Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ изготовления резинополимерных изделий

Классы МПК:B29C35/02 нагрев или отверждение, например образование поперечных связей, вулканизация
C08J3/24 структурирование, например вулканизация, макромолекул
C08L21/00 Композиции каучуков неуказанного строения
C08L23/06 полиэтен
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Михальчук Юрий Георгиевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-11-27
публикация патента:

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу изготовления резинополимерных изделий, предназначенных для облицовки различных поверхностей и конструкций, подвергающихся постоянной нагрузке и истиранию. Способ изготовления резинополимерных изделий включает получение термопласта совместной термической обработкой резины и полиэтилена и формование. Используют смесь полиэтилена в количестве 35-45% и резину в количестве 55-65%, поверхность которых при перемешивании обрабатывают бутиловым спиртом в количестве 0-2,5% от количества смеси. Далее смесь подвергают ступенчатому нагреву при постоянном перемешивании в течение 10 минут при 240-250°С, затем в течение 20 мин до 235°С и последующих 10 минут до 220-235°С. Из горячей смеси формуют изделия в течение 3-5 минут под давлением 120-140 кг/см2, затем отпрессованные изделия охлаждают. Используют полиэтилен низкого давления в гранулах. Резину можно использовать в виде резинотехнических отходов. Изобретение позволяет изготавливать изделия необходимой конфигурации с повышенными прочностными и фрикционными характеристиками. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам изготовления резинополимерных изделий, предназначенных для облицовки различных поверхностей и конструкций, подвергающихся постоянной нагрузке и истиранию.

Известен способ соединения резины и полиэтилена с помощью клея (см. Опытное Химическое Производство НИОХ СОРАН. Водостойкие клеевые композиции марок АК, БК, ПВБ, ЛАТ, УК и др. http://chempilot.narod.ru/ ProductsService/ComposMt/Glue/GlueComp.htm).

Прочностные характеристики изделий, получаемых из такого соединения, зависят от физико-химических свойств клея, что является недостатком известного способа.

Известен способ соединения резины и полиэтилена, принятый в качестве прототипа, включающий получение термопласта совместной термической обработкой резины и полиэтилена, формование (см. ООО "Трансакция". Резино-полимерные материалы, http://www.r-plast.ru/).

К недостаткам известного способа относится невозможность создания резинополимерных изделий необходимой конфигурации, с рабочей температурой более 110°С, и с высокой твердостью поверхности.

Известен способ изготовления резинополимерных пластин, принятый в качестве прототипа, включающий получение термопласта совместной термической обработкой резины и полиэтилена, формование (см. описание к изобретению Российской Федерации № 2337003, МПК B29C 35/02, B29D 7/00, C08J 3/24, опубл. 27.10.2008).

Известный способ предназначен преимущественно для изготовления резинополимерных пластин в пресс-форме с регулируемыми сдвиговыми деформациями. В пресс-форму закладывают слой невулканизированной резины толщиной 1,5÷20,0 мм, поверх которого равномерно засыпается слой сверхвысокомолекулярного полиэтилена с молекулярной массой 1,5·106÷10,0·106 г/моль, объем засыпки которого рассчитывается, исходя из конечной высоты компактного слоя полиэтилена, выбранного от 1,5 до 20,0 мм, поперечного сечения пресс-формы и плотности сверхвысокомолекулярного полиэтилена 0,936 г/см3. Далее полученный композит подвергают объемному сжатию в пресс-форме и затем спекают при температуре 160÷210°С, давлении 30 кг/см2 и выдержке в течение от 15 мин до 1,5 ч.

К недостаткам известного способа относится невозможность создания резинополимерных изделий необходимой конфигурации, с рабочей температурой более 110°С, и с высокой твердостью поверхности.

Технической задачей настоящего изобретения является создание термопласта для изготовления изделий необходимой конфигурации с повышенными прочностными и фрикционными характеристиками с использованием резинотехнических отходов.

Техническая задача решается тем, что способ изготовления резинополимерных изделий включает получение термопласта совместной термической обработкой резины и полиэтилена, формование, при этом для получения термопласта используют смесь полиэтилена в количестве 35-45% и резину в виде резинотехнических отходов в количестве 55-65%, поверхность которых при перемешивании обрабатывают бутиловым спиртом в количестве 0-2,5% от количества смеси, после чего подвергают ступенчатому нагреву при постоянном перемешивании в течение 10 минут до температуры 240-250°С, в течение 20 мин до температуры 235°С и последующих 10 минут до температуры 220-235°С, после чего из горячей смеси формуют изделия в течение 3-5 минут под давлением 120-140 кг/см2, затем отпрессованные изделия охлаждают. Полиэтилен используют низкого давления в гранулах. Резину используют в виде резинотехнических отходов. Отпрессованные изделия охлаждают в воде при температуре 70-90°С в течение 7-10 минут или на воздухе до полного остывания.

