Способ модификации нефтеполимерных смол



Способ модификации нефтеполимерных смол
Способ модификации нефтеполимерных смол
Способ модификации нефтеполимерных смол
Способ модификации нефтеполимерных смол

 


Владельцы патента RU 2568116:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) (RU)

Изобретение относится к области прикладной органической химии, а именно к способу модификации нефтеполимерных смол и применению полученной смеси для изготовления мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы дробью из огнестрельного оружия. Композиция для производства мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы состоит из : (1) нефтеполимерной смолы или смеси нефтеполимерных смол 17-19 мас.%, (2) нефтяного битума одного вида или смеси с температурой размягчения от 90 до 135°C 1-3 мас.%, (3) неорганического порошкового наполнителя 80 мас.% и (4) эфирного пластификатора 1 мас.% от суммы компонентов (1)-(3). Заявлен также способ модификации нефтеполимерных смол. Технический результат - изготовление не содержащих канцерогенных примесей, экологически чистых мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы, при этом смесь для получения мишеней-тарелочек технологична - хорошо формуется и мало прилипает к поверхности аппарата для горячего прессования. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 12 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к области прикладной органической химии, в частности к способу модификации нефтеполимерных смол или инден-кумароновых смол, или их смесей, и к разработке экологически чистых, не содержащих токсичных канцерогенных веществ композиций на основе сополимеров углеводородов и минеральных масел (нефтяных битумов), которые могут быть применимы при производстве мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы дробью из огнестрельного оружия.

Мишени для стендовой стрельбы должны, с одной стороны, хорошо сохраняться при транспортировке и хранении, с другой - разрушаться при попадании в них при стрельбе одной-двух дробин, что определено соответствующими показателями и испытаниями, указанными в ГОСТ Р 52909-2008 («Мишени для стендовой стрельбы и спортинга. Общие технические условия»).

В настоящее время подобные тарелочки-мишени производят из каменноугольного пека и тонкоизмельченного известняка (доломитовой муки) при их массовом соотношении 1:3, что позволяет обеспечить необходимые массу мишени, ее прочность и разрушаемость (например, подобные мишени-тарелочки описаны в статье: Зиновьев В. «Мишени для стендовой стрельбы» [Электронный ресурс] // Питерский охотник [Офиц. сайт]. URL: http://piterhunt.ru/pages/statyi/ohota_i_ohot_hoz/1958/2/misheni.htm).

Однако содержащиеся в каменноугольном пеке токсичные канцерогенные составляющие способны вызывать онкологические заболевания, отравления и поражения кожных покровов. А скопление на поверхности грунта пролетных и излетных зон стрелковых площадок осколков и битых мишеней из каменноугольного пека наносит непоправимый ущерб окружающей среде. Помимо этого сбор и утилизация осколков мишеней как вторсырья для нового цикла производства оказались нецелесообразными ввиду канцерогенности органического сырья.

Также для изготовления подобных мишеней предлагалось использовать композицию, состоящую из серосодержащего сырья, порошкового наполнителя (гипса, песка, глины, стекла и др.) и сульфоната лигнина (патент США 6,394,457 В2 от 28.05.2002). Однако формовка такой смеси сопряжена с большими временными и трудовыми затратами (в т.ч. и на обслуживание формовочного оборудования). Кроме того, процесс формования мишеней ограничен определенными условиями, при которых могут образовываться и выделяться соединения серы, имеющие раздражающий запах.

Наиболее близкое техническое решение описывает мишени-тарелочки, где композиции для их изготовления состоят из (1) органической низкомолекулярной термопластичной смолы (в частности, нефтеполимерной смолы) с температурой размягчения от 60 до 200°C, (2) органической высокомолекулярной термопластичной смолы и (3) неорганического порошкового наполнителя, совмещаемых в присутствии лубриканта - стеариновой кислоты (патент Великобритании 1,548,600 от 18.07.1979). Массовое соотношение суммы органических компонентов и неорганического компонента составляет в лучших примерах 1:4.

В технологическом процессе органические нефтяные смолы и неорганический наполнитель взвешивают и перемешивают вместе, нагревая при этом от 120°C до 200°C для получения однородных расплавленных составов. Затем полученные составы охлаждают и гранулируют при помощи дробилки. Гранулированные композиции подвергают прессованию при 150°C для формирования мишеней тарелочек.

Недостатком указанных композиций является использование высокомолекулярной термопластичной смолы (полиэтилен, полистирол, полипропилен), требующей нагревание композиции до 200°C и применение в качестве лубриканта исключительно стеариновой кислоты. Эти недостатки устраняются заменой высокомолекулярной смолы на нефтяной битум с температурой размягчения 95°C и выше, а именно, нефтяной битум БН 90/10 (95°C), битум нефтяной хрупкий марки Б (100-110°C), марки В (110-125°C) и марки Г (125-135°C) и заменой стеариновой кислоты на пластификатор (табл. 1) с температурой вспышки 175°C и выше, что в итоге снижает максимальную температуру приготовления композиции до 170°C, сокращает время нагревания композиции и энергетические затраты и значительно расширяет сырьевую базу.

