Композиционный материал для футеровки горнообогатительного и горнодобывающего оборудования



Композиционный материал для футеровки горнообогатительного и горнодобывающего оборудования
Композиционный материал для футеровки горнообогатительного и горнодобывающего оборудования
Композиционный материал для футеровки горнообогатительного и горнодобывающего оборудования

 


Владельцы патента RU 2604229:

Краевое государственное автономное учреждение "Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "НПО ГЕЛАР" (RU)

Изобретение относится к полимерному материаловедению и может быть использовано для изготовления футеровок, в том числе резинометаллических, для обеспечения защиты от многократных ударных деформаций, гидроабразивного и абразивного износа внутренних металлических поверхностей горнообогатительного и горнодобывающего оборудования. Композиционный материал включает натуральный каучук НК смокед - шит, сорт 1, стереорегулярный цис-1,4-полиизопрен - СКИ-3, активаторы вулканизации - стеариновую кислоту и цинковые белила, вулканизующее вещество - серу, органические ускорители вулканизации - 2-меркаптобензотиазол и N,N-дифенилгуанидин, антиоксиданты - N-фенил-N1-изопропил-парафенилендиамин и полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, физический противостаритель - воск ЗВ-1, наполнитель - активный техуглерод №220. Результатом является получение резинополимерного материала с повышенными физико-механическими характеристиками, стойкостью к абразивному износу, старению и многократным ударным деформациям. 2 табл.

 

Изобретение относится к полимерному материаловедению и может быть использовано для изготовления футеровок, в том числе резинометаллических, для обеспечения защиты от многократных ударных деформаций, гидроабразивного и абразивного износа внутренних металлических поверхностей горнообогатительного и горнодобывающего оборудования. К современным конструкционным материалам на основе полимерных матриц предъявляют комплекс требований к физико-механическим, морозоустойчивым, износостойким, теплофизическим и другим характеристикам. В связи с этим при создании композитов необходимо подобрать компоненты, которые оказывают комплексное воздействие на полимерную матрицу, обеспечивая синергетический эффект.

Известна полимерная композиция, содержащая полиформальдегид, модифицированный сернокислым барием, тальком и нитридом бора и сверхвысокомолекулярный полиэтилен (Авторское свидетельство СССР 1670911 C08L 59/02).

Материал имеет высокие физико-механические свойства и эффективен при использовании в качестве конструкционного материала в машиностроении, в частности станкостроении при изготовлении деталей копировальных устройств отделочно-обточных станков.

Недостатком материала является высокое значение износа, низкая морозоустойчивость и высокая текучесть под нагрузкой.

Известен композиционный маслобензостойкий износоморозостойкий материал на основе бутадиен- нитрильного каучука. (Пат. №2425850 Российской Федерации), содержащий в качестве наполнителей техуглерод П-324 и сверхвысокомолекулярный полиэтилен, модифицированный карбидом кремния, мягчитель диоктилфталат, серную вулканизующую группу, противостарители. Материал имеет высокую износостойкость, стойкость к действию низких температур, высокую маслобензостойкость. Применяется для изготовления резиновых технических изделий, работающих в среде масел, бензина, в абразивных средах при пониженных температурах.

Однако, его прочностные и динамические характеристики недостаточны для работы в режиме многократных деформаций, необходимых при эксплуатации горнообогатительного и горнодобывающего оборудования.

Известен композиционный материал ((Пат. №2505562 Российской Федерации) для наружных обкладок резинотканевых конвейерных лент на основе стереорегулярного цис-1,4-полиизопрена с содержанием звеньев цис-1,4 не менее 96% (СКИ-3), содержащий 5,2% модифицированного карбосилом и механоактивированного сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ).

Материал характеризуется высокой стойкостью к истиранию, морозостойкостью. Однако стойкость его к действию ударных многократных деформаций, гидроабразивного, абразивного износа не изучена.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному материалу и широко применяемый для изготовления футеровок является композиционный материал на основе натурального каучука (НК) для горнообогатительного оборудования по ТУ 38.105683-87 «Изделия резиновые технические для горнообогатительного оборудования и сырые товарные резины для их изготовления» - резиновая смесь 6252. Материал характеризуется высокими прочностными характеристиками, хорошей эластичностью. Недостаток - высокая стоимость, низкая прочность связи с металлом при отрыве. Вышеприведенный материал принят за прототип.

Технической задачей изобретения является разработка композиционного материала на основе НК для изготовления футеровок, в том числе резинометаллических, для обеспечения защиты от ударных многократных деформаций, гидроабразивного, абразивного, износа внутренних металлических поверхностей горнообогатительного и горнодобывающего оборудования. Основное требование к заявляемому материалу - он должен обладать высокой ударной прочностью, высокоэластичностью, стойкостью к ударным многократным нагрузкам, стойкостью к гидроабразивному, абразивному износу, повышенной стойкостью к старению, без потери технических характеристик прототипа. Технологический процесс изготовления изделий из этого материала не требует специального оборудования и дополнительных затрат.

