14–11–181–95) при следующем соотношении компонентов (мас. ч.): бутадиен-нитрильный каучук – 100, сера – 1,5 – 2,1, ускоритель вулканизации – 0,8 1,3, оксид цинка – 3 – 5, противостаритель – 0,9 – 2,0, технический углерод 60 – 80, шлак феррохромовый саморассыпающийс – 50 – 60, пластификатор – 10 – 30.

Исследования, проведенные Институтом резины и резинотехнических изделий (г. Екатеринбург) на базе своей лаборатории и на базе Уральского завода РТИ, показали, что использование шлака феррохромового саморассыпающегося в качестве наполнителя резиновых смесей вместо мела, талька, каолина не ухудшает качества резинотехнических смесей, сохраняются их пластоэластические, физико-механические показатели. Вулканизационные характеристики оценивали на приборе фирмы Монсанто, резиновые смеси также испытывали на истирание, эластичность по Шобу, сопротивление раздиру, стойкость к старению и другие показатели. Результаты испытаний приведены в таблице.

Поиск, проведенный по источникам научно-технической и патентной информации, не вы вил источников, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позвол ет сделать вывод о «новизне» и «существенных отличиях» предлагаемого изобретения.

Пример.

Смесь готовили традиционным методом, перемешивая следующие компоненты (мас. ч.): бутадиен-нитрильный каучук (СКН-40СМ) – 100, сера техническая – 2,0, ускоритель вулканизации – 2,2, дибензтиазолдисульфид – 1,25, оксид цинка – 5,0, противостаритель – синтетические жирные кислоты C17 – C21 – 1,0, технический углерод (П-803) – 64,75, шлак феррохромовый саморассыпающийся –

55,0, пластификатор – дибутилфталат – 20,0. В состав шлаков феррохромовых саморассыпающихся (ТУ 14–11–181–95, разработано Отделом металлургических шлаков АО «Уралмет») входит оксид кальция – не менее 46%, оксид магния – 7 – 16%, оксид кремни – 24 – 32%, оксид алюминия – 4 – 8%, оксид хрома – 2 – 6% – это отход производства феррохрома. Кроме вышеперечисленных компонентов в состав резиновой смеси могут входить – диафен – 1,0 и ацетонанил – 2,0. Изготовление смеси в услови х Института резин проводили на вальцах ЛБ 320 160/160, а в условиях Уральского завода РТИ на резиносмесителе 250/20.

Предлагаема резиновая смесь по своим свойствам не уступает резиновым смесям, в которых используют мел, каолин, тальк в качестве наполнителя, физико-механические и пластоэластические свойства смеси идентичны гостовским, технологическое поведение резиновой смеси при изготовлении на вальцах и резиносмесителе хорошие, при этом происходит удешевление смеси за счет того, что шлак феррохромовый саморассыпающийс в 5 раз дешевле каолина, в 2–3 раза дешевле мела и т.д. По качеству изделия, изготовленные на смеси, не уступают серийным. Одновременно решается проблема утилизации отходов, а следовательно, экологические проблемы.

Формула изобретения:

1. Резиновая смесь, включающая бутадиен-нитрильный каучук, серу, ускоритель вулканизации, оксид цинка, противостаритель, технический углерод, неорганический наполнитель и пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве неорганического наполнителя она содержит шлак феррохромовый саморассыпающийся при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Бутадиен-нитрильный каучук – 100,0

Сера – 1,5 – 2,1

Ускоритель вулканизации – 0,8 – 1,3

Оксид цинка 3 – 5

Противостаритель 0,9 – 2,0

Технический углерод – 60 – 80

Шлак феррохромовый саморассыпающийся – 50 – 60

Пластификатор 10 – 30

Заявка 2000102509/12 от 01.02.2000 г.

Дата начала действия патента 01.02.2000 г.

Дата публикации 20.08.2001 г.

Изобретатель: Остриков А.Н., Абрамов О.В., Рудометкин А.С.

Патентообладатель: Волжская государственная технологическая академия

Двухшнековый экструдер

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Реферат:

Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию. Двухшнековый экструдер содержит взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, и матрицу. Рабочая камера включает загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни и выходное отверстие. Выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом. В канале установлен с возможностью перемещения параллельно осям шнеков шток. Рабочий конец штока размещен в зоне гомогенизации под выходным отверстием. По первому варианту цилиндрическое выходное отверстие расположено на нижнем гребне при выполнении шнеков с возможностью вращения навстречу друг другу. По второму варианту канал с выходным отверстием и штоком расположен в верхнем и нижнем разделительных гребнях при выполнении шнеков с возможностью вращения в одном направлении. Изобретение позволяет стабилизировать давление в предматричной зоне экструдера при изменении технологических параметров процесса при экструзии различного исходного сырь.

Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию.

Известен двухшнековый экструдер, содержащий два шнека, смонтированных в корпусе с возможностью взаимозацепления и вращения в одном направлении дл подачи исходного материала через первое и второе шнековые отверстия в корпусе, нагревания его, перемешивания и шприцевания, и устройство, регулирующее степень перемешивания [Авторское свидетельство СССР №1741606, кл. В 29 С 47/40, 15.05.92, Бюл. №22].

Недостатком такой конструкции является невозможность регулирования давления в предматричной зоне экструдера.

Наиболее близкой к предложенному является двухчервячная машина (экструдер) для переработки высоковязких полимеров, содержащая материальный цилиндр (рабочую камеру) с разделительными гребнями и загрузочным отверстием, расположенные в материальном цилиндре червяки (шнеки) и фильеру (матрицу), а также выполненный на нижнем разделительном гребне цилиндрический врез (выходное отверстие) [Авторское свидетельство СССР №1608073, кл. В 29 С 47/40, 23.11.90, Бюл. №43].

Недостатком данного устройства является невозможность «автоматического» регулирования величины давления (регулирование зазора между запорными шайбами и торцами шнеков производится регулировочными винтами вручную), что приводит к нестабильности процесса экструзии, и в свою очередь ведет к ухудшению качества получаемого продукта. Кроме того, известная установка является узкоспециализированной, предназначенной только для переработки высоковязких полимеров, что ограничивает область ее применения.

Технической задачей изобретения является стабилизация давления в предматричной зоне экструдера при изменении технологических параметров процесса в ходе экструдирования различного исходного сырь за счет отвода части продукта из предматричной зоны и направления ее в рабочую камеру.

Поставленная задача достигается тем, что в двухшнековом экструдере, содержащем взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, включающей загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни, выходное отверстие и матрицу, по первому варианту новым является то, что выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом, в котором установлен с возможностью перемещения параллельно ос м шнеков шток, рабочий конец которого размещен в зоне гомогенизации под выходным отверстием, причем цилиндрическое выходное отверстие расположено на нижнем гребне при выполнении шнеков с возможностью вращения навстречу друг другу.

В двухшнековом экструдере, содержащем взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, включающей загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни, выходное отверстие, и матрицу, по второму варианту новым является то, что выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом, в котором установлен с возможностью перемещения параллельно ос м шнеков шток, рабочий конец которого размещен в зоне гомогенизации, причем канал с выходным отверстием и штоком расположен в верхнем и нижнем разделительных гребнях при выполнении шнеков с возможностью вращения в одном направлении.

При нарушении устойчивого режима работы экструдера (пульсации производительности и давления, например, при наличии недостаточной однородности состава смеси) или изменении режима работы, при смене рецептуры смеси, требуется изменение количества отводимой части продукта из предматричной зоны.

В этом случае в предлагаемом устройстве предусматривается «автоматическое» регулирование проходного сечения выходного отверстия сквозного канала за счет пульсаций давления в предматричной зоне экструдера.

Формула изобретения:

1. Двухшнековый экструдер, содержащий взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, включающей загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни, выходное отверстие, и матрицу, отличающийся тем, что выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом, в котором установлен с возможностью перемещения параллельно осям шнеков шток, рабочий конец которого размещен в зоне гомогенизации под выходным отверстием, причем цилиндрическое выходное отверстие расположено на нижнем гребне при выполнении шнеков с возможностью вращения навстречу друг другу.

2. Двухшнековый экструдер, содержащий взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, включающей загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни, выходное отверстие, и матрицу, отличающийся тем, что выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом, в котором установлен с возможностью перемещения параллельно осям шнеков шток, рабочий конец которого размещен в зоне гомогенизации, причем канал с выходным отверстием и штоком расположен в верхнем и нижнем разделительных гребнях при выполнении шнеков с возможностью вращения в одном направлении.

Заявка 2000103592/04 от 14.02.2000 г.