Стеариновая кислота как лубрикант для предлагаемого состава не обеспечивает массовое соотношение 1:4 суммы органических компонентов и неорганического компонента.

В этом случае необходимый состав получается смешением (1) термопластичной низкомолекулярной нефтеполимерной смолы, (2) битума и (3) неорганического порошкового наполнителя в присутствии пластификатора при температуре от 120°C до 170°C. Полученный расплав можно сразу использовать для горячего прессования мишеней-тарелочек или гранулировать, а гранулированную композицию расплавлять и подвергать прессованию при 150°C.

В качестве неорганического порошкового наполнителя могут быть использованы доломитовая мука, тальк, кварцевый песок, карбонат кальция как в чистом виде, так и их смеси.

При обеспечении сбора разрушенных мишеней на стрельбище они могут быть повторно переработаны самостоятельно или в смеси с исходными компонентами в указанных выше температурных условиях.

Таблица 1. Пластификаторы для приготовления композиции.

При этом показателями, определяющими качество мишений-тарелочек, в том числе сохранение всех свойств при температуре воздуха до 60°C, являются температуры размягчения исходных органических компонентов, которые должны быть 90°C и выше.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка композиций для производства мишеней-тарелочек, имеющих необходимые показатели (массу, прочность, разрушаемость), характеризующихся экологической безопасностью, доступностью исходного сырья и простотой производства, а также получение технологической смеси, обеспечивающей хорошие условия ее формуемости.

Поставленная задача решается путем использования органического связующего, а именно, смеси низкомолекулярной термопластичной смолы и нефтяного битума (имеющих температуру размягчения более 90°C и не содержащих канцерогенных составляющих), которая способна совмещаться с порошкообразным неорганическим наполнителем в определенном соотношении в присутствии пластификатора.

В качестве низкомолекулярной термопластичной смолы предлагается использовать нефтеполимерную смолу (продукт полимеризации, полученный из алифатических фракций С5 или С5/С9, из ароматических фракций С9, инден-кумароновая смола), в качестве второго органического компонента - нефтяной битум с температурой размягчения 90°C и выше.

Наличие всех указанных компонентов в композиции позволяет достичь необходимых адгезионных свойств и при этом получить смесь, не прилипающую к поверхностям формовочного оборудования при рабочих температурах, а также существенно уменьшить долю органического связующего в смеси. Степень прилипания используемой технологической смеси к поверхности аппарата для горячего прессования определялась визуально после 3-х циклов формования и составила 0,5-1,0% от общей массы загруженного сырья.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами композиций (табл. 2).

Пример. В емкость для приготовления композиции загружают 18 масс. частей термопластичной смолы, 2 масс. части нефтяного битума и 80 масс. частей доломитовой муки, при перемешивании смесь нагревают до 120°C и добавляют пластификатор в количестве 1% от общей массы загруженных компонентов. Продолжают нагревание до 170°C, при этом происходит резкое изменение подвижности органической составляющей и ее полное совмещение с порошкообразным неорганическим наполнителем. После охлаждения до 150°C композиция используется для прессования изделий или, после перехода в твердое состояние при охлаждении, гранулируется. В качестве вторичного сырья для приготовления композиции могут быть использованы осколки мишеней тарелочек, которые нетоксичны, не содержат канцерогенных примесей и безопасны при сборе.

* ароматическая нефтеполимерная смола (НПС), полученная путем термической полимеризации ароматических углеводородов (фракции С-9) непрерывным способом, например, нефтяная смола GR90, DP-100 (KOLON CHEMICAL CO., LTD.) и др.

** алифатическая нефтеполимерная смола (НПС), полученная путем полимеризации фракции С5, например нефтеполимерные смолы марок А-1100 и А-1100S (KOLON CHEMICAL CO., LTD.) и др.

*** инден-кумароновая смола, полученная путем каталитической полимеризации сырья, содержащего инден и кумарон, например, нефтеполимерная смола марок С-90 и С-120 (KOLON CHEMICAL CO., LTD.) и др.

**** смешанная нефтеполимерная смола (НПС), полученная путем каталитической полимеризации фракций С5 и С9, например нефтеполимерные смолы марок Т-1080, Т-1100, Н-2200 (KOLON CHEMICAL CO., LTD.), «Сибпласт» (ТУ 2451-01-51513617-2007) и др.

(*1) ГОСТ 6617-76

(*2) ГОСТ 21822-87

(*3) ГОСТ 8771-76

При этом представленные примеры никоим образом не ограничивают объем изобретения. Очевидна возможность комбинации пластификаторов, термопластичных смол и нефтяных битумов.

