Композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы для резиновых смесей


 


Владельцы патента RU 2418020:

Общество с ограниченной ответственностью "ФОСФОРОС" (ООО "ФОСФОРОС") (RU)

Изобретение относится к композициям высокомолекулярных соединений, а именно битуминозных материалов, применяемых в резинотехнической промышленности в качестве мягчителя (пластификатора) для резиновых смесей. Изобретение касается композиций битума, используемых в качестве пластификатора для резиновых смесей при соотношении компонентов, мас.%: битум - 30-70, нефтеполимерная смола - 70-30. Технический результат - улучшение физико-механических свойств пластификатора путем модифицирования битума нефтеполимерными смолами и улучшение эксплуатационных свойств резиновых смесей, изготовленных на их основе. 3 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к композициям высокомолекулярных соединений, а именно битуминозных материалов, применяемых в резинотехнической промышленности в качестве мягчителя (пластификатора) для резиновых смесей.

Композиция представляет собой смесь битума и нефтеполимерной смолы. Соотношение компонентов, мас.%: битум - 30-70, нефтеполимерная смола - 70-30. Технический результат данной разработки состоит в улучшении физико-механических свойств пластификатора путем модифицирования битума нефтеполимерными смолами и улучшении эксплуатационных свойств резиновых смесей, изготовленных на их основе. Композиции использовались в резиновых смесях для изготовления каркаса, брекера легковых шин, грузовых и сельскохозяйственных шин и протектора высокоскоростных шин.

Результаты лабораторных испытаний влияния пластификаторов на свойства резиновых смесей представлены в таблице.

Известны аналоги мягчителей, используемых для приготовления резиновых смесей, такие как нефтяные битумы; нефтеполимерные, кумарон-инденовые смолы.

Известно применение нефтеполимерной смолы (Нефтеполимерные смолы. / Под ред. Ю.В.Думского) в качестве мягчителя резиновых смесей в количестве 10 мас.%. При этом улучшаются технологические свойства резин, повышается их морозостойкость, термостойкость, значительно сокращается время вулканизации, улучшается обрабатываемость резиновой смеси. Недостатком использования нефтеполимерной смолы в том, что под действием температуры и давления пластификатор легко улетучивается и свойства резин радикально ухудшаются:

- эластичность резин падает в 1,5-3 раза, разрывное удлинение уменьшается со 150-300% до 50-80%;

- твердость резин увеличивается на 15-20 единиц по Шору А - с 70 до 85-90 единиц;

- линейные размеры резиновых деталей уменьшаются на 8-12%;

- температуростойкость, то есть прочность и разрывное удлинение резин при температурах 150°С и выше, резко уменьшается;

- динамическая выносливость при многократном растяжении и изгибе падает в десятки раз. Кроме того, улетучивание или вымывание мягчителя сопровождается уменьшением «молекулярной подвижности» каучуковых цепей в резинах, что приводит к ускорению термических процессов структурирования резин, то есть к ускоренной потере резинами эластических свойств.

Известно применение битумов в качестве пластификаторов. Наиболее близким аналогом является битум марки БН 90/10 (ГОСТ 6617-76). Использование битума БН 90/10 в производстве резиновых смесей в количестве 10 мас.% позволяет повысить прочностные характеристики: сопротивление раздиру, динамическую выносливость, температуростойкость.

Увеличение содержания битума марки БН 90/10 (ГОСТ 6617-76) до 15 мас.% позволяет получить резиновые смеси с оптимальными эксплуатационными характеристиками, позволяющими использовать резиновые смеси при температурах 100-170°С. Недостатками использования битума в качестве мягчителя являются дополнительные технологические операции подготовки битума к применению в резиновых смесях; низкая термодинамическая стабильность.

Предлагаемая композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы представлена в различных соотношениях, что позволяет варьировать технологические свойства получаемых резиновых смесей, в зависимости от предъявляемых к ним требований. При изготовлении композиций использовались битумы нефтяные с температурой размягчения в пределах 50-60°С, 70-80°С, 90-100°С, соответствующие действующим стандартам;

общеизвестные нефтеполимерные смолы, описанные в литературе (Нефтеполимерные смолы./Под ред. Ю.В. Думского) на основе пиролизных С5, С9 фракций углеводородов с температурой размягчения от 80-100°С.