Дата начала действия патента 14.02.2000 г.

Дата публикации 10.08.2002 г.

Изобретатель: Кузнецов А.А., Куликова О.А., Богач Е.В.

Патентообладатель: Волгоградское ОАО «Химпром»

Способ получения тонкой дисперсии полимерной серы в резиновой смеси.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Реферат:

Изобретение относится к области технологии получения композиционных полимерных материалов. Смешивают резиновую смесь с полимерной серой в метастабильном состоянии, полученной термической полимеризацией серы в присутствии стабилизатора с последующей закалкой. В качестве стабилизатора используют гексахлорпараксилол или хлорциклогексан. Стабилизированную полимерную серу смешивают с предварительно приготовленной маточной резиновой смесью. Термическую полимеризацию проводят при 220–240o С в течение 2 ч, закалку проводят в 0,2–0,5%-ном водном растворе поливинилового спирта при температуре ниже 10o С в течение 1 ч. Способ по изобретению позволяет упростить технологию получения тонкой дисперсии полимерной серы в резиновой смеси.

Изобретение относится к области технологии получения композиционных полимерных материалов, в частности к области получения тонкой дисперсии полимерной серы, находящейся в метастабильном состоянии в резиновых смесях, предназначенных для изготовления изделий в резиновой, преимущественно в шинной промышленности.

Известен способ получения дисперсии полимерной серы в резиновых смесях путем введения высокомолекулярного вулканизующего агента, находящегося в кристаллическом состоянии, в резиновую смесь.

Недостатками данного способа получения дисперсии полимерной серы в резиновой смеси являются применение полимерной серы в виде мелкого порошка, имеющего тенденцию к образованию взрывоопасной пыли и агломератов, затрудняющих равномерное распределение вулканизующего агента.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения дисперсии полимерной серы в резиновых смесях на основе натурального и бутадиен-стирольного каучуков. Полимерную серу применяют в метастабильном состоянии после стабилизации бромом, йодом или в виде сополимера с селеном или теллуром и закалки в охлажденной воде. Перед применением предусматривается удаление растворимой серы экстракцией сероуглеродом, хлорированными углеводородами или другими подходящими растворителями (патент США 5475059, кл С 08 F 28/02, 1995 г.).

Недостатками данного способа получения дисперсии серы в резиновых смесях являются сложность технологии, связанная с применением для получения полимерной серы чрезвычайно опасных (теллур) и высокоопасных (бром, йод и селен) веществ, а также необходимостью в ряде случаев экстракции растворимой серы. Полученная этим способом полимерная сера представляет собой бесформенную слипшуюся массу, что затрудняет процессы выделения и дальнейшей переработки.

При создании изобретения ставилась задача упростить технологию получения тонкой дисперсии полимерной серы в резиновых смесях.

Поставленная задача достигается тем, что в качестве стабилизаторов полимерной серы используют гексахлорпараксилол или хлорциклогексан, относящиеся к малоопасным и умеренноопасным веществам, а в качестве закалочной среды применяют 0,2–0,5%-ный водный раствор поливинилового спирта при температуре ниже 10o С. В результате чего получают готовую к применению гранулированную серу, содержащую 45–50% полимерной серы.

Проведение закалки полимерной серы в водном растворе поливинилового спирта, содержащем менее 0,2 мас.% защитного коллоида не позволяет обеспечить устойчивую к слипанию дисперсию, а использование раствора с концентрацией более 0,5% экономически нецелесообразно. Закалка при температуре выше 10o С малоэффективна и требует значительного увеличения продолжительности процесса.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1.

В расплав 200 г. серы при температуре 140–150o С вводят 3 г (1,5% от массы серы) гексахлорпараксилола и нагревают реакционную массу до 220–240o С в течение 2 ч. После этого содержимое реактора давлением инертного газа перегружают в 2000 г. энергично перемешиваемого закалочного раствора при высокой температуре. Закалку проводят в 0,5%-ном водном растворе поливинилового спирта в течение 1 ч. Затем закалочный раствор отфильтровывают и сушат полученные гранулы. Получают 203 г. продукта, содержащего 50% полимерной серы. Полученную таким образом стабилизированную полимерную серу, находящуюся в метастабильном состоянии, направляют на приготовление резиновой смеси.

