Способ получения двухслойного композиционного материала

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2364514:

Дерунов Герман Павлович (RU)

Изобретение относится к промышленности пластмасс, в частности к способам получения двухслойного композиционного материала, который может быть использован в различных областях машиностроения. Способ включает формование слоев, их последующую адгезию под давлением и охлаждение полученного композиционного материала до комнатной температуры, при этом резиновую смесь предварительно подвергают вальцеванию и прессованию, затем помещают в нагретую пресс-форму, соответствующую форме готового материала, добавляют слой сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а адгезию осуществляют на гидравлическом прессе в течение 14-15 минут при давлении 3-4 МПа. Технический результат - повышение качества двухслойного композиционного материала и технологичности процесса. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к промышленности пластмасс и, в частности, к способам получения двухслойного композиционного материала, который может быть использован в различных областях машиностроения.

Известен способ получения составного материала резиновой смеси на основе бутадиенстирольного каучука галоидирующим агентом, контактированием с композицией на основе термопластичного полимера с последующей термообработкой при температуре 150-170°С, при этом в качестве галоидирующего агента используют трихлоризоциануровую кислоту, а в качестве термопластичного полимера - поливинилхлорид, и после обработки галоидирующим агентом проводят вулканизацию резиновой смеси при температуре 180-220°С (см. описание изобретения к патенту №1060120 СССР, МПК В23В 25/08, опубл. 12.07.1983 г.).

Недостатком известного способа является высокая технологическая сложность и экологическая небезопасность, обусловленные как составом материала, так и технологическими реагентами, используемыми в процессе получения материала, а также низкая адгезия между резиной и полимерным слоем.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения двухслойного композиционного материала на основе резиновой смеси и сверхвысокомолекулярного полиэтилена, предусматривающий формование слоев, их последующую адгезию путем тепловой обработки под давлением и охлаждение полученного композиционного материала до комнатной температуры. В известном способе сначала осуществляют холодное формование сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а затем адгезию с резиновым слоем путем спекания в прессформе при температуре 140-180°С и давлении 10-50 МПа/см² в течение 30 минут (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации №2052357, МПК В23В 25/08, опубл. 20.01.1996 г.).

Недостатками известного технического решения являются:

- сложность операции холодного формования при изготовлении конструкционных деталей пространственной формы;

- низкое качество изделий, обусловленное тем, что при совпадении разъема пресс-формы с частью изделия из сырой резины, в процессе охлаждения из-за значительной усадки полиэтилена, происходит вытекание резины в разъем с образованием облоя, который затем отрывается, в результате чего на наружной поверхности резинового слоя появляются дефекты;

- ограниченные возможности получения из этого композиционного материала изделий сложной формы по причине ограничения соотношения толщин составляющих слоев.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение качества двухслойного композиционного материала и технологичности процесса.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения двухслойного композиционного материала на основе резиновой смеси и сверхвысокомолекулярного полиэтилена, предусматривающем формование слоев, их последующую адгезию под давлением и охлаждение полученного композиционного материала до комнатной температуры, резиновую смесь предварительно подвергают вальцеванию и прессованию, затем помещают в нагретую пресс-форму, соответствующую форме готового материала, добавляют слой сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а адгезию осуществляют на гидравлическом прессе в течение 14-15 минут при давлении 3-4 МПа, при этом при изготовлении резиновой смеси в нее вводят добавку сверхвысокомолекулярного полиэтилена в количестве 8-10% от массы резиновой смеси.

Предварительное вальцевание и прессование резинового слоя позволяет исключить появление поверхностных дефектов на резиновом слое, а прессование слоев в предварительно нагретой пресс-форме - повысить адгезию со слоем сверхвысокомолекулярного полиэтилена, то есть качество композиционного материала.

Использование пресс-формы, соответствующей форме готового материала, позволит изготавливать из композиционного материала детали для массового производства, повышая, таким образом, технологичность процесса.

Адгезия слоев на гидравлическом прессе позволяет повысить ее качество, а также сократить ее время по сравнению с ближайшим аналогом в два раза.

Введение добавки в резиновую смесь сверхвысокомолекулярного полиэтилена с диаметром частиц от 4-х до 10 млн г/моль, в количестве 8-10% от общей массы резиновой смеси позволяет получить материал с высокой адгезией и повысить технологичность процесса за счет использования термопластавтоматов.