Наиболее близким аналогом по отношению к заявляемому изобретению является композиция на основе битума (Пат.2169161 Российская Федерация, МПК 7 C08L 95/00, C08L 9/06, Способ изготовления композиции битуминозного материала;

патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «ПроектСтрой» - №2000120991/04; заявл. 28.07.2000; опубл. 20.06.2001) с добавлением пластифицирующего компонента.

Известно применение битума и нефтеполимерной смолы совместно при изготовлении резиновой смеси. При этом наблюдаются значительные улучшения свойств вулканизата. Недостатком такого применения битума и нефтеполимерной смолы является повышение стоимости продукта.

Преимущество использования предлагаемого изобретения заключается в том, что данная композиция идентична вышеперечисленным аналогам по функциональности и превосходит по ряду требований, предъявляемых к мягчителям: низкая летучесть - 0.5 мас.%; слабый запах; устойчивость к экстракции из полимера жидкими средами; термодинамическая стабильность с полимером.

Композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы имеет преимущества перед представленными аналогами в том, что она сочетает в себе функции, способные получать резиновую смесь с более высокой адгезией, стойкую к динамическим нагрузкам.

Композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы, используемая в качестве пластификатора для резиновых смесей в соотношении:

битум - 30 мас.%;

смола нефтеполимерная - 70 мас.%,

с температурой размягчения не менее 100°С, в количестве 10 мас.%, обладает наилучшей совместимостью с каучуком. В случае применения данной композиции значительно сокращается время вулканизации, снижается температура процесса приготовления вулканизатов, в сравнении с представленными аналогами. Увеличивается степень диспергирования технического углерода и технологические свойства при шприцевании. За счет преимущественного содержания нефтеполимерной смолы в композиции, получаемые резиновые смеси обладают более высокой адгезией, клейкостью.

Композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы, используемая в качестве пластификатора для резиновых смесей в соотношении:

битум - 50 мас.%;

смола нефтеполимерная - 50 мас.%,

с температурой размягчения не менее 95°С в количестве 10 мас.%, позволяет улучшить термоустойчивость резиновых смесей, повысить их адгезию, сопротивление к раздиру.

Композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы, используемая в качестве пластификатора для резиновых смесей в соотношении:

битум - 70 мас.%;

смола нефтеполимерная - 30 мас.%,

с температурой размягчения не менее 90°С, в количестве 10 мас.%, позволяет улучшить термоустойчивость резиновых смесей.

Преимущество предлагаемых композиций на основе битума и нефтеполимерной смолы перед представленными аналогами в том, что такие пластификаторы более устойчивы к экстракции из полимера жидкими средами, обладают высокой термодинамической стабильностью с полимером, сравнительно лучше способствуют диспергированию ингредиентов смеси; требуется меньшее количество пластификатора для достижения оптимальных эксплуатационных характеристик резиновых смесей.

Преимущество использования данной композиции перед битумом в том, что сокращается количество технологического оборудования, снижается энергоемкость технологических процессов при производстве резиновых смесей, за счет улучшенной товарной формы предлагаемой композиции (гранулы, чешуйки, порошок, более удобные в использовании в составе резиновых смесей).

Композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы готова к применению без дополнительной подготовки.

Предлагаемое изобретение расширяет рынок пластификаторов резиновых смесей.

Результаты лабораторных испытаний влияния пластификаторов на свойства резиновых смесей представлены в таблице.

Испытания резиновых смесей проводились на приборе MDR-2000 - безроторный вибрационный сдвиговый вискозиметр, предназначенный для оценки вулканизационных свойств резиновых смесей в соответствии с ГОСТ 12535-84. Позволяет определить величину крутящего (сдвигового) момента в любой момент времени, а также минимальный и максимальный моменты. По этим величинам находят временные (от слова время) показатели, скорость вулканизации, время реверсии.

