Способ изготовления термопластичного бронесостава
Владельцы патента RU 2660089:
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" (RU)
Изобретение относится к способу изготовления многокомпонентных термопластичных бронесоставов в виде гранул на основе термопластичных материалов, которые могут быть использованы при изготовлении изделий, покрываемых защитной полимерной оболочкой. Способ изготовления бронесостава включает бутадиен-стирольной каучук марки ДМСТ(Р), инден-кумароновую смолу, хризотил, алюминия гидроокись и стеариновую кислоту, который осуществляют на экструзионном модуле. При этом используют частицы термоэластопласта ДМСТ(Р) размером до 20 мм, экструдирование гранул выполняют однократно, обеспечивая температуру изготовления гранул бронесостава от 120 до 145°С, а при вводе до 30 мас.% возвратно-технологических отходов от общего количества компонентов - двукратно. Технический результат заключается в исключении операции смешения компонентов в смесителе, однократном экструдировании гранул, расширении диапазона размеров частиц используемого термоэластопласта ДМСТ(Р). 1 ил., 1 табл., 7 пр.
Изобретение касается способа изготовления многокомпонентных термопластичных бронесоставов в виде гранул на основе термопластичных материалов, которые могут быть использованы в различных областях техники, в том числе при изготовлении изделий, покрываемых защитной полимерной оболочкой.
Использование многокомпонентных бронесоставов в виде гранул обеспечивает высокую точность его дозирования, качество изготавливаемой продукции, снижение трудоемкости и повышение технологичности процесса.
Известен состав на основе термоэластопласта (пат. RU 2208007) и способ его изготовления в виде гранул путем двух-трехкратной грануляции смеси компонентов на экструдере (пат. RU 2305629).
Известен также способ изготовления состава на основе термоэластопласта (пат. RU 2389605), при этом термоэластопласт в сухую смесь компонентов вводят в 1-2% растворе в бутилацетате. При этом достигается достаточно высокий уровень гомогенности, но появляются дополнительные операции по выгрузке бронемассы на противни и сушке в течение 3-12 часов.
Технический результат по пат. RU 2305629 от 20.12.2005 принят авторами за прототип.
Недостатками прототипа являются:
- необходимость операции перемешивания исходных компонентов в смесителе;
- двух-трехкратная переработка бронесостава в экструдере;
- использование термоэластопласта ДМСТ(Р) с размером частиц не более 10 мм.
Технической задачей изобретения является разработка способа изготовления многокомпонентного гранулированного бронесостава на основе термоэластопласта с возможностью использования возвратно-технологических отходов (ВТО), с исключением операции перемешивания исходных компонентов в смесителе и необходимости двух-трехкратной переработки гранул, расширения диапазона используемых частиц термоэластопласта ДМСТ(Р) с размером до 20 мм и значением предела текучести расплава (ПТР) не менее 2 г/10 мин.
Указанная техническая задача решается в рамках патентуемого изобретения путем разработки способа изготовления многокомпонентного гранулированного бронесостава с использованием нового современного оборудования.
Технический результат изобретения заключается в изготовлении гранулированного бронесостава на основе термоэластопласта в сочетании с инден-кумароновой смолой, гидроокисью алюминия, хризотила и стеариновой кислоты на современном экструзионном модуле, включающем двухшнековый экструдер с автоматическим дозатором и гранулятором, в котором осуществляется смешение компонентов бронесостава с последующей пластификацией, гомогенизацией и гранулированием бронемассы путем экструдирования материала через фильеру с требуемым поперечным сечением и его последующей автоматической разрезки на гранулы требуемой длины.
До смешения компонентов термоэластопласт и ВТО измельчают до размера частиц не более 20 мм, инден-кумароновую смолу, хризотил и гидроокись алюминия до частиц не более 800 мкм. Навески компонентов засыпают в приемное устройство дозатора, снабженное разрыхлителем, где происходит перемешивание компонентов. Полученная смесь из дозатора подается в двухшнековый экструдер, где подвергается пластификации, гомогенизации и экструдированию при температуре от 120 до 145°C. Наличие на шнеках экструдера нескольких зон пластикации и перемешивания позволяет проводить одну грануляцию для получения качественных гранул.