Способ осуществляют следующим образом. Резиновую смесь предварительно вальцуют и прессуют при температуре 145°С в течение 5-6 минут и давлении не менее 4 МПа. Пресс-форму, соответствующую окончательно готовой детали из двухслойного композиционного материала, предварительно нагревают до температуры 180-190°С. Затем в нее помещают полученную заготовку из резиновой смеси и засыпают слой из рассчитанного количества сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Адгезию осуществляют на гидравлическом прессе типа Г-4436, с плитами, подогреваемыми до температуры 145°С, в течение 5-6 минут и при давлении 3-4 МПа. Затем пресс-форму перемещают на пресс с охлаждаемыми плитами, где происходит охлаждение композиционного материала до 120°С под давлением 8-10 МПа. После выемки из пресс-формы материал охлаждают до комнатной температуры. При осуществлении способа получения двухслойного композиционного материала при изготовлении резинового слоя в резиновую смесь вводят добавку сверхвысокомолекулярного полиэтилена с диаметром частиц от 20 до 60 µм и молекулярной массой от 0,5 до 4,5 млн г/моль в количестве 8-10% от массы резиновой смеси.

ПРИМЕР 1. Для получения двухслойного композиционного материала для обрезиненного катка, имеющего максимальную толщину ступицы 20 мм, резиновую смесь на основе бутадиенметилстирольного, или бутадиенового, или синтетического изопренового, или натурального каучука, предварительно вальцуют и прессуют при температуре 145°С в течение 6 минут, а пресс-форму нагревают до температуры 190°С. Адгезию ведут в течение 15 минут и при давлении 4 МПа. Охлаждение композиционного материала в пресс-форме ведут при давлении 10 МПа.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогичным образом. При этом в резиновую смесь вводят добавку из сверхвысокомолекулярного полиэтилена в количестве 8-10% от массы резиновой смеси, которую прессуют в течение 5 минут при давлении 4 МПа. Пресс-форму предварительно нагревают до температуры 180°С, а адгезию осуществляют в течение 15 минут при давлении 3 МПа. Охлаждение композиционного материала в пресс-форме осуществляют под давлением 8 МПа.

Процентное содержание добавки, а также сверхвысокомолекулярного полиэтилена с диаметром частиц от 20 до 60 µм и молекулярной массой 1 млн г/моль подбирают в зависимости от слоя из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, требований к адгезии и вида используемых термопластавтоматов.

Выбор марки сверхвысокомолекулярного полиэтилена зависит от предъявляемых требований и конкретной детали из двухслойного композиционного материала. Чем выше молекулярная масса, тем выше прочностные свойства материала, но при этом возрастает стоимость готового композиционного материала.

В приведенных примерах высокая адгезия резины со ступицей была получена при максимально низкой цене композиционного материала. Результаты испытаний показали, что при использовании сверхвысокомолекулярного полиэтилена, имеющего молекулярную массу 0,5; 2 и 4,5 млн г/моль, в обоих примерах усилие разрыва по резине колебалось в диапазоне 35-49 кг.

Таким образом, заявляемый способ получения композиционного материала позволяет по сравнению с аналогами обеспечить высокую адгезию слоев, повысить технологичность процесса и снизить стоимость готового материала.

Кроме того, он позволяет изготавливать из этого двухслойного композиционного материала изделия сложной пространственной формы.

1. Способ получения двухслойного композиционного материала на основе резиновой смеси и сверхвысокомолекулярного полиэтилена, включающий формование слоев, их последующую адгезию под давлением и охлаждение полученного композиционного материала до комнатной температуры, отличающийся тем, что резиновую смесь предварительно подвергают вальцеванию и прессованию, затем помещают в нагретую пресс-форму, соответствующую форме готового материала, добавляют слой сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а адгезию осуществляют под давлением 3-4 МПа на гидравлическом прессе в течение 14-15 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при изготовлении резиновой смеси в нее вводят добавку сверхвысокомолекулярного полиэтилена в количестве 8-10% от массы резиновой смеси.

Изобретение относится к медицинским перчаткам и другим изделиям из латекса, в производстве которых применяют беспорошковый коагулянт, и к способу изготовления в поточном режиме беспорошковых латексных перчаток из синтетического и натурального каучука и других изделий из латекса.

Материал для шумоизоляционных покрытий, комплект деталей шумоизоляционных покрытий в пассажирском отделении автомобиля и способ изготовления этих деталей // 2287434

Изобретение относится к производству шумоизоляционных покрытий для пассажирского отделения автомобиля и касается комплекта деталей, материала для их изготовления, технологии производства деталей, и может быть использовано в транспортной промышленности.

Многослойный материал для внутренних деталей обуви // 2229386

Изобретение относится к производству материалов типа искусственных кож, в частности материалов для внутренних деталей обуви. .

Слоистый уплотнительный материал для прокладки // 2227150

Изобретение относится к материалам (паронитам) и различным прокладкам из них, предназначенным для эксплуатации в уплотнительных узлах с плоскими уплотняемыми поверхностями, в процессе эксплуатации которых материал подвергается переменным термическим и механическим нагрузкам – периодическим сжатиям, нагревам и т.д.