1. Способ модификации нефтеполимерных смол нефтяных фракций С5, или С9, или С5/С9, или инден-кумароновых смол, или их смесей, заключающийся в добавлении битума, имеющего температуру размягчения 90-135°C в количестве 1-3 мас.%, неорганического порошкового наполнителя в количестве 80 мас.% и эфирного пластификатора в количестве 1 мас.% от суммы предыдущих компонентов.

2. Композиция для производства мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы состоящая из:
(1) нефтеполимерной смолы или смеси нефтеполимерных смол 17-19 мас.%
(2) нефтяного битума одного вида или смеси с температурой размягчения от 90 до 135°C 1-3 мас.%
(3) неорганического порошкового наполнителя 80 мас.%
(4) эфирного пластификатора 1 мас.% от суммы компонентов (1)-(3).



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к средствам имитации воздушных целей, в частности к подвижным мишеням, и может быть использовано для отработки технических характеристик, контроля технических состояний зенитных комплексов с радиолокационными системами наведения, а также обучения расчетов упомянутых комплексов при проведении учебно-боевых стрельб.

Изобретение относится к методу испытаний осколочного боеприпаса. .

Изобретение относится к применению в битумной композиции производного органического гелеобразующего агента, которое имеет молярную массу не более 2000 г/моль и включает по меньшей мере один донор водородных связей D, по меньшей мере один акцептор водородных связей А и по меньшей мере один компатибилизатор С в битуме.

Изобретение относится к дорожному покрытию, а именно к покрытиям из щебня с применением вяжущих материалов, и может быть использовано для однослойного покрытия проезжей части мостовых сооружений.

Изобретение относится к области химии и нефтехимического производства и может быть использовано для применения при строительстве, реконструкции и ремонте дорог, мостов и аэродромов в качестве полимерно-битумного вяжущего.

Изобретение относится к области строительного производства в автодорожной отросли и может быть применено при изготовлении асфальтобетона, в том числе с использованием нанотехнологий.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для проведения ямочного ремонта дорожного полотна, а также устройства оснований и покрытий автомобильных дорог.

Изобретение относится к применению от 2 до 6 масс.% восков Фишера-Тропша в сшитой битумно-полимерной композиции для улучшения устойчивости сшитой битумно-полимерной композиции к агрессивным химическим агентам.

Изобретение относится к дорожному строительству. Технический результат - более глубокое проникновение полимеризованного битума вглубь асфальтобетона с восстановлением утраченной эластичности и гибкости битумной составляющей дорожного покрытия, с эффективной изоляцией асфальтобетона от неблагоприятного атмосферного воздействия.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов, касающихся составов смесей для изготовления асфальтобетонов, которые могут быть использованы при устройстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостового полотна, искусственных сооружений и т.п.

Изобретение относится к битумным композициям и может быть использовано для получения битумных композиций, применяемых в дорожном и аэродромном строительстве. Битумная композиция включает в себя смесь окисленного битума с нефтяным неокисленным нефтепродуктом, причем в качестве нефтяного неокисленного нефтепродукта используют тяжелый газойль каталитического крекинга при соотношении, соответственно, окисленный битум:тяжелый газойль каталитического крекинга 95-99:5-1 мас.%, причем окисленный битум имеет температуру размягчения равную или большую, чем температура размягчения конечного продукта.

Изобретение относится к области производства композиций, содержащих модифицированную серу, которые могут быть использованы для производства строительных материалов - серных бетонов и сероасфальтобетонов, применяемых в различных отраслях строительства, в том числе транспортном, гидротехническом, гидромелиоративном и др.

Изобретение относится к полипропиленовой пленке с улучшенными барьерными свойствами в отношении проницаемости водяного пара и улучшенными механическими свойствами.

Изобретение относится к способу модификации нефтеполимерной смолы, в результате образуется пленкообразующее. .

Изобретение относится к применению антимиграционных добавок к пластификаторам на основе смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров и на основе высококипящих эфиров диоксановых спиртов для поливинилхлоридных композиций.

Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных, кровельных и защитных покрытий. .

Изобретение относится к химической, нефтехимической, резиновой, авиационной и др. .

Изобретение относится к гидроизоляционным композициям, используемым в покрывных и пропиточных массах при изготовлении рулонных кровельных материалов. .

Изобретение относится к безосновным рулонным гидроизоляционным материалам на основе битумно-каучуковой композиции, содержащей мягчители, наполнители, технологические добавки, модифицирующие смолы, предназначенным для устройства кровель, гидроизоляции, противокоррозионной защиты и герметизации конструкций, работающих в условиях изменения температур от плюс 60оС до минус 50оС, динамических нагрузок, блуждающих токов и сейсмических воздействий.

Изобретение относится к технологии полимеров, а именно к способу получения нефтеполимерных смол, применяемых в качестве пленкообразующих для получения лакокрасочных материалов.
Наверх