Способ изготовления герметизирующих изделий


 


Владельцы патента RU 2439094:

Зенитова Любовь Андреевна (RU)
Фазылова Дина Ильдаровна (RU)
Хусаинов Альфред Данилович (RU)

Изобретение относится к способу изготовления герметизирующих прокладок для установки между деталями и узлами двигателей внутреннего сгорания, между фланцевыми соединениями в химической промышленности, для отделочных, шумо- и теплоизоляционных панелей. Способ осуществляют измельчением до 0,5-5,0 мм пробковых отходов. Пробковые отходы смешивают со связующим веществом на основе смеси уретанового и бутадиен-нитрильного каучуков, взятых в массовом соотношении 10-90:10-90. После смешения со связующим веществом смесь формуют при 143-151°С под давлением 3-10 МПа 20-60 мин., выдерживают при комнатной температуре в течение суток. Затем листы полученного материала разрезают и вырубают из них изделия. В качестве измельченных пробковых отходов используют взятые раздельно или в любых соотношениях между собой кору пробкового дуба, отходы обувных и протезно-ортопедических производств, отделочных, тепло- и шумоизоляционных производств, собственные некондиционные отходы материала, выпрессовки и отходы вырубки изделий. Изобретение позволяет повысить надежность герметизирующих прокладок и получить многофункциональный материал. 5 табл.

 

Изобретение относится к способам изготовления герметизирующих прокладок из измельченных отходов для установки между деталями и узлами двигателей внутреннего сгорания, между фланцевыми соединениями в химической промышленности, для отделочных, шумо- и теплоизоляционных панелей.

Известен способ изготовления прессованных изделий, включающий смешивание органических наполнителей - измельчение до 1,5-2,5 мм отходы текстильного производства, деревообрабатывающей промышленности, сухие листья, ботву сельскохозяйственных культур или их смеси при массовом соотношении связующего и наполнителя 30-50:50-70, использование в качестве связующего отходов препрега на основе фенолформальдегидной смолы, измельченные до 1,0 мм, прессование при температуре 150-170°С и давлении 15-20 МПа с выдержкой в прессе после сбрасывания давления 10 мин (пат. РФ №2017759, МПК СO8J 5/04, СО8L 61/10 за 1994 г.).

Недостатком данного способа является то, что прокладки, полученные этим способом, не могут работать при высоких температурах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится способ изготовления герметизирующих прокладок из измельченных отходов, включающий измельчение до 0,5-5 мм резинопробковых отходов, смешение со связующим веществом, формование посредством прессования под давлением (пат. РФ №2213104, МПК СO8J 5/10, СO8К 3/10, СO8L 9/02, опубл. 27.09.2003 г.).

Недостатком этого изобретения является низкие по сравнению с заявляемым способом упруго-эластичные свойства прокладок, приводящие к преждевременному разрушению, что снижает их надежность, а также невозможность работы в агрессивных средах из-за их высокой степени набухания, что делает материал неприемлемым для использования в качестве прокладок в химической промышленности.