Определение показателя клейкости резиновых смесей проводилось по методу Телль-Так, основанному на измерении усилия, требуемого для разделения двух контактируемых поверхностей образцов резиновой смеси с постоянной скоростью в направлении, перпендикулярном поверхности контакта, осуществляемого предварительным действием заданной контактной нагрузки в течение установленного времени. Клейкость представляет собой силу склеивания двух образцов (в кг), приходящуюся на единицу контактной площади (см2); выражается в кгс/см2 с пересчетом в МПа при умножении на коэффициент перевода 0,098066 (например, 1,07 кгс/см2×0,098066=0,10493 МПа (0,105 МПа). В показателе клейкость значения, указанные через дробь, подразумевают время дублирования - время контакта (склеивания) образцов. Время дублирования задается от 0,1 до 6 минут (в зависимости от требований заказчика). В данном случае испытания образцов резиновых смесей на клейкость проводились при 6 секундах и при 15 секундах. Значения, полученные при 6 секундах и при 15 секундах, наглядно показывают, как изменяется клейкость резиновой смеси при различной длительности воздействия нагрузки на нее.

Свойства вулканизованных смесей при 155°С проводились при нормальных условиях, показатели «твердость по Шору» и «эластичность по отскоку» проводились при температуре 23°С согласно ГОСТ 263-75 и ГОСТ 27110-86 соответственно, и при 100°С - максимальная температура эксплуатации резиновых смесей.

По результатам лабораторных испытаний видно, что использование композиции на основе битума и нефтеполимерной смолы повышает когезионную прочность, клейкость, выносливость при динамической нагрузке, твердость, в сравнении при использовании нефтеполимерной смолы и битума по отдельности. При сравнении резиновых смесей, приготовленных с применением предлагаемых композиций на основе битума и нефтеполимерной смолы (образцы 7, 8, 9) и резиновых смесей с использованием битума и нефтеполимерной смолы (образцы 4, 5, 6), можно сделать положительное заключение в пользу предлагаемого изобретения: улучшаются технологические показатели резиновых смесей.

1. Композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы, используемая в качестве пластификатора для резиновых смесей в соотношении, мас.%:

битум 30
смола нефтеполимерная 70

2. Композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы, используемая в качестве пластификатора для резиновых смесей в соотношении, мас.%:

битум 50
смола нефтеполимерная 50

3. Композиция на основе битума и нефтеполимерной смолы, используемая в качестве пластификатора для резиновых смесей в соотношении, мас.%:

битум марки 70
смола нефтеполимерная 30


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для получения вяжущего материала для цветных пластобетонов. .

Изобретение относится к способу приготовления битумной основы, имеющей определенные признаки продутого битума, с помощью органической добавки вместо продувки с применением газа, такого как воздух или озон.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для устройства слоев покрытий дорожных одежд во всех климатических зонах. .
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано при производстве рулонного кровельного материала. .
Изобретение относится к области получения битумных композиций, содержащих полимерные добавки и предназначенных для использования в дорожном строительстве. .
Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных покрытий. .

Изобретение относится к производству дорожных строительных материалов, а именно к вяжущим составам на основе органических вяжущих, которые могут быть использованы при строительстве и ремонте автомобильных дорог и аэродромных покрытий.

Изобретение относится к адгезионным добавкам для битумных битумно-полимерных композиций. .
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей
Изобретение относится к асфальтобетонной смеси для применения в составе дорожного покрытия

Изобретение относится к вяжущим материалам для производства асфальтобетонных смесей различного типа, широко применяемых для дорожного строительства

Изобретение относится к способу получения композиции модифицированного асфальтового связующего, который включает: перемешивание асфальтового связующего, ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора до получения модифицированной асфальтовой композиции, в котором количество полимера составляет от около 0,5 до около 10 массовых частей на 100 массовых частей асфальтового связующего, количество пентасульфида фосфора составляет от около 0,001 до около 10 массовых частей на 100 массовых частей асфальтового связующего, при подборе вышеуказанных количеств, обеспечивающих упругое восстановление композиции модифицированного асфальтового связующего больше чем 72,5% при 25°С, при этом ненасыщенный полимер и пентасульфид фосфора добавляют непосредственно к асфальтовому связующему без предварительного смешения ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано в качестве мастики для ремонта дорожных и аэродромных покрытий
Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке нефтяного сырья термическим крекингом с получением преимущественно дорожного битума, а также фракции светлых нефтепродуктов
Изобретение относится к производству строительных материалов, конкретно - самоклеящихся кровельных и гидроизоляционных материалов
Изобретение относится к строительству и может быть применено для получения композиционных материалов на основе битумных вяжущих, используемых в дорожных, аэродромных и кровельных покрытиях
Изобретение относится к области промышленного приготовления модифицированных битумных мастик
Наверх