Поставленная задача решается тем, что заявляемый композиционный материал содержит натуральный каучук (НК смокед- шит сорт 1) и стереорегулярный цис-1,4-полиизопрен (СКИ-3) соответственно 70 и 30 масс. ч. Вулканизующая группа содержит: органический активатор вулканизации - стеариновую кислоту (2,0 масс. ч.), неорганический активатор вулканизации - белила цинковые (5,0 масс ч.), основное вулканизующее вещество - серу (3,0 масс. ч.), органические ускорители вулканизации 2-меркаптобензотиазол (1,0 масс. ч.) и N,N-дифенилгуанидин-гуанид Ф - (0,5 масс. ч.). В качестве химических противостарителей (антиоксидантов) применяются N-фенил-N1-изопропил-парафенилендиамин (диафен ФП) в количестве 1,0 масс. ч. и полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ацетонанил Н) в количестве 1,0 масс. ч. Для защиты от озонного растрескивания в качестве физического противостарителя применяли воск ЗВ-1 (2,0 масс. ч.) - сплав твердых углеводородов мелкокристаллической структуры. Наполнителем служит активный техуглерод №220 (40.0 масс. ч.).

Введение в композиционный материал сильной вулканизующей группы, по сравнению с прототипом, обусловлено тем, что, как правило, футеровочные балки, лифтеры, пластины являются массивными, резиноемкими изделиями и требуют широкого плато вулканизации при сохранении ее скорости. Сочетание эффективных химических (диафен ФП является также противоутомителем) и физических противостарителей позволяет получить вулканизаты с высоким коэффициентом старения. Применение высокодисперсного усиливающего техуглерода №220 придает композиционному материалу высокую прочность на разрыв и раздир, высокую стойкость к многократным деформациям и износостойкость.

В результате изменения состава и дозировки ингредиентов, входящих в прототип, получен композиционный материал, значительно превышающий по своим физико-механическим показателям прототип. Характеристики композиционного материала заявленного состава и прототипа приведены в таблице 2.

Состав материала согласно изобретению приведен в таблице 1.

Пример получения заявленного материала.

Подготавливали навески ингредиентов композиционного материала по массе согласно рецепту.

Натуральный каучук предварительно пластицируется на вальцах ПД 320 160/160 в течение 10-12 мин при температуре валков 45-50°C. Подготавливали навески каучуков и ингредиентов композиционного материала по весу согласно рецепту. Смешение композиционного материала производили на вальцах ПД 320 160/160 при температуре поверхности валков 45±50°C. Последовательность ввода ингредиентов: вальцевали каучук НК при зазоре между валками 1±0,5 мм, вводили СКИ-3, затем регулировали величину зазора вальцев так, чтобы между валками находился хорошо обрабатываемый запас смеси. Вводили стеариновую кислоту, воск ЗВ-1, цинковые белила, антиоксиданты, технический углерод №220, серу. Общее время смешения 35-40 мин. Вулканизацию лабораторных образцов проводили на вулканизационном прессе 800×800 при температуре 155°C в течение 30 мин при удельном давлении не менее 40 МПа.

Испытания проводили следующим образом:

- условная прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве определяли по ГОСТ 11262;

- изменение нормы относительного удлинения при разрыве после старения в воздухе при температуре 100°C в течение 24 час определяли по ГОСТ 9.024, образец типа 1;

- потери объема при истирании по ГОСТ 23509;

- твердость определяли по ГОСТ 263;

- температурный предел хрупкости, °C по ГОСТ 7912-74;

- прочность связи с металлом при отрыве, МПа по ГОСТ 209-75, метод В;

- эластичность по отскоку, %, СТ СЭВ 108-7;

- относительная остаточная деформация при постоянной величине сжатия 30%, 22°С, 24 час не более, % по ГОСТ 9.029-74.

Свойства композиционного материала приведены в таблице 2.

Как следует из данных таблицы 2, заявленный состав превосходит прототип по показателям прочности, относительного удлинения, без потери технических характеристик прототипа. Дополнительно, исходя из условий эксплуатации футеровочных материалов, произведены испытания по показателям: изменение нормы относительного удлинения при разрыве после старения в воздухе при температуре 100°С в течение 24 час, относительная остаточная деформация при постоянной величине сжатия 30%, 22°С, 24 час, потери объема при истирании, мм3, которые являются приоритетными для данного вида продукции и характеризуют стойкость резин к действию на них многократных деформаций, абразивного износа и старения. Именно эти показатели определяют эксплуатационные характеристики заявленного композиционного материала и являются наиболее важными для футеровок, стойких к старению, действию многократных деформаций и абразивному износу.