Смешение проводят в лабораторном смесителе со скоростью вращения роторов 60 об/мин в течение 60±5 с. Выгрузку резиновой смеси проводят при температуре 108±6o С. Получают однородную тонкую дисперсию полимерной серы в резиновой смеси с размером частиц полимерной серы не более 3 микрон.

Пример 2.

По методике, описанной в примере 1

проводят термическую полимеризацию 200 г. серы в присутствии 2 г хлорциклогексана (1% от массы серы). Закладку полимерной серы осуществляют в 0,2%-ном водном растворе поливинилового спирта при температуре 1–10o С. Получают 202 г. продукта, содержащего 45% полимерной серы.

Приготовление резиновой смеси осуществляют по рецептуре примера 1 в тех же условиях. Получают однородную тонкую дисперсию полимерной серы в резиновой смеси. Размер частиц вулканизующего агента не превышает 3 микрон.

Пример 3.

По методике, описанной в примере 1, проводят термическую полимеризацию 200 г. серы в присутствии 2 г гексахлорпараксилола (1% от массы серы). Закалку полимерной серы осуществляют в 0,3%-ном водном растворе поливинилового спирта при температуре 2–8o С. Получают 202 г. продукта, содержащего 48% полимерной серы.

Приготовление резиновой смеси осуществляют по рецептуре примера 1. Получают однородную тонкую дисперсию полимерной серы в резиновой смеси. Размер частиц вулканизующего агента не превышает 3 микрон.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить технологию получения тонкой дисперсии полимерной серы в резиновых смесях благодаря использованию в качестве стабилизаторов малоопасных и умеренно опасных хлорорганических соединений, таких как гексахлорпараксилол или хлорциклогексан, а в качестве закалочной среды 0,2–0,5% водного раствора поливинилового спирта, позволяющего избежать слипания частиц продукта в процессе закалки. Кроме этого, исключается необходимость экстракции циклооктасеры из вулканизующего агента.

Формула изобретения:

1. Способ получения тонкой дисперсии полимерной серы в резиновой смеси смешением ее с полимерной серой, находящейся в метастабильном состоянии и полученной термической полимеризацией серы в присутствии стабилизатора с последующей закалкой, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора используют гексахлорпараксилол или хлорциклогексан и стабилизированную полимерную серу смешивают с предварительно приготовленной маточной резиновой смесью.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическую полимеризацию серы проводят при температуре 220–240o С в течение 2 ч, а закалку проводят в 0,2–0,5%-ном водном растворе поливинилового спирта при температуре ниже 10o С в течение 1 ч.

Заявка 97111805/04 от 14.12.1995 г.

Дата начала действия патента 14.12.1995 г.

Дата публикации 20.08.2002 г.

Изобретатель: БЕЛЬМОН Джеймс А. (US), РИД Томас Фю (US)

Патентообладатель: КОБОТ КОРПОРЕЙШН (US)

Резиновые композиции на основе каучуков EPDM, HNBR и бутилкаучука, содержащих продукты сажи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Реферат:

Изобретение касается использования продуктов сажи в резиновых композициях на основе каучуков EPDM, HNBR и бутилкаучука. Резиновую композицию получают смешением 100 вес. ч. каучука и 10–300 вес. ч. продукта сажи, имеющего присоединенную органическую группу – Ar – (S) n – Ar', где Аr и Аr' – группа арилена и n в пределах 1–8. Дополнительно провод т вулканизацию смеси. Каучук выбран из группы – сополимер этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM), частично и гидрированного сополимера нитрила акриловой кислоты и бутадиена (HNBR) и бутилкаучука. Также получают такую же резиновую композицию с продуктом сажи, имеющим присоединенную группу – Аr – (S) n-Аr», где Аr – группа арилена, Аr» – группа арила и n – в пределах 1–8, с дополнительной вулканизацией смеси. Технический результат состоит в увеличении модул резины и получении более связанной резины.

Настоящее изобретение касается использования продуктов сажи в резиновых композициях на основе каучуков EPDM, HNBR и бутилкаучука с целью увеличения модуля резины и получения более связанной резины, а также других ценных свойств.

Описание уровня техники, относящегося к данной области.

Такие резиновые композиции, как резиновые композиции на основе каучуков EPDM, HNBR и бутилкаучука, хорошо известны и применяются в разнообразной промышленной и потребительской продукции. См. McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, pp. 761–763 (McGraw-Hill, 1982). EPDM является каучуком на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономеров. HNBR является гидрированным бутадиеновым каучуком, т.е. частично гидрированным сополимером, полученным из сополимеризации нитрила акриловой кислоты и бутадиена. Бутилкаучук является сополимером изобутилена и изопрена.