Изделия, изготовленные из термопласта полученного предлагаемым способом, имеют однородную структуру, высокую удельную прочность и коэффициент трения, а так же значительную химическую стойкость и низкую тепло-, электропроводность, независимо от того, используют резину или резинотехнические отходы.

Изделия могут применяться в качестве облицовки для бункеров, течек, питателей, кузовов карьерных самосвалов, ковшей экскаваторов, вагонов и различных механизмов в горнодобывающей промышленности; облицовки различных емкостей, машин и аппаратов для химической промышленности; облицовки конструкций, подвергающихся ударной нагрузке и истиранию в машиностроении, текстильной и целлюлозно-бумажной промышленностях.

Для приготовления термопласта для изготовления изделий используют смесь полиэтилена низкого давления в гранулах в количестве по массе 35-50% резину или резинотехнические отходы в количестве 55-65%. Резинотехнические отходы предварительно измельчают до 200-500 мкм или используют в виде стружки.

Сначала полиэтилен, резину или резинотехнические отходы в заданной пропорции помещают в бункер, обрабатывают бутиловым спиртом в количестве 0-2,5% от количества смеси и перемешивают, чтобы обезжирить поверхность компонентов и улучшить адгезию поверхностей.

Затем компоненты подают в печь, имеющую зоны нагрева с разными температурами и нагревают при постоянном перемешивании.

Ступенчатый нагрев осуществляют по схеме, указанной в таблице 1.

Таблица 1
способ изготовления резинополимерных изделий, патент № 2513855 1-й этап 2-й этап3-й этап
Температура, град,240-250 235220-235
Время, мин1020 10

При нагреве смеси до температуры 240-250°С полиэтилен переходит в вынужденное эластическое состояние, обволакивает резину, образуя однородную пластичную массу-термопласт при перемешивании. Бутиловый спирт испаряется до начала нагрева.

На выходе из печи из полученной однородной пластичной массы-термопласта формуют в пресс-формах изделия в течение 3-5 минут под прессом при давлении пресса 120-180 кг/см2.

После формования изделия вынимают из пресс-форм и охлаждают в бассейне с водой температурой 70-90°С, для уменьшения термических напряжений в течение 7-10 минут или на воздухе до полного остывания.

Из термопласта изготовили образцы, которые подвергали испытаниям по ГОСТ 25.601-80 «Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах», ГОСТ 25.507-85 «Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы испытания на усталость при эксплуатационных режимах нагружения. Общие требования» и ГОСТ 25.602-80 «Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температурах».

Данные по результатам испытаний приведены в таблице 2.

Таблица 2
ОбразецПрочность, кг/см2 Плотность, г/см3 Содержание полиэтилена, %Содержание резины, %Коэффициент трения Деформация до разрушения, %
№ 11421,21 4060 0,462380
№ 21251,24 3565 0,517510
№ 31521,18 4753 0,448320

Повышение содержания полиэтилена приводит к тому, что полимер приближается к границе хрупкости (стеклования), которая изменится с -60°С до +21°С. Также повысится прочность и значительно снизится пластичность, что приведет к хрупкому механизму разрушения термопласта.

Уменьшение содержания полиэтилена снижает прочность термопласта.

Повышение содержания резины даст более пористую структуру и соответственно коэффициент трения, и снижение значения удельной прочности термопласта.

Термопласт можно получить и без обработки компонентов бутиловым спиртом, но в этом случае снижаются все его характеристики (см. таблицу 3).

Таблица 3
Образецпрочность, кг/см2 плотность, г/см3 Содержание полиэтилена, %Содержание резины, %Коэффициент трения Деформация до разрушения, %
№ 1 (с обработкой спиртом)142 1,2140 600,462380
№ 4 (без обработки спиртом)96 1,2240 600,361310

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления резинополимерных изделий, включающий получение термопласта совместной термической обработкой резины и полиэтилена, формование, отличающийся тем, что для получения термопласта используют смесь полиэтилена в количестве 35-45% и резину в количестве 55-65%, поверхность которых при перемешивании обрабатывают бутиловым спиртом в количестве 0-2,5% от количества смеси, после чего подвергают ступенчатому нагреву при постоянном перемешивании в течение 10 минут до температуры 240-250°С, в течение 20 мин до температуры 235°С и последующих 10 минут до температуры 220-235°С, после чего из горячей смеси, формуют изделия в течение 3-5 минут под давлением 120-140 кг/см2 , затем отпрессованные изделия охлаждают.