Задачей изобретения является повышение надежности получаемых изделий за счет улучшения эксплуатационных, таких как упруго-эластичных свойств, истираемости изделий, повышения стойкости к набуханию в агрессивных средах, а также упрощение технологии получения прокладочного материала и расширение областей применение заявленной композиции.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления герметизирующих изделий, включающем измельчение до 0,5-5 мм резинопробковых отходов, смешение со связующим веществом, формование посредством прессования под давлением, согласно изобретению в качестве связующего используют сырую резиновую смесь на основе уретанового и бутадиен-нитрильного каучуков при массовом соотношении 10÷90:10÷90, а в качестве измельченных резинопробковых отходов используют взятые раздельно или в любых соотношениях между собой кору пробкового дуба, отходы обувных и протезно-ортопедических производств, отходы отделочных, тепло- и шумоизоляционных производств, а также собственные отходы материала, выпрессовки и отходы вырубки изделий при соотношении, мас.%: связующее вещество 25-60, указанные измельченные резинопробковые отходы - остальное, при этом формование осуществляют при температуре 143-151°С под давлением 3-10 МПа в течение от 20-60 минут с дальнейшей выдержкой при комнатной температуре в течение суток, затем листы разрезают и вырубают из них изделия.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения являются использование в качестве связующего сырой резиновой смеси на основе уретанового и бутадиен-нитрильного каучуков при массовом соотношении 10÷90:10÷90, а в качестве измельченных резинопробковых отходов использование взятых раздельно или в любых соотношениях между собой коры пробкового дуба, отходов обувных и протезно-ортопедических производств, отходов отделочных, тепло- и шумоизоляционных производств, а также собственных отходов материала, выпрессовок и отходов вырубки изделий при соотношении, мас.%: связующее вещество 25-60, указанные измельченные резинопробковые отходы - остальное, формование при температуре 143-151°С под давлением 3-10 МПа в течение от 20-60 минут с дальнейшей выдержкой при комнатной температуре в течение суток, разрезка и вырубка из них изделий, что позволяет улучшить упруго-эластичные свойства изделий, в том числе в диапазоне связующего 35-40 мас.% при сохранении прочностных свойств на уровне нормы, а также повысить их надежность и стойкость к набуханию в агрессивных средах. Кроме того, предложенный способ позволяет расширить область применения материала, в частности для изготовления герметизирующих прокладок для установки между деталями и узлами двигателей внутреннего сгорания, между фланцевыми соединениями в химической промышленности, для изготовления отделочных, шумо- и теплоизоляционных панелей, футеровки для химической аппаратуры за счет того, что в заявляемом способе используется невысокое давление формования 3-10 МПа, в то время как в прототипе оно составляет 20-30 МПа. Применение высокого значения давления формования влечет за собой значительные энергетические затраты. Кроме того, предлагаемый способ позволяет избежать дополнительной энергоемкой технологической операции термостабилизации при высоких температурах 100-130°С в течение длительного времени. Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков способа с достижением указанного технического результата.

Способ осуществляли следующим образом. В качестве наполнителя для создания ПКМ использовали взятые раздельно или в любых соотношениях между собой измельченную кору пробкового дуба, отходы обувных и протезно-ортопедических производств, отходы отделочных, тепло- и шумоизоляционных производств, а также собственные отходы материала, представляющие собой некондицию, выпрессовки и отходы вырубки изделий, при этом размеры наполнителя варьируются от 0,5 до 5 мм (табл.4, 5).

Пример 1. Первоначально осуществляли пластикацию уретанового каучука марки СКУ-8ТБ и бутадиен-нитрильного каучука марки СКН-26 (БНКС-28) (в массовом соотношении 20:80 соответственно) на холодных лабораторных вальцах ЛБ 320-160/160 или в лабораторном резиносмесителе «Brabender» при температуре 50-60°С в течение 0-15 мин. Далее в смесь каучуков добавляли порциями в несколько приемов наполнитель в количестве 250 мас.ч. на 100 мас.ч. смеси каучуков (образец №10 таб.3). Измельчение пробковых и/или резинопробковых отходов осуществляли предварительно в экструдере до размеров 0,5-5 мм (табл.1).

Далее сырую резиновую смесь помещали в пресс-форму гидравлического вулканизационного пресса и подвергали формованию при 151°С и под давлением 5 МПа, затем материал выдерживали при комнатной температуре в течение суток с последующей нарезкой листов требуемой толщины, из которых вырубали изделия нужной конфигурации и размеров.

По предложенному способу были изготовлены прокладки (Пробкур) для двигателя внутреннего сгорания автомобиля типа ВАЗ, которые работали без капитального ремонта 150 тыс. часов при температуре 125°С, толщина прокладки 4 мм (табл.1, образцы №7-10 табл.3), что по сравнению с прототипом позволило увеличить надежность герметизирующих прокладок на 50%, восстанавливаемость после снятия давления на 18%, снизить относительную остаточную деформацию при сохранении других показателей на уровне прототипа.