Многослойный материал из полиацеталя и стирол-олефиновых эластомеров // 2217318

Изобретение относится к многослойному материалу из полиацеталя и стирол-олефиновых эластомеров, а также к способу его получения. .

Многослойное текстильное полотно для изготовления эластичных емкостей, палаток, брезентов, спецодежды // 2113354

Изобретение относится к многослойным текстильным полотнам для изготовления эластичных емкостей (резервуаров), палаток, брезентов, спецодежды. .

Композиционный материал // 2072921

Композиционный материал // 2052357

Изобретение относится к промышленности пластмасс и касается состава двухслойного композиционного материала, который может быть использован в качестве облицовки химического, горнообогатительного и другого оборудования.

Способ обработки листов паронита // 2388607

Изобретение относится к способу обработки листов паронита для изготовления прокладок, предназначенных для эксплуатации в уплотнительных узлах с плоскими уплотняемыми поверхностями

Конструкция, включающая соединительный слой // 2401743

Изобретение относится к вулканизуемой слоистой конструкции, используемой в изделиях для удерживания текучей среды, например воздуха, в шине

Слоистая основа и способ ее изготовления, а также внутренняя оболочка пневматической шины и пневматическая шина // 2406617

Изобретение относится к автомобильной промышленности

Слоистый материал на основе термопластичной полимерной композиции, характеризующейся малой воздухопроницаемостью, и пневматическая шина, использующая его в качестве внутреннего слоя // 2412055

Конструкция для монтажа съемной защитной панели и монтажный лист для использования в такой конструкции // 2412821

Слоистая структура с малой влагопроницаемостью // 2429973

Изобретение относится к композициям термопластичных эластомеров для использования в шинах и других резинотехнических изделиях со слоистой структурой

Эластомерные пленки с хрупкими неслипающимися поверхностными слоями // 2434753

Пневматическая шина и слоистый пластик // 2495757

Изобретение относится к пневматической шине и слоистому пластику в качестве внутреннего несущего материала. Пневматическая шина содержит слоистый пластик, состоящий из пленки термопластичной смолы или термопластичной эластомерной композиции, и слоя каучуковой композиции. Каучуковая композиция содержит 100 мас.ч. каучукового компонента, 0,5-20,0 мас.ч. конденсата соединения, представленного формулой (1): где R1, R2, R3, R4 и R5 представляют собой водород, гидроксильную группу или С1-С8-алкильную группу, и формальдегида, 0,25-200,0 мас.ч. метиленового донора, вулканизирующий агент - серу или органический пероксид; и массовое отношение содержания метиленового донора и конденсата равно 0,5-10,0. Изобретение позволяет улучшить способность к адгезии между пленкой и каучуковой композицией и исключить расслоение шины. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 табл.

Система многослойной акустической штукатурки // 2505410

Изобретение относится к строительным материалам, снижающим уровень шума, и касается системы акустической штукатурки. Включает смесь базового слоя и смесь отделочного слоя. Смесь базового слоя содержит первое вяжущее вещество, первый сгуститель и множество первых частиц, где указанные первые частицы являются пористыми, легковесными частицами с неплотной упаковкой и имеют первый средний диаметр. Смесь отделочного слоя включает порошкообразное латексное вяжущее вещество, второй сгуститель и множество вторых частиц, где указанные вторые частицы являются пористыми, легковесными частицами, имеющими второй средний диаметр. Первый средний диаметр больше, чем указанный второй средний диаметр. Изобретение обеспечивает создание системы для отделки подложки, которая усовершенствует как способность к поглощению звука, так и эстетически привлекательную поверхность. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил., 8 табл., 8 пр.

Гибкий многослойный материал и способ его изготовления // 2548986

Изобретение относится к полимерным многослойным материалам и касается гибкого многослойного материала и способа его изготовления. Состоит из по меньшей мере одного первого слоя из первого гибкого эластомера и одного второго слоя из второго гибкого эластомера, которые соединены между собой промежуточным слоем путем нанесения на первый слой париленового слоя. Париленовый слой имеет обусловленную неоднородной поверхностью поверхностную шероховатость. Второй эластомер или связанный со вторым слоем клеевой материал в жидкой форме наносят на париленовый слой так, чтобы заполнить неоднородности на поверхности париленового слоя, по меньшей мере, частично. Изобретение обеспечивает возможность плоскостного соединения первого гибкого эластомера со вторым гибким эластомером с образованием гибкого многослойного материала, без ухудшения гибкости и увеличения толщины. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.