2. Способ изготовления резинополимерных изделий по п.1, отличающийся тем, что полиэтилен используют низкого давления в гранулах.

3. Способ изготовления резинополимерных изделий по п.1, отличающийся тем, что резину используют в виде резинотехнических отходов.

4. Способ изготовления резинополимерных изделий по п.1, отличающийся тем, что отпрессованные изделия охлаждают в воде при температуре 70-90°С в течение 7-10 минут.

5. Способ изготовления резинополимерных изделий, по п.1, отличающийся тем, что отпрессованные изделия охлаждают на воздухе до полного остывания.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2513855

patent-2513855.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B29C35/02 нагрев или отверждение, например образование поперечных связей, вулканизация

Патенты РФ в классе B29C35/02:
пресс-форма для изготовления статора одновинтового насоса -  патент 2509648 (20.03.2014)
клеевая композиция, способ склеивания, ламинат и шина -  патент 2499812 (27.11.2013)
пневматическая шина и способ ее получения -  патент 2471643 (10.01.2013)
клеевые композиции, реакционные системы и способы производства лигноцеллюлозных композитов -  патент 2470977 (27.12.2012)
пресс-форма для изготовления армированных резинотехнических изделий -  патент 2469847 (20.12.2012)
пресс-форма для изготовления армированных резинотехнических изделий -  патент 2469846 (20.12.2012)
жидкий малеинированный бутилкаучук -  патент 2460738 (10.09.2012)
способ и устройство для отверждения термореактивного материала -  патент 2459701 (27.08.2012)
оптимизация материала вулканизационных штырей -  патент 2451602 (27.05.2012)
способ и устройство для изготовления формуемых изделий -  патент 2446047 (27.03.2012)

Класс C08J3/24 структурирование, например вулканизация, макромолекул

Патенты РФ в классе C08J3/24:
технологическая добавка для термопластичных полиуретанов -  патент 2520441 (27.06.2014)
пленки на основе сшитых полимеров и изготовленные из них изделия -  патент 2520209 (20.06.2014)
перерабатываемые наполненные вулканизуемые галоидированные изоолефиновые эластомеры -  патент 2502756 (27.12.2013)
способ получения термопластичной эластомерной композиции -  патент 2497844 (10.11.2013)
эпоксидные смолы и композитные материалы, демонстрирующие улучшенные характеристики горения -  патент 2494126 (27.09.2013)
полимерные гидрогели и способы их приготовления -  патент 2493170 (20.09.2013)
смеси на основе бутилового каучука, содержащие трехкомпонентную смешанную систему модификаторов -  патент 2485148 (20.06.2013)
способ получения резиновой смеси -  патент 2482962 (27.05.2013)
реакционная смесь для нанесения покрытия на формованные изделия методом реакционного литья под давлением, а также формованные изделия с покрытием -  патент 2482145 (20.05.2013)
способ получения электропроводящего эластомерного материала -  патент 2472813 (20.01.2013)

Класс C08L21/00 Композиции каучуков неуказанного строения

Класс C08L23/06 полиэтен

Патенты РФ в классе C08L23/06:
способ изготовления изделий из гранулированных полимерных материалов (варианты) -  патент 2527049 (27.08.2014)
напольное или настенное покрытие -  патент 2524310 (27.07.2014)
огнестойкая резиновая смесь -  патент 2522627 (20.07.2014)
полимерная композиция и способ получения пластмассовых бутылок в двухстадийном процессе инжекционно-раздувного формования -  патент 2520564 (27.06.2014)
ударопрочная композиция полиэтилена низкой плотности (lldpe) и изготовленные из нее пленки -  патент 2517166 (27.05.2014)
полимерная композиция, стойкая к воздействию ионизирующего излучения. -  патент 2515616 (20.05.2014)
полимерная композиция, стойкая к воздействию ионизирующего излучения. -  патент 2515558 (10.05.2014)
полимерная композиция, стойкая к воздействию ионизирующего излучения. -  патент 2515135 (10.05.2014)
полиэтилен, имеющий повышенную скорость кристаллизации и улучшенное сопротивление растрескиванию под действием окружающей среды -  патент 2513703 (20.04.2014)
способ получения термопластичной эластомерной композиции -  патент 2510881 (10.04.2014)

Наверх