СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ШИНЫ Российский патент 2013 года по МПК C08J3/20 C08L21/00 B01F5/08 

Описание патента на изобретение RU2479603C2

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 марка Диспактол ЦМ, содержащая дополнительно оксиэтилированные жирные кислоты или их комбинацию с оксидом цинка. Смесь получают путем перемешивания во вращающемся барабане /см. патент РФ 2129131, С08L 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°С 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°С в течение 2-3 мин при частоте вращения перемешивающих роторов 30 1/мин /RU 2255947, 10.07.2005, C08L 21/00/.

Недостатком прототипа является неравномерность распределения компонентов по объему смеси.

Технической задачей изобретения является разработка способа создание 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°С 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, а смесь в критической части сопла разгоняется до скорости 8-10 м/с.

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.

Похожие патенты RU2479603C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ШИНЫ 2009
  • Лобко Владимир Павлович
  • Лобко Святослав Владимирович
  • Лобко Павел Владимирович
RU2471820C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ШИНЫ 2009
  • Лобко Владимир Павлович
  • Лобко Святослав Владимирович
  • Лобко Павел Владимирович
RU2479604C2
РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 2003
  • Рахматуллина А.П.
  • Ахмедьянова Р.А.
  • Лиакумович А.Г.
  • Мохнаткина Е.Г.
  • Портной Ц.Б.
  • Нелюбин А.А.
  • Ильясов Р.С.
RU2255947C1
РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 2011
  • Ходакова Светлана Яковлевна
  • Третьякова Наталья Александровна
  • Андрейкова Любовь Николаевна
  • Беккер Альбина Васильевна
  • Чеснокова Татьяна Сергеевна
RU2461591C1
РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОТЕКТОРНОЙ ЧАСТИ МАССИВНОЙ ШИНЫ 2001
  • Пустильник Г.М.
  • Безденежных Ю.Т.
  • Югов В.В.
  • Хлыбов Н.А.
  • Плетников М.П.
RU2213109C2
КОМПОЗИЦИЯ РЕЗИНОВАЯ ДЛЯ АМОРТИЗАЦИОННОГО СЛОЯ МАССИВНОЙ ШИНЫ 2001
  • Пустильник Г.М.
  • Безденежных Ю.Т.
  • Югов В.В.
  • Хлыбов Н.А.
  • Плетников М.П.
RU2213750C2
РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 1997
  • Галыбин Г.М.
  • Воронов В.М.
  • Сергеева Н.Л.
  • Луканичева В.Я.
  • Орлов В.Ю.
  • Русин В.Б.
  • Писмарев С.В.
  • Сеземов В.Г.
RU2167171C2
ВИБРОДЕМПФИРУЮЩИЙ ЭЛАСТОМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ И ЕГО СОСТАВ 2014
  • Выборов Анатолий Николаевич
  • Кукушкин Сергей Юрьевич
  • Исаев Юрий Владимирович
  • Санкин Сергей Владимирович
RU2572409C1
Резиновая смесь на основе ненасыщенного каучука 1983
  • Богуславский Давид Борисович
  • Левит Евгений Захарович
  • Огневская Татьяна Ефимовна
  • Богуславская Кира Валентиновна
  • Фруман-Аврутина Светлана Абрамовна
  • Штанько Людмила Федоровна
  • Фомин Валерий Анатольевич
  • Киселев Валерий Яковлевич
  • Мойкин Герман Владимирович
SU1151551A1
РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 1993
  • Галыбин Г.М.
  • Сергеева Н.Л.
  • Воронов В.М.
  • Евдокимов М.А.
  • Носов В.И.
  • Луканичева В.Я.
  • Котельникова М.А.
  • Иванчиков Н.А.
  • Янсон Е.Ф.
  • Гольдштейн Ю.М.
RU2094444C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ШИНЫ

Изобретение относится к изготовлению резиновой смеси для автомобильной шины. Резиновую смесь готовят в резиносмесителе в 2 стадии, на первой - вводят ненасыщенный 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 осуществляют 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 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, а смесь в критической части сопла разгоняется до скорости 8-10 м/с. Изобретение позволяет повысить равномерность распределения компонентов при улучшении физико-механических свойств.

Формула изобретения RU 2 479 603 C2

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 расщеплению 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, а смесь в критической части сопла разгоняется до скорости 8-10 м/с.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2479603C2

РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ 2003
  • Рахматуллина А.П.
  • Ахмедьянова Р.А.
  • Лиакумович А.Г.
  • Мохнаткина Е.Г.
  • Портной Ц.Б.
  • Нелюбин А.А.
  • Ильясов Р.С.
RU2255947C1
Способ двухстадийного изготовления резиновой смеси 1989
  • Алексеева Ирина Константиновна
  • Золкина Анна Егоровна
  • Сахновский Наум Львович
  • Степанова Лариса Ивановна
  • Гончарова Людмила Тимофеевна
  • Шварц Аркадий Григорьевич
  • Фроликова Валентина Георгиевна
  • Ильин Александр Николаевич
  • Галыбин Гурий Михайлович
  • Сергеева Нина Леонидовна
  • Воронов Виктор Михайлович
  • Евдокимов Михаил Алексеевич
SU1700013A1
ШАХТНЫЙ САМОХОДНЫЙ ВАГОН 1994
  • Мельников Алексей Дмитриевич
  • Попов Михаил Владимирович
  • Парада Николай Иванович
RU2042544C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ И АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1993
  • Зябрев Б.Г.
  • Мелешкин Е.А.
RU2034638C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ШЕСТЕРЕНКО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ 2003
  • Шестеренко Николай Алексеевич
RU2279907C2

RU 2 479 603 C2

Авторы

Лобко Владимир Павлович

Лобко Святослав Владимирович

Лобко Павел Владимирович

Даты

2013-04-20Публикация

2009-11-12Подача