Пример 2. Сырую резиновую смесь изготавливали и формовали аналогично примеру 1.

По предложенному способу был изготовлен тепло-звукоизолирующий материал (Пробкур) в виде плиты: 610 мм × 915 мм, толщина 4 мм (Образцы №10-12 табл.3).

Основные технические характеристики полученного материала приведены в таблице 3, которые удовлетворяют требованиям для теплоизоляционных материалов по ГОСТ 23499-79. При этом материал обладал следующими параметрами:

Плотность, кг/см3 200÷700 (в зависимости от режима формования)
Водопоглощение, % 0÷5
Огнестойкость класс горючести В1

Аналогично проводились испытания герметизирующих изделий с различным соотношением ингредиентов, и полученные свойства сведены в табл.1-5.

Таблица 1
Сравнительные характеристики прокладочных материалов
Показатели Норма для прокладочных материалов по ТУ 2549-001-21109211-95 САПР-0001 СП «Саморим-ПК» прототип ПРОБКУР
Время формования, мин - - 40
Давление формования, МПа - 20-30 3-10
Температура формования,°С 155-165 с последующей термостабилизацией при 100-130°С в течение 12-24 ч 143-151 с последующей вылежкой при комн. температуре в течение 24 ч
Работа при температуре, С° - - -45+250
Гибкость при температуре 20±5°С Не должно быть трещин и разрывов Нет трещин и разрывов
Твердость по Шору А, усл.ед. 70±15 80±5 80
Плотность, кг/м 400÷800 - 600
Условная прочность при растяжении, МПа 4,9 4,9 4,9
Восстанавливаемость после снятия давления (2,75±0,05)МПа, % не менее 80 80 95+1
Сжимаемость при давлении (2,75±0,05)МПа, (28±0,05 кгс/см2) в пределах, % 14±6 14±6 12±1
Относительная остаточная деформация при 20% статической деформации сжатия температура 125°С в течение 72 ч, % не более 70 70 25±1
Степень набухания в моторном масле в течение 24 ч при 20±2°С,% 0÷45 13±1
Степень набухания в бензине в течение 24 ч при 20±2°С, % 0÷70 - 68±1
Стойкость к действию агрессивных сред (изменение массы материала после выдержки образца в течение 24 ч при 20±2°С), % - серная кислота (10% р-р) ±15 6±1
Стойкость к термическому старению в воздухе при температуре 125°С в течение 72 ч -изменение деформации, % -гибкость ±35
Не должно быть трещин и разрывов
±35
Нет трещин и разрывов
25
Нет трещин и разрывов
Стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию моторных масел при температуре 125°С в течение 72 ч - изменение объема, % - гибкость ±8
Не должно быть трещин и разрывов
±8
Нет трещин и разрывов
-3÷-1 Нет трещин и разрывов
Таблица 2
Показатели композиций с различным соотношением Показатели композиций с различным соотношением уретанового и бутадиен-нитрильного каучуков. Размер зерна пробки 3-5 мм, количество наполнителя 100 мас.ч. на 100 мас.ч. смеси каучуков.
