Способ изготовления резиновой смеси для автомобильной шины


 


Владельцы патента RU 2471820:

Лобко Владимир Павлович (RU)

Изобретение относится к изготовлению резиновой смеси для автомобильной шины на основе ненасыщенных каучуков. Резиновую смесь готовят в резиносмесителе в 2 стадии, на первой - в резиносмеситель вводят каучук, технический углерод, мягчители, защитный воск, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, N-циклогексилтиофталимид, оксид цинка, стеариновую и олеиновую кислоты, после чего смешивают ингредиенты при 80°С в течение 4-5 мин при частоте вращения роторов 60 1/мин. На второй стадии вводят ускорители вулканизации, смешение осуществляют при 60°С в течение 2-3 мин при частоте вращения роторов 30 1/мин. Полученную резиновую смесь подвергают воздействию низкочастотных механических колебаний, затем смесь пропускают через каскад последовательно соединенных диспергаторов, после чего обработанную смесь подвергают вулканизации. Каждый каскад состоит из 2-3 диспергаторов, выполненных в виде сопел Лаваля. Перепад давления на каждом диспергаторе в каждом каскаде составляет 250000-350000 Па. Смесь прогоняют через каскады диспергаторов с помощью насоса, и напор насоса превышает суммарную величину перепада давления на каскадах в 1,2-1,5 раза. Серу вводят в критическую часть сопла первого диспергатора первого каскада. Изобретение позволяет повысить равномерность распределения компонентов, в частности серы и углерода, в резиновой смеси.

 

Изобретение относится к резиновым смесям на основе ненасыщенных каучуков, которые могут быть использованы в шинной промышленности при производстве резин для автомобильных покрышек.

Известно техническое решение, предусматривающее использование для протекторов шин резиновой смеси, содержащей ненасыщенный каучук, серу, ускоритель вулканизации, мягчитель, защитный воск, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, N-циклогексилтиофталимид, технический углерод, оксид цинка и смесевую композицию на основе цинковых солей жирных кислот и оксида цинка (марка Диспактол Ц) или марки Диспактол ЦМ, содержащей дополнительно оксиэтилированные жирные кислоты или их комбинацию с оксидом цинка. Смесь получают путем перемешивания во вращающемся барабане (см. патент РФ 2129131, C08L 9/00, 1985).

Недостатком аналога является неравномерность распределения компонентов по объему смеси.

Известен другой аналог - резиновая смесь, содержащая ненасыщенный каучук, серу, ускоритель вулканизации, мягчитель, защитный воск, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, N-циклогексилтиофталимид, технический углерод, оксид цинка, стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

ненасыщенный каучук - 100

сера - 1,8-2,2

ускоритель вулканизации - 1,4-1,8

мягчитель - 8,0-15,0

защитный воск - 1,0-2,0

N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин - 1,0

полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин - 2,0

N-циклогексилтиофталимид - 0,2-0,3

технический углерод - 55,0-60,0

оксид цинка - 3,0-5,0

стеариновая кислота - 2,0.

Смесь получают путем перемешивания во вращающемся смесительном барабане (см. Техническая документация №28-85Д на промышленное производство шин с уровнем качества 1990 г. Шины радиальной конструкции. М., 1985).

Недостатком аналога является неравномерность распределения компонентов по объему смеси.

Прототипом заявленного способа является способ изготовления резиновой смеси для автомобильной шины, заключающийся в том, что смесь готовят в резиносмесителе в 2 стадии, на первой стадии в резиносмеситель вводят каучук, технический углерод, мягчители, защитный воск, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, N-циклогексилтиофталимид, оксид цинка, стеариновую и олеиновую кислоты, после чего смешение ингредиентов осуществляют в резиносмесителе при температуре 80°C в течение 4-5 мин при частоте вращения перемешивающих роторов 60 1/мин,

на второй стадии вводят компоненты вулканизующей группы (серу и ускорители вулканизации), смешение осуществляют в резиносмесителе при температуре 60°C в течение 2-3 мин при частоте вращения перемешивающих роторов 30 1/мин (RU 2255947, C08L 21/00, 10.07.2005).

Недостатком прототипа является неравномерность распределения компонентов по объему смеси.

Технической задачей изобретения является разработка способа создания резиновой смеси, обладающей улучшенными физико-механическими свойствами.