Эффект достигается при введении в композиционный материал активного техуглерода №220, усиления вулканизующей группы, изменения состава антиоксидантов, введения противоутомителей.

Таким образом, заявленный состав в заявленном соотношении превосходит прототип по совокупности характеристик.

Композиционный материал для футеровки горнообогатительного и горнодобывающего оборудования, включающий натуральный каучук НК смокед - шит, сорт 1, отличающийся тем, что он содержит стереорегулярный цис-1,4-полиизопрен - СКИ-3, органический активатор вулканизации - стеариновую кислоту, неорганический активатор вулканизации - цинковые белила, основное вулканизующее вещество - серу, органические ускорители вулканизации - 2-меркаптобензотиазол и N,N-дифенилгуанидин, в качестве антиоксидантов - N-фенил-N1-изопропил-парафенилендиамин и полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, в качестве физического противостарителя - воск ЗВ-1, в качестве наполнителя - активный техуглерод №220, при соотношении компонентов, масс.ч./мас.%:



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к резиновым композициям, содержащим графеновые углеродные частицы, и может быть использовано, в частности, в протекторах шин. Резиновая композиция содержит базовую композицию резиновой смеси, которая содержит каучук, и добавку, выбираемую из технологических масел, антиоксидантов, вулканизаторов и оксидов металлов; а также - 0,1-20,0 мас.% графеновых углеродных частиц, обладающих 3D морфологией и содержанием кислорода менее чем 2% атомной массы; и 1-50 мас.% частиц наполнителя.

Изобретение относится к пневматической шине, содержащей, по меньшей мере, один компонент, который содержит каучуковую композицию. Каучуковая композиция содержит: эластомер на диеновой основе и от 5 до 10 мас.ч.

Изобретение относится к шине, поверхность качения которой содержит каучуковую композицию, включающую по меньшей мере: от 35 до 65 phr эмульсионного бутадиен-стирольного сополимера "E-SBR", называемого первым диеновым эластомером, в котором доля бутадиеновых звеньев структуры транс-1,4 составляет более 50% веса всех бутадиеновых звеньев; от 35 до 65 phr полибутадиена (BR) в качестве второго диенового эластомера; необязательно, от 0 до 30 phr другого диенового эластомера, называемого третьим диеновым эластомером; от 90 до 150 phr усиливающего неорганического наполнителя; пластифицирующую систему, содержащую: количество А: в интервале между 10 и 60 phr, углеводородной смолы, характеризующейся Tg более 20°C; количество В: в интервале между 10 и 60 phr, пластификатора, жидкого при 20°С, Tg которого составляет менее -20°C; при условии, что общее количество пластификаторов, А+В, находится в интервале между 50 и 100 phr.

Изобретение раскрывает шину, поверхность качения которой содержит каучуковую композицию, включающую, по меньшей мере: от 40 до 100 phr эмульсионного бутадиен-стирольного сополимера "E-SBR", называемого первым диеновым эластомером, в котором доля бутадиеновых звеньев структуры транс-1,4 составляет более 50% от веса всех бутадиеновых звеньев; необязательно, от 0 до 60 phr другого диенового эластомера, называемого вторым диеновым эластомером; от 90 до 150 phr усиливающего неорганического наполнителя; пластифицирующую систему, содержащую: количество А: между 10 и 60 phr, углеводородной смолы с Tg выше 20°С; количество В: между 10 и 60 phr, пластификатора, жидкого при 20°С, Tg которого составляет менее -20°С; при условии, что общее количество пластификаторов, А+В, находится в интервале между 50 и 100 phr.

Изобретение относится к резиновой смеси для брекера и пневматической шине. Резиновая смесь для брекера включает каучуковый компонент, который содержит модифицированный натуральный каучук с содержанием фосфора 200 ppm или менее, сажу или сажу и светлый наполнитель, серу и вулканизирующий агент.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении наполнителей диоксид кремния/силан для покрышек легковых автомобилей. Суспензию необработанного наполнителя обрабатывают композицией для обработки, содержащей органосилан, после чего суспензию высушивают.

Изобретение относится к области производства резиновых изделий. Вулканизуемая резиновая смесь включает в качестве ускорителя вулканизации продукт взаимодействия известных ускорителей вулканизации класса сульфенамидов с эпоксидными соединениями в количестве 0,2-6,0 мас.ч.

Изобретение относится к области производства резиновых изделий, в частности к составам вулканизуемой резиновой смеси. Резиновая смесь содержит продукт взаимодействия N-третбутил-2-бензотиазолилсульфенамида и триглицидилового эфира триметилолпропана с содержанием эпоксидных групп 7-16% в количестве 3-16 мас.