Резиновые композиции на основе каучуков EPDM, HNBR и бутилкаучука используются в широком диапазоне продуктов. Эти продукты включают, например, детали автомобилей, прокладки, покрытия кабелей и проводов, изделия из технической резины, нащельники для боковых стенок автомобильных покрышек, вкладыши покрышек, предохранительные амортизаторы, прорезиненные ткани, изоляционный материал, шланги и герметики для бассейнов или резервуаров.

Одной отличительной чертой каучуков EPDM, HNBR и бутилкаучука является низкий уровень ненасыщенности. Низкий уровень ненасыщенности этих каучуков ограничивает эффективность армирующих агентов в резиновых композициях из этих каучуков. Это особенно очевидно при сравнении с использованием армирующих агентов в диеновых каучуках, которые имеют высокие степени ненасыщенности. Бутилкаучук, например, это обычно полибутилен, имеющий от 0,5 до 4,5% диолефина, и обычно 3% изопрена. Небольшое количество диолефина в бутилкаучуке обеспечивает ненасыщенность для армирующего агента и образования поперечных связей.

Сажи использовались в качестве красящих веществ, наполнителей и / или армирующих или усиливающих агентов при смешении и приготовлении резиновых композиций. Свойства сажи являются важным фактором, определяющим различные рабочие характеристики резиновой композиции, содержащей сажу. Смотрите, например, патент США 5236992, который введен здесь в качестве ссылочного материала.

Возникает необходимость разработать продукт сажи, который мог бы придать необходимые свойства резиновым композициям на основе каучуков EPDM, HNBR и бутилкаучука, содержащим этот продукт сажи.

Описание изобретения.

В соответствии с этим настоящее изобретение обеспечивает новые резиновые композиции, приготавливаемые процессом, включающим смещение 100 весовых частей каучука, выбранного из каучуков EPDM, HNBR и бутилкаучука и от 10 до 300 весовых частей продукта сажи, имеющего присоединенную органическую группу формулы – Аr-Sn – Аr'-, в которой Аr и Аr' являются группами арилена, и n находится в пределах от 1 до 8, предпочтительно от 2 до 4.

В другом примере реализации изобретение обеспечивает резиновую композицию, приготавливаемую процессом, включающим смешение 100 весовых частей каучука, выбранного из каучуков EPDM, HNBR, бутилкаучука и от 10 до 30 весовых частей продукта сажи, имеющего присоединенную органическую группу формулы Аr-Sn – Аr», в которой Аr является группой арилена, Аr» является группой арила и n находится в пределах от 1 до 8, предпочтительно от 2 до 4.

Резиновые композиции согласно изобретению имеют увеличенный модуль, более связанный каучук по сравнению с резинами, с соответствующими сажами без присоединенных органических групп. Другие признаки настоящего изобретения станут очевидны из следующего подробного описания изобретения и формулы изобретения.

Заявка 98120796/04 от 20.11.1998 г.

Дата начала действия патента 20.11.1998 г.

Дата публикации 20.04.2002 г.

Изобретатель: Румянцева В.М., Сергеева Т.А., Коркодинова Л.А.

Патентообладатель: ОАО «Балаковорезинотехника»

Резиновая смесь.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Реферат:

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к резиновой смеси на основе бутадиен стирольного и этиленпропиленового каучуков. Предназначена для изготовления сальников. Резиновая смесь имеет состав: бутадиен-стирольный каучук, этиленпропиленовый каучук; вулканизующая группа – сера техническая, сульфенамид Ц, тиурам Д; активатор – белила цинковые, кислота стеариновая, полиэтиленгликоль-115; противостаритель – ацитонил Р, церезин 80, диафен ФП; пластификатор – Масло ПМ, канифоль сосновая, инден-кумароновая смола, каучук низкомолекулярный полибутодиеновый НМПБ, полиэтилен низкомолекулярный; наполнитель – углерод технический П 701, углерод технический П 324, каолин, мел природный; паста «Кальценафт», выбранная из группы: смесь кальциевых мыл и амидов насыщенных жирных кислот, безводная смесь спиртов жирного ряда и сложных эфиров жирных кислот, смесь жирных кислот, их цинковых солей и оксиэтиленовых продуктов. Технический результат состоит в повышении твердости, технологических свойств, обеспечении эксплуатационных свойств. Сравнительная характеристика:

Таблица 1

Варианты резиновых смесей представлены в таблице №2.