Показатели Соотношение уретанового и бутадиен-нитрильного каучуков в композиции, мас.ч. соответственно
90:10 70:30 50:50 30:70 20:80 10:90
№1 №2 №3 №4 №5 №6
Время формования, мин 10 25 25 25 25 40
Давление формования, МПа 5 5 5 5 5 5
Температура формования, °С 143 143 143 151 151 151
Гибкость при температуре 20°±5°С Нет трещин и разрывов
Плотность, кг/м3 580 600 600 700 700 600
Твердость по Шору А, усл. ед. 50÷60 60÷70 50÷60 60÷70 70÷75 60÷70
Работа при температуре, С° -45+250
Условная прочность при растяжении, МПа 4,8 4,8 4,8 4,9 4,9 5,0
Восстанавливаемость после снятия давления (2,75±0,05)МПа, % не менее 90 90 90 90 90 90
Степень набухания в масле при 20°С в течение 24 часов,% 8±1 5±1 3±1 2±1 1±1 4±1
Степень набухания в бензине при 20°С в течение 24 часов, % 28±1 30±1 25±1 20±1 10±1 40±1
Таблица 3
Показатели композиций с различным содержанием тробкового наполнителя композиции на основе смеси уретанового и бутадиен-нитрильного каучуков в массовом соотношении 20: 80
Показатели Содержание пробкового наполнителя в композиции, мас.ч.
100 150 200 250 300 350
№7 №8 №9 №10 №11 №12
Время формования, мин 25 30 40 40 50 60
Давление формования, МПа 3 4 5 5 5 5
Температура формования,°С 151 151 151 151 151 151
Гибкость при температуре 20±5°С Нет трещин и разрывов
Твердость по Шору А, усл.ед. 70 75 78 80 80 80
Плотность, кг/м3 700 670 635 600 607 655
Условная прочность при растяжении, МПа 4,9
Восстанавливаемость после снятия давления (2,75±0,05)МПа, % не менее 90 90 90 95 95 96
Степень набухания в масле в течение 24 ч при 20±2°С, % 1±1 15±1 11±1 13±1 18±1 8±1
Степень набухания в бензине в течение 24 ч при 20±2°С, % 10±1 49±1 51±1 68±1 69±1 37±1
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мК) 0,2 0,1 0,05 0,048 0,045 0,043
Коэффициент звукопоглощения 0,58 0,61 0,73 0,8 0,83 0,85
Коэффициент газопроницаемости м2/(Па*с); 25°С 2,9*10-17
(O2)
0,8*10-17
(N2)
23* 10-17
(СО2)
Таблица 4
Показатели ПКМ с различным размером зерна пробки Температура формования 151°С, время 30 минут, давление 3 МПа.
Содержание наполнителя 100 мас.ч. на 100 мас.ч. смеси каучуков
Показатели Размер зерна наполнителя
0,5-1 1-3 3-5
№13 №14 №15
Гибкость при температуре 20±5°С Нет трещин и разрывов
Плотность, кг/м3 890 870 650
Твердость по Шору А, усл. ед 60÷70 60÷70 60÷70
Работа при температуре, С° -45+250
Условная прочность при растяжении, МПа 4,9
Восстанавливаемость после снятия давления (2,75±0,05)МПа, % не менее 90
Степень набухания в масле при 20°С в течение 24 часов, % 1±1 3±1 6±1
Степень набухания в бензине при 20°С в течение 24 часов, % 26±1 26±1 25±1