На чертеже приведены границы зон нагрева и областей шнеков: 1 - область транспортирования, 2 - область пластикации, 3 - область перемешивания, I, II, III, IV, V, VI - зоны нагрева, Г - головка экструдера.
При использовании ВТО гранулы перерабатываются двукратно, при этом ВТО добавляется в загрузочное устройство дозатора вместе с гранулами первой кратности.
Сущность изобретения заключается в следующем.
1. Использование дозатора с разрыхляющим устройством позволяет исключить фазу перемешивания в лопастном смесителе и сократить время технологического процесса изготовления гранул бронепокрытия на 40 минут.
2. Использование двухшнекового экструдера с трехкратным повтором зон пластикации и перемешивания, позволяющим получать более высокую степень гомогенизации, что способствует улучшению реологических характеристик и позволяет получать гранулы бронепокрытия удовлетворительного качества после первой грануляции.
3. Использование шнека с несколькими зонами позволяет установить равномерную температуру по всей длине шнека от 120 до 145°С для равномерного перемешивания и снижения нагрузки на вал.
4. Равномерное перемешивание, обеспечивающееся двушнековым экструдером и выбранным температурным режимом, позволяет использовать частицы ДМСТ(Р) размером до 20 мм, что снижает трудозатраты и время на помол термоэластопласта.
5. Переработка ВТО бронесостава.
Примеры реализации способа
Пример 1. Компоненты бронесостава, масс. %:
| ДМСТ(Р) с размером частиц 20 мм | 32,5 |
| Смола инден-кумароновая | 32,5 |
| Хризотил | 10 |
| Алюминия гидроокись | 25 |
| Кислота стеариновая, сверх 100% | 3,0 |
Режимы изготовления гранул бронесостава и оценка качества гранул приведены в таблице.
Примеры 2, 3. Состав и порядок приготовления гранул аналогичен примеру 1. Режимы изготовления гранул бронесостава и оценка качества гранул приведены в таблице.
Пример 4. Состав, температурные режимы и порядок приготовления гранул аналогичен примеру 1, перед второй грануляцией добавляли 30 масс. % ВТО от общего количества компонентов.
Пример 5. Состав, температурные режимы и порядок приготовления гранул аналогичен примеру 1, перед второй грануляцией добавляли 35 масс. % ВТО от общего количества компонентов.
Пример 6. Состав и порядок приготовления гранул аналогичен примеру 1. Размер частиц термоэластопласта ДМСТ(Р) до 25 мм. Режимы изготовления гранул бронесостава и оценка качества гранул приведены в таблице.
Из таблицы видно, что:
- выбранные температурные режимы (от 120 до 145°С) обеспечивают качество изготавливаемых гранул бронесостава при однократном экструдировании (Примеры 1 и 2) при размере частиц ДМСТ(Р) 20 мм. При увеличении температуры до 150°С гранулы имеют неудовлетворительный внешний вид (Пример 3);
- при добавлении 30 масс. % ВТО от общего количества компонентов бронесостава гранулы качественные по внешнему виду и значению ПТР.
(Пример 4). При введении ВТО в количестве 35 масс. % от общего количества компонентов гранулы бронесостава имеют недостаточную гомогенизацию, при этом возрастает нагрузка на вал шнека (Пример 5);
- при использовании ДМСТ(Р) с размерами частиц 25 мм, т.е. более 20 мм, бронемасса не технологична (Пример 6).
Заявленный способ опробован в АО «НИИПМ» в лабораторных условиях с положительными результатами и может быть предложен для отработки в серийном производстве.
Способ изготовления бронесостава на основе бутадиен-стирольного каучука марки ДМСТ(Р), инден-кумароновой смолы, хризотила, алюминия гидроокиси и стеариновой кислоты на экструзионном модуле, отличающийся тем, что используют частицы термоэластопласта ДМСТ(Р) размером до 20 мм, экструдирование гранул выполняют однократно, обеспечивая температуру изготовления гранул бронесостава от 120 до 145°С, а при вводе до 30 мас.% возвратно-технологических отходов от общего количества компонентов - двукратно.