Таблица №2.

Формула изобретения

Резиновая смесь на основе бутадиен-стирольного каучука и этиленпропиленового каучука, включающая вулканизующую группу, активатор, противостаритель, пластификатор, включающий парафиновое масло, наполнитель, пасту «Кальцинафт», отличающаяся тем, что в качестве бутадиен-стирольного каучука она содержит комбинацию бутадиен-стирольного каучука с содержанием 23–24% связанного стирола и бутадиен-стирольного каучука с содержанием 63–64% связанного стирола, в качестве этиленпропиленового каучука – этиленпропиленовый каучук с содержанием в качестве третьего мономера этилиденнорборнена, в качестве пластификатора, включающего парафинонафтеновое масло – пластификатор с уменьшенным до 2 мас.% содержанием парафинонафтенового масла и дополнительно – технологическую добавку, выбранную из группы, включающей смесь кальциевых мыл и амидов насыщенных жирных кислот, безводную смесь спиртов жирного ряда и сложных эфиров жирных кислот, смесь жирных кислот, их цинковых солей и оксиэтилированных продуктов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бутадиен-стирольный каучук с содержанием

связанного стирола 23–24% 22,22–26,05

Бутадиен-стирольный каучук с содержанием

связанного стирола 63–64% 6,84–8,02

Этиленпропиленовый каучук с содержанием

в качестве третьего мономера этилиденнорборнен 5,13–6,01

Вулканизующая группа 1,72–2,78

Активатор 2,05–3,21

Противостаритель 2,06–2,40

Указанный пластификатор 4,27–6,61

Наполнитель 41,97–50,44

Паста «Кальценафт» 1,71–2,00

Технологическая добавка, выбранную из группы,

включающей смесь кальциевых мыл и амидов

насыщенных жирных кислот, безводную смесь

спиртов жирного ряда и сложных эфиров

жирных кислот, смесь жирных кислот, их

цинковых солей и оксиэтилированных продуктов 1,03–1,98

1.1.4 Способы формования и способы усовершенствования технологии производства сальников реактивной штанги

По способу изготовления, комплектующие резиновые детали подразделяются на формовые и неформовые. Формовые называют изделия, вулканизацию которых проводят в замкнутых пресс – формах под давлением, т.е. при их изготовлении процессы формования и вулканизации совмещены. Вследствие вулканизации под давлением такие изделия характеризуются высокой плотностью, а использование правильно рассчитанных пресс-форм с тщательно обработанными внутренними стенками придает изделиям точные размеры и гладкую внешнюю поверхность. При получении неформовых изделий их формование осуществляется методами экструзии, каландрования и т.п., а при вулканизации пресс-формы не применяют.

В промышленности формовые изделия изготавливают компрессионным методом, литьем под давлением, комбинированным методом, заключающимся в формовании и предварительной вулканизации изделий в пресс-формах с последующей окончательной довулканизацией в вулканизаторах. И способом штамповки с дальнейшей вулканизацией в термостате, причем каждый из перечисленных методов имеет много разновидностей. [2,3,7,13]

Независимо от способа изготовления в основе производства многочисленных РТИ заложена единая технологическая схема:

Изготовление полуфабрикатов Выполнение заготовок

Вулканизация Отделка изделий.

Процессы изготовления полуфабрикатов могут включать одинаковые операции для различных изделий, например составление и обработка резиновых смесей. Выполнение заготовок, вулканизация и отделка различна для каждого вида изделий.

Подготовка сырья на резиносмесителях.

Для приготовления резиновой смеси используют резиносмеситель.

Резиносмеситель является машиной закрытого типа. Он предоставляет собой камеру, состоящую из двух цилиндрических половин, внутри которых навстречу друг другу вращаются два ротора, имеющих сложную конфигурацию в продольном и поперечном сечении. Камера с торцов закрыта боковыми стенками, через которые проходят роторы своими цилиндрическими шейками. Сверху камера имеет загрузочное окно, закрываемое затвором, который способен перемещаться в вертикальном направлении и открывать или закрывать доступ в камеру. В нижней части камеры имеется загрузочное окно, закрываемое нижним затвором.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5