Как видно из таблиц, при сохранении таких же показателей с прототипом как прочность при растяжении, у предлагаемого способа изготовления герметизирующих изделий увеличились восстанавливаемость после снятия давления на 18%; надежность полученных герметизирующих изделий на 50%; снизилась относительная остаточная.

В настоящее время намечено внедрение предлагаемого способа изготовления герметизирующих изделий на таких заводах РТИ как ЗАО «Кварт» г.Казань, НИИ «Спецкаучук» г.Казань, а также на предприятиях: ООО «Автодеталь» г.Казань, ООО «Фопро-М» г.Ростов-на-Дону.

Способ изготовления герметизирующих изделий, включающий измельчение до 0,5-5,0 мм пробковых отходов, смешение со связующим веществом, формование посредством прессования под давлением, при этом в качестве связующего используют смесь на основе уретанового и бутадиен-нитрильного каучуков при массовом соотношении 10-90:10-90, а в качестве измельченных пробковых отходов используют взятые раздельно или в любых соотношениях между собой кору пробкового дуба, отходы обувных и протезно-ортопедических производств, отходы отделочных, тепло- и шумоизоляционных производств, а также собственные некондиционные отходы материала, выпрессовки и отходы вырубки изделий при соотношении, мас.%:

связующее вещество 25-60
указанные измельченные пробковые отходы остальное

при этом формование осуществляют при температуре 143-151°С под давлением 3-10 МПа в течение 20-60 мин с дальнейшей выдержкой при комнатной температуре в течение суток, затем листы разрезают и вырубают из них изделия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения эластичных быстроотверждающихся клеев холодного отверждения, а именно к полиуретановым клеевым составам с высокими адгезионными характеристиками с хорошей водостойкостью, и может быть использовано в различных областях человеческой деятельности.
Изобретение относится к области герметизирующих материалов на основе полисульфидных олигомеров, которые могут быть использованы для герметизации приборов, клепочных, сварных и болтовых соединений элементов конструкций летательных аппаратов в авиакосмической технике, в автомобиле и судостроении и в других отраслях народного хозяйства.
Изобретение относится к композиции для герметизации и гидроизоляции строительных сооружений, в частности кровельных покрытий. .

Изобретение относится к полимерным строительным материалам и может быть использовано для герметизации и гидроизоляции строительных сооружений и для устройства наливных кровельных покрытий из герметизирующих и гидроизоляционных композиций, перерабатываемых методом заливки.

Изобретение относится к термически высокоэффективному стеклопакету, герметизированному отвержденной композицией, среди прочего содержащей диорганополисилоксан(ы) и неорганическо-органический нанокомпозит(ы), отвержденная композиция обладает низкой проницаемостью для газа(ов).
Изобретение относится к полиуретановым композициям на основе форполимера, которые могут быть использованы для получения отверждающегося в присутствии влаги герметика, адгезива или покрытия, а также к способу получения такой композиции форполимера.
Изобретение относится к герметизирующим композициям, работающим в широком интервале температур и стойким к действию моторных масел, охлаждающих жидкостей и топлива.
Изобретение относится к области получения наполненных композиций на основе эпоксидных смол. .

Изобретение относится к отверждаемой при комнатной температуре композиции, которая пригодна для использования в качестве герметизирующих составов для изоляции стеклопакетов.

Изобретение относится к отверждаемым при комнатной температуре композициям герметика на основе силиконовой термопластической смолы с пониженной газопроницаемостью, пригодным для использования при производстве остекления, такого как окна и двери.

Изобретение относится к полимерному материаловедению и может быть использовано для изготовления морозоустойчивых деталей - прокладок, покрытий, манжет, уплотнений, колец и других конструкционных изделий различного функционального назначения, работающих в режиме интенсивного истирания в среде нефти, масел, смазок и топлива.

Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок в железнодорожном и автомобильном транспорте, в подъемных кранах, муфтах сцепления, а также в качестве демпфирующих и вибропоглощающих материалов.
Изобретение относится к резиновой промышленности, может применяться в уплотнительных деталях в подвижных узлах механизмов. .

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству ряда резиновых смесей, имеющих в своем составе минеральные наполнители. .
Изобретение относится к способу получения фрикционных полимерных материалов и может быть использовано при изготовлении тормозных колодок железнодорожных вагонов и локомотивов, для автотранспорта, подъемных кранов, дисков сцепления и других изделий.
Изобретение относится к способу получения резиновых смесей на основе высокомолекулярных карбоцепных каучуков и резин общего и специального назначения. .
Изобретение относится к резинотехнической промышленности, в частности к производству полимерных композиций для изготовления железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений повышенной долговечности.

Изобретение относится к резинотехническому производству, а именно к резиновым смесям для изготовления морозостойких и маслостойких железнодорожных подрельсовых и нашпальных прокладок-амортизаторов рельсовых скреплений.

Изобретение относится к резиновой промышленности и касается резиновой смеси для шин, функционирующих в спущенном состоянии. .
Наверх