Техническая задача решается тем, что способ изготовления резиновой смеси для автомобильной шины заключается в том, что смесь готовят в резиносмесителе в 2 стадии, на первой стадии в резиносмеситель вводят каучук, технический углерод, мягчители, защитный воск, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, N-циклогексилтиофталимид, оксид цинка, стеариновую и олеиновую кислоты, после чего смешение ингредиентов осуществляют в резиносмесителе при температуре 80°C в течение 4-5 мин при частоте вращения роторов 60 1/мин;

на второй стадии вводят компоненты вулканизующей группы (ускорители вулканизации), смешение осуществляют в резиносмесителе при температуре 60°C в течение 2-3 мин при частоте вращения роторов 30 1/мин, и от прототипа заявленный способ отличается тем, что на второй стадии изготовления, полученную резиновую смесь подвергают воздействию низкочастотных механических колебаний, затем смесь пропускают через каскад последовательно соединенных диспергаторов, где молекулы компонентов смеси дробятся, после чего обработанную смесь подвергают вулканизации; при этом каждый каскад состоит из 2-3 диспергаторов, выполненных в виде сопел Лаваля, в каждом из которых компоненты смеси подвергаются кавитационному воздействию и расчеплению на элементы (шарики) с поперечным размером не более 100 нанометров, причем перепад давления на каждом диспергаторе в каждом каскаде, в виде сопла Лаваля, составляет величину от 250000 Па до 350000 Па, а прогоняют смесь через каскады диспергаторов с помощью насоса, и напор насоса превышает суммарную величину перепада давления на каскадах в 1,2-1,5 раза, причем серу вводят в критическую часть сопла первого диспергатора первого каскада.

При реализации изобретения целесообразно, чтобы резиновая смесь содержала следующее соотношение компонентов, мас.ч.:

ненасыщенный каучук - 100

сера - 1,8-2,2

ускоритель вулканизации - 1,4-1,8

мягчитель - 8,0-15,0

защитный воск - 1,0-2,0

N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин - 1,0

полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин - 2,0

N-циклогексилтиофталимид - 0,2-0,3

технический углерод - 55,0-60,0

оксид цинка - 3,0-5,0

стеариновая кислота - 0,8

олеиновая кислота - 1,2.

Серу вводят в критическую часть сопла через эжектор. Давление торможения потока в критической части сопла составляет 0,3-0,5 Атм. Сера из мерной емкости подсасывается движущимся через сопло потоком смеси.

Техническим результатом является существенное, по сравнению с прототипом, повышение равномерности распределения компонентов, в частности серы и углерода, в резиновой смеси, что позволит получить резину с максимально равномерными прочностными и пластоэластическими свойствами по объему смеси, существенно увеличить стойкость резины к тепловому старению и усталостную выносливость. Это, в свою очередь, позволит изготовить из резины шины, которые будут в процессе эксплуатации равномерно снашиваться.

Смесь в критической части сопла разгоняется до скорости 8-10 м/с. Разгон осуществляется за счет того, что сечение сопла в критической части в 8-10 раз меньше, чем сечение на входе в сопло. За критической частью сопла (где сечение сопла увеличивается) при уменьшении скорости и росте давления происходит кавитация потока смеси, что и перемешивает ее.

В качестве мягчителей используют канифоль, углеводородную смолу, нефтяное масло. В качестве ненасыщенного каучука используют комбинацию ненасыщенных изопренового (СКИ-3), бутадиенового (СКД) и бутадиен-стирольного (СКМС-30 АРКМ-15) каучуков (примеры 1, 5, 11, 12), или комбинацию СКИ-3 с СКМС-30 АРКМ-15 (примеры 2, 6), или комбинацию СКИ-3 и СКД (примеры 3, 7), или индивидуальный каучук СКМС-30 АРКМ-15 (примеры 4, 8-10).

Испытания резиновых смесей и их вулканизацию проводят по стандартным методикам Открытого акционерного общества "Нижнекамскшина".

Рецептура и свойства резиновых смесей такие же, как и у прототипа (см. Таблицы 1 и 2 прототипа), однако у резины, изготовленной по настоящему изобретению, существенно выше равномерность этих свойств по объему образца. Разница в значениях каждого из показателей не превышает 0,1% по объему образца.