Изобретение относится к способу получения резиновой смеси, содержащей неорганический наполнитель и имеющей улучшенную характеристику низкого выделения тепла. Способ получения резиновой смеси, которая содержит, по меньшей мере, один каучуковый компонент (А), выбранный из натурального каучука и диеновых каучуков, полученных эмульсионной полимеризацией, наполнитель, содержащий неорганический наполнитель (В), силановый связующий агент (С), по меньшей мере, один ускоритель вулканизации (D), выбранный из гуанидинов, сульфенамидов и тиазолов, и соединение органической кислоты (Е), включающее соединение органической кислоты, содержащееся в каучуковом компоненте (А), в котором резиновую смесь вымешивают на нескольких этапах; каучуковый компонент (А), весь или часть неорганического наполнителя (В), весь или часть силанового связующего агента (С), ускоритель вулканизации (D) и соединение органической кислоты (Е) вымешивают на первом этапе вымешивания, причем количество молекул X соединения органической кислоты (Е) в резиновой смеси на первом этапе относительно количества молекул Y ускорителя вулканизации (D) выражается следующей формулой 0<Х≤1,5×Y.

Изобретение относится к виброизоляционной резиновой смеси и сшитой виброизоляционной резиновой смеси. Описывается виброизоляционная резиновая смесь, содержащая: каучуковый компонент, включающий сополимер сопряженное диеновое соединение/несопряженный олефин; 0,6 частей масс.

Изобретение относится к производству строительных изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов и может быть использовано для получения черепичных, прочных кровельных материалов, химически стойких покрытий полов и др.

Изобретение относится к способу получения композиции из полимера и наноразмерных наполнителей, используемой в технологиях получения полимерных композиционных материалов широкого спектра применения.

Изобретение относится к пленке, которую применяют в составе разнообразных одноразовых изделий, например подгузников, гигиенических салфеток, одежды для взрослых, страдающих недержанием, перевязочного материала и т.д.
Изобретение относится к полученному литьевым формованием многослойному изделию, включающему слой композиции барьерного полимера, включающей (А) от 20 до 60 мас.% полиамидного полимера, включающего диаминный структурный блок, 70 мольных процентов или более которого являются производными мета-ксилилендиамина, и структурный блок дикарбоновой кислоты, 70 мольных процентов или более которого являются производными дикарбоновой кислоты, содержащей линейную алифатическую α,ω-дикарбоновую С4-С20-кислоту и изофталевую кислоту в молярном отношении от 30:70 до 100:0; (В) от 80 до 40 мас.% модифицированного полиолефина.

Изобретение относится к комплексным модификаторам, улучшающим свойства органического вяжущего и материалов на его основе, используемых в строительстве, таких как слои дорожной одежды, защитные, изоляционные, гидрофобные покрытия, композитные материалы и т.д.

Мембраны // 2581869
Изобретение относится к полиолефиновой мембране, пригодной для использования в гидроизоляционных приложениях. Мембрана включает слой (A) и слой (B), где слой (A) содержит композицию (i), содержащую следующие полимерные компоненты, причем все процентные величины относятся к массе: a) от 10 до 40% пропиленового гомополимера и/или сополимера, содержащего более 85% пропилена и имеющего не растворимую в ксилоле фракцию, составляющую при комнатной температуре более чем 80%; и b) от 60 до 90% одного или нескольких сополимеров α-олефина и этилена, содержащих менее чем 40% этилена и имеющих растворимую в ксилоле фракцию, составляющую при комнатной температуре более чем 70%; причем количества (a) и (b) приведены по отношению к суммарной массе (a) и (b); и слой (B) содержит этиленовый гомополимер и/или сополимер, имеющий плотность от 0,915 до 0,980 г/см3; причем указанный слой (B) по меньшей мере частично связан со слоем (A).

Описана изоляционная мембрана, предназначенная для изоляции субстратов. Изоляционная мембрана содержит термопластичный барьерный слой и нелипкий слой твердой эпоксидной смолы.

Изобретение относится к области полимеризации олефина с использованием смешанной каталитической композиции. Описан способ получения мультимодальной полиолефиновой композиции.

Изобретение относится к резиновой смеси, вулканизированной резине и шине. Резиновая смесь включает каучуковый компонент и волокно, выполненное из гидрофильной смолы.
Изобретение относится к составам, применяемым в криминалистике для оценки поражающих свойств высокоскоростных снарядов огнестрельного оружия. Компаунд - имитатор мышечных тканей человека содержит нефтяное и/или синтетическое масло, загуститель, выбранный из группы полиуретанов, полимеров и/или сополимеров этилена, пропилена, бутадиена, а также петролатум, и/или церезин, и/или парафин и в качестве антиокислительной присадки ионол в количестве не более 1 мас.%.

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к композициям гомогенных биоразлагаемых пленок, которые можно использовать для производства различных изделий промышленного, бытового и медицинского назначения.
Наверх