Способ изготовления резиновой смеси для автомобильной шины, заключающийся в том, что смесь готовят в резиносмесителе в 2 стадии, на первой стадии в резиносмеситель вводят каучук, технический углерод, мягчители, защитный воск, N-изопропил-N'-фенил-n-фенилендиамин, полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, N-циклогексилтиофталимид, оксид цинка, стеариновую и олеиновую кислоты, после чего смешение ингредиентов осуществляют при температуре 80°С в течение 4-5 мин при частоте вращения роторов 60 1/мин, на второй стадии вводят компоненты вулканизующей группы (ускорители вулканизации), смешение осуществляют при температуре 60°С в течение 2-3 мин при частоте вращения роторов 30 1/мин, отличающийся тем, что на второй стадии изготовления, полученную резиновую смесь подвергают воздействию низкочастотных механических колебаний, затем смесь пропускают через каскад последовательно соединенных диспергаторов, где молекулы компонентов смеси дробятся, после чего обработанную смесь подвергают вулканизации; при этом каждый каскад состоит из 2-3 диспергаторов, выполненных в виде сопел Лаваля, в каждом из которых компоненты смеси подвергаются кавитационному воздействию и ращеплению на элементы - шарики с поперечным размером не более 100 нм, причем перепад давления на каждом диспергаторе в каждом каскаде в виде сопла Лаваля составляет величину от 250000 Па до 350000 Па, а прогоняют смесь через каскады диспергаторов с помощью насоса и напор насоса превышает суммарную величину перепада давления на каскадах в 1,2-1,5 раза, причем серу вводят в критическую часть сопла первого диспергатора первого каскада.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к резиновой смеси, используемой для изделий из резины, таких как шины, промышленные ленты. .

Изобретение относится к резиновой смеси, пригодной для изготовления протектора шины. .

Изобретение относится к каучуковым композициям, содержащим функционализированный наноразмерный материал на основе оксида переходного металла. .

Изобретение относится к химической, нефтехимической промышленности, а также к коммунальному хозяйству и может быть использовано при переработке отслуживших срок автопокрышек и образовании отходов при их изготовлении.

Изобретение относится к несшитым эластомерным полимерам, эластомерным композициям и изделиям. .

Изобретение относится к полимерной наночастице, которая имеет конфигурацию ядро/оболочка, и где между ядром и оболочкой находится межфазная область, содержащая, по меньшей мере, один заполимеризованный мономер, выбираемый из заполимеризованного мономера ядра и заполимеризованного мономера оболочки.

Изобретение относится к полимерной наночастице, которая имеет конфигурацию ядро/оболочка, и где между ядром и оболочкой находится межфазная область, содержащая, по меньшей мере, один заполимеризованный мономер, выбираемый из заполимеризованного мономера ядра и заполимеризованного мономера оболочки.

Изобретение относится к частице, включающей композицию, содержащую матрицу и радикальный пероксидный или азо-инициатор, а также относится к обрезиненным продуктам, покрышкам, протекторам покрышек и ремням, содержащим системы частица - эластомер.

Изобретение относится к аминному антиоксиданту, применяемому в резиновой и шинной промышленности для стабилизации резин. .

Изобретение относится к N-алкил-N-трет-бутилбензотиазол-2-сульфенамиду, представленному формулой [I], где R означает этил, н-пропил или н-бутил. .

Изобретение относится к способам получения антитурбулентных присадок в виде суспензий и может быть использовано в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов при перекачке их в турбулентном режиме течения.
Изобретение относится к способам получения композиций, которые могут использоваться при производстве различных битум-полимерных полуфабрикатов для композиций, используемых при устройстве мягких кровель, гидроизоляции фундаментов и трубопроводов.

Изобретение относится к технологии производства полимерных добавок, содержащих неорганические и органические вещества с заданными функциональными свойствами, в частности с красящими, бактерицидными, антипиреновыми и т.д., и может быть использовано в производстве полимерных изделий различного назначения.

Изобретение относится к технологии производства полимерных добавок, содержащих неорганические и органические вещества с заданными функциональными свойствами, в частности с красящими, бактерицидными, антипиреновыми и т.д., и может быть использовано в производстве полимерных изделий различного назначения.
Изобретение относится к технологии резинотехнических изделий, в частности к способам объемной модификации резин с целью замедления процессов старения, протекающих при длительном хранении и эксплуатации в резинах и резинотехнических изделиях.
Изобретение относится к полимеризации изоолефинов и полиолефинов для создания наполненных диоксидом кремния полимеров на основе бутилкаучука. .
Изобретение относится к строительным материалам широкого спектра применения и может быть использовано для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ.

Изобретение относится к области нанотехнологии, а именно к полимерным композиционным материалам с нанонаполнителями. .

Изобретение относится к резиновой смеси на основе галобутилкаучука. .

Изобретение относится к способу получения нанокомпозиционного материала и может быть использовано в упаковочной, кабельной (негорючая изоляция электропроводов) и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к средствам получения высокодисперсных гомогенизированных смесей с заданной концентрацией компонентов. .
Наверх